检测装置的制作方法

本申请涉及检测技术领域，尤其涉及一种检测装置。

背景技术：

随着电动汽车迅速发展，其电芯也向着高能量密度、高安全性和长寿命的方向发展，但这样设计往往容易出现电芯过度膨胀和变形的情况，为了制作出既能满足高能量密度要求，又能减小过度膨胀的电芯，现需要对电芯的厚度进行监控以及对其膨胀机理进行分析。

目前，为了实现电芯在充放电过程中其厚度的测试，现常用的手段有两种：一种是针对电芯的极片的膨胀厚度进行检测，具体地，将极片与已知弹性模量的应力片紧密接触并施加一定的负载，利用充放电过程中应力变化推算出极片的膨胀厚度，从而推算出电芯在充放电过程中的膨胀厚度；另一种是针对电芯整体的膨胀厚度进行检测，具体地，专门设计了电芯夹具，可以将电芯竖直固定在电芯夹具中间，并在电芯夹具的两侧安装接触式压应力位移传感器，以实现电芯膨胀厚度的检测。

但这两种检测方式均需要与极片或电芯直接接触，这样会大大增加极片或电芯的损坏概率，不利于极片或电芯进行后续操作。

技术实现要素：

本申请提供了一种检测装置，不仅能够有效检测待测体的膨胀厚度，而且还可避免现有技术中由于需要与极片或电芯直接接触而造成极片或电芯等待测体损坏的情况。

本申请提供了一种检测装置，用于检测待测体的膨胀厚度，该检测装置包括支撑台和激光检测组件，

所述支撑台具有用于支撑所述待测体的支撑面，

所述激光检测组件安装在所述支撑台上，且所述激光检测组件包括至少一个激光位移传感器，沿所述激光位移传感器的激光射出方向，所述激光位移传感器与所述待测体的待检测面相对设置，所述激光位移传感器用于检测所述待检测面的位移，以得到所述待测体的膨胀厚度。

优选地，所述支撑面与所述待检测面沿所述待测体的膨胀方向相对设置。

优选地，还包括设置在所述激光位移传感器与所述支撑台之间的调节装置，所述调节装置包括调节压块，所述调节压块能够压在所述待检测面上。

优选地，所述调节装置还包括设置在所述调节压块与所述激光位移传感器之间的调节盘，所述调节盘与所述调节压块螺纹连接，用于调节所述激光位移传感器的激光检测距离。

优选地，所述调节盘上设置有定位标识，所述定位标识能够表示所述调节盘调节的距离。

优选地，所述激光检测组件还包括与所述支撑台连接的固定支架、与所述固定支架连接的固定板及与所述固定板连接的驱动组件，

所述固定板上设置有所述激光位移传感器，

所述驱动组件能够驱动所述固定板和所述激光位移传感器产生靠近所述待检测面的第一行程，和/或产生远离所述待检测面的第二行程。

优选地，所述激光检测组件还包括与所述固定支架连接的导轨，所述导轨具有至少一条轨道，所述轨道的延伸方向为与所述待测体的膨胀方向平行的方向，所述固定板上设置有滑块，所述滑块设置在所述轨道内，并能够沿所述轨道的延伸方向滑动。

优选地，所述固定板背离所述导轨的面上设置有所述激光位移传感器。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请所提供的检测装置中，激光位移传感器在检测待测体的膨胀厚度时，不需要与待测体直接接触，因此，可有效的避免现有技术中的应力检测装置与极片或电芯等待测体直接接触而造成待测体损坏的情况，提高了极片或电芯等待测体在检测过程中的完整性及安全性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请一个实施例所提供的检测装置与待测体装配后的立体结构示意图；

图2为图1中所示的检测装置与待测体装配后的平面结构示意图；

图3为本申请另一个实施例所提供的检测装置与待测体装配后的平面结构示意图；

图4为本申请实施例所提供的检测装置中的固定板的平面结构示意图；

图5为图3中所示的检测装置中的调整装置的爆炸结构示意图。

附图标记：

10-支撑台；

100-支撑面；

20-激光位移传感器；

21-固定支架；

22-固定板；

23-导轨；

30-调节装置；

300-调节压块；

301-调节盘；

301a-定位标识；

302-螺母。

40-待测体；

400-待检测面。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。

如图1至图3所示，本申请实施例提供了一种检测装置，用于检测待测体40(图中未示出)的膨胀厚度，该待测体40的膨胀方向为其自身的厚度方向，该待测体40的膨胀厚度为待测体40发生膨胀后的厚度与待测体40发生膨胀前的厚度之间的差值。

检测装置包括支撑台10和安装在支撑台10上的激光检测组件，支撑台10具有用于支撑待测体40的支撑面100，也就是说，该支撑台10能够支撑待测体40，而激光检测组件包括至少一个激光位移传感器20，沿着激光位移传感器20的激光射出方向，该激光位移传感器20与待测体40的待检测面400相对设置，以使得该激光位移传感器20发射的激光能够照射到待检测面400上，并能够经待检测面400反射回激光位移传感器20中，从而可实现待检测面400的位移检测，得到待测体40的膨胀厚度。本申请中，由于该激光位移传感器20在检测待测体40的膨胀厚度时，不需要与待测体40直接接触，因此，该检测装置能够对不同大小、不同形状及不同种类的待测体40进行膨胀厚度检测，例如，该检测装置可对极片或电芯的膨胀厚度进行检测，避免了现有技术中检测装置检测类别单一的问题。并且通过使用激光位移传感器20对极片或电芯等待测体40的膨胀厚度进行检测，不仅能够提高检测装置的检测精确性，同时，由于该激光位移传感器20不与极片或电芯等待测体40直接接触，还可有效的避免现有技术中的应力检测装置与极片或电芯等待测体40直接接触而造成待测体40损坏的情况，提高了极片或电芯等待测体40在检测过程中的完整性及安全性。

值得说明的是，该检测装置不仅能够对已经完成膨胀的待测体40进行静态的膨胀厚度测量，而且还能够对正在膨胀的待测体40进行实时的膨胀厚度测量，也就是说，该待测体40的膨胀过程可在支撑台10上实现，而激光位移传感器20可在待测体40的膨胀过程中对其膨胀厚度进行实时检测，这样可将待测体40的膨胀厚度变化与一些膨胀参数关联起来，便于后续对待测体40进行改进及调整。

在本申请的一个实施例中，该检测装置可对充放电过程中的极片或电芯的膨胀厚度进行检测，具体过程可为：首先将电芯放置在支撑台10上，并使该电芯位于激光位移传感器20的下方，然后将电芯的正、负极夹在与电池充放电测试仪连接的电极夹子中，实现电芯与电芯充放电测试仪的连接，电芯充放电测试仪还可通过数据线与工作电脑连接，该电芯充放电测试仪用于电芯的充放电测试，工作电脑用于记录和存储测试数据，在上述各部件之间连接好，并且各个部件的参数设置好后，则可进行电芯的充放电过程，同时还可通过激光控制器控制激光位移传感器20发射激光，以对处于充放电过程中的电芯的膨胀厚度进行实时检测。

由上述内容可知，本申请中的检测装置可将该极片或电芯的膨胀厚度变化与其充放电过程中的电压、电流、容量、荷电状态、健康状态等重要参数关联起来，从而能够帮助揭示电芯运行的内在机理和规律，换言之，该检测装置可广泛应用于电芯研发系统中，例如，电芯研发系统中的电芯材料和设计评估、产气处和析锂处的判定、膨胀参数检测、性能机理分析和失效分析等多个方面，便于后续制作出更加优良的电芯。

其中，在使用本申请的检测装置对充放电过程中的电芯的膨胀厚度进行检测时，为了避免外界环境的电磁和震动等因素影响检测结果，本申请还可设置防震台(图中未示出)和金属防护罩(图中未示出)，该防震台设置在支撑台10的下方并用于支撑该支撑台10，以减小外界环境的震动因素对检测结果的影响，而金属防护罩罩扣在检测装置的外部，以减小外界环境中的电磁因素对检测结果的影响。

根据本申请的一个实施例，上述支撑台10的支撑面100与待测体40的待检测面400沿待测体40的膨胀方向相对设置，当该检测装置对正在膨胀的待测体40进行检测时，可通过支撑面100提供给该待测体40一个支撑力，以抵消部分膨胀力，从而可降低该待测体40在膨胀力的作用下发生错位的概率，保证该激光位移传感器20能够准确的检测到待测体40的膨胀厚度。

优选地，该检测装置还包括如图3和图5所示的调节装置30，该调节装置30设置在激光位移传感器20与支撑台10之间，其中，本申请中的调节装置30的数量可为多个，多个调节装置30可沿待测体40的长度方向均匀设置，且各调节装置30可包括调节压块300，该调节压块300可压在待检测面400上，这样不仅能够保证待测体40稳定地支撑在支撑面100上，而且还可以将电芯或极片等待测体40压紧实，避免由于待测体40不紧实而导致检测效果差的情况。

另外，由于该调节压块300压在待检测面400上，当待测体40发生膨胀时，待检测面400会沿膨胀方向发生移动，此时，调节压块300也会随着待检测面400发生移动，因此，当待检测面400上压合有调节压块300时，激光位移传感器20发射的激光可照射到调节压块300朝向激光位移传感器20的面上，并经该调节压块300朝向激光位移传感器20的面反射回激光位移传感器20中，实现调节压块300的位移检测，从而得到待检测面400的位移信息，最终根据待检测面400的位移信息可计算出待测体40的膨胀厚度，这样检测可适当减小激光位移传感器20的激光检测距离，从而可提高激光位移传感器20实时检测膨胀厚度时的精准性。

进一步地，上述调节装置30还包括设置在调节压块300与激光位移传感器20之间的调节盘301，当待检测面400上压合有包括调节盘301的调节装置30时，激光位移传感器20发射的激光可照射到调节盘301朝向激光位移传感器20的面上，并经过该调节盘301朝向激光位移传感器20的面反射回激光位移传感器20中，实现调节盘301的位移检测，从而得到待检测面400的位移信息，最终根据待检测面400的位移信息可计算出待测体40的膨胀厚度，其中，该调节盘301与调节压块300螺纹连接，通过调整调节盘301与调节压块300之间的距离可调节激光位移传感器20的激光检测距离，从而使该激光位移传感器20能够处于最佳的激光检测距离，提高了激光位移传感器20实时检测膨胀厚度的精确性。优选地，该调节装置30还可包括至少一个螺母302，该螺母302设置在调节盘301与调节压块300之间，并与调节盘301螺纹配合，该螺母302能够使该调节盘301与调节压块300之间具有一定间隔，以方便后续调整调节盘301。

值得说明的是，沿激光位移传感器20的激光射出方向，上述提到的激光检测距离为从激光位移传感器20的激光发射源头至激光反射处的距离，该激光反射处可为上述提到的待测体40的待检测面400、调节压块300上朝向激光位移传感器20的面或调节盘301上朝向激光位移传感器20面，也就是说，如果本申请中没有设计调节装置30，那么该激光检测距离为激光发射源头至上述待检测面400的距离，如果本申请中设计有调节装置30，但该调节装置30仅包括上述调节压块300时，那么该激光检测距离则为激光发射源头至上述调节压块300上朝向激光位移传感器20的面的距离，如果本申请中设计有调节装置30，且该调节装置30同时包括上述调节压块300和上述调节盘301，那么该激光检测距离则为激光发射源头至上述调节盘301上朝向激光位移传感器20面的距离。

再进一步地，调节盘301上设置有定位标识301a，该定位标识301a能够表示调节盘301调节的距离，此距离为沿待测体40的厚度方向，调节盘301至调节压块30的距离，通过该定位标识能够快速定位出相同待测体40的最佳激光检测距离，从而能够提高检测装置的检测效率。优选地，该定位标识301a可为开设在调节盘301侧部的缝隙槽，以降低调节盘301的加工难度。

其中，上述调节压块300和调节盘301的形状包括但不限于方形、圆弧形、三角形、菱形、多边形等，且上述调节压块300和调节盘301的材质包括但不限于铁、钢、碳钢、铝或铝合金、高分子复合材料等，为减小对检测结果的影响，主要考虑高刚度和低温度特性的材质，优选地，该调节压块300和调节盘301均采用表面镀铬的45#碳钢制成。

参考图1至图3，上述提到的激光检测组件还可包括固定支架21、固定板22及驱动组件。

固定支架21与支撑台10连接，且该固定支架21的形状包括但不限于方形、圆弧形、三角形、菱形等，优选地，该固定支架21由相互垂直的横梁和竖梁组成，并且其整体呈方形，这种设计可增加固定支架21的稳定性。另外，该固定支架21的材质包括但不限于铁、钢、碳钢、铝或铝合金、高分子复合材料等，为减小对检测结果的影响，主要考虑高刚度和低温度特性的材质，优选地，该固定支架21采用表面镀铬的45#碳钢制成。

固定板22与固定支架21连接并设置有上述提到的激光位移传感器20，该固定板22的形状包括但不限于方形、圆弧形、三角形、菱形等，优选地，如图1、图2和图4所示，该固定板22整体呈倒T型，这样设计不仅能够实现多个激光位移传感器20的安装，而且还能有效减小固定板22所占用的空间。另外，该固定板22的材质包括但不限于铁、钢、碳钢、铝或铝合金、高分子复合材料等，为减小对检测结果的影响，主要考虑高刚度和低温度特性的材质，优选地，该固定板22均采用表面镀铬的45#碳钢制成。

而驱动组件可为伺服电机，该驱动组件与固定板22连接，并可驱动固定板22和激光位移传感器20产生靠近待检测面400的第一行程，和/或产生远离待检测面400的第二行程，从而能够调节激光位移传感器20的激光检测距离。

其中，值得说明的是，通过调节固定板22和激光位移传感器20的位置以调节激光检测距离属于粗调范畴，可适用在检测装置分别检测厚度差异较大的不同待测体的情况，而前文提到的通过调整调节盘301以调节激光检测距离属于精调范畴，可适用在检测装置分别检测厚度差异较小的不同待测体的情况，其中，为了达到更好的调节效果，这两种调节方式也可同时进行。

根据本申请的一个实施例，上述固定板22与固定支架21滑动连接，具体地，激光检测组件还包括与固定支架21连接的导轨23，该导轨23的材质包括但不限于铁、钢、碳钢、铝或铝合金、高分子复合材料等，优选地，本申请的导轨23采用表面镀铬的45#碳钢制成。且该导轨23具有至少一条轨道，该轨道的形状包括但不限于弧形、直线形等，优选地，该轨道呈直线形，且该轨道的延伸方向为与待测体40的膨胀方向平行的方向，而上述固定板22上设置有滑块，该滑块设置在轨道内，并能够沿轨道的延伸方向滑动，在本申请中，导轨23起到导向作用，能够有效降低固定板22滑动过程中发生偏移的概率，从而可提高固定板22上的激光位移传感器20的检测精准性。

优选地，本申请中的激光位移传感器20可安装在固定板22背离导轨23的面上，这样不仅可以降低激光位移传感器20的安装难度，而且还可避免激光位移传感器20在滑动过程中与固定支架21上的导轨23发生干涉的情况。

为了实现待检测面400各处的膨胀厚度的检测，本申请可采用下列两种方式实现：

第一种，选取一个类型为多点扫描的激光位移传感器对待检测面400各处的膨胀厚度进行检测，该激光位移传感器沿垂直于待检测面400的方向，发射的激光在待检测面400上的投影呈线状，这类激光位移传感器主要适用于检测比较平整的待测体40；

第二种，选取多个并排设置且类型为单点扫描的激光位移传感器对待检测面400各处的膨胀厚度进行检测，该激光位移传感器沿垂直于待检测面400的方向，发射的激光在待检测面400上的投影呈点状，这类激光位移传感器主要适用于检测比较粗糙的待测体40。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。