一种用于检测单极板微裂缝的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于检测单极板微裂缝的装置和方法，涉及燃料电池技术领域，包括：暗室，具有检测侧壁，所述检测侧壁上设有检测口以及用于将被测单极板固定在所述检测口上的装夹机构；光源，设于所述暗室外，用于向被测单极板投射光线；光线探测器，设置于所述暗室内，用于接收穿过被测单极板的光线；控制器，用于采集光线探测器的信号，并根据采集的信号判断被测单极板是否存在微裂缝及计算微裂缝的尺寸。对单极板进行检测时能够达到检测方便快速、成本低、准确确定微裂缝的位置和大小的技术效果。术效果。术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种用于检测单极板微裂缝的装置和方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，尤其是涉及一种用于检测单极板微裂缝的装置和方法。

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、解决人类能源需求的终极方案。
[0003]极板是燃料电池堆(简称“电堆”)的核心部件，表面上有引导燃料、氧化剂和冷却液流动的流道，负责将燃料和氧化剂分配到两个电极表面，以及通过冷却液为电堆散热。从材料来分，极板有金属板和石墨板；金属板一般通过冲压或液压成型方法制备，石墨板一般通过模压或雕刻成型方法制备。
[0004]双极板由两块单极板组成，通过密封胶或者焊接的方式进行组合。双极板的密封性能不好会导致燃料、氧化剂或冷却液泄漏，分为外漏和内部窜漏，造成燃料电池性能和寿命的下降，甚至带来燃料电池运行中的安全风险。因此，实现双极板的良好密封是极为重要的。
[0005]目前的生产工艺中，对双极板的密封性检测主要通过密封保压测试，已有多篇相关专利，详述了双极板密封保压测试的方法。
[0006]在实际案例中，很大比例的双极板漏气是由于单极板在成型过程中形成了微裂缝，因此，非常有必要在单极板成型之后，进行微裂缝的检测筛查。而这些微裂缝的尺寸通常为亚微米或更小，无法直接用肉眼或相机直接观察，为检测带来很大的难度。目前已有的检测手段是采用渗透法，即在极板的一侧表面涂覆渗透液，经过一段时间渗透后，观察是否有渗透液分子渗透到了极板的另一个侧面，以此来判定极板是否有裂缝；该方法用时较长，控制不当会导致误判，不能在极板生产过程中进行在线检测，且结束后还需对合格极板进行清洗烘干等操作。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种检测方便以及检测成本低的用于检测单极板微裂缝的装置和方法，以解决了现有技术中的检测单极板微裂缝的装置和方法存在检测步骤复杂或检测成本高的技术问题。
[0008]进一步提供一种能够快速检测出单极板上微裂缝的位置和大小的检测单极板微裂缝的装置和方法。
[0009]本专利技术提供的一种用于检测单极板微裂缝的装置，包括：
[0010]暗室，具有检测侧壁，所述检测侧壁上设有检测口以及用于将被测单极板固定在所述检测口上的装夹机构；
[0011]光源，设于所述暗室外，用于向被测单极板投射光线；
[0012]光线探测器，设置于所述暗室内，用于接收穿过被测单极板的光线；
[0013]控制器，用于采集光线探测器的信号，并根据采集的信号判断被测单极板是否存在微裂缝。
[0014]进一步的，所述控制器包括总控制器、第一控制器和第二控制器，所述第一控制器用于控制所述光源工作，并向所述总控制器反馈所述光源工作时的功率，所述第二控制器用于采集所述光线探测器的信号，并在采集到所述光线探测器的有效信号时，向所述总控制器反馈所采集到的光子数量，所述总控制器用于向第一控制器、第二控制器发送指令，控制第一控制器、第二控制器工作，并根据所收集的功率数据和光子数量数据，计算出微裂缝的尺寸。
[0015]进一步的，还包括：
[0016]第一光源镜头，设置在所述光源上，用于把所述光源发出的光线进行准直或聚焦到预定的尺寸后投射向被测单极板上；
[0017]第一移动台，设置在所述暗室外，与所述光源连接，用于在所述第一控制器的控制下，驱动所述光源沿所述被测单极板的一侧表面移动；
[0018]第二移动台，设置在所述暗室内，与所述光线探测器连接，用于在所述第二控制器的控制下，驱动所述光线探测器沿所述被测单极板的另一侧表面移动，且所述第一移动台与所述第二移动台同步移动设置；
[0019]所述总控器还用于在收集到光子数量数据时，根据当前所述第一移动台/所述第二移动台所处的坐标，确定微裂缝的位置。
[0020]进一步的，还包括：
[0021]第二光源镜头，设置在所述光源上，用于把所述光源发出的光线发散后投射照满所述被测单极板上。
[0022]进一步的，还包括收集镜头，设置在所述光线探测器上，用于将透过被测单极板的光线收集至所述光线探测器上。
[0023]进一步的，所述装夹机构包括：
[0024]第一安装板，设置在所述检测口处，其上具有第一透光口，围绕所述第一透光口设置一圈的第一密封垫，以及设置在所述第一密封垫外围的若干定位柱、若干第一夹具,所述定位柱适于穿过被测单极板上的极板定位孔，将所述被测单极板定位在所述第一安装板上；
[0025]第二安装板，其上具有第二透光口，围绕所述第二透光口设置一圈的第二密封垫，以及设置在所述第二密封垫外围的若干适于与所述定位柱配合的安装板定位孔；
[0026]所述被测单极板夹设于所述第一密封垫和第二密封垫之间；所述第一夹具通过将所述第二安装板夹紧在所述第一安装板上，实现所述第一密封垫、所述第二密封垫对所述被测单极板在检测口处的密封固定。
[0027]进一步的，所述光源为激光器、LED灯、白炽灯中的至少一种；
[0028]和/或
[0029]所述光源为连续发光光源或脉冲发光光源或调制发光光源；
[0030]和/或
[0031]所述光线探测器为单光子检测器、光电倍增管、硅光电二极管、电荷耦合元件或雪崩二极管。
[0032]本专利技术提供的一种用于检测单极板微裂缝的方法，包括：
[0033]将被测单极板固定在暗室的检测口上，并确保被测单极板与检测口之间密封；
[0034]通过光源向被测单极板投射光线；
[0035]若在暗室内检测到有穿过被测单极板的光线，则判断被测单极板上有微裂缝。
[0036]进一步的，所述通过光源向被测单极板投射光线，若在暗室内检测到有穿过被测单极板的光线，则判断被测单极板上有微裂缝的步骤包括：
[0037]通过光源向被测单极板投射校准到预设尺寸的光线，并沿被测单极板的表面同步移动位于暗室外的光源和位于暗室内的光线探测器，若移动至测到有光线的区域，则可以判断该区域存在微裂缝。
[0038]进一步的，所述通过光源向被测单极板投射光线，若在暗室内检测到有穿过被测单极板的光线，则判断被测单极板上有微裂缝的步骤包括：
[0039]通过光源向被测单极板投射发散的光线以照满整个单极板，若在暗室内检测到有穿过被测单极板的光线，则判断被测单极板上有微裂缝。
[0040]进一步的，所述通过光源向被测单极板投射光线，若在暗室内检测到有穿过被测单极板的光线，则判断被测单极板上有微裂缝的步骤包括：
[0041]通过光源向被测单极板投射发散的光线以照满整个被测单极板，若在暗室内检测到有穿过被测单极板的光线，则判断被测单极板上有微裂缝；
[0042]再通过光源向判断有微裂缝的被测单极板上投射校准到预设尺寸的光线，并沿被测单极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于检测单极板微裂缝的装置，其特征在于，包括：暗室(4)，具有检测侧壁(16)，所述检测侧壁(16)上设有检测口以及用于将被测单极板(1)固定在所述检测口上的装夹机构；光源(2)，设于所述暗室(4)外，用于向被测单极板(1)投射光线；光线探测器(3)，设置于所述暗室(4)内，用于接收穿过被测单极板(1)的光线；控制器，用于采集光线探测器(3)的信号，并根据采集的信号判断被测单极板(1)是否存在微裂缝。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制器包括总控制器(13)、第一控制器(12)和第二控制器(11)，所述第一控制器(12)用于控制所述光源工作，并向所述总控制器(13)反馈所述光源工作时的功率，所述第二控制器(11)用于采集所述光线探测器(3)的信号，并在采集到所述光线探测器(3)的有效信号时，向所述总控制器(13)反馈所采集到的光子数量，所述总控制器(13)用于向第一控制器(12)、第二控制器(11)发送指令，控制第一控制器(12)、第二控制器(11)工作，并根据所收集的功率数据和光子数量数据，计算出微裂缝的尺寸。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括：第一光源镜头(5)，设置在所述光源(2)上，用于把所述光源(2)发出的光线进行准直或聚焦到预定的尺寸后投射向被测单极板(1)上；第一移动台(9)，设置在所述暗室(4)外，与所述光源(2)连接，用于在所述第一控制器(12)的控制下，驱动所述光源(2)沿所述被测单极板(1)的一侧表面移动；第二移动台(10)，设置在所述暗室(4)内，与所述光线探测器(3)连接，用于在所述第二控制器(11)的控制下，驱动所述光线探测器(3)沿所述被测单极板(1)的另一侧表面移动，且所述第一移动台(9)与所述第二移动台(10)同步移动设置；所述总控器还用于在收集到光子数量数据时，根据当前所述第一移动台(9)/所述第二移动台(10)所处的坐标，确定微裂缝的位置。4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括：第二光源镜头(14)，设置在所述光源(2)上，用于对所述光源(2)发出的光线发散后投射照满所述被测单极板(1)上。5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，还包括收集镜头(6)，设置在所述光线探测器(3)上，用于将透过被测单极板(1)上的光线收集至所述光线探测器(3)上。6.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的装置，其特征在于，所述装夹机构包括：第一安装板(17)，设置在所述检测口处，其上具有第一透光口，围绕所述第一透光口设置一圈的第一密封垫(7)，以及设置在所述第一密封垫(7)外围的若干定位柱(19)、若干第一夹具(15),所述定位柱(19)适于穿过被测单极板(1)上的极板定位孔，将所述被测单极板(1)定位在所述第一安装板(17)上；第二安装板(18)，其上具有第二透光口，...

【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：