专利名称：镍氢电池内压测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种测试密封圆柱镍氢电池内部气体压力的装置。
有些密封圆柱电池在充电过程中，内部会产生气体而且压力较大，因而在化学电池的研究和生产中如何检测内部压力的大小是当今普遍关切的问题，对于以贮氢材料为负极易产生气体的镍氢电池快速准确的测得电池内压就显得十分的必要。目前测量密封圆柱电池内压的常用方法有两种，一是直接法，即每测一个电池都必须在电池壳体上打孔与气压表相连测得内压值，该法既破坏了电池而且操作麻烦，测量误差大；二是间接法如应力应变法，在电池壳体上粘贴应变片，通过测量应变片的电阻变化，间接实现测量内压数值，此法同样是操作不便，产生误差较大。
本实用新型的目的是提供一种准确、简便，不破坏电池壳体，也不要粘贴应变片，适用于大批量密封圆柱电池内压的测量装置。
本实用新型首先将密封圆柱电池底面朝下装入本发明的电池定位夹具的内卡套中，将内卡套装入外卡套中，用螺套旋紧，再旋紧上盖。然后将电池定位夹具固定在一台架上，再将传感器测头，通过卡具也固定在同一台架上，其测头平面与电池底面保持在50～150μm的间隙，当密封圆柱电池处在充电状态时，内部产生气体，使壳体内气压越来越大，导致电池的壳体形变，结果使底面和测头平面间的距离发生微变，此微变讯号通过测头被送入精密测微器。微变信号经调制、放大、检波后输入模数转换器和微机内，再经专门软件处理，将电池由于内部压力产生的壳体微小挠度(精确到0.01μm)转变成电池内压值(精度达0.003Pa)其数值和曲线均被显示和打印出来。
本实用新型由三部分组成第一部分是电池的定位与装卡装置，包括精密的微动平台及电池定位夹具，微动平台的立柱有两个卡头，上卡头用来固定装卡电池定位夹具(图二)、下卡头用来固定传感器的测头。上、下卡头均能十分精密地调节和固定电池底面和测头的间距。第二部分精密测微器(图三)，该仪器由稳幅振荡器、主放大器、精密整流器组成。第三部分由模数转换器和微机及显示器、打印机组成。
图一为本实用新型原理方框图。图中1是给电池充电用的直流电源可提供0～5V电压，2是被测圆柱电池(装卡在电池定位夹具内)，3是测微器传感器的测头和驱动电缆，4是精密测微器，5是模数转换器，6是微处理机，7是显示器，8是打印机。图二是电池装卡定位夹具图中9是正极接线柱，10是电池定位夹具上盖，11是电池定位螺套，12是负极导电接线柱(兼作精密测微器的一个输入端)，13是电池负极内卡套(外有锥度)，14是电池负极外卡套(内有锥度，能与内卡套13的锥度紧密配合)。图三为精密测微器原理图。图中稳幅振荡器振幅由A1和R1、R2、R3、C2、C3组成的文氏振荡器产生，频率为10K～20K赫，然后经A2和R12、R13、C3组成的缓冲放大部分将稳幅振荡信号放大，A3及D3、D4和R18、A4、C4、C5、R20、D16、R19组成稳幅探测部分，通过由A5、R7、R10及D1、D2、R4、R5组成的动态放大系数部分对文氏振荡部分进行稳幅调控。主放大器传感器测头(CT的一端)将被测得的微变讯号经驱动电缆与稳幅振荡器A2送来的振荡讯号一起进入由T1和T2组成的前置放大器，再经C6和C27送入A6的正极进行电压放大，由A6经C7、R29送入A7再进行功率放大输出同时接地，驱动电缆的隔离通过R13接稳幅振荡器A2负极，并接地。然后送入精密整流器进行检波整流，同时将讯号送到被测电池负极(CT的另一端)形成负反馈放大。精密整流器由放大器送来的讯号进入A8、2CK14、2CK组成的反相放大器进行检波整流，再经A9、C12、R41组成的放大器放大，最后由直流数字电压表显示数值。
本实用新型由于采用非接触方法测量，不同于以往的在电池上打孔装表测量装置和电池上粘贴应变片来测量内压的装置，从而使测量方法方便、准确，不破坏电池壳体，为非破坏性测量系统，大大提高了效率和测量精度，适合密封圆柱电池大批量生产上应用。
实施例将AA型镍氢电池装入内卡套，放入外卡套，用螺套旋紧，此时电池负极与负极接线性导通，再将上盖旋入螺套上端，使电池的正极与正极接线柱导通，然后将电池定位夹具卡在台架的上卡头上，再将传感器的测头卡在台架下卡头上，调整电池底面与测头平面的距离在50～150μm之间，此时在精密测微器的数字显示为5～15V，然后给镍氢电池充电，随着充电的进行，电池的内压变化与时间的关系曲线经微机处理后即显示或打印出来了。
权利要求1．一种密封圆柱镍氢电池内压测试仪其特征包括电池定位夹具、精密测微器、模数转换器、微机、显示器和打印机；其中电池定位夹具固定在一台架上，传感器测头也固定在该台架上，并能与电池底面保持微小间距，传感器测头与精密测微器相连，精密测微器再与模数转换器相连，模数转换器与微机相连，最后是微机与显示器、打印机相连。
2．根据权利要求1所述的电池内压测试仪其特征是电池定位夹具包括内卡套13(外有锥度)与外卡套14(内有锥度)两套在定位螺套11的作用下紧密配合，正极接线柱9，负极导电线接线柱12，代有导电柱的塑料上盖10，能自由旋入定位螺套上端。
3．根据权利要求1所述的电池内压测试仪，其特征是精密测微器的主放大器部分中测量传感器测头3(即图中CT的一端)接驱动电缆。其电缆的隔离层通过R13接稳幅振荡的A2负极，并接地。电缆中心轴线与C5和R25一起接场效应管T1栅极、T1的漏极通过R26与+15V电源相连。另外通过R24与三极管T2发射极相连，T1源极通过R23与T2基极相连，同时直接与T2集电极相连。T2的基极也接+15V，另外T2管的发射极通过电容C6和R27与A6正极相连，A6的负极通过R28与脚6相连，同时脚6通过C7和R30接到A7的正极上，A7的负极通过R31和A7脚6相连，C8和C9串联后并连在R31上，A7的脚6还通过C10连接被测电池的负极(CT的一端)同时通过C10和R37与A8正极相连，CT两端的间距就是电池底面与传感器测头平面的间距。
专利摘要本实用新型是一种密封圆柱电池内压测量仪器,它由电池定位夹具,精密测微器、模数转换器、微机及显示器、打印机组成,本实用新型不必将电池壳打孔,贴应变片而实现了非破坏性测量,简便、准确,可用于大批量生产中,对密封圆柱电池进行内压测量。
文档编号G01L9/00GK2315557SQ9722811
公开日1999年4月21日 申请日期1997年10月9日 优先权日1997年10月9日
发明者陈延禧, 韩佐青, 郑义忠 申请人:天津大学