1.本发明涉及无损检测领域，具体涉及一种石墨双极板近表面裂纹检测方法及系统。
背景技术：
2、燃料电池作为一种高效、环保的发电装置，在基站电源、中小型电站、电动汽车、后备电源、便携式电源等方面具有广阔的应用前景。燃料电池可分为分为质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池、碱性燃料电池、固体氧化物燃料电池、熔盐燃料电池、微生物燃料电池、生物燃料电池等。材料电池主要由端板、集电板、双极板、膜电极等。双极板是燃料电池的支架部分。 主要起支撑、分配和引导气体、隔离气体和收集电流的作用。 目前，双极板的材料主要有两种：一种是金属双极板，另一种是金属双极板。 是由石墨制成的双极板。
3、双极板的机械性能、透气性、耐腐蚀性、导电性、表面接触电阻作为双极板的核心指标都有严格的要求。 因此，石墨双极板的加工工艺影响着其能否满足这些要求。 最终目标市场的需求。 大多数石墨双极板都是机械加工的，而国外厂家可以直接采用压铸或膨胀石墨成型。 这个过程中产生裂纹的原因有很多。 例如，如果糊料中的粘结剂用量过多或装料温度较高，则糊料挤出后的弹性膨胀较大，应力消失缓慢，这些都可能导致裂纹。 当装料温度较高时，烟气未完全排除，烟气滞留在膏体中，也容易产生裂纹。 如果膏体中粘结剂用量太少或装料温度太低，则膏体的可塑性差，膏体之间的结合力小，难以压实，容易产生裂纹。 挤出喷嘴和压制室温度过高，靠近挤出喷嘴和压制室壁的膏体过热，因此与压制室中心的膏体温差较大。 受压后，两种籽料以不同的速度被挤压，挤压后的产品容易因表面和中心部分的回胀系数不一致而产生裂纹。 另一方面，挤出喷嘴和压制室的加热温度低，中心的糊料温度高，也会产生同样的效果。 冷却膏体时，膏体冷却不均匀，有时甚至将已冷却成硬块的膏体加入压制室内； 压制室的加热不足以在短时间内使糊料温度均匀。 这种情况下挤压往往是石墨板表面产生裂纹的原因。 石墨板离开挤压喷嘴后，应有半圆形（对于圆形截面石墨板）或水平板（对于方形截面石墨板）接收平台支撑。 如果接收平台位置不当，挤压后石墨板过度弯曲、下垂也会造成产品横向裂纹。
4、目前国内还没有一套完整的石墨双极板裂纹检测方法和系统，迫切需要计量部门开展相关研究。 因此，如何准确检测石墨双极板近表面裂纹缺陷并构建完整的检测系统具有深远的意义。
技术实现要素：
5、为了解决上述问题，本发明提供一种石墨双极板近表面裂纹检测方法及系统。 通过该系统，可以在生产过程中客观地检测和选择存在裂纹问题的石墨双极板。 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
6.本发明提供了一种用于检测石墨双极板中的近表面裂纹的方法和系统。 我们提出了一种利用涡流检测技术来检测石墨双极板近表面裂纹缺陷的方法。 石墨双极板是导电材料
而涡流无损检测技术具有非接触、穿透力强、响应灵敏度高、检测准确等优点，因此涡流无损检测技术是该系统的良好选择。 双极板生产过程中，一种规格的双极板由一条生产线加工。 固定规格、完整的双极板具有固定磁场感应信号、固定尺寸的特点。 该信号被存储在计算机中作为缺陷双极板的比较信号，并且在计算机中设置双极板的尺寸。 基于该信息，可以设计双极板的检测运动轨迹。 通过这种方法，可以普遍检测出有缺陷的双极板，并可以校准缺陷的位置和大小。
7、作为本设计的优选技术方案，一种基于石墨双极板近表面裂纹的检测系统，包括：涡流传感器、支撑杆、石墨双极板放置槽、传输装置、信号发生采集分析系统和计算机。 电涡流传感器固定安装在支撑杆上，支撑杆立于石墨双极板放置槽上。 传动装置用于装载石墨双极板放置槽，负责石墨双极板的移动。 信号发生采集分析系统分析为电源模块和数据采集分析模块。 其作用是给传感器供电。 同时，数据采集分析模块对石墨双极板近表面的缺陷和损伤进行采集和分析，可以覆盖石墨双极板生产过程中产生的各种缺陷。 大小的裂缝。
8、作为本设计的优选技术方案，传动装置通过连接器固定石墨双极板放置槽，使其面向电涡流传感器，两个自由度灵活控制物理上的石墨双极板放置槽。空间。 石墨板的位置，即石墨板的运动轨迹可以在横向和纵向上进行调整，以满足石墨板各部位的检测要求。
9、作为本设计的优选技术方案，信号发生、采集和分析系统输出电涡流传感器所需的电源，同时采集电涡流传感器的电压信号，然后使用vc编程同步记录、显示、显示采集到的涡流信号。 存储并确保测量数据的后处理，以获得最终的后处理结果。 另外，其数据采集分析模块可以接收传输装置的返回参数，实现石墨板位移值的反馈。
10、本发明的有益效果是：
11.1. 设计的石墨双极板近表面裂纹检测系统采用低频涡流穿透技术检测石墨双极板近表面裂纹质量问题。 由于涡流的灵敏度极高，可以方便地检测到肉眼看不见的裂纹。 快速筛选出有问题的双极板，满足产线检验要求。
12.2. 信号采集分析系统通过编程实现供电功能和数据采集分析功能，并通过电子集成技术将电涡流传感器、信号放大器、电源模块等电子元件集成到一块板上，使系统变得简单结构完整、功能齐全。 计算机自动采集信号并处理数据，直接显示裂纹的位置和尺寸信息，替代人工复核和判断的任务。
13.3。 所设计的石墨双极板近表面裂纹检测系统中的石墨双极板放置槽具有大小可调功能，可用于放置不同规格的石墨双极板。 确保系统的通用性。
14.4。 通过对石墨双极板裂纹检测系统的研究，可以为产品研发和质量升级提供有效的技术支撑，提高企业在产品研发过程中的性能指标要求。
附图说明
15、图1为本发明检测系统的安装示意图。
16、图2为本发明传输系统的示意图。
17、图3为本发明检测系统的工作流程图。
详细方式
18、下面结合本发明的具体实施例和附图对所述系统进行进一步说明，以使本发明的有益效果更加清楚。
19. 图1显示了基于石墨双极板近表面裂纹的涡流检测系统的安装图。 该系统包括电涡流传感器1-1、支撑杆1-2、石墨双极板放置槽1-3、传输装置1-4、信号发生采集分析系统1-5和计算机1-6。 电涡流传感器1-1固定安装在支撑杆1-2上，传动装置1-4用于加载石墨双极板放置槽1-3并负责双极板的运动。 现场检查时，调整双极板位置，使其面向电涡流传感器1-1，特别是调整检测信号时，可满足调整电涡流检测装置与被测物距离的要求。双极板。 信号发生采集系统1-5分为电源模块和数据采集分析模块。 数据采集分析模块预先采集并分析无裂纹的石墨双极板，从而将数据信息存储在存储器中。 每次由电源模块给传感器供电并采集检测信号时，通过与标准双极板的信号进行比较，检测出有裂纹的双极板。 计算机1-6的上位机程序可以接收传动装置1-4上的伺服电机的反馈信息，从而控制传动装置1-4驱动石墨双极板运动，同时输出石墨双极板装置的位置。 另外，利用vc程序同步记录、显示和存储涡流无损检测装置采集的检测数据，并保证测量数据可以进行后处理，最终的数据后处理结果为获得。
20.图2为传输装置示意图。 传动装置用于调节双极板的位置。 它可以灵活地控制双极板在二维空间中两个自由度（x轴2-3，y轴2-4）的位置，并反馈连接机构（2-2），实时整个装置的时间位置信息可以通过其上的伺服电机（2-1）反馈给上位机，从而控制两轴的行走路径，使双极板沿着设定的测量路径运动。 物理空间中的运动。
21、如图3所示，本发明的原理流程是首先通过软件算法对电控系统进行控制和设置，然后控制传动装置的运动路线，通常是S形运动，因此检测板上的每个位置都可以被检测到。 到达。 其次，涡流检测装置可以通过供电来检测石墨双极板内的磁场分布。 磁场信号与双极板的质量相对应，并通过信号线传输到信号接收系统。 同时采用软件算法控制采样时间等参数，并将信号传递给数据处理系统。 无裂纹石墨板的信号存储在数据处理系统中。 通过算法对信号进行比较，以检测存在质量问题的双极板，并提供相应裂纹位置的信息。
22、本发明具体实施例如下：
23.1）首先安装电涡流传感器1-1，并将其固定在支撑杆1-2上。 选择一定规格的石墨板和相应的石墨板放置装置1-3，通过螺钉固定在连接结构2-2上。
24.2）在进行测量工作之前，首先需要将物理空间坐标与上位机程序接口的定位结果坐标进行匹配。 将石墨板的长y宽x和电涡流传感器的安装高度z输入上位机。 上位机系统会根据位置转换自动匹配石墨板位移算法，将系统输出石墨板的坐标与其物理空间位置坐标进行匹配。 。
25.3）点击计算机主机上的检测按钮，系统开始运行。 电涡流传感器保持静止，石墨双极板通过伺服电机按照算法匹配的运动路径按固定程序S形移动，保证每个位置都能被设备检测到。 检测到。
26.4)通过信号接收系统接收检测装置发出的信号，通过算法通过上位机显示裂纹信息，从而完成石墨板的检测和裂纹位置信息的显示。
27、综上所述，本发明提出了一种利用涡流检测技术对石墨双极板近表面裂纹缺陷进行缺陷检测的方法，并设计了一种基于石墨双极板近表面裂纹的涡流检测装置，能够有裂纹
对存在质量问题的石墨双极板进行检测和筛选。 石墨双极板放置槽可调节不同尺寸，可放置不同尺寸的石墨板。 结果表明，该系统可以成为石墨双极板近表面裂纹检测的有用工具，方便用户分析并为操作员提供极大的灵活性。
技术特点：
1、一种基于石墨双极板近表面裂纹的检测系统，包括涡流传感器、支撑杆、石墨双极板放置槽、传输装置、信号发生采集分析系统和计算机，其特征在于： ：涡流传感器固定安装在支撑杆上，立于石墨电极放置槽上。 传动装置用于控制石墨电极板放置槽的移动。 调整石墨双极板放置槽以适合各种规格的双极板，并采集信号。 分析系统分为电源模块和数据采集分析模块。 电源模块为涡流传感器供电，数据采集分析模块采集并分析石墨电极表面附近的缺陷和损伤。 2.根据权利要求1所述的石墨双极板近表面裂纹检测系统，其特征在于：所述传动装置在裂纹检测过程中调节石墨双极板的位置，使其面向涡流传感器，以2°自由度可以灵活控制双极板在物理空间中的位置，以满足空间分辨率的检测要求。 3.一种石墨双极板近表面裂纹的检测方法，采用权利要求1-2任一项所述的石墨双极板近表面裂纹检测系统，其特征在于：包括以下步骤，步骤一：在进行检测工作之前，首先需要将物理空间坐标与上位机程序的定位结果坐标进行匹配，并将石墨双极板的基本尺寸信息输入上位机。 上位机根据尺寸信息分别向前、向后进行自我修正。 左右移动以校准到极限。 之后将电涡流传感器安装在支撑杆上并拧紧螺纹，使传感器与双极板的位置满足反馈信号的要求。 这时候，准备工作就准备好了。 第二步：固定好石墨双极板和电涡流传感器后，开始测量工作。 首先，主机控制双极板从左上角开始水平运行，扫描一条线然后向下移动0.5mm。 继续水平扫描一行，信号采集模块根据传输装置反馈的运动信息，每移动0.5mm就采集一次信号，直至扫描完整个石墨双极板，完成检测工作。 步骤3：根据传输装置反馈的位置信息和坯料尺寸信息，在上位机上重建二维图像，利用三次样条插值细化、中值滤波和图像增强处理提取分割图像中的缺陷，并消除缺陷。 将信息和石墨双极板编号填入数据库进行记录。 最后根据完整石墨双极板数据给出测量报告，与测量的模型完整性信息进行比对，反馈缺陷检测报告。
技术总结
本发明涉及一种检测石墨双极板近表面裂纹的方法和系统。 检测系统包括：涡流传感器、支撑杆、石墨双极板放置槽、传输装置、信号发生采集分析系统和计算机。 其特点 电涡流传感器固定安装在支撑杆上，立于石墨电极板放置槽上。 传动装置用于控制石墨电极放置槽的运动。 石墨双极板放置槽通过调整大小，可适合各种规格的双极板。 该板、信号发生、采集和分析系统分为电源模块和数据采集和分析模块。 电源模块为电涡流传感器供电，数据采集分析模块采集分析石墨电极表面附近的缺陷和损伤情况。 该系统可以检测石墨双极板生产过程中产生的各种尺寸的裂纹。 各种大小的裂缝。 各种大小的裂缝。
技术研发人员：唐嘉轩
受保护技术使用者：中国计量大学
技术研发日：2022年4月27日
技术公告日期：2022年7月29日
