一种高真空烤箱在线检测水份系统及方法与流程

本发明涉及真空烤箱领域，特别是涉及一种高真空烤箱在线检测水份系统及方法。

背景技术

目前锂电池生产企业用于烘烤极卷、极片、电芯的真空烤箱、真空烤箱等设备，检验物料水份是否烘干的方式为：烘烤结束后，开仓门取料，然后迅速将仓门关闭并将取样物料密封，送品质检验，过程可能持续至少1分钟。存在的缺点在于：

1、烘烤完成的物料，在开仓门取样过程中，仓门打开至少1分钟，然后关上仓门，此时仓内已经混入外界含湿空气，可能会导致已经干燥的物料重新吸附水分子；

2、送样的检测结果，有可能存在水含量不达标情况，当品质检验不合格时会要求重新烘烤，这样，就会导致生产迟滞，成本增加；

3、锂电池企业为了确保被烘烤的物料能够达到工艺设定的干燥标准，通常将烘烤时间增加，例如，被烘烤物料的干燥时间在18小时就能够达到，工艺设定通常会将时间设定到24小时，这样，无形中增加了能源损耗，工序周期延长。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：一种高真空烤箱在线检测水份系统，包括真空烤箱以及设置在真空烤箱一侧的检测装置，所述检测装置包括有密闭容器，所述密闭容器两侧分别通过第一真空挡板阀和第二真空挡板阀与真空烤箱内部连通，所述密闭容器一侧介于第一真空挡板阀和第二真空挡板阀之间设有露点变送器，所述露点变送器通过导线依次与密闭容器外部的ad转换器、plc程序控制器和操作界面通信连接。

本发明的核心内容为：增加过程监测系统，使得物料在真空密闭环境下，除水干燥可实时检测，检测数据通过rs485通信上传至操作系统，系统分析干燥曲线得到有效的干燥结束时间，结束烘烤。

本发明的工作原理为：检测装置为一个密封容器，在密封容器的两侧分别安装有第一真空挡板阀和第二真空挡板阀，在密封容器介于第一真空挡板阀与第二真空挡板阀之间设置有露点变送器，露点变送器输出模拟量信号通过ad模块，将信号转换成plc程序控制器可以识别的数字信号，经过运算得到露点值。初始状态下，第一真空挡板阀关闭，露点变送器处于常态，不工作；当真空烤箱装满待烘烤物料运行时，第二真空挡板阀开启，进行抽真空烘烤，当设定的真空烘烤循环时间结束，第二真空挡板阀关闭，氮气挡板阀开启，进行氮气填充，氮气填充结束后关闭氮气挡板阀，烤箱中氮气循环一个设定时间，此时，第一真空挡板阀开启，密封容器腔内的部分氮气进入密封容器内后，第一真空挡板阀关闭，露点变送器进行一次取样，取样值实时显示在操作界面上。真空烤箱循环进行上述动作，使露点变送器依次将取样数据上传到plc程序控制器中。plc程序控制器即时将上传的实时露点数据与设定值进行比较，如果实时露点数据等于或小于设定值时，程序给出结束烘烤信号，真空烤箱停止循环周期的工步，发出机器运行结束信号；如果实施露点数据大于设定值时，真空烤箱继续循环进行上述动作。

进一步的，所述真空烤箱包括有箱体组件及密封组件，所述箱体组件包括内胆箱及包裹于内胆箱外的箱框，所述密封组件包括有两根分别与第一真空挡板阀和第二真空挡板阀连通的不锈钢波纹管，及设置于不锈钢波纹管与两个真空挡板阀连接口处的密封圈。

真空烤箱包括内胆和箱框的内外两层结构，密封组件用于密封真空烤箱与检测装置的连接节点，以减少检测误差。

进一步的，所述真空烤箱外部一侧还设有氮气挡板阀。

氮气为惰性气体，通过氮气的填充将真空烤箱内的气压平衡，且利用氮气与烤箱内的水分子充分混合后，依据测量氮气的水份含量得出烤箱内待烘干元件的水份含量。

进一步的，所述密闭容器为密闭的不锈钢容器。

进一步的，所述密闭容器还连通有真空泵。

真空泵用于抽离真空烤箱内的气体，为减少连接接口增加密封性能，将真空泵连通在密封容器一侧，通过密封容器与真空烤箱的连通达到抽离烤箱内气体的目的。同时抽出密封容器内的气体也便于清理上一次取样后的残留气体为下一次取样做准备。

进一步的，所述plc程序控制器还与真空烤箱电连接。

plc程序控制器根据实时监测数据对真空烤箱进行控制。

本发明还提供如下方法：一种高真空烤箱在线检测水份方法，包括以下步骤：

s1、初始状态下，第一真空挡板阀关闭，露点变送器处于常态，不工作；

s2、真空烤箱装填待烘烤物料后，开启真空烤箱进行烘烤；

s3、首先开启第二真空挡板阀及真空泵，进行烘烤时间为5~10分钟的抽真空烘烤；

s4、烘烤结束后，第二真空挡板阀关闭，氮气挡板阀开启，进行氮气填充；

s5、氮气充满后关闭氮气挡板阀，使真空烤箱中氮气循环3~5分钟；

s6、氮气循环结束后，第一真空挡板阀开启，使真空烤箱内部的氮气进入密闭容器内；

s7、第一真空挡板阀关闭，露点变送器进行一次取样，并将取样值实时显示在操作界面上；

s8、真空烤箱循环进行s3~s7步骤，使露点变送器逐次将取样数据上传到plc程序控制器中；

s9、plc程序控制器即时将接收到的实时露点数据与设定值进行比较，若实时露点数据小于或等于设定值，plc程序控制器发出结束烘烤信号传送至真空烤箱，使其停止；若实时露点数据大于设定值，则仍循环s3~s7步骤。

本发明的工作原理为：初始状态下，第一真空挡板阀关闭，露点变送器处于常态，不工作；当真空烤箱装满待烘烤物料运行时，第二真空挡板阀开启，进行抽真空烘烤，当设定的真空烘烤循环时间结束，第二真空挡板阀关闭，氮气挡板阀开启，进行氮气填充，氮气填充结束后关闭氮气挡板阀，烤箱中氮气循环一个设定时间，此时，第一真空挡板阀开启，密封容器腔内的部分氮气进入密封容器内后，第一真空挡板阀关闭，露点变送器进行一次取样，取样值实时显示在操作界面上。真空烤箱循环进行上述动作，使露点变送器依次将取样数据上传到plc程序控制器中。plc程序控制器即时将上传的实时露点数据与设定值进行比较，如果实时露点数据等于或小于设定值时，程序给出结束烘烤信号，真空烤箱停止循环周期的工步，发出机器运行结束信号；如果实施露点数据大于设定值时，真空烤箱继续循环进行上述动作。

进一步的，所述方法中使用的真空烤箱包括加热装置、温度监测器、压力监测器以及压力表。

真空烤箱还设置有加热装置、温度监测器、压力监测器以及压力表等必须元器件，保证在烘干过程中真空烤箱可以安全稳定的工作。

本发明的有益效果为：实现在线实时监测水份含量，省去了品质人员抽样检测的传统办法；提高生产效率，减少了不必要的工艺放宽时间；减少人为抽样出错可能性，保证烘烤过程真实有效；改变传统烘烤方式，使得实现工序自动化的可能性；降低了能源损耗，减少企业能源损耗负担。

附图说明

附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。

图1为本发明一实施例提供的一种高真空烤箱在线检测水份系统结构意图。

具体实施方式

如图1中所示，本发明一实施例提供的一种高真空烤箱在线检测水份系统，包括真空烤箱1以及设置在真空烤箱1一侧的检测装置2，所述检测装置2包括有密闭容器21，所述密闭容器21两侧分别通过第一真空挡板阀22和第二真空挡板阀23与真空烤箱1内部连通，所述密闭容器21一侧介于第一真空挡板阀22和第二真空挡板阀23之间设有露点变送器24，所述露点变送器24通过导线25依次与密闭容器21外部的ad转换器26、plc程序控制器27和操作界面28通信连接。

增加过程检测装置2，使得物料在真空密闭环境下，除水干燥可实时检测，检测数据通过rs485通信上传至操作系统，系统分析干燥曲线得到有效的干燥结束时间，结束烘烤。

检测装置为一个密封容器21，在密封容器21的两侧分别安装有第一真空挡板阀22和第二真空挡板阀23，在密封容器21介于第一真空挡板阀22与第二真空挡板阀23之间设置有露点变送器24，露点变送器24输出模拟量信号通过ad模块26，将信号转换成plc程序控制器27可以识别的数字信号，经过运算得到露点值。初始状态下，第一真空挡板阀22关闭，露点变送器24处于常态，不工作；当真空烤箱1装满待烘烤物料运行时，第二真空挡板阀23开启，进行抽真空烘烤1，当设定的真空烘烤1循环时间结束，第二真空挡板阀23关闭，氮气挡板阀11开启，进行氮气填充，氮气填充结束后关闭氮气挡板阀11，真空烤箱1中氮气循环一个设定时间，此时，第一真空挡板阀22开启，真空烤箱1腔内的部分氮气进入密封容器21内后，第一真空挡板阀22关闭，露点变送器24进行一次取样，取样值实时显示在操作界面28上。真空烤箱1循环进行上述动作，使露点变送器24依次将取样数据上传到plc程序控制器27中。plc程序控制器27即时将上传的实时露点数据24与设定值进行比较，如果实时露点数据等于或小于设定值时，plc程序控制器27给出结束烘烤信号，真空烤箱1停止循环周期的工步，发出机器运行结束信号；如果实施露点数据大于设定值时，真空烤箱1继续循环进行上述动作。

进一步的，所述真空烤箱1包括有箱体组件及密封组件，所述箱体组件包括内胆箱12及包裹于内胆箱12外的箱框13，所述密封组件包括有两根分别与第一真空挡板阀22和第二真空挡板阀23连通的不锈钢波纹管3，及设置于不锈钢波纹管3与两个真空挡板阀连接口处的密封圈31。

真空烤箱1包括内胆箱12和箱框13的内外两层结构，密封组件用于密封真空烤箱1与检测装置2的连接节点，以减少检测误差。

进一步的，所述真空烤箱1外部一侧还设有氮气挡板阀11。

氮气为惰性气体，通过氮气的填充将真空烤箱1内的气压平衡，且利用氮气与真空烤箱1内的水分子充分混合后，依据测量氮气的水份含量得出真空烤箱1内待烘干元件的水份含量。

进一步的，所述密闭容器21为密闭的不锈钢容器。

进一步的，所述密闭容器21还连通有真空泵4。

真空泵4用于抽离真空烤箱1内的气体，为减少连接接口增加密封性能，将真空泵4连通在密封容器21一侧，通过密封容器21与真空烤箱1的连通达到抽离真空烤箱1内气体的目的。同时抽出密封容器21内的气体也便于清理上一次取样后的残留气体为下一次取样做准备。

进一步的，所述plc程序控制器27还与真空烤箱1电连接。

plc程序控制器27根据实时监测数据对真空烤箱1进行控制。

一实施例中，本发明还提供如下方法：一种高真空烤箱在线检测水份方法，包括以下步骤：

s1、初始状态下，第一真空挡板阀22关闭，露点变送器24处于常态，不工作；

s2、真空烤箱1装填待烘烤物料后，开启真空烤箱1进行烘烤；

s3、首先开启第二真空挡板阀23及真空泵4，进行烘烤时间为5~10分钟的抽真空烘烤；

s4、烘烤结束后，第二真空挡板阀23关闭，氮气挡板阀11开启，进行氮气填充；

s5、氮气充满后关闭氮气挡板阀11，使真空烤箱1中氮气循环3~5分钟；

s6、氮气循环结束后，第一真空挡板阀22开启，使真空烤箱1内部的氮气进入密闭容器21内；

s7、第一真空挡板阀22关闭，露点变送器24进行一次取样，并将取样值实时显示在操作界面28上；

s8、真空烤箱1循环进行s3~s7步骤，使露点变送器24逐次将取样数据上传到plc程序控制器27中；

s9、plc程序控制器27即时将接收到的实时露点数据与设定值进行比较，若实时露点数据小于或等于设定值，plc程序控制器27发出结束烘烤信号传送至真空烤箱1，使其停止；若实时露点数据大于设定值，则仍循环s3~s7步骤。

初始状态下，第一真空挡板阀22关闭，露点变送器24处于常态，不工作；当真空烤箱1装满待烘烤物料运行时，第二真空挡板阀23开启，进行抽真空烘烤，当设定的真空烘烤1循环时间结束，第二真空挡板阀23关闭，氮气挡板阀11开启，进行氮气填充，氮气填充结束后关闭氮气挡板阀11，真空烤箱1中氮气循环一个设定时间，此时，第一真空挡板阀22开启，真空烤箱1腔内的部分氮气进入密封容器21内后，第一真空挡板阀22关闭，露点变送器24进行一次取样，取样值实时显示在操作界面28上。真空烤箱1循环进行上述动作，使露点变送器24依次将取样数据上传到plc程序控制器27中。plc程序控制器27即时将上传的实时露点数据与设定值进行比较，如果实时露点数据等于或小于设定值时，plc程序控制器27给出结束烘烤信号，真空烤箱1停止循环周期的工步，发出机器运行结束信号；如果实施露点数据大于设定值时，真空烤箱1继续循环进行上述动作。

进一步的，所述方法中使用的真空烤箱1包括加热装置、温度监测器、压力监测器以及压力表。

真空烤箱1还设置有加热装置、温度监测器、压力监测器以及压力表等必须元器件，保证在烘干过程中真空烤箱1可以安全稳定的工作。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。