הביצועים אטומים למים ואטומים של מערכות סוללות אחסון אנרגיה הן אחד המאפיינים החשובים להבטחת פעולתן האמינה בתנאי סביבה שונים. על מנת להבטיח שמערכת אגירת האנרגיה תוכל לעמוד בהשפעות סביבתיות חיצוניות כגון רטיבות, מי גשמים וכדומה, יש לערוך עליה בדיקות אטימות ואטימות קפדניות. להלן מספר שיטות בדיקה נפוצות:
שיטת הנחת לחץ 1:
זוהי אחת השיטות הנפוצות ביותר לבדיקת אטימות אוויר. אטום את המעטפת של סוללת אגירת האנרגיה ומלא אותה באוויר יבש או גז אינרטי בלחץ מסוים, לאחר מכן נתק את אספקת הגז וצפה בשינויים בלחץ הפנימי למשך תקופה. קבע את ביצועי האיטום של הסוללה על ידי יצירת סביבת לחץ סגורה בתוך הסוללה או מחוצה לה, ולאחר מכן עקוב אחר השינויים בלחץ לאורך זמן. אם יש נקודת דליפה בסוללה, האוויר הדחוס בתוך החדר ידלוף החוצה דרך נקודת הדליפה, מה שיגרום לירידה הדרגתית בלחץ בתוך החדר. הגלאי יעקוב אחר שינויים בלחץ האוויר בזמן אמת ויחשב את קצב ירידת הלחץ באמצעות אלגוריתמים פנימיים. בהתבסס על קצב שינוי הלחץ, ניתן לחשב את קצב הדליפה.
שלבי הפעולה:אטום את הפתח של מערכת סוללות אגירת האנרגיה, והחדיר לחץ מסוים של גז יבש למערכת דרך התקן הניפוח המחבר. עצור את הניפוח לאחר הגעה ללחץ שנקבע כדי לייצב את המערכת לתקופה מסוימת. לאחר מכן, השתמש בחיישני לחץ ברמת דיוק גבוהה כדי לתעד את השינויים בלחץ הפנימי של המערכת לאורך זמן. אם קצב ירידת הלחץ נמצא בטווח שצוין, זה מצביע על אטימות טובה. לדוגמה, עבור מערכת סוללות אחסון אנרגיה עם לחץ בדיקה מוגדר של 30kPa, ירידת לחץ של לא יותר מ-1kPa בתוך 10 דקות נחשבת ככשרת.
תרחישים ישימים:שיטה זו מתאימה למפרטים שונים של מערכות סוללות אגירת אנרגיה, במיוחד למערכות בעלות מבני איטום מורכבים הניתנים לבדיקה יעילה.
2 שיטת תצפית בועות (שיטת טבילת מים):
שיטה זו מטבילה את ערכת הסוללות במים ולאחר מכן בודקת אם יש בועות בתוך ערכת הסוללות. אם יש בועות, זה מצביע על כך שהסוללה דולפת. עם זאת, שיטה זו הוחלפה בשיטת ירידת לחץ ושיטת זיהוי הליום בשל יעילות הבדיקה האיטית והדיוק הירוד שלה.
שלבי הפעולה:טבלו את מערכת סוללות אגירת האנרגיה במים למעט הממשק החשמלי (עם הגנה עמידה למים), וקבעו אם יש נזילה על ידי התבוננות האם נוצרות בועות. כדי להקל על התצפית, ניתן להוסיף כמות קטנה של חומר פעיל שטח למים כדי להפחית את מתח הפנים ולהקל על היווצרות בועות.
תרחישים ישימים:זוהי שיטה אינטואיטיבית יחסית המתאימה למערכות סוללות קטנות לאגירת אנרגיה או לשימוש בשלב בדיקת המוצר הראשוני, אך עלולה לגרום לכתמי מים מסוימים על המוצר.
3 שיטת גלאי דליפות ספקטרומטר מסה הליום:
השתמש בהליום כגז מעקב לאיתור דליפת עקבות. יש לו רגישות גבוהה מאוד ויכול לזהות פתחי דליפה קטנים במיוחד. השיטה הספציפית היא פינוי או מילוי הצד החיצוני של הרכיב הנבדק בגז רקע כגון חנקן, תוך הזרקת גז הליום לפנים; אם מתרחשת דליפה, אטומי הליום ייכנסו לחלל החיישן דרך הדליפה ויתגלו.
שלבי הפעולה:מלאו גז הליום לתוך מערכת סוללת אגירת האנרגיה והשתמשו בגלאי דליפת ספקטרומטר מסה הליום כדי לזהות אותו מחוץ למערכת. בשל החדירה החזקה של גז הליום, אם יש נקודת דליפה במערכת, גז הליום יזלוג החוצה. גלאי הדליפה יכול לזהות כמויות קטנות במיוחד של גז הליום כדי לקבוע את מיקום וכמות הדליפה.
תרחישים ישימים:שיטה זו בעלת דיוק גבוה במיוחד והיא מתאימה למערכות סוללות אגירת אנרגיה הדורשות אטימות גבוהה למים ואטימות, כגון סוללות אגירת אנרגיה המשמשות בציוד תת-ימי או סביבות רגישות במיוחד ללחות.
4 שיטת בדיקת השוואת לחץ דיפרנציאלי
על ידי הפעלת לחץ מסוים על ערכת הסוללות והתבוננות בשינויי הלחץ, ניתן לקבוע את אטימות האוויר.
שלבי הפעולה:חומר ייחוס סטנדרטי ללא דליפות נדרש להיבדק בו-זמנית עם מערכת סוללות אחסון האנרגיה שנבדקה. בו זמנית מלאו את שניהם בגז באותו לחץ, ולאחר מכן השתמשו בחיישן לחץ דיפרנציאלי כדי לנטר את הפרש הלחץ בין השניים. במהלך תהליך הבדיקה, אם הלחץ ההפרש נשאר בטווח קטן מאוד, זה מצביע על כך שהאטימות של המערכת שנבדקה מתאימה.
תרחישים ישימים:מתאים למערכות סוללות אחסון אנרגיה הדורשות דיוק בדיקות גבוה. שיטה זו יעילה יותר כאשר משווים את אטימות האוויר של קבוצות או דגמים שונים של מוצרים.
5 שיטת ניפוח ישיר:
מכיוון שבדרך כלל ישנם חורים אטומים למים ונושמים על ערכת הסוללות, ניתן לנפח את ערכת הסוללות ישירות לצורך בדיקת אטימות אוויר. חבר את גלאי האטימות לחור הנשימה העמיד למים של מארז הסוללות דרך צינור גז, כך שניתן יהיה למלא כמות מסוימת של אוויר דחוס בחלק הפנימי של מארז הסוללות. לאחר שלושה שלבים של ניפוח, ייצוב ובדיקה, גלאי האטימות יכול לזהות את שינויי הגזים בתוך ערכת הסוללות בזמן אמת, ולשפוט אם יש דליפה בחבילת הסוללות על סמך זה.
6 תהליך בדיקה:
עקרון הבדיקה:בין אם מדובר בציוד בדיקה אטום מקומי או זר, תהליך הבדיקה חייב לעבור את ארבעת השלבים הבאים:
1. שלב האינפלציה
שסתום סולנואיד ניפוח/פליטה של המכשיר עובר לניפוח, שסתום סולנואיד הבידוד נפתח, והמכשיר מתחיל לנפח את האובייקט הנמדד. ערך הלחץ של חיישן הלחץ עולה בהדרגה עד שהוא מגיע לערך הלחץ היעד.
2. שלב ייצוב מתח
לאחר שערך הלחץ של חיישן לחץ הציוד מגיע לערך לחץ היעד, שסתום הסולנואיד הבידוד נסגר, מפסיק להתנפח, וערך הלחץ של חיישן לחץ הציוד יורד באופן לא ליניארי.
3. שלב הבדיקות
לאחר שחיישן הלחץ של הציוד מתייצב, הוא נכנס לשלב הירידה הליניארית. בשלב זה, הציוד יאפס את ערך ירידת הלחץ לאפס, יתחיל מחדש את החישוב ויוציא את תוצאות הבדיקה.
4. שלב אגזוז
שסתום הסולנואיד המבודד נפתח, שסתום הסולנואיד של פליטת הניפוח עובר לפליטה, הגז הפנימי של האובייקט הנמדד נפלט, וערך חיישן הלחץ של הציוד חוזר ל-0.
תקן ירידת לחץ ותקן קצב דליפה: בדרך כלל, הם מתקבלים על ידי מחלקת הפיתוח באמצעות בדיקות טבילה מרובות בשלב מוקדם של פיתוח המוצר, בשילוב עם חישוב הנפח הפנימי של ערכת הסוללות.
פרמטרי התהליך לבדיקה אטומה: הגדרת זמן הניפוח, זמן הייצוב וזמן הבדיקה צריכים להיות שוב ושוב באגים ולאמת על סמך מבנה המוצר ומחזור הייצור, ויש לאסוף כמות גדולה של ניתוח נתונים.
נוסחת שיעור דליפה
LRsccm=(V×∆p)/(Patm×t)
בתעשייה, יחידת קצב הדליפה היא בדרך כלל: cc/min
Patm: לחץ אטמוספרי סטנדרטי
t: זמן בדיקה
∆ p: ערך נפילת לחץ
V: ניתן לחשב את נפח האובייקט הנמדד על סמך חורי דליפה סטנדרטיים
