超声测量方法和超声测量系统的制作方法

专利名称：超声测量方法和超声测量系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于测量涂层材料的厚度的超声测量方法以及实施该超声测量方法的超声测量系统，其中，涂层材料为例如在电池制造过程中例如在制造线的操作期间通过涂敷到在电极制造线上的金属箔而施加的电极糊(electrode paste)的基础重量(basisweight)。
背景技术：
电池制造过程包括通过涂敷到在电极制造线上的金属箔而施加电极糊来制造电极片(electrode sheet)的步骤。由于电极的质量对作为最终制品的电池的性能具有大的影响，因此，为了质量控制，在通过涂敷到金属箔而施加电极糊之后，进行关于电极糊的基础重量(或涂敷重量)和涂层分布(coating profile)的质量检查是重要的。在相关技术中，从在电极制造线上制造的电极任意取出给定形状的样品，并且在制造线之外，通过测量在涂敷电极糊之前取出的样品与在涂敷之后取出的样品之间的重量差而对样品进行质量检查。作为另一实例，使用利用X射线或P射线的测量系统(将称为“辐射测量系统”)进行质量检查。在一些情况下，对于在电极制造线中制造的电极的电极糊，希望遍及电极制造线的宽范围均匀地或一致地进行关于涂层材料的基础重量和涂层分布的质量检查来控制质量。由此，本发明的发明人尝试在制造线上使用例如在日本专利申请公开2008-102160 (JP-A-2008-102160)中公开的超声测量系统对在电极制造线上制造的所有电极进行电极糊的基础重量和涂层分布的100%检验。图22为示出了在JP-A-2008-102160中公开的超声测量系统的说明图。如图22所示，该超声测量系统具有设置在测量对象90上方的超声发送装置81和超声接收装置82的对，并且，从超声发送装置81发送的入射波被传输通过测量对象90，使得超声接收装置82接收从测量对象90反射的波。超声发送装置81和超声接收装置82为允许聚焦超声波的传播的点型(spot type)传感器。在JP-A-2008-102160的超声测量系统中，传播时间测量装置83基于超声发送装置81的入射信号和由超声接收装置82接收的反射信号而测量穿过测量对象90传播的超声波的传播速度，并且速度校正装置85基于由温度测量装置84a、84b测量的液相91和固相92的相应温度而校正由传播时间测量装置83计算的传播速度。基于由传播时间测量装置83获得的超声波的传播速度和由速度校正装置85获得的传播速度的校正值，传播路径长度测量装置86测量该测量对象90的厚度以及作为液相91和固相92的叠层的测量对象90的相变位置。然而，相关技术的上述技术具有以下缺点。由于测量尚未涂敷电极糊的样品(金属箔)与涂敷有电极糊的样品(金属箔)之间的重量差的方法不能应用于处于操作中的电极制造线，因此该方法要在制造线外部对作为从电极制造线取出的样品的电极实施。然而，在使用电极糊的重量差的该方法中，操作者不能正确地确定电极糊的基础重量和涂层分布。
如果在制造线上使用辐射测量系统进行关于电极糊的基础重量和涂层分布的质量检查，由于辐射测量系统通常非常昂贵，因而会以过高的成本获得该设备。并且，辐射测量系统被设置为对来自辐射源的辐射聚焦，并辐射要测量的物体的测量部分以测量要测量的物体中的测量部分的厚度；因此，仅能测量在作为可测量范围的例如00.3(_)的极小区域内的厚度。在从电极制造线取出电极样品以测量厚度时，由于电极包括高密度金属箔， 即使对于从电极制造线取样的电极，辐射测量系统也不能高可靠性和高测量精度地测量电极糊的基础重量和电极糊的涂层分布。在使用点型超声传感器的超声测量系统中，如在JP-A-2008-102160中公开的超声测量系统中，与上述辐射测量系统一样，可用超声传感器测量的可测量范围相当窄，这是因为该范围朝向测量部分减小。因此，仅仅能局部地测量电极糊的厚度或电极糊的基础重量。对电极糊的涂层分布的检查就是在电极糊的边缘部分中的给定范围内测量电极糊的厚度，从而整体上把握边缘部分的形状或分布。因此，点型超声传感器不能高可靠性和高测量精度地测量电极糊的涂层分布。由此，相关技术的超声测量系统不能遍及制造线上的宽范围均匀地或一致地对在电极制造线上制造的电极进行关于电极糊的基础重量和涂层分布的宽范围质量检查。

发明内容
本发明提供了超声测量方法和超声测量系统，可以在制造线中正在制造制品的同时低成本、高精度地测量制造线上的涂敷制品中的涂层材料的厚度。根据本发明的第一方面，一种超声测量方法，用于测量通过涂敷到由金属制成的基底的一个表面或两个表面以提供涂敷制品而施加的涂层材料的厚度，该超声测量方法包括提供第一超声传感器和第二超声传感器的对；将所述第一超声传感器设置为当沿所述涂敷制品的厚度方向观察时经由空气层而位于所述涂敷制品的一侧，且将所述第二超声传感器设置为经由空气层而位于所述涂敷制品的另一侧；以及通过使超声波在所述第一超声传感器与所述第二超声传感器之间传输而测量所述涂层材料的厚度。在该超声测量方法中，使用允许未聚焦超声波的传播的平面型(flat-type)发送传感器作为所述第一超声传感器，且使用允许未聚焦超声波的传播的平面型接收传感器作为所述第二超声传感器。在根据本发明的第一方面的超声测量方法中，“允许未聚焦超声波的传播的平面型发送传感器”是指具有第一振动表面的超声传感器，其中，超声波从该第一振动表面发送，其中第一振动表面由单一振动表面或者两个或更多的振动表面(部分)构成，且第一振动表面的整体形状为例如矩形、圆形等等。并且，从作为平面型发送传感器的超声传感器发送的超声波可经由空气层而被至少传输到涂敷制品的与第一振动表面相对的区域内。另一方面，“允许未聚焦超声波的传播的平面型接收传感器”是指具有接收超声波的第二振动表面的超声传感器，其中第二振动表面由单一振动表面或者两个或更多的振动表面(部分) 构成，且第二振动表面的整体形状为例如矩形、圆形等等。并且，该超声传感器能够在第二振动表面上接收从用于辐射的第一超声传感器发送并经由空气层传输穿过至少涂敷制品的超声波(透射波)。 根据本发明的第一方面的超声测量方法产生以下效果。在电池制造过程中，例如， 当在通过用电极糊(涂敷材料)涂敷金属箔(基底)而制造电极(涂敷制品)的制造线中测量涂层材料的厚度或涂层材料的基础重量和涂层分布时，超声波从第一超声传感器发送到涂敷制品以用超声波辐射涂敷制品的宽区域，且超声波传输穿过涂敷制品中的基底和涂层材料。然后，第二超声传感器在其宽区域内接收传输穿过基底和涂层材料的超声波(透射波)，从而，与在JP-A-2008-102160中公开的相关技术的点型超声传感器相比，可以在涂敷制品的宽范围内获得用于确定涂层材料的厚度的接收信号。即，允许未聚焦超声波的传播的平面型发送传感器被用作第一超声传感器，允许未聚焦超声波的传播的平面型接收传感器被用作第二超声传感器。通过该设置，第一超声传感器将超声波经由空气层至少发送到涂敷制品的与第一振动表面相对的区域内，第二超声传感器在第二振动表面处接收从用于福射的第一超声传感器发送并经由空气层传输穿过至少涂敷制品的超声波(透射波)。因此，在第一方面的超声测量方法中，与点型超声传感器相比，第二超声传感器提供了用于在涂敷制品的较宽区域或范围内确定涂层材料的厚度的接收信号。由此，可以在涂敷制品的制造线上进行关于涂层材料的厚度或者电极糊的基础重量和涂层分布的质量检查。由于可以从涂敷制品的宽区域获得表示由第二超声传感器接收的透射波的接收信号，可以在涂敷制品的较宽范围内检测涂层材料的厚度。因此，可以正确地把握在测量范围内的涂层材料的厚度的变化，可以高可靠性地测量在涂敷制品的给定范围内的涂层材料的总体厚度或涂层材料的基础重量。另一方面，通过在涂层材料的每个边缘部分处测量给定范围内的涂层材料的厚度来进行对涂层材料的涂层分布的检验，从而把握边缘部分的整体形状。由此，与使用辐射测量系统的相关技术的测量方法或在JP-A-2008-102160中公开的点型超声传感器相比，由于可以在涂层制品中的较宽范围内检测涂层材料的厚度，因而可以以改善的精度测量涂层材料的涂层分布。在测量未涂敷电极糊的样品和涂敷有电极糊的样品之间的重量差的相关技术的质量检查中，不能精确地确定电极糊的基础重量和涂层分布。此外，质量检查是使用从制造线取出的电极的样品在制造线外部进行的；因此，需要用于进行该质量检查的额外或附加的步骤，这导致成本增加。并且，由于辐射测量系统相当昂贵，因此使用辐射测量系统的质量检查具有设备成本过高的缺点。另一方面，在第一方面的超声测量方法中，用于制造涂敷制品的制造线不需要停止，并且在制造线的操作期间就可以进行质量检查；因此，不需要用于进行质量检查的额外或附加的步骤，从而不会增加成本。并且，由第一超声传感器、第二超声传感器等等构成且用于第一方面的超声测量方法的系统(超声测量系统)的设备成本低于辐射测量系统，因而可以极大地降低由涂敷制品反映的成本。因此，第一方面的超声测量方法产生了以下优良效果可以在制造涂敷制品的制造线上低成本、高可靠性且高测量精度地测量涂敷制品中的涂层材料的厚度。在根据本发明的第一方面的超声测量方法中，可以使用能够发送和接收超声波的传感器作为第一超声波测量和第二超声传感器，并可以提供超声振荡控制器以控制超声波在所述第一超声传感器与所述第二超声传感器之间的发送和接收。所述第一超声传感器和所述第二超声传感器在所述第一超声传感器发送超声波而所述第二超声传感器接收所述超声波时处于第一状态，在所述第二超声传感器发送超声波而所述第一超声传感器接收所述超声波时处于第二状态，所述超声振荡控制器可以使所述第一超声传感器和所述第二超声传感器在所述第一状态和所述第二状态之间切换，使得所述第一超声传感器与所述第二超声传感器不同地操作。通过该设置，可以基于两种类型的接收波信号，即，表示在第一状态下由第二超声传感器接收的波的第二接收波信号和表示在第二状态下由第一超声传感器接收的波的第一接收波信号，以改善的测量可靠性来确定涂层材料的厚度。S卩，在如上所述的超声测量方法中，具有在相同频带中的标称频率的超声传感器被用作第一超声传感器和第二超声传感器。通常，在严格意义上，即使超声传感器具有相同频带，这些超声传感器也具有稍微不同的频率，并且各超声传感器具有特定的或固有的频 率。上述超声测量方法利用因超声传感器的特性而不可避免地出现的在第一超声传感器和第二超声传感器之间的这样的频率差异。即，在第一超声传感器具有作为特定特征值的频率fi(f)而第二超声传感器具有作为特定特征值的频率f2(f)的情况下，频率n和频率f2基本上彼此相等，即，fI ^ f2。关于这一点，根据下列公式确定在空气中的声速、密度以及声阻抗。(I)声速C = fXX...式1，其中C为声速(m/秒)，f为频率(kHz)，A为波长(m)，或者C=331. 5+(0.61父0...式2，其中七为温度(1)。(2)密度 P = I. 293 X (273. 15/(273. 15+t)) X (P/1013. 25)...式 3，其中 P 为密度(kg/m3) (ntp)，t 为温度(°C )，P 为大气压力(atm)。(3)声阻抗Z= P XC...式4，其中Z为声阻抗(Pa s/m)。从上式I和式4可得入=Z/f/ P ...式5。由于大气压力下空气中的声速、密度以及声阻抗与空气的温度成比例，如式I到式3所示，如果声阻抗和密度被视为随温度改变而变化的常量，波长、与频率f成反比。S卩，当系统处于第一状态时，从频率fl (f)的第一超声传感器发送的超声波传输穿过涂敷制品，并被频率f2(f)的第二超声传感器接收。在该情况下，从式5获得的由第二超声传感器接收的超声波(透射波)的波长X 2(第二接收波信号)被表示为X 2 = Z2/f2/p2，其中X 2为由第二超声传感器接收的超声波的波长(m)，Z2和P 2为常量。当系统处于第二状态时，从频率f2(f)的第二超声传感器发送的超声波传输穿过涂敷制品，并由频率fl(f)的第一超声传感器接收。在该情况下，从式5获得的由第一超声传感器接收的透射波的波长\ I (第一接收波信号)被表不为Xl= Zl/fl/ P I,其中\ I为由第一超声传感器接收的超声波的波长(m)，Zl和P I为常量。由于常量具有Zl Z2和P I P 2的关系，频率具有fl - f2的关系，作为第一接收波信号的波长X I和作为第二接收波信号的波长X 2具有X I X 2的关系。如果基于表示由仅仅一个超声传感器接收的波的接收波信号而获得涂层材料的厚度，则操作者难以确定在测量时是否在正常状态下获得接收波信号，因而测量欠缺可靠性。另一方面，在上述超声测量方法中，超声振荡控制器使第一超声传感器和第二超声传感器在第一状态和第二状态之间切换，使得第一超声传感器与第二超声传感器不同地操作。通过该配置，在考虑到测量期间的空气温度改变而确定涂层材料的厚度时，可以基于两种类型的接收信号，即，当系统处于第一状态时由第二超声传感器接收的超声波的第二接收波信号(入2)和当系统处于第二状态时由第一超声传感器接收的超声波的第一接收波信号U I)，测量厚度。通过使用第一接收波信号和第二接收波信号，如果第一接收波信号和第二接收波信号具有关系Al X 2，则操作者可以确定在测量时接收波信号是在正常状态下获得的。在超声传感器中，特别地，作 为声传播特性，在超声波的接收功率的幅度(超声波强度)与所接收的超声波的波长之间通常存在特定的相关性。超声波强度沿在给定波长处具有峰值的正态分布曲线变化。如果波长移动为稍短于或稍长于与该峰值对应的给定波长，则超声波强度从峰值大幅降低。因此，如果第一接收波信号和第二接收波信号具有关系 2，则与第一接收波信号\ I对应的超声波强度的峰值和与第二接收波信号X 2对应的超声波强度的峰值接近基本上相同的峰值，因此，由第一超声传感器接收的超声波和由第二超声传感器接收的超声波具有基本上相同的强度。在如上所述的超声波测量方法中，如果在测量涂层材料的厚度之前预先把握基底透射信号(例如，当超声波传输穿过由金属制成的基底时超声波的衰减因子或基底的厚度)，然后基于其超声波强度具有基本上相同的峰值的第一接收波信号和第二接收波信号而计算涂层材料的厚度，则可以实现高可靠性的和高精度的测量。由此，可以基于第一接收波信号和第二接收波信号而高精度地获得涂层材料的厚度。在根据本发明的第一方面的超声测量方法中，可以使用允许未聚焦超声波的传播的平面型传感器作为第三超声传感器，可以将所述第一超声传感器和所述第三超声传感器设置为经由所述空气层而位于所述涂敷制品的上述一侧，且处于超声波在所述第一超声传感器与所述第三超声传感器之间被规则反射的位置处，同时可以将所述第二超声传感器设置为位于所述涂敷制品的所述另一侧，以通过所述涂敷制品在所述第一超声传感器的轴向上面对所述第一超声传感器。上述“允许未聚焦超声波的传播的平面型传感器”为具有第三振动表面的超声传感器，第三超声传感器在该第三振动表面处接收超声波，其中第三振动表面由单一振动表面或者两个或更多的振动表面(部分)构成，且第三振动表面的整体形状为例如矩形、圆形等等。并且，该超声传感器能够在第三振动表面上接收层从第一超声传感器发送且经由空气被至少涂敷制品反射的超声波(反射波)。上述超声测量方法产生以下效果。对于其中基底的相反两面涂敷有涂层材料的涂敷制品，基于由第三超声传感器接收的超声波的横波产生的接收信号而测量在基底的一个表面上的涂层材料的厚度，且同时基于由第二超声传感器接收的超声波的纵波产生的接收信号而测量在基底的另一表面上的涂层材料的厚度。由此，可以简化用于测量涂层材料的厚度的设备。即，在测量涂层材料的厚度之前，基于在基底未涂敷涂层材料的状态下的基底透射信号，例如，在超声波传输穿过由金属制成的基底时超声波的衰减因子，预先把握基底的厚度或基底的基础重量。在上述超声测量方法中，从第一超声传感器发送的超声波经由在基底的一个表面上的涂层材料而作为横波被透射到基底并被基底规则反射，第三超声传感器接收经由在基底的一个表面上的涂层材料的反射波。由此，第三超声传感器在接收由基底的一个表面规则反射的反射波时获得基底反射信号，并基于该基底反射信号而确定在基底的一个表面上的涂层材料的厚度或在基底的一个表面上的涂层材料的基础重量。另一方面，在超声波从第一超声传感器传输到第三超声传感器的同时，从第一超声传感器发送的超声波作为纵波传输穿过在基底的一个表面上的涂层材料、基底以及在基底的另一表面上的涂层材料，第二超声传感器接收穿过包括在基底的另一表面上的涂层材料的涂敷制品的透射波。由此，第二超声传感器在接收上述透射波时获得涂敷制品透射信号。然后，基于该涂敷制品透射信号而计算涂敷制品的厚度，且通过从计算的涂敷制品的厚度减去基底的厚度和在基底的一个表面上的涂层材料的厚度而获得在基底的另一表面上的涂层材料的厚度。 换言之，基于涂敷制品透射信号而计算涂敷制品的基础重量，并通过从计算的涂敷制品的基础重量减去基底的基础重量和在基底的一个表面上的涂层材料的基础重量而获得在基底的另一表面上的涂层材料的基础重量。因此，可以基于由第三超声传感器接收的超声波的横波所产生的接收信号而测量在基底的一个表面上的涂层材料的厚度，并可以基于由第二超声传感器接收的超声波的纵波所产生的接收信号而同时测量在基底的另一表面上的涂层材料的厚度。由此，可以简化用于测量涂层材料的厚度的系统或设备。为了对第一超声传感器到第三超声传感器进行校准，使用能够发送和接收超声波的传感器作为第三超声传感器，且超声振荡控制器需要被配置为控制超声波在第一超声传感器与第三超声传感器之间的发送和接收以及超声波在第一超声传感器与第二超声传感器之间的发送和接收。该超声振荡控制器在第一超声传感器和第二超声传感器之间切换发送侧和接收侧以校准第一和第二超声传感器。并且，该超声振荡控制器在第一超声传感器与第三超声传感器之间切换发送侧和接收侧以校准第一和第三超声传感器。在根据本发明的第一方面的超声测量方法中，可以基于由接收侧超声传感器所接收的超声波的衰减因子，计算所述涂层材料的厚度，其中，所述接收侧超声传感器为所述第一超声传感器、所述第二超声传感器和所述第三超声传感器中的一个。在根据本发明的第一方面的超声测量方法中，可以提供超声波阻挡装置以部分地阻止超声波在所述第一超声传感器与所述第二超声传感器之间的传播。在将所述超声波阻挡装置移动到并设置为位于所述涂敷制品与所述第二超声传感器之间的与所述涂层材料的边缘部分及其周边对应的位置处之后，所述第一超声传感器朝向所述涂层材料的所述边缘部分发送超声波，且所述第二超声传感器接收所述超声波。结果，作为从第一超声传感器朝向第二超声传感器发送的超声波的一部分的、向边缘部分的周边发送的振动被超声波阻挡装置阻挡，并且以与传输穿过边缘部分的振动相比更大程度地衰减，从而，传输到边缘部分的周边的振动较小可能或不可能到达第二超声传感器，或被阻止到达第二超声传感器。在该方面，边缘部分的厚度可以依赖于边缘部分的形状而在各部分之间不同。如果边缘部分的厚度在各部分之间不同，则超声波传播穿过边缘部分的距离也在各部分之间不同；因此，表示由第二超声传感器接收的透射波的衰减因子的接收信号根据边缘部分的形状而变化。因此，在边缘部分的周边覆盖有超声波阻挡装置的情况下，可以基于由第二超声传感器接收的接收信号，根据涂层材料的厚度，清晰地检测涂层材料的边缘部分的形状，例如，电极糊的涂层分布。在根据本发明的第一方面的超声测量方法中，接收穿过所述空气层传播的超声波的接收侧超声传感器可以在接收所述超声波之后随时间流逝而产生多个声波形，其中，所述接收侧超声传感器为所述第一超声传感器和所述第二超声传感器中的一个。当所述多个声波形包括首先检测到的第一声波形和继所述第一声波形之后检测到的第二声波形时，在所述第二声波形和所述第一声波形不彼此重叠的条件下，根据所述涂层材料的厚度，可以将所述第一超声传感器和所述第二超声传感器的各自的频率设定到尽可能低的水平。通过该设置，在波穿过涂层材料的传输期间的超声波的衰减可被降低到最小，并可改善由接收侧超声传感器接收的接收信号的分辨率。因此，可以高精度地获得涂层材料的厚度。在由接收侧超声传感器检测到的多个声波形中，第一声波形提供仅由透射波(即，传输穿过基底和涂层材料的超声波)构成的接收信号，而不包含成为噪声的回声。第二声波形具有包含由第一反射波产生的接收信号和由第二反射波产生的接收信号的回声，并成为获得涂层材料的厚度所需的接收信号的噪声。第一反射波为这样的超声波，该超声波被涂敷制品一次反射而没有穿过涂覆制品且然后传输穿过涂敷制品并被接收。第二反射波为这样的超声波，该超声波传输穿过涂敷制品、被接收侧超声传感器一次反射并返回到涂敷制品，在涂敷制品处该波被涂敷制品反射并被接收。因此，在弟一声波形和弟_■声波形不彼此重叠的条件下测量涂层材料的厚度。
同时，涂敷制品中的基底由具有大密度的金属制成，即使超声波具有长波长和低频率，超声波也有可能传播穿过基底。在传播穿过基底期间，超声波衰减程度小，从超声波的波长获得的分辨率是良好的。另一方面，即使超声波的传播距离是相等的，传播时间随频率降低而变长，这会导致第一声波形与第二声波形重叠的现象。例如，涂层材料(例如，电极糊)由具有比基底低的密度的非金属材料制成。在该情况下，具有长波长和低频率的超声波与基底相比较小可能传播穿过涂层材料，而具有短波长和高频率的超声波很可能传播穿过涂层材料。另一方面，如果传输穿过涂层材料的超声波的频率被升高到过高的水平，在超声波的传播距离相等的情况下传播时间变短，但超声波在传播穿过涂层材料时以较大程度衰减，因而从超声波的波长获得的分辨率劣化。在上述超声测量方法中，在第二声波形与第一声波形不重叠的条件下，根据涂层材料的厚度，将第一超声传感器和第二超声传感器的各自的频率设定到尽可能低的水平。由此，在超声波传输穿过涂层材料期间的衰减可被降低到最小，并可改善由接收侧超声传感器接收的接收信号的分辨率。因此，可以高精度地获得涂层材料的厚度。在根据本发明的第一方面的超声测量方法中，可以基于由接收侧超声传感器所接收的超声波的衰减因子，计算所述涂层材料的厚度，其中，所述接收侧超声传感器为所述第一超声传感器和所述第二超声传感器中的一个。因此，可以通过从与传输穿过涂敷制品的超声波的衰减因子对应的涂敷制品的厚度减去与传输穿过基底的超声波的衰减因子对应的基底的基础重量，获得涂层材料的基础重量。超声波的衰减因子随着作为参数的介质的密度和介质的厚度而改变。由此，可以基于表示超声波在传输穿过基底时的衰减因子与基底的基础重量之间的关系的校准曲线以及表示超声波在传输穿过涂敷制品时的衰减因子与涂敷制品的基础重量之间的关系的校准曲线，通过从涂敷制品的基础重量减去基底的基础重量而获得涂层材料的基础重量。即，在其中通过向基底的一个表面涂敷而施加涂层材料的涂敷制品的情况下，从用于具有一个涂敷表面的涂敷制品的实际测量校准曲线获得涂敷制品(基底和涂层材料)的基础重量。同样，从用于基底的实际测量校准曲线获得基底的基础重量。由此，可以从涂敷制品的基础重量与基底的基础重量之间的差容易地获得涂层材料的基础重量。同样，在其中通过向基底的两个表面都涂敷而施加涂层材料的涂敷制品的情况下，从用于基底的实际测量校准曲线获得基底的基础重量。同时，从用于具有一个涂敷表面的涂敷制品的一侧涂敷实际测量校准曲线获得其中通过向基底的一个表面涂敷而施加涂层材料的涂敷制品的基础重量。然后，通过从涂敷制品的厚度减去基底的厚度而获得在基底的一个表面上的涂层材料的厚度从用于具有两个涂敷表面的涂敷制品的双侧涂层实际测量校准曲线获得在其中通过向基底的两个表面涂敷而施加涂层材料的涂敷制品的基础重量，且通过从涂敷制品的基础重量减去基底的基础重量和在基底的一个表面上的涂层材料的基础重量而获得在基底的另一表面上的涂层材料的基础重量。由此，可以从涂敷制品的基础重量与基底的基础重量之间的差容易地获得涂层材料的基础重量。在上述超声测量方法中，其中所述第一超声传感器具有发生超声振动的第一振动表面且所述第二超声传感器具有发生超声振动的第二振动表面，可以将其间插入有所述涂敷制品的所述第一超声传感器和所述第二超声传感器设置为使得在垂直方向上测量的所述第一振动表面与所述第二振动表面之间的距离等于或小于100mm，且可以在所述第二声波形具有最大振幅时测量所述涂层材料的厚度。由于在第二声波形具有最大振幅时测量涂层材料的厚度，因此在制造线上正被制造的涂敷制品在测量期间被精确地设置在第一超声传感器和第二超声传感器之间的中间位置处，并且在以卷(roll)的形式卷绕的基底中没有发现波动。由此，操作者可以确认以良好状态用涂层材料涂敷基底。S卩，在接收侧超声传感器接收超声波之后随时间流逝以特定时间间隔检测所述多个声波形时，第一声波形提供仅由传输穿过基底和涂层材料的透射波构成的接收信号而不包含成为噪声的回声，其中，第一声波形为由接收侧超声传感器检测到的多个声波形中的一个。具体而言，当第一超声传感器的第一振动表面与第二超声传感器的第二振动表面之间的距离为IOOmm或更小时，继第一声波形之后的奇数声波形具有与第一声波形相同或相似的趋势；然而，在发送之后，超声波强度随传播距离变长而减小，且超声波的衰减增加。因此，使用具有第一声波形的接收信号来确定涂层材料的厚度是恰当的。同样，如上所述，第二声波形具有既包含由第一反射波产生的接收信号也包含由第二反射波产生的接收信号的回声，并成为获得涂层材料的厚度所需的接收信号的噪声。这里，将描述涂敷制品在第一超声传感器与第二超声传感器之间所处于的位置与第二声波形之间的关系。(a)当涂敷制品精确地位于第一超声传感器与第二超声传感器之间的中间位置时，第一反射波和第二反射波被以相同周期合成而产生其中合成波的振幅最大的第二声波形。(b)当涂敷制品相对于第一超声传感器与第二超声传感器之间的中间位置稍靠近一侧时，相位不同(out of phase)的第一反射波和第二反射波彼此干涉而产生这样的第二声波形，该第二声波形的振幅在第一反射波的相位从第二反射波的相位偏移了半个周期时最小。(C)当涂敷制品相对于第一超声传感器与第二超声传感器之间的中间位置很大程度地靠近一侧时，第一反射波的相位完全偏离第二反射波的相位，从而产生这样的第二声波形，在该第二声波形中，第一反射波和第二反射波提供波形中的两个分离的部分。在上述情况(a)到(C)的任一情况下，具有第一声波形的接收信号仅由透射波(即，传输穿过基底和涂层材料的超声波)构成，且不受多重反射波或者第一反射波和第二反射波的影响。在上述超声测量方法中，在第一超声传感器的第一振动表面与第二超声传感器的第二振动表面之间的距离等于或小于IOOmm且第二声波形具有最大振幅时，测量涂层材料的厚度。因此，在测量期间，在制造线上正被制造的涂敷制品被精确地设置在第一超声传感器和第二超声传感器之间的中间位置处，且在以卷的形式卷绕的基底中没有发现波动。由此，操作者可以确认用涂层材料涂敷处于良好状态的基底。在上述超声测量方法中，可以基于具有所述第一声波形的接收信号而测量所述涂层材料的厚度。由此，可以通过去除测量误差的因素(例如，残留在以卷的形式卷绕的基底中的波动)来测量涂层材料的厚度。根据本发明的第二方面，一种超声测量系统，用于测量通过涂敷到由金属制成的基底的一个表面或两个表面以提供涂敷制品而施加的涂层材料的厚度，该超声测量系统具有第一超声传感器和第二超声传感器的对。在该超声测量系统中，所述第一超声传感器被设置为当沿所述涂敷制品的厚度方向观察时经由空气层而位于所述涂敷制品的一侧，且所述第二超声传感器被设置为经由空气层而位于所述涂敷制品的另一侧；通过使超声波在所述第一超声传感器与所述第二超声传感器之间传输而测量所述涂层材料的厚度。所述第一超声传感器为允许未聚焦超声波的传播的平面型发送传感器，且所述第二超声传感器为允许未聚焦超声波的传播的平面型接收传感器。由此，在电池制造过程中，例如，当在通过用电极糊(涂敷材料)涂敷金属箔(基底)而制造电极(涂敷制品)的制造线中测量涂层材料的厚度或涂层材料的基础重量和涂层分布时，超声波从第一超声传感器发送到涂敷制品以用超声波辐射涂敷制品的宽区域，且超声波传输穿过涂敷制品中的基底和涂层材料。然后，第二超声传感器在其宽区域内接收传输穿过基底和涂层材料的超声波(透射波)，从而可以在涂敷制品的宽区域内获得用于确定涂层材料的厚度的接收信号。S卩，在根据本发明的第二方面的超声测量系统中，与点型超声传感器相比，第二超声传感器提供了用于在涂敷制品的较宽范围内确定涂层材料的厚度的接收信号，并且，可以在涂敷制品的制造线上进行关于涂层材料的厚度或者电极糊的基础重量和涂层分布的质量检查。具体而言，当希望在制造线上的宽范围内对在制造线上制造的涂敷制品均匀地进行质量检查(例如，对涂层材料的基础重量和涂层分布的测量)时，对于在制造线上连续制造的所有涂敷制品，可以在线测量涂层材料的厚度。由于可以从涂敷制品的宽区域获得表示由第二超声传感器接收的透射波的接收信号，可以在涂敷制品的较宽范围内检测涂层材料的厚度。因此，可以正确地或精确地把握在测量范围内的涂层材料的厚度的变化，可以高可靠性地测量在涂敷制品的给定范围内的涂层材料的总体厚度或涂层材料的基础重量。由此，与使用辐射测量系统的相关技术的测量方法或在JP-A-2008-102160中公开的点型超声传感器相比，由于可以在涂层制品中的较宽范围内检测涂层材料的厚度，因而可以以改善的精度测量涂层材料的涂层分布。 在测量未涂敷电极糊的样品和涂敷有电极糊的样品之间的重量差的相关技术的质量检查中，不能精确地确定电极糊的基础重量和涂层分布。此外，质量检查是使用从制造线取出的电极的样品在制造线外部进行的；因此，需要用于进行该质量检查的额外或附加的步骤，这导致成本增加。并且，由于辐射测量系统相当昂贵，因此使用辐射测量系统的质量检查具有设备成本过高的缺点。另一方面，在第二方面的超声测量系统中，用于制造涂敷制品的制造线不需要停 止，并且在制造线的操作期间就可以进行质量检查；因此，不需要用于进行质量检查的额外或附加的步骤，从而不会增加成本。并且，该超声测量系统的设备成本低于辐射测量系统，因而可以极大地降低由涂敷制品反映的成本。具体而言，第二方面的超声测量系统可以容易地并入到用于制造涂敷制品的制造线中，无论该系统被新安装还是已经被安装；因此，可以低成本地将该超声测量系统安装在制造线中。因此，第二方面的超声测量系统产生了以下优良效果可以在制造线上低成本、高可靠性且高测量精度地测量涂敷制品中的涂层材料的厚度。根据本发明的第二方面的超声测量系统可以还包括超声振荡控制器，该超声振荡控制器控制超声波在所述第一超声传感器与所述第二超声传感器之间的发送和接收，且所述第一超声传感器和所述第二超声传感器能够发送和接收超声波。所述第一超声传感器和所述第二超 声传感器在所述第一超声传感器发送超声波而所述第二超声传感器接收所述超声波时处于第一状态，在所述第二超声传感器发送超声波而所述第一超声传感器接收所述超声波时处于第二状态，所述超声振荡控制器可以使所述第一超声传感器和所述第二超声传感器在所述第一状态和所述第二状态之间切换，使得所述第一超声传感器与所述第二超声传感器不同地操作。通过该设置，可以基于两种类型的接收波信号，即，表示当系统处于第一状态时由第二超声传感器接收的波的第二接收波信号和表示当系统处于第二状态时由第一超声传感器接收的波的第一接收波信号，高精度地确定涂层材料的厚度，确保改善的测量可靠性。如果基于表示由仅仅一个超声传感器接收的波的接收波信号而获得涂层材料的厚度，则操作者难以确定在测量时是否在正常状态下获得接收波信号，因而测量欠缺可靠性。另一方面，在上述超声测量系统中，超声振荡控制器使第一超声传感器和第二超声传感器在第一状态和第二状态之间切换，使得第一超声传感器与第二超声传感器不同地操作。通过该设置，在考虑到测量期间的空气温度变化而获得涂层材料的厚度时，可以基于两种类型的接收信号，即，当系统处于第一状态时由第二超声传感器接收的超声波的第二接收波信号(入2)和当系统处于第二状态时由第一超声传感器接收的超声波的第一接收波信号U I)，测量厚度。通过使用第一接收波信号和第二接收波信号，如果第一接收波信号和第二接收波信号具有关系Al X 2，则操作者可以确定在测量时接收波信号是在正常状态下获得的。因此，可以高精度和高可靠性地测量涂层材料的厚度。根据本发明的第二方面的超声测量系统还可以包括第三超声传感器，该第三超声传感器是允许未聚焦超声波的传播的平面型传感器，所述第一超声传感器和所述第三超声传感器可以被设置为经由所述空气层而位于所述涂敷制品的上述一侧且处于超声波在所述第一超声传感器与所述第三超声传感器之间被规则反射的位置处，同时，所述第二超声传感器可以被设置为位于所述涂敷制品的所述另一侧，以通过所述涂敷制品在所述第一超声传感器的轴向上面对所述第一超声传感器。通过该设置，对于其中基底的相反两面涂敷有涂层材料的涂敷制品，基于由第三超声传感器接收的超声波的横波产生的接收信号而测量在基底的一个表面上的涂层材料的厚度，且同时基于由第二超声传感器接收的超声波的纵波产生的接收信号而测量在基底的另一表面上的涂层材料的厚度。由此，可以简化用于测量涂层材料的厚度的设备。即，在测量涂层材料的厚度之前，基于在基底未涂敷涂层材料的状态下的基底透射信号，例如，在超声波传输穿过由金属制成的基底时超声波的衰减因子，预先把握基底的厚度或基底的基础重量。在上述超声测量系统中，从第一超声传感器发送的超声波经由在基底的一个表面上的涂层材料而作为横波被透射到基底并被基底规则反射，第三超声传感器接收经由在基底的一个表面上的涂层材料的反射波。由此，第三超声传感器在接收由基底的一个表面规则反射的反射波时获得基底反射信号，并基于该基底反射信号而确定在基底的一个表面上的涂层材料的厚度或基础重量。另一方面，在超声波从第一超声传感器传输到第三超声传感器的同时，从第一超声传感器发送的超声波作为纵波传输穿过在基底的一个表面上的涂层材料、基底以及在基底的另一表面上的涂层材料，第二超声传感器接收穿过包括在基底的另一表面上的涂层材料的涂敷制品的透射波。由此，第二超声传感器在接收上述透射波时获得涂敷制品透射信号，且基于该涂敷制品透射信号而计算涂敷制品的厚度。然后，通过从计算的涂敷制品的厚度减去基底的厚度和在基底的一个表面上的涂层材料的厚度而获得在基底的另一表面上的涂层材料的厚度。换言之，基于涂敷制品透射信号而计算涂敷制品的基础重量，并通过从计算的涂敷制品的基础重量减去基底的基础重量和在基底的一个表面上的涂层材料的基础重量而获得在基底的另一表面上的涂层材料的基础重量。因此，可以基于由 第三超声传感器接收的超声波的横波所产生的接收信号而测量在基底的一个表面上的涂层材料的厚度，并可以基于由第二超声传感器接收的超声波的纵波所产生的接收信号而同时测量在基底的另一表面上的涂层材料的厚度。由此，可以简化用于测量涂层材料的厚度的系统或设备。为了对第一超声传感器到第三超声传感器进行校准，使用能够发送和接收超声波的传感器作为第三超声传感器，且超声振荡控制器需要被配置为控制超声波在第一超声传感器与第三超声传感器之间的发送和接收以及超声波在第一超声传感器与第二超声传感器之间的发送和接收。该超声振荡控制器在第一超声传感器和第二超声传感器之间切换发送侧和接收侧以校准第一和第二超声传感器。并且，该超声振荡控制器在第一超声传感器与第三超声传感器之间切换发送侧和接收侧以校准第一和第三超声传感器。根据本发明的第二方面的超声测量系统还可以包括厚度计算单元，该厚度计算单元基于由接收侧超声传感器所接收的超声波的衰减因子，计算所述涂层材料的厚度，其中，所述接收侧超声传感器为所述第一超声传感器、所述第二超声传感器和所述第三超声传感器中的一个。根据本发明的第二方面的超声测量系统还可以包括超声波阻挡装置，该超声波阻挡装置部分地阻止超声波在所述第一超声传感器与所述第二超声传感器之间的传播。在该超声测量系统中，所述第一超声传感器发送超声波，所述第二超声传感器接收从所述第一超声传感器发送的所述超声波，且所述超声波阻挡装置能够移动到所述涂敷制品与所述第二超声传感器之间的与所述涂层材料的边缘部分及其周边对应的位置。通过由此设置在上述位置处的超声波阻挡装置，作为从第一超声传感器朝向第二超声传感器发送的超声波的一部分的、向边缘部分的周边发送的振动被超声波阻挡装置阻挡，并且以与传输穿过边缘部分的振动相比更大程度地衰减，从而，这些振动较小可能或不可能到达第二超声传感器。在该方面，边缘部分的厚度可以依赖于边缘部分的形状而在各部分之间不同。如果边缘部分的厚度在各部分之间不同，则超声波传播穿过边缘部分的距离在各部分之间不同；因此，表示由第二超声传感器接收的透射波的衰减因子的接收信号根据边缘部分的形状而变化。因此，在边缘部分的周边覆盖有超声波阻挡装置的情况下，可以基于由第二超声传感器接收的接收信号，根据涂层材料的厚度，清晰地检测涂层材料的边缘部分的形状，例如，电极糊的涂层分布。所述超声波阻挡装置可以由易于吸收超声振动的材料(例如，橡胶、海绵或毡)形成。
在根据本发明的第二方面的超声测量系统中，接收穿过所述空气层传播的超声波的接收侧超声传感器可以在接收所述超声波之后随时间流逝而产生多个声波形，其中，所述接收侧超声传感器为所述第一超声传感器和所述第二超声传感器中的一个，所述多个声波形包括首先检测到的第一声波形和继所述第一声波形之后检测到的第二声波形，且在所述第二声波形与所述第一声波形不重叠的条件下，根据所述涂层材料的厚度，可以将所述第一超声传感器和所述第二超声传感器的各自的频率设定到尽可能低的水平。因此，在波穿过涂层材料的传输期间的超声波的衰减可被降低到最小，并可改善由接收侧超声传感器接收的接收信号的分辨率。因此，可以高精度地获得涂层材料的厚度。根据本发明的第二方面的超声测量系统还可以包括厚度计算单元，该厚度计算单元基于由接收侧超声传感器所接收的超声波的衰减因子，计算所述涂层材料的厚度，其中，所述接收侧超声传感器为所述第一超声传感器和所述第二超声传感器中的一个。因此，该厚度计算单元能够通过从与传输穿过涂敷制品的超声波的衰减因子对应的涂敷制品的基础重量减去与传输穿过基底的超声波的衰减因子对应的基底的基础重量，获得涂层材料的基础重量。超声波的衰减因子随着参数(例如，超声波传播穿过的介质的密度和该介质的厚度)而改变。由此，可以基于关于超声波在传输穿过基底时的裳减因子和基底的基础重量的校准曲线以及关于超声波在传输穿过涂敷制品时的衰减因子和涂敷制品的基础重量的校准曲线，通过从涂敷制品的基础重量减去基底的基础重量而获得涂层材料的基础重量。在上述超声测量系统中，其中所述第一超声传感器具有发生超声振动的第一振动表面且所述第二超声传感器具有发生超声振动的第二振动表面，可以将其间插入有所述涂敷制品的所述第一超声传感器和所述第二超声传感器设置为使得在垂直方向上测量的所述第一振动表面与所述第二振动表面之间的距离等于或小于100mm，且所述厚度计算单元可以在所述第二声波形具有最大振幅时测量所述涂层材料的厚度。由于厚度计算单元在第二声波形具有最大振幅的条件下测量涂层材料的厚度，因此在制造线上制造的涂敷制品在测量期间被精确地设置在第一超声传感器和第二超声传感器之间的中间位置处。因此，并且操作者可以确认在以卷的形式卷绕的基底中没有残留波动，并可以确认以良好状态用涂层材料涂敷基底，通过厚度计算单元获得该涂敷制品的涂层材料的厚度。在上述超声测量系统中，厚度计算单元可以基于具有所述第一声波形的接收信号而测量涂层材料的厚度。由此，可以通过去除测量误差的因素(例如，以卷的形式卷绕的基底的波动)来测量涂层材料的厚度。在JP-A-2008-102160中公开的超声测量系统中，如图22所示，温度测量装置84a、84b测量固相92和液相91的各自温度，速度校正装置85基于由此测量的各温度而检测作为超声波传播穿过的一种介质的液相91和固相92的声阻抗，并校正由传播时间测量装置83获得的超声波的传播速度。基于由传播时间测量装置83获得的超声波的传播速度和由速度校正装置85对传播速度进行校正的传播速度的校正值，传播路径长度测量装置86适应于测量测量对象90的厚度以及其中液相91和固相92彼此层叠的测量对象90中的相变的位置。从超声发送装置81朝向测量对象90发送的超声波以及由测量对象90反射并由超声接收装置82接收的超声波传播穿过空气层，该空气层为除了测量对象90之外的一个介质。如果空气层的温度不是常量，则空气层中的声阻抗随温度改变而变化，且传播穿过空气层的超声波的波长改变。结果，即使通过速度校正装置85校正了由传播时间测量装置83获得的超声波的传播速度，也不能精确地测量测量对象90的厚度等等。具体而言，当涂敷制品被设置在发送侧超声传感器和接收侧超声传感器之间的空气层中且测量在涂敷制品内的涂层材料的厚度时，空气层的温度(密度)会因空气层中的空气对流而在发送侧和接收侧之间不同。同样，当在操作的制造线上连续制造涂敷制品时，由于例如当涂敷制品局部地并稍微地在制造线上移动时发生的在空气层中的轻微空气对流，或者当操作者在制造线附近移动时发生的在空气层中的空气对流，空气层的密度会局 部地改变。在该情况下，如果作为超声波传播穿过的一种介质的空气层的密度在由超声传感器测量厚度的部分与其他部分之间不同，则不能精确地测量涂层材料的厚度。在涂敷制品被设置在发送侧超声传感器和接收侧超声传感器之间的空气层中且测量在涂敷制品内的涂层材料的厚度的情况下，如果在接收侧超声传感器接收穿过涂敷制品的透射波或被涂敷制品反射的反射波的同时一些外部振动从外部传输到接收侧超声传感器，则透射波或反射波会与该外部振动组合。如果接收侧超声传感器接收所产生的合成波，则在自没有受外部振动影响的发送侧超声传感器发送的超声波的波长与由接收侧超声传感器接收的合成波的波长之间出现差异，这会导致接收灵敏度的劣化。鉴于上述问题，根据本发明的第二方面的超声测量系统还可以包括抑制所述空气层的密度变化的空气对流抑制装置。通过该设置，当在涂敷制品的制造线上测量通过涂敷而施加的涂层材料的厚度或涂层材料的基础重量和涂层分布时，由于空气对流抑制装置的存在，传播穿过空气层的超声波的波长较小可能或不可能改变，因此可以以改善的精度测量涂层材料的厚度。如上所述，在电池制造过程中，例如，在其温度受控制的气氛下，在用于制造电极的制造线上，通过涂敷到金属箔(基底)施加电极糊(涂层材料)并干燥该电极糊而制造电极(涂敷制品)，并且，在该温度受控的气氛下，安装本方面的超声测量系统作为制造线中的线内(in-line)系统。由于制造线被安装在温度被适宜地控制的位置处，因此对于在制造线上连续制造的涂敷制品，可以认为基底和涂层材料的温度在制造线操作期间不改变而是恒定的。因此，当超声波传输穿过基底和涂层材料时，在制造线的操作期间，基底和涂层材料中的声阻抗不改变，并且，在对涂层材料的厚度的测量期间，不会由基底和涂层材料的各自的温度产生影响。另一方面，根据本发明的第二方面的超声测量系统具有被设置为经由空气层而位于涂敷制品的一侧上的第一超声传感器以及被设置为经由空气层而位于涂敷制品的另一侧上的第二超声传感器，并通过使超声波在第一超声传感器和第二超声传感器之间传输而测量涂层材料的厚度。虽然在温度受控的气氛下安装该超声测量系统，但在安装房间或空间中会发生空气对流；因此，提供至少一个空气对流抑制装置以抑制或防止超声测量系统的空气层中的空气的密度变化。通过该设置，在超声测量系统的空气层中基本上不会出现由气体(例如，空气)对流导致的空气温度的变化,从而可以在空气层中整体建立均一的温度分布。即，在第一超声传感器与涂敷制品之间、涂敷制品与第二超声传感器之间、第三超声传感器(如果存在)与涂敷制品之间以及在涂敷制品的相反两侧之间基本上不出现温度变化。换言之，在空气层中整体上基本没有温度差。 由于在空气层中整体建立均一的温度分布，根据上述式2，与温度成比例地改变的空气中的声速在空气层的整个体积内成为常量，并且，根据上述式3，与温度成比例地改变的空气密度在空气层的整个体积内同样成为常量。此外，根据上述式2到式4，由于在空气层中整体建立均一的温度分布，声阻抗不会改变。换言之，如果在空气层中整体建立均一的温度分布且空气的密度同样均一地分布，则在上述式5中，可以认为声阻抗和密度是与温度变化对应的常量，且波长\与频率f成反比。如上所述，第一超声传感器具有作为特定特征值的频率fl(f)，第二超声传感器具有作为特定特征值的频率f2 (f)，而第三超声传感器具有作为特定特征值的频率f3 (f)。在第一超声传感器与涂敷制品之间的空气层中，从频率fl(f)的第一超声传感器传输的超声波的波长X I不改变。当系统包括第三超声传感器时，在第三超声传感器与涂敷制品之间的空气层中，从频率f3(f)的第三超声传感器传输的超声波的波长X 3不改变。在涂敷制品与第二超声传感器之间的空气层中，从第二超声传感器传输的超声波的波长、2不改变。特别地，在对在其中超声测量系统被安装为线内系统的制造线上连续制造的涂敷制品连续测量涂层材料的厚度时，在制造线的操作期间，传输穿过涂层材料并由第二超声传感器接收的透射波(超声波)的波长和由涂层材料反射并由第三超声传感器接收的反射波(超声波)的波长基本上不经历改变。在超声传感器中，作为声传播的特性，在超声波的接收功率的幅度(超声波强度)与所接收的超声波的波长之间通常存在特定相关性。超声波强度沿在给定波长处具有峰值的正态分布曲线改变。如果波长移动到稍微短于或长于与该峰值对应的给定波长，则超声波强度从峰值降低。在上述超声测量系统中，这样的波长被保持不改变，在该波长下，超声波强度变为上述峰值，使得在超声波强度为最大值的条件下从第一超声传感器发送的超声波穿过空气层而朝向涂敷制品传播。结果，传输穿过涂敷制品的透射波(超声波)在超声波强度为最大值的同时也传播穿过涂敷制品，然后，超声波从涂敷制品传播穿过空气层，并在超声波强度为最大值的同时由第二超声传感器接收。对于被涂敷制品反射的反射波(超声波)，同样，超声波穿过空气层而传输到涂敷制品，被涂敷制品反射，再次传输通过空气层，并在超声波强度为最大值的同时由第三超声传感器接收。因此，如果基于诸如所接收的超声波的波长、超声波到达第三超声传感器所花费的时间、衰减因子等等的接收信号而测量涂敷制品的涂层材料的厚度，则对于每个涂敷制品、或对于涂敷制品的每个测量区域，较小可能或不可能发生厚度的测量误差，从而可以高精度地测量涂层材料的厚度。在上述超声测量系统中，其中所述基底具有沿纵向方向延伸并具有长的长度的长边和沿宽度方向延伸的短边；至少一对所述第一超声传感器和所述第二超声传感器可以被设置在所述空气对流抑制装置的内部，并被设置在与所述基底的所述短边平行的所述宽度方向上；并且，所述空气对流抑制装置能够在获得所述涂层材料的厚度的测量区域内在所述宽度方向上和与所述基底的所述长边平行的所述纵向方向上移动。因此，在该超声测量系统被安装为线内系统的制造线上，对于持续或连续制造的涂敷制品，可以在制造线的操作期间测量涂层材料的厚度而不停止该制造线。同样，可以在制造线上的宽范围内均匀地进行质量检查，例如，对涂层材料的基础重量和涂层分布的测量。由此，可以进行高度可靠的质量检查以控制质量。
在上述超声测量系统中，所述空气对流抑制装置可以被设置为具有测量所述空气层的温度的至少一个温度测量装置。因此，即使当由于例如从第一到第三超声传感器中的任一个产生的热而在空气层中发生温度改变时，也可以基于由温度测量装置测量的温度而校正空气层中的声速、密度以及声阻抗，并且可以使接收传输穿过空气层的超声波的接收侧超声传感器的接收信号进入适宜的状态以对应于空气层的实际温度或温度分布。由此，可以以改善的测量精度获得涂层材料的厚度。在上述超声测量系统中，所述空气对流抑制装置可以包括隔振装置，该隔振装置阻止外部振动从地面传输到所述第一超声传感器和所述第二超声传感器。因此，例如，阻止在涂敷制品的制造线中发生的机械振动传输到第一超声传感器和第二超声传感器以及第三超声传感器(如果存在)，从而可以防止所发送或所接收的超声波的指向性(directivity)的精度的否则可能的劣化。在根据本发明的第二方面的超声测量系统中，所述基底可以为在作为所述涂敷制品的电池的电极中使用的金属箔，且所述涂层材料可以为通过涂敷到所述金属箔而施加的电极糊。因此，在电池制造过程中，在制造线的操作期间，在通过用电极糊涂敷金属箔而制造电极的制造线上，可以在电极的宽范围内均匀地进行关于电极糊的基础重量和涂层分布的质量检查。此外，可以对在制造线上制造的所有电极进行质量检查，从而可以提供高质量、高性能的电池。


下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业重要性，其中相似的标号表示相似的要素，且其中图I为示出了根据本发明的第一实施例的超声测量系统的透视图；图2为沿图I中的箭头A-A的方向观察的截面图，示出了图I的超声测量系统的主要部分；图3为沿图2中的箭头C-C的方向观察的截面图，示出了图I的超声测量系统的主要部分；图4为用于说明根据本发明的第一实施例的超声测量系统的配置的示意图；图5为沿图I中的箭头A-A的方向观察的电极的截面图；图6为用于说明检查电极糊的涂层分布的方式的图；图7为示出了校准曲线的图，这些校准曲线表示传输穿过电极的超声波的衰减因子与电极的基础重量之间的关系；图8为示例了在根据本发明的第一实施例的超声测量系统中校准第一和第二超声传感器的过程的流程图；图9为示意性示出了电极被设置在发送侧超声传感器与接收侧超声传感器之间的中间位置处的情况的说明图10为示出了 当电极位于图9中所示的位置时由接收侧超声传感器接收的超声波的声波形的图；图IlA为示意性示出了电极被设置在相对于发送侧超声传感器与接收侧超声传感器之间的中间位置稍靠近一侧(发送侧超声传感器)的位置处的情况的说明图；图IlB为示意性示出了电极被设置在相对于发送侧超声传感器与接收侧超声传感器之间的中间位置稍靠近一侧(接收侧超声传感器)的位置处的情况的说明图；图12为示出了当电极位于图IlA或图IlB中所示的位置时由接收侧超声传感器接收的超声波的声波形的图；图13A为示意性示出了电极被设置在相对于发送侧超声传感器与接收侧超声传感器之间的中间位置很大程度地靠近一侧(发送侧超声传感器)的位置处的情况的说明图；图13B为示意性示出了电极被设置在相对于发送侧超声传感器与接收侧超声传感器之间的中间位置很大程度地靠近一侧(接收侧超声传感器)的位置处的情况的说明图；图14为示出了当电极位于图13A或图13B中所示的位置时由接收侧超声传感器接收的超声波的声波形的图；图15为表示接收功率与在接收侧超声传感器中产生的热的温度之间的关系的图；图16为示例了在根据本发明的第一实施例的超声测量系统中计算电极糊的基础重量的过程的流程图；图17为用于说明根据本发明的第二实施例的超声测量系统的配置的示意图，其中为了便于观察，未示出与盖一体的传感器安装部；图18为在宽度方向上观察的电极的侧视图，用于说明确定通过涂敷到金属箔的两个表面而施加的电极糊的基础重量的方式；图19为表示发送侧超声传感器和接收侧超声传感器之间的探头到探头(probe-to-probe)距离与由接收侧超声传感器接收的接收超声波的最大振幅之间的关系的图，以用于比较点型超声传感器和平面型超声传感器；图20为表示所接收的超声波的波长与接收功率之间的关系的图；图21为用于说明所接收的超声波的传播温度、声阻抗以及声压透射系数之间的关系的说明图；以及图22为在JP-A-2008-102160中公开的超声测量系统的说明图。
具体实施例方式将参考附图详细描述本发明的超声测量方法和超声测量系统的一些实施例。每个实施例的超声测量系统被安装为电极制造线上的线内系统，在电极制造线上通过涂敷到金属箔(基底)施加电极糊(涂层材料)而制造电极(涂敷制品)。安装超声测量系统以用于对干燥后的电极糊的基础重量(或涂层重量)和涂层分布进行质量检查或检验。每个实施例的超声测量方法为使用上述超声测量系统对电极糊的基础重量和涂层分布进行质量检查的方法。
将描述本发明的第一实施例，其中用电极糊涂敷金属箔的一个表面。图I为示出了根据本发明的第一实施例的超声测量系统的透视图。图2为沿图I中的箭头A-A的方向观察的截面图，图3为沿图2中的箭头C-C的方向观察的截面图。图2和图3示例了超声测量系统的主要部分。图4示例了根据第一实施例的超声测量系统的配置。图5为沿图I中的箭头A-A的方向观察的电极的截面图。图6为用于说明检查电极糊的涂层分布的方式的图。在示出第一实施例的图I中，LD(纵向方向)表示金属箔61的长边延伸的方向或超声测量系统I的与金属箔61的长边平行的方向，WD(宽度方向)表不金属箔61的短边延伸的方向或超声测量系统I的与金属箔61的短边平行的方向。此外，TD(厚度方向)表不电极60 (金属箔61和电极糊62)的厚度方向或超声测量系统I的与电极60的厚度方向平行的方向。在图I中使用的这些符号也适用于图2和随后的附图。
首先，将简要描述电极。在该实施例中，基底为金属箔，该金属箔用于制造作为涂敷制品的电池电极，涂层材料为通过涂敷到金属箔而施加的电极糊。更具体而言，电极60用于作为例如电动车辆或混合动力车辆的电源的二次电池。如图5所示，通过用电极糊62涂敷由例如Al、Cu等等制成的金属箔60的一个表面61a而形成电极60。具有长的长度的金属箔61具有约20 y m的厚度，并且以卷的形式卷绕在电极制造线(未示出)上的卷绕传送带50上。在金属箔61被解绕(unroll)并由送料传送带51输送(成为水平状)的同时，通过涂敷到保持为水平状的金属箔61上而在电极制造线上施加电极糊62。电极60被形成为使得在电极糊62被压贴到金属箔61并干燥之后，电极糊62的厚度为约40到50 u m,并通过传送带51而被传送到下一处理步骤，例如，切割被制造为例如连续的片的电极60。接下来，参考图I到图4描述超声测量系统。超声测量系统I被安装在电极糊62在电极制造线上被干燥之后由传送带51将电极60传送到下一处理步骤的位置的上游位置处(如图I所示)。超声测量系统I包括第一超声传感器11和第二超声传感器12。第一超声传感器11被设置为当沿厚度方向TD观察时位于电极60的一侧，使得空气层AR被插入在超声传感器11与电极60之间，其中电极60是通过用电极糊62涂敷以卷的形式卷绕的金属箔61的一个表面61a而形成的；超声传感器12被设置为当沿厚度方向TD观察时位于电极60的另一侧,使得空气层AR被插入在超声传感器12与电极60之间。超声测量系统I通过使超声波US在第一超声传感器11与第二超声传感器12之间传输而测量电极60中的电极糊62的厚度。该实施例的超声测量系统I具有四个第一超声传感器11和四个第二超声传感器12,即，具有四对第一超声传感器11和第二超声传感器12,每对由一个第一超声传感器11和一个第二超声传感器12构成。超声测量系统I还包括例如超声振荡控制单元10(超声振荡控制器)、厚度计算单元20、盖35 (空气对流抑制装置)、八个温度计37 (温度测量装置)、隔振板38(隔振装置)、遮蔽装置(mask) 40 (超声波阻挡装置)等等，如图2和图4所
/Jn o将更详细地描述第一超声传感器11和第二超声传感器12。每个第一超声传感器11为允许未聚焦超声波US的传播的平面型发送传感器，并且还能够接收超声波。在该实施例中，提供第一超声传感器11的平面型发送传感器具有发送超声波US的单个第一振动表面11a，该第一振动表面Ila整体上形成为矩形形状。在操作时，超声波US从第一超声传感器11经由空气层AR至少发送到电极60的与第一振动表面Ila相对的区域内。当第二超声传感器12操作为发送传感器时，除了第一振动表面Ila被第二超声传感器12的第二振动表面12a取代之外,传感器12以与第一超声传感器11基本上相同的方式操作。每个第二超声传感器12为允许未聚焦超声波US的传播的平面型接收传感器，并且还能够发送超声波。在该实施例中，提供第二超声传感器12的平面型发送传感器具有接收超声波US的单个第二振动表面12a，该第二振动表面12a整体上形成为矩形形状。第二超声传感器12能够经由 空气层AR接收用于福射电极60的从第一超声传感器11产生并传输穿过至少电极60的超声波(透射波)US。当第一超声传感器11操作为接收传感器时，除了第二振动表面12a被第一振动表面Ila取代之外，传感器11以与第二超声传感器12基本上相同的方式操作。下面，将描述第一超声传感器11和第二超声传感器12的频率。接收侧超声传感器12A接收穿过空气层AR传输的超声波，并在接收超声波之后随时间流逝而产生多个声波形(参见图9和图10)，其中，接收侧超声传感器12A为第一超声传感器11和第二超声传感器12中的一个。在由此产生的声波形中，首先检测到的声波形将称为“第一声波形”，紧接着第一声波形或继第一声波形之后检测到的声波形将称为“第二声波形”。第一超声传感器11和第二超声传感器12的频率被设定到根据电极糊62的厚度t从满足第二声波形与第一声波形不重叠的条件的频率中选择的最低水平。更具体而言，超声传感器11、12的频率等于或低于400kHz。第一超声传感器11和第二超声传感器12具有在相同频带中的标称频率。超声测量系统I被设置为具有盖35，该盖35防止空气层AR的密度变化。四对第一超声传感器11和第二超声传感器12被安装在位于盖35内部中的传感器安装部30中，使得每组第一超声传感器11和每组第二超声传感器12沿宽度方向WD设置。如图2和3所示，传感器安装部30由具有开口 32的U形主体31以及平板形状的支撑部33构成，支撑部33通过从主体31向下延伸的腿而连接到主体31。除了作为电极60的传送路径的传送开口 36之外，盖35覆盖传感器安装部30的开口 32和主体31的周边。盖35与传感器安装部30 —体形成。四个第一超声传感器11在宽度方向WD上以给定间隔沿直线设置在主体31的上部中，使得每个第一超声传感器11的第一振动表面Ila沿垂直方向面向下。同样，四个第二超声传感器12在宽度方向WD上以给定间隔沿直线设置在主体31的下部中，使得每个第二超声传感器12的第二振动表面12a沿垂直方向面向上。每对第一超声传感器11和第二超声传感器12被定位为使得这些传感器的第一振动表面Ila和第二振动表面12a彼此相对,并且电极60被插入其间，并使得在垂直方向上测量的第一振动表面Ila和第二振动表面12a之间的探头到探头距离等于或小于100mm。在该实施例中，探头到探头距离被控制到70_。四个第一超声传感器11被设置为用超声波US对辐射区域MB进行辐射，该辐射区域MB覆盖包括边缘部62C的电极糊62的总宽度，当沿电极60的宽度方向WD观察时，所述边缘部62C位于相对两侧处，如图I和图6所示。在电极60的金属箔61的另一表面61b上,从四个第一超声传感器11发送的超声波US从福射区域MB穿过空气层AR朝向四个第二超声传感器11传播。
传感器安装部30的主体31的开口 32在每对第一超声传感器11和第二超声传感器12之间提供空气层AR作为超声波US传播穿过的介质。沿厚度方向TD测量的开口 32的尺寸或主体31的上部与下部之间的间隔被控制为确保上述探头到探头距离，并且在宽度方向WD上测量的开口 32的尺寸对应于电极60的宽度尺寸。在位于盖35的内部中的开口 32中，提供用于测量空气层AR的温度的温度计37。在该实施例中，提供八个温度计37，更具而言，沿电极60被供给通过开口 32的路径的上侧和下侧中的每一侧提供四个温度计37，如图2所示。
如图2和图3所示，隔振板38被铺设在超声测量系统I的安装表面GL或地板上，该隔振板38用于阻止外部振动从地面传输到第一超声传感器11和第二超声传感器12中的每一个。隔振板38由易于吸收振动的诸如橡胶或毡的弹性材料或减振器(dumper)形成，具有大于支撑部33的尺寸，且支撑部33被安装在隔振板38上。如图I所示，传感器安装部30和盖35可通过驱动源(未示出)在获得电极糊62的厚度的测量区域MA内在纵向方向LD和宽度方向WD上相对于隔振板38移动。如图4所示，四个第一超声传感器11被电连接到第一超声振荡器11F。第一超声振荡器IlF具有振荡电路和接收电路，振荡电路用于将电压施加到第一振动表面Ila以产生超声振动，接收电路用于将接收超声波的第一振动表面Ila的超声振动转换为电压信号并接收该电压信号。四个第二超声传感器12被电连接到第二超声振荡器12F以产生第二振动表面12a的超声振动。第二超声振荡器12F具有振荡电路和接收电路，振荡电路用于将电压施加到第二振动表面12a以产生超声振动，接收电路用于将接收超声波的第二振动表面12a的超声振动转换为电压信号并接收该电压信号。第一超声振荡器IlF和第二超声振荡器12F被电连接到超声振荡控制单元10。超声振荡控制单元10控制超声波US向第一超声传感器11和第二超声传感器12的发送以及超声波US从第一超声传感器11和第二超声传感器12的接收。更具体而言，第一超声传感器11和第二超声传感器12在第一超声传感器11发送超声波而第二超声传感器12接收波时处于第一状态,在第二超声传感器12发送超声波而第一超声传感器11接收波时处于第二状态。超声振荡控制单元10使第一超声传感器11和第二超声传感器12在第一状态和第二状态之间切换，使得第一超声传感器11与第二超声传感器12不同地操作。超声振荡控制单元10被电连接到厚度计算单元20,厚度计算单元20被连接到监视器21。厚度计算单元20基于由接收侧超声传感器接收的超声波US的接收信号，计算电极糊62的基础重量和涂层分布或电极糊62的厚度，其中，接收侧超声传感器为第一超声传感器11和第二超声传感器12中的一者。更具体而言，厚度计算单元20基于具有第一声波形的接收信号在第二声波形中振幅处于最大值的状态下测量电极糊62的厚度。稍后将详细描述第一声波形和第二声波形。厚度计算单元20包括具有CPU、RAM、R0M等等的公知配置的微计算机(未示出)。RAM接收超声波的在传播穿过空气层AR时的衰减因子、超声波的在传输穿过金属箔61时的衰减因子或金属箔61的厚度、由温度计37测量的空气层AR的温度、第一振动表面Ila与第二振动表面12a之间的探头到探头距离、空气层AR中的与温度对应的声速、密度以及声阻抗等等，作为设定值。
并且，ROM存储用于进行第一超声传感器11和第二超声传感器12的校准的程序、用于计算传输穿过电极60 (电极糊62)并由第一超声传感器11或第二超声传感器12接收的透射波的衰减因子的程序、用于通过由正弦波对波形进行近似而校正透射和接收的波的声波形的程序、用于基于所计算的透射波的衰减因子计算电极糊62的厚度或基础重量的基础重量计算程序、用于在监视器21上显示形式为数值和/或图像的比较结果的程序以及其他程序。
在厚度计算单元20中，CPU被加载有上述程序，以进行特定操作，例如，在监视器21上显示表示电极糊62的基础重量和涂层分布的数值和/或图像、沿纵向方向LD和宽度方向WD移动与盖35 —体的传感器安装部30、将遮蔽装置40 (将在下面描述)移动到例如电极糊62的边缘部62C。接下来，将参考图2、图4和图6描述遮蔽装置40。遮蔽装置40被设置在传感器安装部30的主体31的开口 32中且位于电极60与第二超声传感器12之间的空气层AR中，更具体而言，遮蔽装置40位于电极60的在宽度方向W)上的相反两侧处的与电极糊62的边缘部分62C以及周边对应的位置处，如图2所示。可以通过驱动源(未示出)使遮蔽装置40沿纵向方向LD和宽度方向WD移动。遮蔽装置40由易于吸收超声振动的诸如海绵、橡胶或毡的材料制成。如图4和图
6所示，每个遮蔽装置40为具有遮蔽开口 41的平板状构件，当宽度方向WD上测量时遮蔽开口 41大于边缘部分62的范围。在该实施例中，超声测量系统I具有两个遮蔽装置40。在第一超声传感器11发送超声波US且第二超声传感器12接收从第一超声传感器11发送的超声波US的上述第一状态下，遮蔽装置40阻挡或阻止超声波US的一部分在第一超声传感器11与第二超声传感器12之间的传播。遮蔽装置40适于固定在与电极60的在宽度方向WD上测量的尺寸以及在金属箔62C上形成的边缘部分62C的位置相应的位置处。接下来，将描述使用超声测量系统I测量电极糊62的厚度并对电极糊62的基础重量和涂层分布进行质量检查或检验的方法。图7为校准曲线(或标准曲线)的图示，每个曲线表示传输穿过电极的超声波的衰减因子与电极的基础重量之间的关系。为了检查电极糊62的基础重量和涂层分布，在测量电极糊62的厚度之前，超声测量系统I需要校准第一超声传感器11和第二超声传感器12，并预先产生如同图7中示出的那样的校准曲线。虽然图7示例了接收侧超声传感器的频率为仅用于参照的92kHz和165kHz的情况，但校准曲线需要根据实际使用的第一超声传感器11和第二超声传感器12的频率而产生。对于要测量其厚度的电极60，特别地，依赖于金属箔61的厚度和电极糊62的涂敷条件，接收侧超声传感器的频率越高，可以以越高的分辨率从校准曲线获得基础重量。除了图7示出的用于电极60的实际测量校准曲线之外，在校准第一超声传感器11和第二超声传感器12时使用的校准曲线(稍后将描述)以及用于金属箔61的实际测量校准曲线同样需要预先产生。用于金属箔61的实际测量校准曲线为这样的校准曲线，该校准曲线表示在通过涂敷到金属箔61施加电极糊62之前基于传输穿过金属箔61的透射波US的衰减因子计算金属箔61的基础重量而获得的结果。在实际测量电极糊63时使用的用于电极60的实际测量校准曲线为这样的校准曲线，该校准曲线表示通过基于传输穿过电极60(金属箔61和电极糊62)的透射波US的衰减因子计算电极60的基础重量而获得的结果。当产生用于校准第一超声传感器11和第二超声传感器12的校准曲线、用于金属箔61的实际测量校准曲线以及用于电极60的实际测量校准曲线时，使用相同的超声传感器作为第一超声传感器11和第二超声传感器12，并且将第一超声传感器11的频率和第二超声传感器12的频率控制为对于每个校准曲线是不变的。下面，将简要说明获得校准曲线的方法。在该方法中，使用发送侧超声传感器和接收侧超声传感器的对、以及具有不同厚度的多种类型的标准样品。为了获得校准曲线，在室内在温度保 持恒定并且湿度保持等于或低于10%的气氛下使从发送侧超声传感器发送的超声波传输穿过每个标准样品，并获得由接收侧超声传感器接收的透射波(超声波)的衰减因子。作为用于获得校准用校准曲线的标准样品，使用由Cu制成的箔作为不会因氧化等等而改变的材料。标准样品具有预定厚度。不必言明，例如，Cu的密度公知为根据JIS的机械特性。通常，在标准样品的密度是恒定的(常量)的情况下，传输穿过标准样品的超声波的衰减因子与标准样品的厚度成反比。由于例如电极糊的基础重量的尺度(dimension)与密度的尺度相同且标准样品的厚度是恒定的，因此获得由下式表达的关系基础重量=A/超声波的衰减因子，其中A为常量(标准样品的厚度、密度的单位转换所需的转换因子以及与温度变化对应的校正因子)。在产生各种校准曲线之后，超声测量系统I在测量电极糊62的厚度之前进行对第一超声传感器11和第二超声传感器12的校准。无论第一超声传感器11和第二超声传感器12处于第一状态还是第二状态，根据基本上相同的过程进行该校准。由此，将典型地参考图8描述校准处于第一状态的第一超声传感器11和第二超声传感器12的过程。图8为示例了第一和第二超声传感器的校准过程的流程图。作为进行校准的准备，将传感器安装部30移动到在电极制造线(未示出)上安装的超声测量系统I中的不存在电极60的位置，并且将不具有样品(对应于电极糊62)的样品设置在第一超声传感器11与第二超声传感器12之间的空气层AR中。并且，将进行校准的条件(设定值，例如，标准样品的温度、空气层AR中的与温度对应的声速、密度和声阻抗等)输入到厚度计算单元20中。在超声测量系统I中，将第一超声传感器11和第二超声传感器12设置为处于从发送侧第一超声传感器11朝向接收侧第二超声传感器12发送超声波US的状态，使得第二超声传感器12可以经由空气层AR接收超声波US。当在第二状态下进行校准时，从发送侧第二超声传感器12朝向接收侧第一超声传感器11发送超声波US,使得第一超声传感器11可以经由空气层AR接收超声波US。初始地，在步骤Sll中，通过温度计37测量在盖35内的主体31的开口 32中的空气层AR的温度。然后，在步骤S12中，基于下列式2到式4和由八个温度计37检测的温度(例如，在开口 32中的八个位置处测量的温度的平均)而确定作为校正常量的与空气层AR的温度对应的声速、密度以及声阻抗。空气中的声速、密度以及声阻抗(I)声速C = fX λ...式1，其中C为声速(m/秒)，f为频率(kHz)，λ为波长(m)，或者 C = 331. 5+(0. 61Xt)...式 2，其中 t 为温度(°C )。(2)密度 P=L 293X (273. 15/(273. 15+t)) X (P/1013. 25)...式 3，其中 P 为密度(kg/m3) (ntp)，t 为温度(°C )，P 为大气压力(atm)。(3)声阻抗Z= P XC...式4，其中Z为声阻抗(Pa s/m)。接下来，在步骤S13中，第一超声传感器11以规定时长(规定脉冲数)朝向第二超声传感器12发送超声波US，以使波穿过标准样品。第二超声传感器12接收从第一超声传感器11发送的超声波US，且厚度计算单元20获得超声波US的声波形(参见例如图10，其中垂直轴表示接收电压(mV)，水平轴表示时间s))，该声波形作为通过第二超声振荡器12F和超声振荡控制单元10接收的超声波US的接收信号。在步骤S14中，厚度计算单元20通过用正弦波对波形进行近似来校正规定脉冲数的声波形(表示在传输穿过标准样品之后接收的超声波US)，并计算校正后的正弦波近似波形的最大振幅值F1。 然后，在步骤S15中，从第一超声传感器11和第二超声传感器12之间取出标准样品，并以规定时长(规定脉冲数)使超声波US从第一超声传感器11朝向第二超声传感器12发送。第二超声传感器12接收从第一超声传感器11发送的超声波US，且厚度计算单元20获得超声波US的声波形(垂直轴表示接收电压(mV)，水平轴表示时间(U s))，该声波形作为通过第二超声振荡器12F和超声振荡控制单元10接收的超声波US的接收信号。在步骤S16中，厚度计算单元20通过用正弦波对波形进行近似来校正规定脉冲数的声波形(表示第二超声传感器12直接从第一超声传感器11接收的超声波US)，并计算校正后的正弦波近似波形的最大振幅值F2。然后，在步骤S17中，计算由第二超声传感器12接收的超声波US的衰减因子a。更具体而言，厚度计算单元20基于在步骤S14中计算的最大振幅值Fl和在步骤S16中计算的最大振幅值F2并通过将Fl对F2的比率乘以100(F1/F2X100)而计算衰减因子a。然后，在步骤S18中，根据预先产生的用于校准的校准曲线，计算与在步骤S17中计算的衰减因子a对应的基础重量，即，标准样品的密度。 然后，在步骤S19中，通过检查在步骤S18中计算的标准样品的密度是否与表示Cu的机械特性的Cu的密度匹配，来检查校准的精度。如果标准样品的密度与Cu的密度匹配(如果在步骤S19中获得“是”)，则校准完成，并实际测量电极糊62的厚度，如下所述。如果标准样品的密度与Cu的密度不匹配(如果在步骤S19中获得“否”)，则控制返回到步骤S11，并执行图8的流程图中的上述步骤，直到标准样品的密度与标称密度匹配。接下来，将描述根据本发明的该实施例的超声测量方法。超声测量系统I被用于确定电极糊62的基础重量和涂层分布。即，在该实施例的超声测量方法中，使用第一超声传感器11和第二超声传感器12的对以及电极60，其中，电极60是通过涂敷以卷的形式卷绕并由金属制成的金属箔61的一个表面61a而形成的。第一超声传感器11被设置为当沿厚度方向TD观察时经由空气层AR而位于电极60上方，第二超声传感器12被设置为经由空气层AR而位于电极60下方。允许未聚焦超声波US的传播的平面型发送传感器被用作第一超声传感器11，允许未聚焦超声波US的传播的平面型接收传感器被用作第二超声传感器12。第一超声传感器11和第二超声传感器12能够发送和接收超声波US。提供超声振荡控制单元10以控制超声波US在第一超声传感器11和第二超声传感器12之间的发送和接收。第一超声传感器11和第二超声传感器12在第一超声传感器11发送超声波而第二超声传感器12接收波时处于第一状态，在第二超声传感器12发送超声波而第一超声传感器11接收波时处于第二状态。超声振荡控制单元10使第一超声传感器11和第二超声传感器12在第一状态和第二状态之间切换，使得第一超声传感器11与第二超声传感器12不同地操作。在下面，发送超声波US的超声传感器将称为“发送侧超声传感器11A”，接收传输穿过电极60和空气层AR的超声波US的超声传感器将称为“接收侧超声传感器12A”。在第一超声传感器11和第二超声传感器12当中,接收穿过空气层AR传播的超声波US的接收侧超声传感器12A在接收波之后随时间流逝而产生多个声波形。在由此产生的声波形当中，首先检测到的声波形称为“第一声波形”，紧接着第一声波形或继第一声波形之后检测到的声波形称为“第二声波形”(例如，参见图9和图10)。在第二声波形与第一声波形不重叠的条件下，根据电极糊62的厚度t，将第一超声传感器11和第二超声传感器12的各自的频率设定到最低水平。更具体而言，第一超声传感器11和第二超声传感器12的频率等于或低于400kHz，具有在相同频带中的标称频率的超声传感器被用作第一超声传感器11和超声传感器12。 基于由接收侧超声传感器12A所接收的超声波US的衰减因子，计算电极糊62的厚度，其中，接收侧超声传感器12A为第一超声传感器11和第二超声传感器12中的一个。并且，其间插入有电极60的第一超声传感器11和第二超声传感器12被定位为，使得第一超声传感器11的发生超声振动的第一振动表面Ila与第二超声传感器12的发生超声振动的第二振动表面12a之间的在垂直于第一和第二振动表面lla、12a的方向上测量的探头到探头距离等于或小于IOOmm (在该实施例中，70mm)。通过由此控制的探头到探头距离，在第二声波形种振幅处于最大值的条件下，基于由第一声波形表不的接收信号，即，基于第一声波形的衰减因子，测量电极糊62的厚度。由此，根据该实施例的超声测量方法中，通过使超声波US在第一超声传感器11和第二超声传感器12之间传播来测量电极糊62的厚度。这里，将参考图9到图14描述电极60在发送侧超声传感器IIA和接收侧超声传感器12A之间所处于的位置与第二声波形之间的关系。图9为示意性示出了电极位于发送侧超声传感器与接收侧超声传感器之间的中间位置处的情况的说明图，图10示出了当电极位于图9中所示的位置处时由接收侧超声传感器接收的超声波的声波形。图IlA和图IlB为说明图，示意性示出了电极被设置在相对于发送侧超声传感器与接收侧超声传感器之间的中间位置稍靠近一侧的位置处的情况。图IlA示出了电极较靠近发送侧超声传感器的情况，图IlB示出了电极较靠近接收侧超声传感器的情况。图12示出了当电极位于图IlA或图IlB中所示的位置处时由接收侧超声传感器接收的超声波的声波形。图13A和图13B为说明图，示意性示出了电极被设置在相对于发送侧超声传感器与接收侧超声传感器之间的中间位置很大程度地靠近一侧的位置处的情况。图13A示出了电极较靠近发送侧超声传感器的情况，图13B示出了电极较靠近接收侧超声传感器的情况。图14示出了当电极位于图13A或图13B中所示的位置处时由接收侧超声传感器接收的超声波的声波形。如上所述，接收侧超声传感器12A在接收超声波之后随时间流逝而产生多个声波形。在所述多个声波形中，第一声波形提供仅由透射波(即，从发送侧超声传感器IlA朝向电极60发送并传输穿过金属箔61和电极糊62的超声波US)构成的接收信号。第一声波形不包含成为噪声的回声。此外，继第一声波形之后的奇数声波形具有与第一声波形相同或相似的趋势。另一方面，继第一声波形之后检测到的第二声波形包含回声并成为用于确定电极糊62的厚度所需的接收信号的噪声，其中，该回声包含由第一反射波产生的接收信号和由第二反射波产生的接收信号。提供接收信号的第一反射波是这样的接收波，该接收波来自被电极60反射一次而不穿过电极60的辐射区域MB且然后传输穿过电极60的发送超声波US。提供接收信号的第二反射波是这样的接收波，该接收波来自传输穿过电极60的辐射区域MB、被接收侧超声传感器12反射一次、然后返回到电极60并被电极60反射的发送超声波US。 当发送侧超声传感器IlA与接收侧超声传感器12A之间的探头到探头距离等于或小于IOOmm时，第一声波形和第二声波形具有在如下(I)到(3)中描述的关系。(I)当电极60如图9所示精确地位于发送侧超声传感器IlA与接收侧超声传感器12A之间的中间位置处时，第一反射波和第二反射波被以相同周期合成而产生其中合成波的振幅处于最大值的第二声波形，如图10所示。(2)当电极60如图IlA和IlB所示相对于发送侧超声传感器IlA与接收侧超声传感器12A之间的中间位置稍靠近一侧时，相位不同的第一反射波和第二反射波彼此干涉而产生这样的第二声波形，该第二声波形的振幅在第一反射波的相位从第二反射波的相位偏移了半个周期时处于最小值，如图12所示。(3)当电极60如图13A和13B所示相对于发送侧超声传感器IlA与接收侧超声传感器12A之间的中间位置很大程度地靠近一侧时，第一反射波的相位完全偏离第二反射波的相位，从而产生这样的第二声波形，在该第二声波形中，第一反射波和第二反射波提供两个分离的部分，如图14所示。在上述情况(I)到(3)的任一情况下，由第一声波形表示的接收信号仅由透射波(即，从发送侧超声传感器IIA发送并传输穿过金属箔61和电极糊62的超声波US)构成，且不受由第一反射波和第二反射波形成的多重反射波的影响。因此，建立了第一声波形和第二声波形不彼此重叠的上述条件。同时，电极60中的金属箔61由具有大密度的金属制成，即使超声波US具有长波长和低频率，超声波US也可能传播穿过金属箔61。在传播穿过金属箔61期间,超声波US衰减程度小，从超声波US的波长获得的分辨率是良好的。另一方面，即使超声波US的传播距离是相等的，传播时间随频率降低而变长，这会导致第一声波形与第二声波形重叠的现象。电极糊62由具有比金属箔61低的密度的非金属材料制成，因此，与金属箔61相t匕，具有长波长和低频率的超声波US较小可能传播穿过电极糊62，而具有短波长和高频率的超声波US很可能传播穿过电极糊62。另一方面，如果传输穿过电极糊62的超声波US的频率被升高到过高的水平，在超声波US的传播距离相等的情况下传播时间变短，而当超声波US传播穿过电极糊62时超声波US衰减程度较大，因而从超声波US的波长获得的分辨率劣化。因此，在第二声波形与第一声波形不重叠的情况下，如上所述，根据电极糊62的厚度t (参见图5)，优选将发送侧超声传感器IIA和接收侧超声传感器12A (第一超声传感器11和第二超声传感器12)的各自的频率被设定为在等于或小于400kHz的范围内尽可能低。将参考图15简要说明由接收侧超声传感器12A接收的超声波US的接收功率与接收侧超声传感器12A的温度之间的关系。图15为表示与接收侧超声传感器中相关的接收功率和温度之间的关系的图。随着接收侧超声传感器12A的操作时间变长，在接收侧超声传感器12A中产生热，且作为将所接收的超声波转换为电压的结果的接收功率随着接收侧超声传感器12A自身温度的升高而降低，如图15所示。因此，优选在对电极糊62的基础重量和涂层分布的测量期间冷却第一超声传感器11和第二超声传感器12而阻止接收侧超声传感器12自身的温度升高，以抑制或阻止接收功率的降低。将参考图16描述根据该实施例的超声测量方法测量电极糊62的厚度(即，确定电极糊62的基础重量和涂层分布)的过程。图16为示例了用于计算电极糊62的基础重量的过程的流程图。
在超声测量系统I中完成了上述对第一超声传感器11和第二超声传感器12的校准的情况下，超声测量系统I计算电极糊62的基础重量。如图I所示，在电极制造线(未不出)上相对于电极60移动与盖35 —体的传感器安装部30,使得可以在测量电极糊62的基础重量的测量区域MA中测量电极糊62的厚度。初始地，在步骤S31中，通过温度计37测量在盖35内的主体31的开口 32中的空气层AR的温度。然后，在步骤S32中，基于上述式2到式4和由八个温度计37检测的温度(例如，在开口 32中的八个位置处测量的温度的平均)而确定作为校正常量的与空气层AR的温度对应的声速、密度以及声阻抗。然后，在步骤S33中，使第一超声传感器11在第一状态下振荡一次，以将超声波US发送到设置在第一超声传感器11和第二超声传感器12之间的空气层AR中的电极60，使得超声波US传输穿过电极60中的金属箔61和电极糊62 (样品)。当第一超声传感器11在第一超声传感器11和第二超声传感器12的标称频率在400kHz附近的条件下振荡一次且第一超声传感器11与第二超声传感器12的探头到探头距离为约70_时，第二超声传感器12提供由传输穿过样品(电极糊62)和金属箔61的约30个脉冲的超声波US形成的声波形形式的接收信号。当超声振荡控制单元10将第一超声传感器11和第二超声传感器12从第一状态切换到第二状态时，第二超声传感器12振荡一次，使得从第二超声传感器12发送的超声波US传输穿过电极60中的样品(电极糊62)和金属箔61。当第二超声传感器12振荡一次时，第一超声传感器11提供由传输穿过金属箔61和样品(电极糊62)的约30个超声波US脉冲形成的声波形形式的接收信号。在步骤S33中，无论第一超声传感器11和第二超声传感器12处于第一状态还是第二状态，在第二声波形的振幅为最大值的条件下(这意味着，电极60精确地位于发送侧超声传感器IlA和接收侧超声传感器12A之间的中间位置处)，如图9和10所示，获得由约30个透射波US脉冲形成的声波形作为第一声波形。然后，在步骤S34中，基于在步骤S33中获得的上述第一声波形，计算与校正后的正弦波近似波形的最大振幅值F3。更具体而言，所获得的透射波US的约30个脉冲当中的初始约5个透射波US脉冲不能被获得作为稳定的接收信号；因此，通过平均化等等将稳定化的剩余的约25个透射波US脉冲校正成正弦波近似的声波形，并计算校正后的正弦波近似波形的最大振幅值F3。针对第一状态和第二状态的情况而获得两种类型的最大振幅值F3。然后，在步骤S35中，分别针对第一状态和第二状态的情况计算透射波US在传输穿过电极60时的衰减因子P。更具体而言，基于在步骤S34中计算的最大振幅值F3和在步骤S14(图8)中计算的最大振幅值F1，通过将F3/F1乘以100(F3/F1X100)而计算衰减因子3。然后，在步骤S36中，基于预先产生的电极60的实际测量校准曲线而计算与在步骤S35中计算的两个衰减因子β中的每一个对应的电极60的基础重量。更具体而言，如果在第一状态下接收侧超声传感 器12Α的频率为165kHz且衰减因子β为1.0%，则可以从图7示出的实际测量校准曲线得到电极60的基础重量为约75g/m2。同样，如果在第二状态下接收侧超声传感器12A的频率为92kHz且衰减因子β为I. 7%，则可以从图7示出的实际测量校准曲线得到电极60的基础重量为约80(g/m2)。然后，在步骤S37中，从在步骤S36中计算的电极60的两种类型的基础重量与金属箔61的基础重量之间的差计算电极糊62的基础重量，并确定计算出的电极糊62的基础重量是否为在测量误差的允许范围内的可靠值。即，在步骤S36中示例的情况下，如果在第一状态下接收侧超声传感器12A的频率为165kHz且传输穿过金属箔61的透射波的衰减因子为Y 1，则从预先准备的用于金属箔61的实际测量校准曲线得到金属箔61的基础重量为si (g/m2)。如果在第二状态下接收侧超声传感器12A的频率为92kHz且传输穿过金属箔61的透射波的衰减因子为Y2，则从预先准备的用于金属箔61的实际测量校准曲线得到金属箔61的基础重量为s2 (g/m2)。在步骤S36中，通过从在第一状态下计算的电极60的基础重量(S卩，约75 (g/m2))减去在第一状态下计算的金属箔61的基础重量si (g/m2)而获得的差提供了在第一状态下计算的电极糊62的基础重量tl (g/m2)。同样，通过从在第二状态下计算的电极60的基础重量(即，约80 (g/m2))减去在第二状态下计算的金属箔61的基础重量s2 (g/m2)而获得的差提供了在第二状态下计算的电极糊62的基础重量t2(g/m2)。操作者判定在第一状态下电极糊62的基础重量tl (g/m2)和在第二状态下电极糊62的基础重量t2 (g/m2)的计算值中的每一个是否为在测量误差的允许范围内的可靠值，其中，基础重量tl和基础重量t2作为在电极制造线中实际制造的电极60的电极糊62的基础重量。如果判定电极糊62的基础重量tl、t2 (g/m2)的计算值为正常值，则对这两个基础重量tl、t2(g/m2)进行算术处理(例如，求平均)，并获得所产生的测量值作为在制造线上测量的电极60的电极糊62的基础重量。然后，测量完成(在步骤S37中得到“是”)。如果基础重量tl、t2(g/m2)的计算值彼此相差很大，或者对于在电极制造线上制造的电极60，基础重量tl、t2(g/m2)的计算值与电极糊62的基础重量的设计值相差较大，则不能将基础重量tl、t2(g/m2)确定为正常值，将控制返回到步骤S33(在步骤S37中得到“否”)而不对两种类型的基础重量tl、t2(g/m2)进行上述算术处理。如果在直到对基础重量的计算的测量处理中存在问题，则在控制返回到步骤S33之后执行上述步骤，直到问题解决。接下来，将参考图6描述对电极糊62的涂层分布的测量。作为测量电极糊62的涂层分布的前提条件，四个第一超声传感器11当中的位于宽度方向WD上的相反两侧的两个第一超声传感器11和与这两个第一超声传感器11配对的两个第二超声传感器12被设置为使得电极糊62的在宽度方向W)上的相反两侧的边缘部分62C被包括在四个第一超声传感器11所辐射的辐射区域MB内(参见图I)。在根据该实施例的超声测量方法中，使用遮蔽装置40来部分地阻挡超声波US在第一超声传感器11与第二超声传感器12之间的传播。在遮蔽装置40被移动到并设置在位于电极60与第二超声传感器12之间的与电极糊62的边缘部分62C及其周边对应的位置处之后，第一超声传感器11朝向电极糊62的边缘部分62C发送超声波US，且由对应的第二超声传感器12接收该超声波。
S卩，在电极制造线中实际制造的电极60中，金属箔61和电极糊62的宽度尺寸依赖于规范(specification)而可能分别不同。在电极60中，边缘部分62C存在于电极糊62的在宽度方向WD上的相反两侧。如图5和6所不,边缘部分62C相对于金属箔61的一个表面61a倾斜，且在边缘部分62C中，电极糊62的厚度t从-0 (t = 0)逐渐增大。两个遮蔽装置40分别被移动到电极糊62的边缘部分62C的位置，并在边缘部分62C位于与遮蔽开口 41对应的部分中时停止，如图6所示。
然后，在四对第一超声传感器11和第二超声传感器12当中的位于在宽度方向WD上的相反两侧的两对第一超声传感器11和第二超声传感器12中，第一超声传感器11朝向电极60发送超声波US以对其辐射。由于第一超声传感器11为平面型发送传感器而第二超声传感器12为平面型接收传感器，因此，从每个第一超声传感器11发送并传输穿过电极60的超声波US被划分为到达遮蔽装置40的部分和穿过遮蔽装置40的遮蔽开口 41并由第二超声传感器12接收的部分，如图6所示。到达遮蔽装置40的超声波US被遮蔽装置40吸收，以使其不传输穿过遮蔽装置40。将针对通过涂敷到金属箔的相反两个表面而施加电极糊的情况，描述本发明的第二实施例。该实施例与第一实施例的区域在于第三超声传感器13的存在、第一超声传感器11和第二超声传感器12的位置等等，但在其他部分方面与第一实施例相同。因此，将主要描述第二实施例与第一实施例的差别，而简化或省略对其他部分的说明。图17为用于说明根据本发明的第二实施例的超声测量系统的构造的示意图。在图17中，为了便于理解，未示出与盖一体的传感器安装部。图18为在宽度方向上观察的电极的侧视图，用于说明检查通过涂敷到金属箔的相反两个表面而施加的电极糊的基础重量的方式。如图17和18所示，该实施例的超声测量系统101具有四个第三超声传感器13，其中第三超声传感器13是允许未聚焦超声波的传播的平面型传感器。第一超声传感器11和第三超声传感器13被设置为经由空气层AR而位于电极60的一侧,使得超声波US在第一超声传感器11与第三超声传感器之间被规则地反射。此外，第二超声传感器12被设置为通过在第一超声传感器11与第二超声传感器12之间设置的电极60而沿第一超声传感器11的轴向AX面对第一超声传感器11。第三超声传感器13为平面型传感器。即，在该实施例中，每个第三超声传感器13具有接收超声波US的一个第三振动表面13a，且第三振动表面13a整体上被形成为矩形形状。第三超声传感器13可以在第三振动表面13a处接收从第一超声传感器11发送并经由空气层AR而至少被电极60反射的超声波(反射波)US。与第一超声传感器11和第二超声传感器12相同，第三超声传感器13同样能够接收超声波，并具有400kHz或更低的相同频带。一个第一超声传感器11、一个第二超声传感器12和一个第三超声传感器13构成一组超声传感器，并且，与第一实施例相同地，在与盖35 (图17中未不出)一体的传感器安装部30中安装四组第一、第二和第三超声传感器11、12、13。第一超声传感器11和第二超声传感器12被设置为与电极60的金属箔61成例如13°的角(图18中，0 =13° )，且第三超声传感器13位于传感器13能够接收从第一超声传感器11发送并被电极60规则反射的超声波US的角处。
如图17所示，四个第三超声传感器13被电连接到第三超声振荡器13F。第三超声振荡器13F具有振荡电路和接收电路，振荡电路用于将电压施加到第三振动表面13a以产生超声振动，接收电路用于将接收超声波的第三振动表面13a的超声振动转换为电压信号并接收该电压信号。第一超声振荡器11F、第二超声振荡器12F以及第三超声振荡器13F被电连接到超声振荡控制单元10。超声振荡控制单元10控制超声波US在第一超声传感器11与第二超声传感器12之间的发送和接收，还控制超声波US在第一超声传感器11与第三超声传感器13之间的发送和接收。超声振荡控制单元10使第一超声传感器11和第三超声传感器13在发送侧和接收侧之间切换，以便以与在 上述说明的第一实施例中在第一超声传感器11与第二超声传感器12之间进行的校准相同的方式进行第一超声传感器11与第三超声传感器13之间的校准。接下来，将描述根据本发明的该实施例的超声测量方法。超声测量系统101被用于测量通过涂敷到金属箔61的一个表面61a而施加的电极糊62的基础重量以及通过涂敷到金属箔61的另一表面61b而施加的电极糊62的基础重量。在测量基础重量之前，预先把握超声波US的当传输穿过电极60时的衰减因子和超声波US的当传输穿过金属箔61时的衰减因子β，并完成对第一超声传感器11、第二超声传感器12和第三超声传感器13的校准。预先产生用于其中金属箔61的两个表面(即，一个表面61a和另一表面61b)涂敷有电极糊62的电极60的实际测量校准曲线、用于其中金属箔61的一个表面61a涂敷有电极糊62的电极60的实际测量校准曲线以及用于金属箔61的实际测量校准曲线。在根据该实施例的超声测量方法中，允许未聚焦超声波US的传播的平面型传感器被用作第三超声传感器，且第一超声传感器11和第三超声传感器13被设置为经由空气层AR而位于电极60的一侧,使得超声波US在第一超声传感器11和第三超声传感器13之间规则地反射，同时第二超声传感器12设置为通过电极60而沿第一超声传感器11的轴向方向面对第一超声传感器11。将描述根据本发明的示例性实施例的超声测量方法和超声测量系统的操作和效果。在根据第一或第二实施例的超声测量方法中，提供第一超声传感器11和第二超声传感器12的对，且第一超声传感器11被设置为当沿厚度方向TD观察时经由空气层AR而位于电极60的一侧，该电极60是通过用电极糊62涂敷以卷的形式卷绕的金属箔61的一个表面61a或两个表面61a、61b而形成的。通过使超声波US在第一超声传感器11与第二超声传感器12之间传输而测量电极糊62的厚度。本超声测量方法的特征在于，使用允许未聚焦超声波US的传播的平面型发送传感器作为第一超声传感器11，且使用允许未聚焦超声波US的传播的平面型接收传感器作为第二超声传感器12。由此，在电池制造过程中，当在其中通过用电极糊62涂敷金属箔61而制造电极60的制造线中测量电极糊62的厚度t或者电极糊62的基础重量和涂层分布时,使超声波US从第一超声传感器11向电极60发送以用超声波US辐射电极60的宽区域(辐射区域MB)，并使超声波US传输穿过电极60中的金属箔61和电极糊62。然后,第二超声传感器12在宽区域内接收传输穿过金属箔61和电极糊62的超声波(透射波)，从而，与如在JP-A-2008-102160中公开的现有技术的点型超声传感器相比，可以在电极60的更宽范围内获得用于确定电极糊62的厚度t的接收信号。S卩，使用允许未聚焦超声波US的传播的平面型发送传感器作为第一超声传感器11，且使用允许未聚焦超声波US的传播的平面型接收传感器作为第二超声传感器12。通过该设置，第一超声传感器11将超声波US经由空气层AR而至少发送到电极60的与第一振动表面Ila相对的区域内，且第二超声传感器12在第二振动表面12a处接收从第一超声传感器11发送用于辐射的并经由空气层AR传输穿过至少电极60的超声波(透射波)US。因此，在第一或第二实施例的超声测量方法中，与点型超声传感器相比，第二超声传感器12提供用于在电极60的更宽区域或范围内确定电极糊62的厚度t的接收信号。由此，可以在电极60的制造线上实施关于电极糊62的厚度t或者电极糊62的基础重量和涂层分布的质量检查。由于可以从电极60的宽区域获得代表由第二超声传感器12接收的透射波US的 接收信号，因此可以在电极60的较宽范围内检测电极糊62的厚度t。因此，可以正确并精确地把握测量范围内的电极糊62的厚度t的变化，并可以高可靠性地测量由第一超声传感器11和第二超声传感器12辐射的电极60的辐射区域MB中的电极糊62的总体厚度t或者电极糊62的基础重量。另一方面，通过测量在电极糊62的每个边缘部分62C处的给定范围内的电极糊62的厚度而进行对电极糊62的涂层分布的检查，从而把握边缘部分62C的总体形状。由此，与使用辐射测量系统的相关技术的测量方法或在JP-A-2008-102160中公开的点型超声传感器相比，由于可以在电极60中的较宽范围内检测电极糊62的厚度t，因而可以以改善的精度测量电极糊62的涂层分布。图19为表示发送侧超声传感器和接收侧超声传感器之间的探头到探头距离与由接收侧超声传感器接收的超声波的最大振幅之间的关系的图，以用于比较点型超声传感器和平面型超声传感器。如图19所示，在平面型超声传感器中，即使探头到探头距离大幅地变化，由接收侧超声传感器接收的接收波的振幅也不会随探头到探头距离而大幅地变化。另一方面，在如JP-A-2008-102160中公开的相关技术的点型超声传感器中，与平面型超声传感器相比，即使在探头到探头距离的相同范围内，由接收侧超声传感器接收的接收波的振幅也会改变较大的量。例如，即使探头到探头距离改变1mm，接收波的振幅依赖于探头到探头距离而减小10%到20%。因此，如果使用平面型超声传感器来测量或检查电极糊62的基础重量和涂层分布，测量精度不会因探头到探头距离的些许改变而受到很大程度的影响，因此可以高精度地测量基础重量和涂层分布。在测量未用电极糊62涂敷的样品(金属箔)和涂敷有电极糊62的样品之间的重量差的相关技术的质量检查中，不能精确地确定电极糊62的基础重量和涂层分布。此外，使用从制造线取出的电极60的样品在制造线外部进行质量检查；因此，需要用于进行质量检查的额外或附加的步骤，这导致成本增加。此外，由于辐射测量系统相当昂贵，因此使用辐射测量系统的质量检查具有设备成本过高的缺点。另一方面，在根据第一或第二实施例的超声测量方法中，用于制造电极60的制造线不需停止，并且在制造线的操作期间就可以进行质量检查；因此，不需要用于进行质量检查的额外或附加的步骤，从而不会增加成本。此外，由第一超声传感器11、第二超声传感器12等等构成并在第一或第二实施例的超声测量方法中使用的系统(超声测量系统I)的设备成本低于辐射测量系统的设备成本，因而可以大幅降低由电极60反映的成本。因此，第一或第二实施例的超声测量方法产生以下优良效果可以在制造电极60的制造线上低成本、高可靠性且高测量精度地测量通过涂敷到电极60而施加的电极糊62的厚度t。
在根据第一或第二实施例的超声测量方法中，能够发送和接收超声波US的传感器被用作第一超声传感器11和第二超声传感器12，并提供超声振荡控制单元10以控制超声波US在第一超声传感器11和第二超声传感器12之间的发送和接收。第一超声传感器11和第二超声传感器12在第一超声传感器11发送超声波而第二超声传感器12接收超声波时处于第一状态，在第二超声传感器12发送超声波而第一超声传感器11接收超声波时处于第二状态。超声振荡控制单元10使第一超声传感器11和第二超声传感器12在第一状态和第二状态之间切换，使得第一超声传感器11与第二超声传感器12不同地操作。通过该设置，可以基于两种类型的接收波信号，即，表示在第一状态下由第二超声传感器12接收的波的第二接收波信号和表示在第二状态下由第一超声传感器11接收的波的第一接收波信号，以高精度确定电极糊62的厚度t，并确保改善的测量可靠性。S卩，在根据第一或第二实施例的超声测量方法中，具有在相同频带中的标称频率的超声传感器被用作第一超声传感器11和第二超声传感器12。通常，在严格意义上，即使超声传感器具有相同频带，这些超声传感器也具有稍微不同的频率，并且各超声传感器具 有特定的或固有的频率。根据第一或第二实施例的超声测量方法利用因超声传感器的特性而不可避免地出现的在第一超声传感器11和第二超声传感器12之间的这样的频率差异。即，在第一超声传感器11具有作为特定特征值的频率fl(f)且第二超声传感器12具有作为特定特征值的频率f2 (f)的情况下，频率fl和频率f2基本上彼此相等，即，fl f2。如上所述，根据下列公式确定在空气中的声速、密度以及声阻抗。(I)声速C = ·χλ...式1，其中C为声速(m/秒)，f为频率(kHz)，λ为波长(m)，或者C=331. 5+(0.61父0...式2，其中七为温度(1)。(2)密度 P = I. 293 X (273. 15/(273. 15+t)) X (P/1013. 25)...式 3，其中 P 为密度(kg/m3) (ntp)，t 为温度(°C )，P 为大气压力(atm)。(3)声阻抗Z= P XC...式4，其中Z为声阻抗(Pa · s/m)。从上式I和式4可得λ = Z/f/ P ...式5。由于大气压力下空气中的声速、密度以及声阻抗与空气的温度成比例，如式I到式3所示，如果声阻抗和密度被视为随温度改变而变化的常量，则波长λ与频率f成反比。S卩，当系统处于第一状态时，从频率f 1(f)的第一超声传感器11发送的超声波US传输穿过电极60，并被频率f2(f)的第二超声传感器12接收。在该情况下，从式5获得的由第二超声传感器12接收的超声波(透射波)US的波长λ 2(第二接收波信号)被表示为λ 2 = Z2/f2/ P 2，其中λ 2为由第二超声传感器12接收的超声波US的波长(m)，Z2和P 2为常量。当系统处于第二状态时，从频率f2 (f)的第二超声传感器12发送的超声波传输穿过电极60，并由频率fl(f)的第一超声传感器11接收。在该情况下，从式5获得的由第一超声传感器11接收的透射波US的波长λ I (第一接收波信号)被表不为λ I = Zl/fl/pl，其中λ I为由第一超声传感器11接收的超声波US的波长(m)，Zl和P I为常量。由于常量具有Zl ^ Z2和P I ^ P 2的关系且频率具有fl ^ f2的关系，因此作为第一接收波信号的波长λ I和作为第二接收波信号的波长λ 2具有λ I λ 2的关系。如果基于表示由仅仅一个超声传感器接收的波的接收波信号而获得电极糊62的厚度t，则操作者难以确定在测量时是否在正常状态下获得接收波信号，因而测量欠缺可靠性。另一方面，在根据第一或第二实施例的超声测量方法中，超声振荡控制单元10使第一超声传感器11和第二超声传感器12在第一状态和第二状态之间切换，使得第一超声传感器11与第二超声传感器12不同地操作。通过该配置，在考虑到测量期间的空气温度改变而获得电极糊62的厚度t时，可以基于两种类型的接收信号，即，当系统处于第一状态时由第二超声传感器12接收的超声波US的第二接收波信号(入2)和当系统处于第二状态时由第一超声传感器11接收的超声波US的第一接收波信号(入1)，测量厚度t。通过使用第一接收波信号和第二接收波信号，如果第一接收波信号和第二接收波信号具有关系Al X 2，则操作者可以确定在测量时接收波信号是在正常状态下获得的。图20为表示接收的超声波的波长与接收功率之间的关系的图。在超声传感器中，作为声传播的特性，在超声波的接收功率的幅度(超声波强度)与所接收的超声波的波长之间通常存在特定的相关性。超声波强度沿在给定波长处具有峰值的正态分布曲线变化，如图20所示。如果波长移动为稍短于或稍长于与该峰值对应的给定波长，则超声波强度从该峰值大幅降低。此外，如果接收的超声波P、Q具有不同的波长且与峰值对应的给定波长在超声波P和Q之间是不同的，则在接收的超声波P的超声波强度的幅度与接收的超声波Q的超声波强度的幅度之 间产生大的差异。如果第一接收波信号和第二接收波信号具有关系入I X 2，则与第一接收波信号\ I对应的超声波强度的峰值和与第二接收波信号入2对应的超声波强度的峰值接近基本上相同的峰值，因此，由第一超声传感器11接收的超声波和由第二超声传感器12接收的超声波具有基本上相同的强度。在第一或第二实施例的超声测量方法中，如果在测量电极糊62的厚度t之前，预先把握超声波US的当传输穿过金属箔61时的衰减因子或金属箔61的厚度，然后基于其超声波强度具有基本上相同的峰值的第一接收波信号和第二接收波信号而计算电极糊62的厚度，则可以实现高度可靠和高度精确的测量。因而，可以基于第一接收波信号和第二接收波信号而高精度地获得电极糊62的厚度t。在根据本发明的第二实施例的超声测量方法中，使用允许未聚焦超声波US的传播的平面型传感器作为第三超声传感器13，第一超声传感器11和第三超声传感器13被设置为经由空气层AR而位于电极60的一侧,使得超声波US在第一超声传感器11与第三超声传感器之间被规则地反射，同时，第二超声传感器12被设置为通过电极60而沿第一超声传感器11的轴向AX面对第一超声传感器11。通过该配置，对于其中金属箔61的相反表面61a、61b涂敷有电极糊62的电极60，基于由第三超声传感器13接收的超声波的横波所产生的接收信号而测量在金属箔61的一个表面61a上的电极糊62的厚度t,且同时基于由第二超声传感器12接收的超声波US的纵波所产生的接收信号而测量在金属箔61的另一表面61b上的电极糊62的厚度t。S卩，在测量电极糊62的厚度t之前，从基于衰减因子而产生的用于金属箔61的校准曲线，预先把握金属箔61的基础重量，其中，该衰减因子为在未用电极糊62金属箔61涂敷的状态下当超声波US传输穿过金属箔61时产生的基底透射信号。在第二实施例的超声测量方法中，从第一超声传感器11发送的超声波US作为横波经由在金属箔61的一个表面61a上的电极糊62而传输到金属箔61,并被金属箔61规则反射,而第三超声传感器13经由在金属箔61的一个表面61a上的电极糊62而接收反射波US。由此,第三超声传感器13在接收由金属箔61的一个表面61a规则反射的反射波US时获得基底反射信号，并基于该基底反射信号而确定在金属箔61的一个表面61a上的电极糊62的基础重量(厚度t)。另一方面，在超声波US从第一超声传感器11发送到第三超声传感器13的同时，从第一超声传感器11发送的超声波US作为纵波而传输穿过在金属箔61的一个表面61a上的电极糊62、金属箔61以及在金属箔61的另一个表面61b上的电极糊62,且第二超声传感器12接收作为电极透射信号的透射波，该透射波穿过包括在金属箔61的另一表面61b上的电极糊62的电极60。通过该配置，基于该电极透射信号而计算电极60的基础重量，且通过从计算的电极60的基础重量减去金属箔61的基础重量和在金属箔61的一个表面61a上的电极糊62的基础重量而获得在金属箔61的另一表面61b上的电极糊62的基础重量(厚度t)。因此，可以基于由第三超声传感器13接收的超声波US的横波所产生的接收信号而测量在金属箔61的一个表面61a上的电极糊62的厚度t,并且同时可以基于由第二超声 传感器12接收的超声波US的纵波所产生的接收信号而测量在金属箔61的另一表面61b上的电极糊62的厚度t。由此，可以简化用于测量通过涂敷到电极60中的金属箔61的相反两面6la、6Ib中的每一个而施加的电极糊62的厚度的设备。在根据第一或第二实施例的超声测量方法中，部分地阻挡超声波US的传播的遮蔽装置40被设置在第一超声传感器11与第二超声传感器12之间。在将遮蔽装置40移动到并设置为位于电极60与第二超声传感器12之间的与电极糊62的边缘部分62C及其周边对应的位置处之后，第一超声传感器11朝向电极糊62的边缘部分62C发送超声波，且第二超声传感器12接收该超声波。结果，作为从第一超声传感器11朝向第二超声传感器12发送的超声波US的一部分的、传输到边缘部分62的周边的振动被遮蔽装置40阻挡，并被阻止传输到第二超声传感器12，同时，传输穿过边缘部分62C的振动到达第二超声传感器12而不被遮蔽装置40吸收。在该方面，边缘部分62C的厚度可以依赖于边缘部分62C的形状而在各部分之间不同。如果边缘部分62C的厚度在各部分之间不同，则超声波US传播穿过边缘部分62的距离在各部分之间不同；因此，表示由第二超声传感器12接收的透射波US的衰减因子的接收信号根据边缘部分62C的形状而变化。因此，在边缘部分62C的周边覆盖有遮蔽装置40的情况下，可以基于由第二超声传感器12接收的接收信号，根据电极糊62的厚度t，清晰地检测电极糊62的涂层分布，S卩，电极糊62的边缘部分62C的形状。在第一或第二实施例的超声测量方法中，接收穿过空气层AR传播的超声波US的接收侧超声传感器12A在接收超声波之后随时间流逝而产生多个声波形。在由此产生的声波形中，首先检测到的声波形被表示为“第一声波形”，继第一声波形之后检测到的声波形被表不为“第二声波形”。在第二声波形与第一声波形不重叠的条件下，根据电极糊62的厚度t，至少第一超声传感器11和第二超声传感器12的各自的频率被设定到尽可能低的水平；因此，在波穿过电极糊62的传输期间的超声波US的衰减可被降低到最小，并可改善由接收侧超声传感器12A接收的接收信号的分辨率。因此，可以高精度地获得电极糊62的厚度t。在第一实施例的超声测量方法中，基于由接收侧超声传感器12A所接收的超声波US的衰减因子β，计算电极糊62的厚度t，其中，接收侧超声传感器12A为第一超声传感器11到第三超声传感器13中的一个。因此，如果预先把握超声波US在传输穿过金属箔61时的衰减因子Y并预先产生表示金属箔61中的超声波US的衰减因子Y与金属箔61的基础重量之间的关系的校准曲线,则可以通过从与超声波US的衰减因子β对应的电极60的基础重量减去与超声波US的衰减因子Y对应的金属箔61的基础重量，容易地计算电极糊62的厚度t。
在根据第一或第二实施例的超声测量方法中，其间插入有电极60的第一超声传感器11和第二超声传感器12被设置为使得在垂直方向上测量的第一超声传感器11的发生超声振动的第一振动表面I Ia与第二超声传感器12的发生超声振动的第二振动表面12a之间的距离等于或小于IOOmm(在第一实施例中，70mm)。由于在第二声波形具有最大振幅的条件下测量电极糊62的厚度t，因此可以确保在测量期间在制造线上正被制造的电极60精确地位于第一超声传感器11和第二超声传感器12之间的中间位置处，并且在以卷的形式卷绕的金属箔61中没有发现波动(undulation)。操作者还可以确认以良好条件用电极糊62涂敷金属箔61，且电极60的质量是良好的。S卩，在接收侧超声传感器12A接收超声波之后随时间流逝以特定时间间隔检测所述多个声波形时，第一声波形提供仅由传输穿过金属箔61和电极糊62的透射波US构成的接收信号，而不包含成为噪声的回声，其中，第一声波形为由接收侧超声传感器12A检测到的所述多个声波形中的一个。特别地，当第一超声传感器11的第一振动表面Ila与第二超声传感器12的第二振动表面12a之间的距离为IOOmm或更小时，继第一声波形之后的奇数声波形具有与第一声波形相同或相似的趋势；然而，在传送之后，超声波强度随传播距离变长而减小，且超声波US的衰减增加。因此，使用具有第一声波形的接收信号来确定电极糊62的厚度t是恰当的。同样，如上所述，第二声波形具有既包含由第一反射波产生的接收信号也包含由第二反射波产生的接收信号的回声，并成为获得电极糊62的厚度t所需的接收信号的噪声。在根据第一或第二实施例的超声测量方法中，当第一超声传感器11的第一振动表面Ila与第二超声传感器12的第二振动表面12a之间的距离等于或小于IOOmm且第二声波形具有最大振幅时，测量涂层材料的厚度。因此，在测量期间，在生产线上正被制造的电极60被设置为精确地位于第一超声传感器11与第二超声传感器12之间的中间位置处，并且在以卷的形式卷绕的金属箔61中没有发现波动。由此，操作者可以确认处于良好状态的金属箔61被电极糊62涂敷。在根据第一或第二实施例的超声测量方法中，基于具有第一声波形的接收信号而测量电极糊62的厚度。由此可以测量电极糊62的厚度，同时去除测量误差的因素，即，残留在以卷的形式卷绕的金属箔61中的波动。根据本发明的第一或第二实施例的超声测量系统I、101具有第一超声传感器11和第二超声传感器12的对，第一超声传感器11被设置为当沿厚度方向TD观察时经由空气层AR而位于电极60的一侧,而第二超声传感器12被设置为经由空气层AR而位于电极60的另一侧，其中，电极60是通过用电极糊62涂敷以卷的形式卷绕的金属箔61的一个表面61a或两个表面61a、61b而形成的。通过使超声波US在第一超声传感器11和第二超声传感器12之间传输而测量电极糊62的厚度t。超声测量系统I、101的特征在于，第一超声传感器11为允许未聚焦超声波US的传播的平面型发送传感器，第二超声传感器12为允许未聚焦超声波US的传播的平面型接收传感器。由此，在电池制造过程中，当在通过用电极糊62涂敷金属箔61而制造电极60的制造线中测量电极糊62的厚度t或者电极糊62的基础重量和涂层分布时，从第一超声传感器11向电极60发送超声波US以用超声波US福射电极60的宽区域(辐射区域MB)，且超声波US传输穿过电极60中的金属箔61和电极糊62。然后，第二超声传感器12在宽区域内接收传输穿过金属箔61和电极糊62的超声波(透射波)，从而可以在电极60的宽范围内获得用于确定电极糊62的厚度t的接收信号。 S卩，在第一或第二实施例的超声测量系统1、101中，与点型超声传感器相比，第二超声传感器12在电极60的较宽范围内提供用于确定电极糊62的厚度t的接收信号，并且可以在电极60的制造线上进行对电极糊62的厚度t或者电极糊62的基础重量和涂层分布的质量检查。具体而言，当希望在制造线上的宽范围内均匀地对在制造线上制造的电极60进行质量检查(例如，测量电极糊62的基础重量和涂层分布)时，对于在制造线上从电极片60连续制造的所有电极(最终制品)，可以在线测量电极糊62的厚度t。由于可以从电极60的宽区域获得表示由第二超声传感器12接收的透射波US的接收信号，因此可以在电极60的较宽范围内检测电极糊62的厚度t。因此，可以正确或精确地把握在测量范围内的电极糊62的厚度t的变化，并且可以高可靠性地测量由第一超声传感器11和第二超声传感器12辐射的电极60的辐射区域MB中的电极糊62的总体厚度t或电极糊62的基础重量。因此，与使用辐射测量系统的相关技术的测量方法或在JP-A-2008-102160中公开的点型超声传感器相比，由于可以在电极60中的较宽范围内检测电极糊62的厚度t，因而可以以改善的精度测量电极糊62的涂层分布。在测量未涂敷电极糊62的样品(金属箔)和涂敷有电极糊62的样品之间的重量差的相关技术的质量检查中，不能精确地确定电极糊62的基础重量和涂层分布。此外，使用从制造线取出的样品在制造线外部进行质量检查；因此，需要用于进行质量检查的额外或附加的步骤，这导致成本增加。此外，由于辐射测量系统相当昂贵，因此使用辐射测量系统的质量检查具有设备成本过高的缺点。另一方面，在超声测量系统1、101中，用于制造电极60的制造线不需停止，并且在制造线的操作期间就可以进行质量检查；因此，不需要用于进行质量检查的额外或附加的步骤，从而不会增加成本。此外，超声测量系统1、101的设备成本低于辐射测量系统的设备成本，因而可以极大地降低由电极60反映的成本。具体而言，超声测量系统1、101可以容易地并入到用于制造电极60的制造线中，无论该系统被新安装还是已经被安装；因此，可以低成本地将超声测量系统1、101安装在制造线中。因此，第一或第二实施例的超声测量系统1、101产生了以下优良效果可以在制造电极60的制造线上低成本、高可靠性且高测量精度地测量通过涂敷到电极60而施加的电极糊62的厚度。在根据第一或第二实施例的超声测量系统I、101中，第一超声波测量11和第二超声传感器12能够发送和接收超声波US，并提供超声振荡控制单元10以控制超声波US在第一超声传感器11和第二超声传感器12之间的发送和接收。第一超声传感器11和第二超声传感器12在第一超声传感器11发送超声波而第二超声传感器12接收超声波时处于第一状态，在第二超声传感器12发送超声波而第一超声传感器11接收超声波时处于第二状态。超声振荡控制单元10使第一超声传感器11和第二超声传感器12在第一状态和第二状态之间切换，使得第一超声传感器11与第二超声传感器12不同地操作。通过该设置，可以基于两种类型的接收波信号，即，表示在第一状态下由第二超声传感器12接收的波的第二接收波信号和表示在第二状态下由第一超声传感器11接收的波的第一接收波信号，以高精度确定电极糊62的厚度t，确保了改善的测量可靠性。
如果基于表示由仅仅一个超声传感器接收的波的接收波信号而获得电极糊62的厚度t，则操作者难以确定在测量时是否在正常状态下获得接收波信号，因而测量欠缺可靠性。另一方面，在根据第一或第二实施例的超声测量系统1、101中，超声振荡控制单元10使第一超声传感器11和第二超声传感器12在第一状态和第二状态之间切换，使得第一超声传感器11与第二超声传感器12不同地操作。通过该配置，在考虑到测量期间的空气温度改变而获得电极糊62的厚度t时，可以基于两种类型的接收信号，即，当系统处于第一状态时由第二超声传感器12接收的超声波US的第二接收波信号(入2)和当系统处于第二状态时由第一超声传感器11接收的超声波US的第一接收波信号(入I)，测量厚度t。通过使用第一接收波信号和第二接收波信号，如果第 一接收波信号和第二接收波信号具有关系Al X 2，则操作者可以确定在测量时接收波信号是在正常状态下获得的。因此，可以高精度且高可靠性地测量电极糊62的厚度。根据第二实施例的超声测量系统101具有允许未聚焦超声波US的传播的平面型传感器形式的第三超声传感器13，且第一超声传感器11和第三超声传感器13被设置为经由空气层AR而位于电极60的一侧,使得超声波US在第一超声传感器11与第三超声传感器13之间被规则地反射，并且，第二超声传感器12被设置为通过电极60而在第一超声传感器11的轴向AX上面对第一超声传感器11。通过该设置,对于其中金属箔61的相反表面61a、61b涂敷有电极糊62的电极60，基于由第三超声传感器13接收的超声波US的横波所产生的接收信号而测量在金属箔61的一个表面61a上的电极糊62的厚度t,且同时基于由第二超声传感器12接收的超声波US的纵波所产生的接收信号而测量在金属箔61的另一表面61b上的电极糊62的厚度t。S卩，在测量电极糊62的厚度t之前，通过基于衰减因子而产生的用于金属箔61的校准曲线，预先把握金属箔61的基础重量，其中，该衰减因子为在金属箔61未涂敷有电极糊62的状态下超声波US传输穿过金属箔61时所产生的基底透射信号。在超声测量系统101中，从第一超声传感器11发送的超声波US作为横波经由在金属箔61的一个表面61a上的电极糊62而传输到金属箔61,并被金属箔61规则反射,且第三超声传感器13接收经由在金属箔61的一个表面61a上的电极糊62的反射波US。由此,第三超声传感器13在接收由金属箔61的一个表面61a规则反射的反射波US时获得基底反射信号,并基于该基底反射信号而确定在金属箔61的一个表面61a上的电极糊62的基础重量(厚度t)。另一方面，在超声波US从第一超声传感器11传输到第三超声传感器13的同时，从第一超声传感器11发送的超声波US作为纵波而传输穿过在金属箔61的一个表面61a上的电极糊62、金属箔61以及在金属箔61的另一个表面61b上的电极糊62,且第二超声传感器12接收作为电极透射信号的透射波US，该透射波US穿过电极60，其中，电极60包括在金属箔61的另一表面61b上的电极糊62。然后，厚度计算单元20基于该电极透射信号而计算电极60的基础重量，且通过从计算的电极60的基础重量减去金属箔61的基础重量和在金属箔61的一个表面61a上的电极糊62的基础重量而获得在金属箔61的另一表面61b上的电极糊62的基础重量(厚度t)。因此，可以基于由第三超声传感器13接收的超声波US的横波所产生的接收信号而测量在金属箔61的一个表面61a上的电极糊62的厚度t,并且同时可以基于由第二超声传感器12接收的超声波US的纵波所产生的接收信号而测量在金属箔61的另一表面61b上的电极糊62的厚度t。由此，可以简化用于测量通过涂敷到电极60中的金属箔61的相反两面6la、6Ib中的每一个而施加的电极糊62的厚度的设备。在第一实施例的超声传感器系统I中，第一超声传感器11发送超声波US,第二超声传感器12接收从第一超声传感器11发送的超声波US，并且提供遮蔽装置40以部分地阻挡超声波US在第一超声传感器11和第二超声传感器12之间的传播。由于遮蔽装置40可以被移动到并设置为位于电极60与第二超声传感器12之间的与电极糊62的边缘部分62C及其周边对应的位置处，因此，作为从第一超声传感器11朝向第二超声传感器12发送的超声波US的一部分的、传输到边缘部分62的周边的振动被遮蔽装置40阻挡，并被阻止传输到第二超声传感器12。 在该方面，边缘部分62C的厚度可以依赖于边缘部分62C的形状而在各部分之间不同。如果边缘部分62C的厚度在各部分之间不同，则超声波US传播穿过边缘部分62的距离在各部分之间不同；因此，表示由第二超声传感器12接收的透射波US的衰减因子的接收信号根据边缘部分62C的形状而变化。因此，在边缘部分62C的周边覆盖有遮蔽装置40的情况下，可以基于由第二超声传感器12接收的接收信号，根据电极糊62的厚度t，清晰地检测电极糊62的涂层分布，S卩，电极糊62的边缘部分62C的形状。在第一或第二实施例的超声测量系统I、101中，接收穿过空气层AR传播的超声波US的接收侧超声传感器12A在接收超声波之后随时间流逝而产生多个声波形。在由此产生的声波形当中，首先检测到的声波形被表示为“第一声波形”，继第一声波形之后检测到声波形被表示为“第二声波形”。根据电极糊62的厚度t，至少第一超声传感器11和第二超声传感器12的各自的频率被设定到从满足第二声波形与第一声波形不重叠的条件的频率中选择的最低水平，且等于或低于400kHz ;因此，在波传输穿过电极糊62期间的超声波US的衰减可被降低到最小，并可以改善由接收侧超声传感器12A接收的接收信号的分辨率。因此，可以高精度地获得电极糊62的厚度t。在第一或第二实施例的超声测量系统1、101中，提供厚度计算单元20，以基于由接收侧超声传感器12A接收的超声波US的衰减因子而计算电极糊62的电极糊62的厚度，其中，接收侧超声传感器12A为第一超声传感器11到第三超声传感器13中的一个。厚度计算单元20能够通过从与超声波US的衰减因子P对应的电极60的基础重量减去与超声波US的衰减因子Y对应的金属箔61的基础重量，而获得电极糊62的基础重量。超声波的衰减因子随着参数(例如，超声波传播穿过的介质的密度和该介质的厚度)而变化。由此，可以基于表示超声波传输穿过金属箔61时的衰减因子Y与金属箔61的基础重量之间的关系的校准曲线和表示超声波传输穿过电极60时的衰减因子P与电极60的基础重量之间的关系的校准曲线，通过从电极60的基础重量减去金属箔61的基础重量而获得电极糊62的基础重量。S卩，在其中金属箔61的一个表面61a涂敷有电极糊62的电极60的情况下,与第一实施例一样，从如图7所示的用于电极60的实际测量校准曲线获得电极60(金属箔61和电极糊62)的基础重量。同样，从用于金属箔61的实际测量校准曲线获得金属箔61的基础重量。因而，可以从电极60的基础重量与金属箔61的基础重量之间的差容易地获得电极糊62的基础重量。在其中金属箔61的两个表面61a、61b涂敷有电极糊62的电极60的情况下,与第二实施例一样，从金属箔61的实际测量校准曲线获得金属箔61的基础重量。同时，从用于其中金属箔61的一个表面61a涂敷有电极糊62的电极60的一侧涂敷实际测量校准曲线获得电极60的基础重量，并通过从电极60的基础重量减去金属箔61的基础重量而获得在金属箔61的一个表面61a上的电极糊62的基础重量。
从用于其中金属箔61的两个表面61a、61b涂敷有电极糊62的电极60的双侧涂敷实际测量校准曲线获得其中金属箔61的两个表面61a、61b涂敷有电极糊62的电极60的基础重量，且通过从所获得的电极60的基础重量减去金属箔61的基础重量和在金属箔61的上述一个表面61a上的电极糊62的基础重量而获得在金属箔61的另一表面61b上的电极糊62的基础重量。由此，可以从电极60的基础重量与金属箔61的基础重量之间的差容易地获得电极糊62的基础重量。在第一或第二实施例的超声测量系统I、101中,其间插入有电极60的第一超声传感器11和第二超声传感器12被定位为使在垂直方向上测量的第一超声传感器11的发生超声振动的第一振动表面Ila与第二超声传感器12的发生超声振动的第二振动表面12a之间的距离等于或小于100mm。由于厚度计算单元20在第二声波形具有最大振幅的状态下测量电极糊62的厚度，因此在测量期间在制造线上正被制造的电极60精确地位于第一超声传感器11和第二超声传感器12之间的中间位置处，由此，操作者可以确认在以卷的形式卷绕的金属箔61中没有残留波动，并且在其中通过厚度计算单元10获得电极糊62的厚度t的电极60中，以良好状态用电极糊62涂敷金属箔61。在第一或第二实施例的超声测量系统1、101中，基于所接收的具有第一声波形的接收信号而测量电极糊62的厚度。由此，可以测量电极糊62的厚度t，同时去除测量误差的因素，即，残留在以卷的形式卷绕的金属箔61中的波动。当涂敷制品被设置在发送侧超声传感器和接收侧超声传感器之间的空气层中且测量该涂敷制品内的涂层材料的厚度时，空气层的温度(密度)会因空气层中的空气对流而在发送侧和接收侧之间不同。同样，当在操作的制造线上连续制造涂敷制品时，由于例如当涂敷制品局部地并稍微地在制造线上移动时发生的在空气层中的轻微空气对流以及当操作者在制造线附近移动时发生的在空气层中的空气对流，空气层的密度会局部地改变。在该情况下，如果作为超声波传播穿过的一种介质的空气层的密度在由超声传感器测量厚度的部分与其他部分之间不同，则不能精确地测量涂层材料的厚度。在涂敷制品被设置在发送侧超声传感器和接收侧超声传感器之间的空气层中且测量在该涂敷制品内的涂层材料的厚度的情况下，如果在接收侧超声传感器接收穿过涂敷制品的透射波或被涂敷制品反射的反射波的同时一些外部振动从外部传输到接收侧超声传感器，则透射波或反射波会与该外部振动组合。如果接收侧超声传感器接收所产生的合成波，则从没有受外部振动影响的发送侧超声传感器发送的超声波的波长与由接收侧超声传感器接收的合成波的波长之间出现差异，这会导致接收灵敏度的劣化。鉴于上述问题，根据第一或第二实施例的超声测量系统1、101具有至少一个盖35以抑制或防止空气层AR的密度变化。因此，当在电极60的制造线上测量通过涂敷而施加的电极糊62的厚度t或者电极糊62的基础重量和涂层分布时，由于盖35的存在，传播穿过空气层AR的超声波US的波长较小可能或不可能改变，因此可以以改善的精度测量电极糊62的厚度。
如上所述，在电池制造过程中，在其温度受控制的气氛下，在用于制造电极60的制造线上，通过涂敷到金属箔61施加电极糊62并干燥电极糊62而制造电极60，并且，在该温度受控的气氛下，安装超声测量系统1、101作为制造线中的线内系统。由于制造线被安装在温度受到适宜地控制的位置处，因此对于在制造线上连续制造的电极60，可以认为金属箔61和电极糊62的温度在制造线的操作期间不改变而是恒定的。因此，当超声波US传输穿过金属箔61和电极糊62时,在制造线的操作期间，金属箔61和电极糊62中的声阻抗不改变，并且，在对电极糊62的厚度t的测量期间，不会由金属箔61和电极糊62的各自的温度产生影响。另一方面，超声测量系统I、101具有被设置为经由空气层AR而位于电极60的一侧上的第一超声传感器11以及被设置为经 由空气层AR而位于电极60的另一侧上的第二超声传感器12,并通过使超声波US在第一超声传感器11和第二超声传感器12之间传输而测量电极糊62的厚度t。虽然在温度受控的气氛下安装超声测量系统1、101，但在安装房间或空间中会发生空气对流；因此，提供至少一个盖35以抑制或防止超声测量系统I、101的空气层AR中的空气的密度变化。通过该设置，在超声测量系统1、101的空气层AR中基本上不会出现由气体(例如，空气)对流导致的空气温度的变化，从而可以在空气层AR中整体建立均勻温度分布。S卩，在第一超声传感器11与电极60之间、电极60与第二超声传感器12之间、第三超声传感器13与电极60之间(在第二实施例中)以及在电极60的相反两侧之间基本上不出现温度变化。换言之，在空气层AR中整体上基本没有温度差。由于在空气层AR中整体建立均匀温度分布，根据上述式2，相对于温度成比例改变的空气中的声速在空气层的整个体积内成为常量，并且，根据上述式3，相对于温度成比例改变的空气密度在空气层的整个体积内同样成为常量。此外,根据上述式2到式4，由于在空气层AR中整体建立了均匀温度分布，声阻抗也不改变。图21为用于说明关于所接收的超声波的超声波传播温度、声阻抗以及声压透射系数之间的关系的图。在具有图21示出的关系作为声传播特性的超声传感器中，如果声阻抗不改变，则超声波的声压透射系数不改变。换言之，如果在空气层AR的整个体积内建立均匀温度分布，并且空气密度同样均匀分布，则在上述式5中，可以认为声阻抗和密度是与温度改变对应的常量，因此波长\与频率f 成反比。如上所述，第一超声传感器11具有作为特定特征值的频率fl(f)，第二超声传感器12具有作为特定特征值的频率f2 (f)，而第三超声传感器13具有作为特定特征值的频率f3(f)。在第一超声传感器11与电极60之间的空气层AR中，从频率fl (f)的第一超声传感器11传输的超声波US的波长\ I不改变。当系统包括第三超声传感器13时,在第三超声传感器13与电极60之间的空气层AR中，从频率f3(f)的第三超声传感器13传输的超声波US的波长\ 3不改变。在电极60与第二超声传感器12之间的空气层AR中，从第二超声传感器12传输的超声波US的波长\ 2不改变。特别地，在对在其中超声测量系统1、101被安装为线内系统的制造线上连续制造的电极60连续测量电极糊62的厚度t时，在制造线的操作期间，传输穿过电极糊62并由第二超声传感器12接收的透射波(超声波)US的波长和由电极糊62反射并由第三超声传感器13接收的反射波(超声波)US的波长基本上不经历改变。在超声传感器中，作为声传播的特性，在超声波的接收功率的幅度(超声波强度)与所接收的超声波的波长之间通常存在特定相关性。超声波强度沿在给定波长处具有峰值的正态分布曲线改变。如果波长移动到稍微短于或长于与该峰值对应的给定波长，则超声波强度从峰值降低。
在超声测量系统1、101中，这样的波长被保持不改变，在该波长下，超声波强度变为上述峰值，使得在超声波强度为最大值的条件下从第一超声传感器11发送的超声波US穿过空气层AR而朝向电极60传播。结果，传输穿过电极60的透射波(超声波)US在超声波强度为最大值的同时也传播穿过电极60，然后，超声波US从电极60传播穿过空气层AR并在超声波强度为最大值的同时由第二超声传感器12接收。对于被电极60反射的反射波(超声波)US,同样,超声波US穿过空气层AR而传输到电极60，被电极60反射，再次传输穿过空气层AR，并在超声波强度为最大值的同时由第三超声传感器13接收。因此，如果基于诸如所接收的超声波US的波长、超声波US到达第三超声传感器13所花费的时间以及衰减因子的接收信号而测量电极60的电极糊62的厚度，则对于每个电极60、或对于电极60的每个测量区域，较小可能或不可能发生厚度的测量误差，从而可以高精度地测量电极糊62的厚度t。在第一或第二实施例的超声测量系统1、101中，以卷的形式卷绕的金属箔61具有在纵向方向上测量的大长度，至少四对第一超声传感器11和第二超声传感器12被设置在盖35内，以便沿与金属箔61的短边平行的宽度方向W)设置。盖35在获得电极糊62的厚度t的测量区域MA内在与金属箔61的长边平行的纵向方向LD上和宽度方向W)上是可移动的。因此，在超声测量系统1、101被安装为线内系统的制造线上，对于持续和连续制造的电极60，可以在制造线的操作期间测量电极糊62的厚度t (或者电极糊62的基础重量和涂层分布)而无需停止制造线。同样，可以在制造线上的宽范围内均匀地进行质量检查，例如，对电极糊62的基础重量和涂层分布的测量。由此，可以进行高度可靠的质量检查以控制质量。在第一或第二实施例的超声测量系统1、101中，盖35具有用于测量空气层AR的温度的八个温度计37。因此，例如，即使当由于从第一到第三超声传感器11-13中的任一个产生的热而在空气层AR中发生温度改变时，厚度计算单元20可以基于由温度计37测量的温度而校正空气层AR中的声速、密度和声阻抗，以使接收穿过空气层AR传输的超声波US的接收侧超声传感器12A的接收信号进入适宜的状态以对应于空气层的实际温度或温度分布。由此，可以以改善的测量精度获得电极糊62的厚度t。在第一或第二实施例的超声测量系统I、101中，与传感器安装部30 —体的盖35具有隔振板38，该隔振板38用于阻止外部振动从地面传输到至少第一超声传感器11和第二超声传感器12。因此，例如，阻止在电极60的制造线中发生的机械振动被传输到第一超声传感器11和第二超声传感器12以及第三超声传感器13 (如果存在)，从而可以防止所发送或所接收的超声波的指向性的精度的否则可能的劣化。在第一或第二实施例的超声测量系统1、101中，基底为在作为涂敷制品的电池的电极60中使用的金属箔61，且涂层材料为通过涂敷到金属箔61而施加的电极糊62。因此，在电池制造过程中，在制造线的操作期间，在通过用电极糊62涂敷金属箔61而制造电极60的制造线上，可以在电极60的宽范围内均匀地进行对电极糊62的基础重量和涂层分布的质量检查。此外，可以对在制造线上制造的所有电极进行质量检查，从而可以提供高质量、高性能的电池。由此，可以提供作为制品的电池，该电池确保了在例如充电/放电容量、耐久性以及因反应变化导致的故障方面的高质量。 虽然 参考其特定实施例描述了本发明，但应该理解，本发明不限于所示例的实施例，而是可以在不背离本发明的精神的情况下通过各种修改、修正、替代、替换等等来实施本发明。
权利要求
1.一种超声测量方法，用于测量通过涂敷到由金属制成的基底￠1)的一个表面或两个表面以提供涂敷制品￠0)而施加的涂层材料￠2)的厚度，该超声测量方法包括 提供第一超声传感器(11)和第二超声传感器(12)的对； 将所述第一超声传感器设置为当沿所述涂敷制品的厚度方向观察时经由空气层(AR)而位于所述涂敷制品的一侧，且将所述第二超声传感器设置为经由空气层(AR)而位于所述涂敷制品的另一侧；以及 通过使超声波在所述第一超声传感器与所述第二超声传感器之间传输而测量所述涂层材料的厚度，其中 使用允许未聚焦超声波的传播的平面型发送传感器作为所述第一超声传感器，且使用允许未聚焦超声波的传播的平面型接收传感器作为所述第二超声传感器。
2.根据权利要求I的超声测量方法，其中 使用能够发送并接收超声波的传感器作为所述第一超声传感器和所述第二超声传感器； 提供超声振荡控制器(10)以控制超声波在所述第一超声传感器与所述第二超声传感器之间的发送和接收； 所述第一超声传感器和所述第二超声传感器在所述第一超声传感器发送超声波而所述第二超声传感器接收所述超声波时处于第一状态，在所述第二超声传感器发送超声波而所述第一超声传感器接收所述超声波时处于第二状态；且 所述超声振荡控制器使所述第一超声传感器和所述第二超声传感器在所述第一状态和所述第二状态之间切换，使得所述第一超声传感器与所述第二超声传感器不同地操作。
3.根据权利要求I或2的超声测量方法，其中 使用允许未聚焦超声波的传播的平面型传感器作为第三超声传感器(13)； 将所述第一超声传感器和所述第三超声传感器设置为经由所述空气层而位于所述涂敷制品的所述一侧，且处于超声波在所述第一超声传感器与所述第三超声传感器之间被规则反射的位置处；且 将所述第二超声传感器设置为位于所述涂敷制品的所述另一侧，以通过所述涂敷制品在所述第一超声传感器的轴向上面对所述第一超声传感器。
4.根据权利要求3的超声测量方法，其中，基于由接收侧超声传感器(12A)所接收的超声波的衰减因子，计算所述涂层材料的厚度，其中，所述接收侧超声传感器(12A)为所述第一超声传感器、所述第二超声传感器和所述第三超声传感器中的一个。
5.根据权利要求1-3中任一项的超声测量方法，其中 提供超声波阻挡装置(40)，以部分地阻止超声波在所述第一超声传感器与所述第二超声传感器之间的传播；且 在将所述超声波阻挡装置移动到并设置为位于所述涂敷制品与所述第二超声传感器之间的与所述涂层材料的边缘部分(62C)及其周边对应的位置处之后，所述第一超声传感器朝向所述涂层材料的所述边缘部分发送超声波，且所述第二超声传感器接收所述超声波。
6.根据权利要求1-5中任一项的超声测量方法，其中，基于由接收侧超声传感器(12A)所接收的超声波的衰减因子，计算所述涂层材料的厚度，其中，所述接收侧超声传感器(12A)为所述第一超声传感器和所述第二超声传感器中的一个。
7.根据权利要求1-6中任一项的超声测量方法，其中 接收穿过所述空气层传播的超声波的接收侧超声传感器(12A)在接收所述超声波之后随时间流逝而产生多个声波形，其中，所述接收侧超声传感器(12A)为所述第一超声传感器和所述第二超声传感器中的一个，所述多个声波形包括首先检测到的第一声波形和继所述第一声波形之后检测到的第二声波形；且 在所述第二声波形和所述第一声波形不彼此重叠的条件下，根据所述涂层材料的厚度，将所述第一超声传感器和所述第二超声传感器的各自的频率设定到尽可能低的水平。
8.根据权利要求7的超声测量方法，其中 所述第一超声传感器具有发生超声振动的第一振动表面(11a)，且所述第二超声传感器具有发生超声振动的第二振动表面(12a)； 将其间插入有所述涂敷制品的所述第一超声传感器和所述第二超声传感器设置为使得在垂直方向上测量的所述第一振动表面与所述第二振动表面之间的距离等于或小于10Omm ;且 在所述第二声波形具有最大振幅时测量所述涂层材料的厚度。
9.根据权利要求8的超声测量方法，其中，基于具有所述第一声波形的接收信号，测量所述涂层材料的厚度。
10.一种超声测量系统，用于测量通过涂敷到由金属制成的基底￠1)的一个表面或两个表面以提供涂敷制品￠0)而施加的涂层材料￠2)的厚度，该超声测量系统包括 第一超声传感器(11)和第二超声传感器(12)的对,其中 所述第一超声传感器被设置为当沿所述涂敷制品的厚度方向观察时经由空气层(AR)而位于所述涂敷制品的一侧，且所述第二超声传感器被设置为经由空气层(AR)而位于所述涂敷制品的另一侧； 通过使超声波在所述第一超声传感器与所述第二超声传感器之间传输而测量所述涂层材料的厚度；且 所述第一超声传感器包括允许未聚焦超声波的传播的平面型发送传感器，且所述第二超声传感器包括允许未聚焦超声波的传播的平面型接收传感器。
11.根据权利要求10的超声测量系统，还包括超声振荡控制器(10)，该超声振荡控制器(10)控制超声波在所述第一超声传感器与所述第二超声传感器之间的发送和接收，其中 所述第一超声传感器和所述第二超声传感器能够发送和接收超声波； 所述第一超声传感器和所述第二超声传感器在所述第一超声传感器发送超声波而所述第二超声传感器接收所述超声波时处于第一状态，在所述第二超声传感器发送超声波而所述第一超声传感器接收所述超声波时处于第二状态；且 所述超声振荡控制器使所述第一超声传感器和所述第二超声传感器在所述第一状态和所述第二状态之间切换，使得所述第一超声传感器与所述第二超声传感器不同地操作。
12.根据权利要求10或11的超声测量系统，还包括第三超声传感器(13)，该第三超声传感器(13)是允许未聚焦超声波的传播的平面型传感器，其中 所述第一超声传感器和所述第三超声传感器被设置为经由所述空气层而位于所述涂敷制品的所述一侧，且处于超声波在所述第一超声传感器与所述第三超声传感器之间被规则反射的位置处；且 所述第二超声传感器被设置为位于所述涂敷制品的所述另一侧，以通过所述涂敷制品在所述第一超声传感器的轴向上面对所述第一超声传感器。
13.根据权利要求12的超声测量系统，还包括厚度计算单元(20)，该厚度计算单元(20)基于由接收侧超声传感器(12A)所接收的超声波的衰减因子，计算所述涂层材料的厚度，其中，所述接收侧超声传感器(12A)为所述第一超声传感器、所述第二超声传感器和所述第三超声传感器中的一个。
14.根据权利要求10-12中任一项的超声测量系统，还包括超声波阻挡装置(40)，该超声波阻挡装置(40)部分地阻止超声波在所述第一超声传感器与所述第二超声传感器之间的传播，其中 所述第一超声传感器发送超声波，所述第二超声传感器接收从所述第一超声传感器发送的所述超声波；且 所述超声波阻挡装置能够移动到所述涂敷制品与所述第二超声传感器之间的与所述涂层材料的边缘部分(62C)及其周边对应的位置。
15.根据权利要求10-14中任一项的超声测量系统，还包括厚度计算单元(20)，该厚度计算单元(20)基于由接收侧超声传感器(12A)所接收的超声波的衰减因子，计算所述涂层材料的厚度，其中，所述接收侧超声传感器(12A)为所述第一超声传感器和所述第二超声传感器中的一个。
16.根据权利要求10-15中任一项的超声测量系统，其中 接收穿过所述空气层传播的超声波的接收侧超声传感器(12A)在接收所述超声波之后随时间流逝而产生多个声波形，其中，所述接收侧超声传感器(12A)为所述第一超声传感器和所述第二超声传感器中的一个，所述多个声波形包括首先检测到的第一声波形和继所述第一声波形之后检测到的第二声波形；且 在所述第二声波形不与所述第一声波形重叠的条件下，根据所述涂层材料的厚度，所述第一超声传感器和所述第二超声传感器的各自的频率被设定到尽可能低的水平。
17.根据权利要求16的超声测量系统，其中 所述第一超声传感器具有发生超声振动的第一振动表面(11a)，且所述第二超声传感器具有发生超声振动的第二振动表面(12a)； 其间插入有所述涂敷制品的所述第一超声传感器和所述第二超声传感器被设置为使得在垂直方向上测量的所述第一振动表面与所述第二振动表面之间的距离等于或小于10Omm ;且 在所述第二声波形具有最大振幅时测量所述涂层材料的厚度。
18.根据权利要求17的超声测量系统，其中，基于具有所述第一声波形的接收信号而测量所述涂层材料的厚度。
19.根据权利要求10-18中任一项的超声测量系统，还包括抑制所述空气层的密度变化的空气对流抑制装置(35)。
20.根据权利要求19的超声测量系统，其中 所述基底具有沿纵向方向延伸并具有长的长度的长边和沿宽度方向延伸的短边；至少一对所述第一超声传感器和所述第二超声传感器被设置在所述空气对流抑制装置的内部，并被设置在与所述基底的所述短边平行的所述宽度方向上；且 所述空气对流抑制装置能够在获得所述涂层材料的厚度的测量区域内在所述宽度方向上和与所述基底的所述长边平行的所述纵向方向上移动。
21.根据权利要求19或20的超声测量系统，其中所述空气对流抑制装置被设置为具有测量所述空气层的温度的至少一个温度测量装置(37)。
22.根据权利要求19-21中任一项的超声测量系统，其中所述空气对流抑制装置包括隔振装置(38)，该隔振装置(38)阻止外部振动从地面传输到所述第一超声传感器和所述第二超声传感器。
23.根据权利要求10-22中任一项的超声测量系统，其中所述基底包括在作为所述涂敷制品的电池的电极(60)中使用的金属箔(61)，且所述涂层材料包括通过涂敷到所述金属箔而施加的电极糊(62)。
全文摘要
本发明涉及超声测量方法和超声测量系统。在用于测量通过涂敷到由金属制成的基底(61)的一个表面或两个表面以提供涂敷制品(60)而施加的涂层材料(62)的厚度的超声测量方法中，提供第一超声传感器(11)和第二超声传感器(12)的对，使得第一超声传感器设置为当沿涂敷制品的厚度方向观察时经由空气层而位于涂敷制品的一侧，且第二超声传感器被设置为经由空气层而位于涂敷制品的另一侧；且通过使超声波在第一超声传感器与第二超声传感器之间传输而测量涂层材料的厚度。使用允许未聚焦超声波的传播的平面型发送传感器作为第一超声传感器，且使用允许未聚焦超声波的传播的平面型接收传感器作为第二超声传感器。
文档编号G01B17/02GK102620693SQ201210017770
公开日2012年8月1日 申请日期2012年1月19日 优先权日2011年1月25日
发明者伊藤清和, 内田和宏, 松本清市, 河木博行, 黒木绅矢 申请人:丰田自动车株式会社