一种膜电极缺陷快速筛拣设备制造技术

本实用新型专利技术提供了一种膜电极缺陷快速筛拣设备，包括设置有面光源的样品放置平台，设置在样品放置平台上方的检测器，以及用于驱动检测器沿X、Y、Z三个方向移动的三轴移动机构；所述检测器包括朝下设置的激光测距仪和朝下设置的图像采集装置，该检测器与上位机通信连接。该设备能够对膜电极缺陷位置进行定位和图像采集，以便后续进行分析。

A rapid screening and sorting equipment for membrane electrode defects

【技术实现步骤摘要】
一种膜电极缺陷快速筛拣设备
本技术涉及燃料电池检测
，特别涉及一种膜电极缺陷快速筛拣设备。
技术介绍
燃料电池能够将燃料中的化学能直接转化成电能，供给用电单元。燃料电池按照工作温度可以分为低温燃料电池、中温燃料电池和高温燃料电池。其中质子交换膜燃料电池（ProtonExchangeMembranefuelcell，简称PEMFC）是低温燃料电池的重要组成部分，其主要特点包括：清洁、效率高、能量密度大、输出功率可以根据需求进行自主调节，应用范围广等优点。PEMFC燃料电池一般包括离子交换膜、催化剂、密封、双极板、集电板、端板等主要结构，其中离子交换膜和催化剂以及密封结构组成了燃料电池中发生电化学反应的主要场所的部件——膜电极。膜电极包括结构部件包括：离子交换膜、阳极催化剂、阴极催化剂、阳极扩散层和阴极扩散层以及密封结构。膜电极制备过程中主要流程是将催化剂材料均匀的分布到离子交换膜上面，形成催化层。催化剂材料是粉末状材料，而离子交换膜是一种几微米到几十微米甚至上百微米的薄膜材料，比较柔软，因此在催化剂涂覆、喷涂过程中容易产生褶皱、变形等变化。这种褶皱以及变形会影响膜电极在工作过程中的有效催化面积以及电池内部的均匀性，对电流密度的均一性在成一定的破坏作用，影响电流的输出稳定性，同时容易在褶皱变形处容易造成电压聚集区域引起催化剂材料的降解，最终影响燃料电池的寿命。目前的燃料电池膜电极缺陷检测技术主要集中在对膜电极内部缺陷的检测，特别是针孔类缺陷检测。固然这种缺陷会对燃料电池性能起到致命性的伤害，但是膜电极表面的情况也会对燃料电池性能起到决定性的作用，特别是当一些褶皱、变形以及杂质颗粒等存在会对电流密度的均匀分布造成破坏性影响，最终影响到燃料电池的性能以及使用寿命。通常针对燃料电池膜电极表面缺陷检测方法主要还是通过肉眼检测，这种通过肉眼观察、评判分析MEA表面的缺陷情况的方法相对原始、并且消耗大量的人力以及时间成本，生产效率低下，并且人工检测分辨率低，容易出现漏检，误检等情况的发生。褶皱、变形以及杂质颗粒等表面缺陷均会引起膜电极在厚度方向的尺寸变化，而一般在膜电极上面出现针孔等缺陷的同时也会伴随有厚度方向的尺寸变化，因此可通过检测膜电极厚度变化情况来实现膜电极表面以及内部缺陷的快速、准确的检测。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足之处，本技术的目的在于提供一种膜电极缺陷快速筛拣设备，能够对膜电极缺陷位置进行定位和图像采集，以便后续进行分析。为了达到上述目的，本技术采取了以下技术方案：一种膜电极缺陷快速筛拣设备，包括设置有面光源的样品放置平台，设置在样品放置平台上方的检测器，以及用于驱动检测器沿X、Y、Z三个方向移动的三轴移动机构；所述检测器包括朝下设置的激光测距仪和朝下设置的图像采集装置，该检测器与上位机通信连接。所述的膜电极缺陷快速筛拣设备中,所述三轴移动机构的在X、Y、Z三个方向上的移动控制精度均不大于0.02mm。一种三轴移动机构的结构形式为：所述三轴移动机构包括沿X向延伸并与检测器滑动连接的滑轨，驱动检测器在滑轨上移动的第一X轴驱动组件，两根沿Z向延伸并可沿Y向移动地设置在样品放置平台上的立槽，以及驱动两根立槽同步移动的第一Y轴驱动组件；滑轨的两端分别滑动设置在两个立槽中，三轴移动机构还包括用于驱动滑轨两端同步移动的第一Z轴驱动组件。具体的,所述第一X轴驱动组件包括电机Ⅰ和沿X向延伸的丝杆Ⅰ，电机Ⅰ固定在滑轨的一端并用于驱动丝杆Ⅰ转动，所述检测器与丝杆Ⅰ螺纹传动连接。具体的,所述第一Y轴驱动组件包括两根沿Y向延伸的丝杆Ⅱ、一根蜗杆Ⅰ和用于驱动蜗杆Ⅰ转动的电机Ⅱ；所述样品放置平台的两端各设置有一个滑槽，所述丝杆Ⅱ设置在对应的滑槽中，所述立槽的下端滑动设置在滑槽中并与丝杆Ⅱ螺纹传动连接；每根丝杆Ⅱ的端部通过一个蜗轮Ⅰ与所述蜗杆Ⅰ传动连接。具体的,所述第一Z轴驱动组件包括两根分别沿Z向设置在两个立槽中的丝杆Ⅲ，设在丝杆Ⅲ顶部的蜗轮Ⅱ，一根与两个蜗轮Ⅱ啮合的蜗杆Ⅱ，以及用于驱动蜗杆Ⅱ转动的电机Ⅲ；所述滑轨的两端分别与两根丝杆Ⅲ螺纹传动连接。另一种三轴移动机构的结构形式为：所述的膜电极缺陷快速筛拣设备还包括一个壳体，所述三轴移动机构包括两根对称地设置在壳体内壁上的Y向滑槽，沿X向延伸且两端分别滑动设置在两根Y向滑槽中的X向导轨，驱动X向导轨两端同步移动的第二Y向驱动组件，滑动连接在X向导轨上的滑块，驱动该滑块移动的第二X向驱动组件，固定在滑块上且与检测器滑动连接的Z向滑槽，以及驱动检测器移动的第二Z轴驱动组件。具体的,所述第二X轴驱动组件包括电机Ⅳ和沿X向延伸的丝杆Ⅳ，电机Ⅳ固定在X向导轨的一端并用于驱动丝杆Ⅳ转动，所述滑块与丝杆Ⅳ螺纹传动连接。具体的,所述第二Y轴驱动组件包括两根分别沿Y向设置在Y向滑槽的丝杆Ⅴ，设置在丝杆Ⅴ后端的蜗轮Ⅲ，一根与两个蜗轮Ⅲ啮合的蜗杆Ⅲ，以及用于驱动蜗杆Ⅲ转动的电机Ⅴ；所述X向导轨的两端分别与两根丝杆Ⅴ螺纹传动连接。具体的,第二Z轴驱动组件包括沿Z向设置在Z向滑槽中的丝杆Ⅵ，以及用于驱动丝杆Ⅵ转动的电机Ⅵ；所述检测器与丝杆Ⅵ螺纹传动连接。有益效果：本技术提供的一种膜电极缺陷快速筛拣设备，由三轴移动机构驱动激光测距仪和图像采集装置移动，利用激光测距仪对膜电极整个表面进行测距，从而可根据距离变化情况快速、准确地发现具有缺陷的位置，再由图像采集装置对缺陷位置进行图像采集，以供上位机进行图像分析，从而可快速确认缺陷类型。利用该膜电极缺陷快速筛拣设备能够快速方便地检测出膜电极的表面缺陷。附图说明图1为本技术提供的一种膜电极缺陷快速筛拣设备的结构示意图。图2为本技术提供的另一种膜电极缺陷快速筛拣设备的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。下文的公开提供的实施方式或例子用来实现本技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种膜电极缺陷快速筛拣设备，其特征在于，包括设置有面光源的样品放置平台，设置在样品放置平台上方的检测器，以及用于驱动检测器沿X、Y、Z三个方向移动的三轴移动机构；所述检测器包括朝下设置的激光测距仪和朝下设置的图像采集装置，该检测器与上位机通信连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种膜电极缺陷快速筛拣设备，其特征在于，包括设置有面光源的样品放置平台，设置在样品放置平台上方的检测器，以及用于驱动检测器沿X、Y、Z三个方向移动的三轴移动机构；所述检测器包括朝下设置的激光测距仪和朝下设置的图像采集装置，该检测器与上位机通信连接。


2.根据权利要求1所述的膜电极缺陷快速筛拣设备，其特征在于,所述三轴移动机构的在X、Y、Z三个方向上的移动控制精度均不大于0.02mm。


3.根据权利要求2所述的膜电极缺陷快速筛拣设备，其特征在于,所述三轴移动机构包括沿X向延伸并与检测器滑动连接的滑轨，驱动检测器在滑轨上移动的第一X轴驱动组件，两根沿Z向延伸并可沿Y向移动地设置在样品放置平台上的立槽，以及驱动两根立槽同步移动的第一Y轴驱动组件；滑轨的两端分别滑动设置在两个立槽中，三轴移动机构还包括用于驱动滑轨两端同步移动的第一Z轴驱动组件。


4.根据权利要求3所述的膜电极缺陷快速筛拣设备，其特征在于,所述第一X轴驱动组件包括电机Ⅰ和沿X向延伸的丝杆Ⅰ，电机Ⅰ固定在滑轨的一端并用于驱动丝杆Ⅰ转动，所述检测器与丝杆Ⅰ螺纹传动连接。


5.根据权利要求3所述的膜电极缺陷快速筛拣设备，其特征在于,所述第一Y轴驱动组件包括两根沿Y向延伸的丝杆Ⅱ、一根蜗杆Ⅰ和用于驱动蜗杆Ⅰ转动的电机Ⅱ；所述样品放置平台的两端各设置有一个滑槽，所述丝杆Ⅱ设置在对应的滑槽中，所述立槽的下端滑动设置在滑槽中并与丝杆Ⅱ螺纹传动连接；每根丝杆Ⅱ的端部通过一个蜗轮Ⅰ与所述蜗杆Ⅰ传动连接。
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【专利技术属性】
技术研发人员：赵玉彬，陈丽丽，
申请(专利权)人：佛山市清极能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44