超级电容器薄膜厚度在线检测方法研究与实现

丁 博，乔 昱，陈幼平，王德刚

（1.华中科技大学机械科学与工程学院，湖北 武汉430074；2.武汉市工程咨询部，湖北 武汉430074）

0 引言

超级电容器是一种兼具普通电容器与化学电池优点的储能器件，具有功率密度高、能量密度大、寿命长、充放电速度快、放电电流大和环境友好等优点，在电动汽车、军工、轨道交通、航空、后备电源、光伏、风电等领域有广阔的应用前景［1］。碳电极超级电容的结构类似于锂电池。其生产工艺为将碳粉均匀涂覆至铝箔表面，待铝箔正反两表面均涂覆碳层后，将铝箔卷绕最终制成柱状超级电容器。

生产过程中涂覆碳层的厚度控制直接影响电容的品质与安全。由于涂覆碳层厚度小，环境噪声和机器本身震动，涂布工艺稳定性差等因素，厚度检测和控制困难，而涂覆碳层本身控制精度要求高。因此，设计一套稳定实用的检测方案尤为重要［2］。

作为超级电容薄膜厚度检测控制系统的一个部分，使用工控机为载体，Keyence公司的IL030激光测距传感器作为检测元件，NI公司数据采集卡进行数据采集，使用LabVIEW可视化软件编写数据采集和滤波程序来获取碳层厚度。检测方案结构简单，性能稳定，很好地满足项目要求。

1 厚度检测系统的原理及结构

测控系统结构如图1所示。系统采用激光反射检测的方法测得碳层的厚度。部分专家采用C形对称布置的2个激光传感器，用差分的方法求得所测薄膜的厚度。这是一种常用的有效的检测方式［3］。但是本涂布机的生产工艺中，热风烘干给铝箔带来了幅度极大的震动。……