双极板表面划痕检测系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及划痕检测技术领域，提供了一种双极板表面划痕检测系统及方法，该检测系统包括：光源组件、第一偏振片、第二偏振片、成像组件和控制单元；光源组件用于发射偏振光；第一偏振片布置在光源组件与待测双极板之间；第二偏振片布置在预设检测区域上方；成像组件布置在第二偏振片远离待测双极板的一侧，用于采集透射光束的光学成像信息。本发明专利技术通过合理布置第一偏振片和第二偏振片的位置对光学光路进行优化设计，从而得到划痕区域曝光被增强、其他区域曝光被减弱的光学图像，利用成像组件将双极板上的划痕凸显出来，使控制单元能够快速准确的判断出划痕的存在，从而提高划痕的检测精度，避免出现漏检和误检的问题。避免出现漏检和误检的问题。避免出现漏检和误检的问题。

【技术实现步骤摘要】
双极板表面划痕检测系统及方法


[0001]本专利技术涉及划痕检测
，尤其是涉及一种双极板表面划痕检测系统及方法。

技术介绍

[0002]氢能是公认的清洁能源。近年来，我国加快在氢能的布局和发展规划，已在氢能领域取得多方面进展。氢燃料电池是一种将氢的化学能转换为电能的发电装置，具有零碳排放、无污染、工作温度低、噪声低等优势，一直被认为是利用氢能解决未来人类能源危机的终极方案。
[0003]双极板是氢燃料电池的核心元件，主要用于将燃料和空气分配到两个电极表面以及用于电池堆的散热。双极板由两块极板组成，通过密封胶或者焊接的方式进行组合。
[0004]不锈钢和钛合金是制备极板的一种主要材料。金属双极板制作完成后，需要通过如物理气相沉积等方法进行镀膜，将一层薄膜镀到金属双极板的两个表面。而金属极板和/或金属双极板在生产过程中，表面形成的划痕会影响镀膜的膜层厚度、均匀性、附着力、耐久性等，从而影响燃料电池的性能和寿命。因此，在镀膜之前，对金属双极板表面进行划痕检测是非常必要的。此外，石墨是制备极板的另一种主要材料，石墨双极板表面有划痕的话，会影响双极板的机械强度，甚至导致石墨双极板在组装电堆施压过程中破裂、或在电堆运行过程中由于反应气或冷却液的压力而破裂，从而严重影响燃料电池的性能和寿命。
[0005]目前，在实际生产工艺中，大多还是人工抽查排查的方法，非常容易漏检。即使有部分公司提出用相机拍照的方法进行在线检测，但在实施过程中，由于双极板表面形状复杂、且划痕较细较浅，目前人工智能很难准确判断出划痕，仍然需要人工对图像进行排查判断，同样会存在漏检、误检等现象。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种双极板表面划痕检测系统及方法，以解决现有划痕检测方式精度不高、容易出现漏检和误检的问题。
[0007]第一个方面，本专利技术实施例提供了一种双极板表面划痕检测系统，包括：光源组件、第一偏振片、第二偏振片、成像组件和控制单元；所述光源组件用于发射偏振光，所述偏振光包括水平偏振光和垂直偏振光；所述第一偏振片布置在所述光源组件与待测双极板之间，用于使所述水平偏振光或者垂直偏振光透过，以形成入射光束，所述入射光束射向所述待测双极板的预设检测区域，并形成反射光束；所述第二偏振片布置在所述预设检测区域上方，用于使所述反射光束中与所述第二偏振片的透光方向一致的光线通过，并形成透射光束；其中，所述第一偏振片的透光方向与所述第二偏振片的透光方向始终维持第一预设夹角；所述成像组件布置在所述第二偏振片远离所述待测双极板的一侧，用于采集所述透射光束的光学成像信息；所述控制单元与所述成像组件电连接，用于获取所述透射光束的光学成像信息，并根据所述透射光束的光学
成像信息确定所述预设检测区域是否存在划痕。
[0008]可选地，所述双极板表面划痕检测系统还包括：第一转动机构和第二转动机构；所述第一偏振片安装在所述第一转动机构上，所述第二偏振片安装在所述第二转动机构上；所述控制单元分别与所述第一转动机构和所述第二转动机构电连接，用于驱动所述第一转动机构和所述第二转动机构同步转动，以获取所述透射光束亮度最高的光学成像信息，并根据所述透射光束亮度最高的光学成像信息确定所述预设检测区域是否存在划痕。
[0009]可选地，所述成像组件包括成像镜头和检测相机，所述成像镜头安装在所述检测相机上，以使得所述透射光束经所述成像镜头之后被所述检测相机捕获。
[0010]可选地，所述成像镜头为远心镜头，所述远心镜头用于增加所述透射光束的成像景深；和/或，所述检测相机包括集成有若干硅传感器的面阵探测器，所述面阵探测器正对所述成像镜头，并与所述成像镜头之间保持预设间距，用于将获取到的所述光学成像信息发送至所述控制单元。
[0011]可选地，所述光源组件包括：光源模块和投射镜头；所述投射镜头设置在所述光源模块与所述第一偏振片之间，用于所述偏振光的准直。
[0012]可选地，所述偏振光为窄带宽LED光源或者激光光源；和/或，所述偏振光的光谱范围为200nm~1100nm。
[0013]可选地，所述第一偏振片所在的平面与所述待测双极板所在的平面之间具有第二预设夹角；和/或，所述第二偏振片所在的平面与所述待测双极板所在的平面平行。
[0014]可选地，所述第一预设夹角为90度。
[0015]可选地，所述双极板表面划痕检测系统还包括：检测支架和检测平台；所述光源组件、所述第一转动机构和所述第二转动机构和所述成像组件均安装在所述检测支架上；所述待测双极板置于所述检测平台上，所述检测支架或者所述检测平台底部设置有移动机构，所述移动机构与所述用于带动所述检测支架或者所述检测平台移动。
[0016]第二个方面，本专利技术实施例还提供了一种双极板表面划痕检测方法，基于第一个方面所述的双极板表面划痕检测系统，包括：控制光源组件向第一偏振片发射偏振光，使得透过所述第一偏振片的入射光束射向所述待测双极板的预设检测区域并反射形成反射光束；获取所述反射光束通过第二偏振片后所述形成的透射光束的光学成像信息，并根据所述光学成像信息确定所述预设检测区域是否存在划痕。
[0017]可选地，所述获取所述反射光束通过第二偏振片后所述形成的透射光束的光学成像信息，并根据所述光学成像信息确定所述预设检测区域是否存在划痕，包括：控制所述第一偏振片和所述第二偏振片同步转动至预设位置，以使得所述成像组件采集到亮度最高的所述光学成像信息；获取亮度最高的所述光学成像信息，根据亮度最高的所述光学成像信息确定所述预设检测区域是否存在划痕。
[0018]本专利技术实施例至少具有以下技术效果：本专利技术实施例提供的双极板表面划痕检测系统及方法，通过合理布置第一偏振片和第二偏振片的位置对光学光路进行优化设计，从而得到划痕区域曝光被增强、其他区域曝光被减弱的光学图像，将双极板上的划痕凸显出来，使控制单元能够快速准确的判断出
划痕的存在，从而提高划痕的检测精度，避免出现漏检和误检的问题。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术实施例提供的一种双极板表面划痕检测系统的分布示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种双极板表面划痕检测系统的具体结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的另一种双极板表面划痕检测系统的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种双极板表面划痕检测方法的流程示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种双极板表面划痕检测方法的步骤S200的具体流程示意图。
[0021]图标：100
‑
光源组件；110
‑
光源模块；120
‑
投射镜头；200
‑
第一偏振片；300
‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双极板表面划痕检测系统，其特征在于，包括：光源组件，所述光源组件用于发射偏振光，所述偏振光包括水平偏振光和垂直偏振光；第一偏振片，所述第一偏振片布置在所述光源组件与待测双极板之间，用于使所述水平偏振光或者垂直偏振光透过，以形成入射光束，所述入射光束射向所述待测双极板的预设检测区域，并形成反射光束；第二偏振片，所述第二偏振片布置在所述预设检测区域上方，用于使所述反射光束中与所述第二偏振片的透光方向一致的光线通过，并形成透射光束；其中，所述第一偏振片的透光方向与所述第二偏振片的透光方向始终维持第一预设夹角；成像组件，所述成像组件布置在所述第二偏振片远离所述待测双极板的一侧，用于采集所述透射光束的光学成像信息；控制单元，所述控制单元与所述成像组件电连接，用于获取所述透射光束的光学成像信息，并根据所述透射光束的光学成像信息确定所述预设检测区域是否存在划痕。2.根据权利要求1所述的双极板表面划痕检测系统，其特征在于，还包括：第一转动机构和第二转动机构；所述第一偏振片安装在所述第一转动机构上，所述第二偏振片安装在所述第二转动机构上；所述控制单元分别与所述第一转动机构和所述第二转动机构电连接，用于驱动所述第一转动机构和所述第二转动机构同步转动，以获取所述透射光束亮度最高的光学成像信息，并根据所述透射光束亮度最高的光学成像信息确定所述预设检测区域是否存在划痕。3.根据权利要求1所述的双极板表面划痕检测系统，其特征在于，所述成像组件包括成像镜头和检测相机，所述成像镜头安装在所述检测相机上，以使得所述透射光束经所述成像镜头之后被所述检测相机捕获。4.根据权利要求3所述的双极板表面划痕检测系统，其特征在于，所述成像镜头为远心镜头，所述远心镜头用于增加所述透射光束的成像景深；和/或，所述检测相机包括集成有若干硅传感器的面阵探测器，所述面阵探测器正对所述成像镜头，并与所述成像镜头之间保持预设间距，用于将获取到的所述光学成像信息发送至所述控制单元。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐志刚，陈国飞，龚钦，曾爱军，
申请(专利权)人：南京先进激光技术研究院，
类型：发明
国别省市：