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在國(guó)家戰(zhàn)略背景下的新能源發(fā)展方向驅(qū)動(dòng)下，為實(shí)現(xiàn)2035“碳中和”的目標(biāo)，燃料電池產(chǎn)品需要快速迭代更新。截止2020年6月份，全國(guó)范圍內(nèi)省及直轄市級(jí)的氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃超過(guò)10個(gè)，產(chǎn)業(yè)鏈氫能電堆的驅(qū)動(dòng)能源越來(lái)越受業(yè)界關(guān)注，北京一測(cè)精密攜手蔡司三坐標(biāo)助力客戶能源科技研發(fā)中心在氫能源電堆研發(fā)階段取得了重大突破。氫能是公認(rèn)的清潔能源，作為低碳和零碳能源正在脫穎而出。作為新興的氫能源電堆研發(fā)過(guò)程中遇到的對(duì)齊度測(cè)量問(wèn)題一直是困擾各大測(cè)量設(shè)備廠商的難題！北京一測(cè)攜手蔡司服務(wù)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)成功尋找到了氫能源電堆對(duì)齊度的解決方案。
首先蔡司三坐標(biāo)在測(cè)量研發(fā)的階段遇到很多問(wèn)題。因材料特殊，隔膜疊放的位置和雙極板的位移差以及隔膜和金屬片在水平方向上不平齊，隔膜柔軟，要求精度在微米以下，對(duì)測(cè)量平整度、隔膜與金屬片的間距、位移差以及層疊的隔膜和金屬片不確定是否全部平齊。如果測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，出現(xiàn)誤差后期批量生產(chǎn)使用會(huì)有安全隱患，加大了測(cè)量難度。
再給客戶能源科技研發(fā)中心做技術(shù)方案時(shí)，首先使用三維掃描技術(shù)，但是樣件的疊片比較多，三維掃描儀分辨率低掃描得到點(diǎn)云數(shù)據(jù)后無(wú)法看到疊片間的縫隙；然后又使用影像儀測(cè)量測(cè)試樣件，但是樣件疊片比較多得到的結(jié)果數(shù)據(jù)不夠完整，無(wú)法進(jìn)行高效數(shù)據(jù)分析，最終經(jīng)過(guò)層層試驗(yàn)篩選采用了蔡司三坐標(biāo)＋白光測(cè)頭進(jìn)行測(cè)量。
在蔡司三坐標(biāo)＋白光測(cè)頭進(jìn)行測(cè)量過(guò)程中還遇到了以下問(wèn)題點(diǎn)：由于研發(fā)項(xiàng)目的需求多元化，樣件的材料材質(zhì)特殊自然對(duì)工裝卡具的要求很特別隔膜柔軟，隔膜與雙極板的厚度不均勻，測(cè)量范圍較密較廣，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況，蔡司三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)采用了白光測(cè)頭建立坐標(biāo)，具體準(zhǔn)備工作如下：
? ? ? ①首先要用磁鐵座支撐，將工件抬高，保證Dotscan的測(cè)量高度要求，由專用夾具配件做輔助，防止形變影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性；
? ? ? ②樣件材料材質(zhì)特殊，疊片隔膜材料柔軟與雙極板之間縫隙厚度不均，柔軟層疊的隔膜和金屬片保證全部在同一水平方向上平齊；（如圖所示A方向B方向與C方向），防止形變影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性；
? ? ? ③測(cè)量機(jī)使用白光測(cè)頭建立坐標(biāo)，A基準(zhǔn): ?在樣品上表面利用D3L50，測(cè)定4個(gè)點(diǎn)的位置，形成A基準(zhǔn)平面；B基準(zhǔn)：測(cè)量直線B，形成B基準(zhǔn)；以此類(lèi)推，如圖所示
? ? ? 由于隔膜柔軟，使用接觸式測(cè)頭會(huì)造成形變。只好放棄XXT測(cè)量方案；隔膜與雙極板之間縫隙也厚度不均，所以也無(wú)法使用影像測(cè)頭ViScan通過(guò)陣列方法判定位置，再聚焦測(cè)量高度的方案；隔膜與雙極板之間距離太近，使用激光掃描測(cè)頭LiScan得到很多數(shù)據(jù)點(diǎn)，難以判斷哪些是邊緣點(diǎn)，LineScan方案也不能滿足測(cè)量需求?？紤]到隔膜與雙極板之間有縫隙，當(dāng)共聚焦白光測(cè)頭探測(cè)到縫隙時(shí)，由于探測(cè)不到點(diǎn)，其會(huì)停止掃描，所以DotScan測(cè)頭不能垂直與測(cè)量表面，要與之形成一定角度。如果角度太大，掃描不到雙極板邊緣。找到合適的角度為測(cè)量難點(diǎn)之一。此次測(cè)量先后嘗試了旋轉(zhuǎn)角度60°，70 ° ，75 ° ，80 °。最終判定，在測(cè)量平面度時(shí)候，測(cè)量角度為75 °，測(cè)量間距時(shí)，角度為80 °；當(dāng)隔膜與雙極板之間的距離發(fā)生改變時(shí)，測(cè)量角度一定要隨之改變，具體樣件具體分析。
? ? ? ④平面度測(cè)量，為了準(zhǔn)確的測(cè)量樣件的平面度，高頻率的波會(huì)被濾掉。
? ? ? ⑤樣件間距測(cè)量，當(dāng)測(cè)量隔膜和雙極板的長(zhǎng)度差時(shí)，需要保留其原始測(cè)量點(diǎn)，不可使用粗差濾波。得到的實(shí)際測(cè)量曲線取外側(cè)點(diǎn)為隔膜外邊緣，取中間峰值為雙極板外邊緣，測(cè)量?jī)蓷l線的垂線距離，為間距長(zhǎng)度。編輯程序時(shí)，再設(shè)定取點(diǎn)位置，并測(cè)量?jī)纱咕€距離。
基于以上問(wèn)題北京一測(cè)精密開(kāi)發(fā)了一款自主品牌基于EXCEL的數(shù)據(jù)分析管理軟件，解決了測(cè)量樣件結(jié)果計(jì)算的臨近值、誤差值等難題，如因樣件的厚度不均勻，高低峰點(diǎn)不相鄰，需要與曲線一一對(duì)應(yīng)的繁瑣問(wèn)題，可以在表格中可以逐步實(shí)現(xiàn)，一目了然。程序無(wú)法做到自動(dòng)獲取每?jī)蓚€(gè)相鄰的峰值之間的X差值，由北京一測(cè)精密的數(shù)據(jù)管理分析軟件逐一解決。一測(cè)精密自主開(kāi)發(fā)的一款軟件特點(diǎn)：工作效率快，數(shù)據(jù)分析明確，多元化分析顯示數(shù)據(jù)。對(duì)于各類(lèi)樣件疊放密度較多的數(shù)據(jù)以及各類(lèi)樣件復(fù)雜數(shù)據(jù)的整理分析都有著非常突出的呈顯效果。
? ? ? 蔡司三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)ConturaVAST XXT測(cè)頭與DotScan白光測(cè)頭結(jié)合曲線掃描方式，以及由北京一測(cè)開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)管理分析軟件現(xiàn)實(shí)的樣件重復(fù)測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)也很穩(wěn)定清晰，測(cè)試結(jié)果報(bào)告如下圖
使用VAST XXT測(cè)頭與DotScan測(cè)頭結(jié)合，測(cè)量隔膜與雙極板的平整度和位移差；多種報(bào)告格式輸出滿足不同需求；在不同測(cè)頭間，程序可自動(dòng)更換，結(jié)合一測(cè)精密的自主開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)整理分析軟件的呈現(xiàn)都很出色，最終北京一測(cè)精密攜手蔡司三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)不僅出色完成了此次氫能源電堆測(cè)量，也滿足了客戶所需，解決了客戶所急，得到客戶和行業(yè)的充分認(rèn)可。
? ? ? 本次檢測(cè)氫能源電堆樣件測(cè)量試驗(yàn)取得圓滿成功，填充了氫能源電堆測(cè)量領(lǐng)域空白，填充了測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)果分析領(lǐng)域的空白，滿足客戶的需求是我們的責(zé)任；助力客戶的發(fā)展是我們的使命；客戶的成功也是我們的成功。北京一測(cè)精密儀器是蔡司一級(jí)經(jīng)銷(xiāo)商，我們主要營(yíng)銷(xiāo)的產(chǎn)品有工業(yè)CT無(wú)損檢測(cè)設(shè)備、蔡司顯微鏡、龍門(mén)測(cè)量機(jī)，蔡司3D掃描儀，蔡司三坐標(biāo)配件，蔡司掃描電鏡，三坐標(biāo)上下料，三坐標(biāo)合同測(cè)量，三坐標(biāo)融資租賃等業(yè)務(wù)，我們合作的行業(yè)領(lǐng)域包括醫(yī)療、航空航天，汽車(chē)新能源，教育高職院校，3C電子，機(jī)械加工，儲(chǔ)能能源等領(lǐng)域。我們正在以更加專業(yè)、嚴(yán)謹(jǐn)、謙虛的態(tài)度為工業(yè)的發(fā)展社會(huì)的進(jìn)步貢獻(xiàn)自己的價(jià)值。我們的愿景是優(yōu)選全世界高品質(zhì)測(cè)量器具，做您身邊的工業(yè)質(zhì)量解決方案專家。我們真誠(chéng)的希望，一測(cè)精密能為所有客戶的發(fā)展壯大貢獻(xiàn)自己的力量，能為中國(guó)“質(zhì)”造升級(jí)貢獻(xiàn)自己的力量，能為中國(guó)“碳中和”目標(biāo)貢獻(xiàn)自己的力量。
