GIẢI PHÁP ĐO LƯỜNG TẤM LƯỠNG CỰC (BPP) BẰNG CẢM BIẾN 3D SICK TRISPECTOR1000 VÀ RULER3000

GIẢI PHÁP ĐO LƯỜNG TẤM LƯỠNG CỰC (BPP) BẰNG CẢM BIẾN 3D SICK TRISPECTOR1000 VÀ RULER3000 (MEASURING BIPOLAR PLATES (BPP))

Việc đo lường tấm lưỡng cực (bipolar plates – BPP) ngày càng đóng vai trò cốt lõi trong dây chuyền sản xuất pin nhiên liệu (fuel cell), đặc biệt khi ngành công nghiệp năng lượng sạch đòi hỏi độ chính xác cao, kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt và khả năng vận hành ổn định trong thời gian lâu dài. Tấm lưỡng cực là bộ phận điều phối dòng khí, dẫn điện và đảm bảo hoạt động tối ưu của từng tế bào nhiên liệu. Vì vậy, chỉ một lỗi nhỏ như nứt gãy (fractures), cong vênh (bowing) hay biến dạng bề mặt (surface deformation) cũng có thể ảnh hưởng đến toàn bộ hiệu suất hệ thống.

Để đảm bảo mọi sai sót được phát hiện ngay trong giai đoạn đầu, các nhà máy hiện đại đang chuyển sang sử dụng công nghệ thị giác máy 3D (3D machine vision). Trong đó, giải pháp từ SICK với TriSpector1000 và Ruler3000 nổi bật nhờ độ tin cậy, tốc độ xử lý cao và khả năng đo lường chính xác đến từng milimet.

Bài viết dưới đây phân tích chi tiết cách mà TriSpector1000 và Ruler3000 hỗ trợ quá trình đo BPP, lý do tại sao chúng trở thành lựa chọn hàng đầu trong sản xuất pin nhiên liệu, đồng thời giúp tăng năng suất, giảm lỗi và tối ưu hóa chi phí.

Khả năng đo lường 3D chính xác của cảm biến TriSpector1000 đối với tấm lưỡng cực

Cảm biến TriSpector1000 của SICK là một cảm biến thị giác 3D cấu hình độc lập (configurable stand-alone 3D vision sensor). Thiết bị này được thiết kế đặc biệt để đo hình dạng, cấu trúc và bề mặt của các vật thể phức tạp như tấm lưỡng cực (BPP).

Trong quá trình kiểm tra, TriSpector1000 tạo ra biên dạng chiều cao (height profiles) với độ phân giải cao, cho phép phát hiện ngay cả những biến dạng cực nhỏ. Khi lắp ráp pin nhiên liệu, các tấm BPP phải được đặt chính xác và không được có bất kỳ lỗi vật lý nào để đảm bảo hiệu quả dẫn điện và luồng khí.

Nhờ thuật toán xử lý mạnh mẽ, TriSpector1000 thực hiện:

• Phát hiện nứt gãy (fracture detection) trên bề mặt hoặc mép tấm
• Đo độ cong vênh (bowing measurement) để xác định xem tấm có bị uốn cong vượt mức cho phép
• Kiểm tra sai lệch hình học (geometric deviation)
• Phân tích độ phẳng (flatness checking)

Tất cả quá trình này được thực hiện theo thời gian thực, không làm chậm dây chuyền sản xuất. Đây là ưu điểm rất quan trọng khi sản lượng pin nhiên liệu ngày càng tăng, đặc biệt trong lĩnh vực xe điện chạy bằng hydro.

Tính linh hoạt nhờ khả năng cấu hình của TriSpector1000

Một ưu điểm khác giúp TriSpector1000 được các nhà máy tin dùng là tính linh hoạt (flexibility). Thiết bị được cấu hình nhanh chóng theo nhiều dạng BPP khác nhau, dù vật liệu thay đổi (thép không gỉ, composite, phủ bề mặt, vân rãnh khí…) hoặc độ dày – kích thước khác nhau.

Cảm biến hỗ trợ:

• Thay đổi tham số đo dựa trên yêu cầu ứng dụng
• Tích hợp trực tiếp vào dây chuyền mà không cần bộ điều khiển trung gian
• Xuất dữ liệu sang hệ thống điều khiển PLC/IPC
• Tự động thích nghi với độ phản xạ bề mặt nhờ ánh sáng cấu trúc (structured light)

Tính “stand-alone” giúp giảm chi phí triển khai vì không cần phần cứng bổ trợ như PC công nghiệp, giúp doanh nghiệp tiết kiệm đáng kể trong quá trình lắp đặt và vận hành.

Ruler3000 – Giải pháp đo lường siêu chính xác cho tấm lưỡng cực BPP

Nếu TriSpector1000 phù hợp cho các yêu cầu 3D chung thì Ruler3000 là “vũ khí mạnh” khi nhà máy cần độ chính xác cao nhất, đặc biệt trong các công đoạn đòi hỏi kiểm tra kích thước chuẩn xác đến từng milimet.

Camera Ruler3000 của SICK sử dụng công nghệ quét laser đường (laser line triangulation) với cảm biến CMOS hiệu năng cao, xử lý hàng triệu điểm ảnh trong tích tắc.

Những điểm mạnh nổi bật:

• Độ chính xác cao ngay cả ở tốc độ băng tải lớn (high-speed precision)
• Khả năng tạo đám mây điểm 3D (3D point cloud) chi tiết
• Đo lường chính xác các rãnh, đường dẫn khí, các chi tiết micro trên tấm BPP
• Hoạt động ổn định dù bề mặt bóng, mờ, phủ lớp nano hoặc vật liệu phức tạp

Nhờ tốc độ xử lý vượt trội, Ruler3000 đáp ứng hoàn hảo cho các dây chuyền sản xuất pin nhiên liệu công suất lớn, nơi hình ảnh 3D phải được phân tích liên tục mà không được phép bị sai sót hoặc gián đoạn.

Lợi ích của giải pháp đo BPP bằng cảm biến 3D từ SICK

Khi áp dụng TriSpector1000 và Ruler3000 vào quá trình kiểm tra BPP, doanh nghiệp nhận được nhiều lợi ích vượt trội:

• Giảm lỗi lắp ráp (assembly defects minimization)
• Tăng tuổi thọ pin nhiên liệu (fuel cell longevity) nhờ tấm BPP không bị sai lệch
• Tối ưu hóa hiệu suất sản phẩm khi các tấm đảm bảo độ phẳng và hình dạng đúng chuẩn
• Tự động hóa hoàn toàn quy trình kiểm tra, không phụ thuộc vào con người
• Dữ liệu kiểm tra chi tiết có thể lưu trữ để phục vụ truy xuất nguồn gốc
• Tương thích tốt với nhiều loại BPP từ các hãng khác nhau

Đặc biệt, việc ứng dụng công nghệ từ SICK giúp các doanh nghiệp nhanh chóng nâng cấp dây chuyền theo tiêu chuẩn tự động hóa quốc tế, phù hợp với định hướng chuyển đổi số trong sản xuất.

Tại sao SICK là lựa chọn hàng đầu cho đo lường tấm lưỡng cực?

SICK là thương hiệu nổi tiếng thế giới về cảm biến công nghiệp, thị giác máy 3D và giải pháp tự động hóa, được các nhà máy trong lĩnh vực ô tô, năng lượng, sản xuất thiết bị điện tử và nhiều ngành công nghiệp khác tin dùng.

Các thiết bị từ SICK như TriSpector1000 và Ruler3000 không chỉ hoạt động bền bỉ mà còn:

• Dễ tích hợp vào bất kỳ dây chuyền sản xuất nào
• Khả năng vận hành ổn định trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt
• Độ chính xác cao và dữ liệu đo lường đồng nhất
• Hỗ trợ kỹ thuật toàn cầu

Nhờ vậy, doanh nghiệp giảm downtime, tăng chất lượng sản phẩm và duy trì lợi thế cạnh tranh dài hạn.

Kết luận

Đo lường tấm lưỡng cực (BPP) là bước quan trọng để bảo đảm chất lượng và hiệu suất của pin nhiên liệu. Giải pháp 3D từ SICK, gồm TriSpector1000 và Ruler3000, mang đến khả năng kiểm tra đầy đủ, chính xác và đáng tin cậy, giúp doanh nghiệp tự động hóa quy trình, giảm sai lỗi và tối ưu chi phí.

Với năng lực đo lường ổn định, tốc độ cao và khả năng phát hiện lỗi vi mô, bộ giải pháp từ SICK chắc chắn là lựa chọn lý tưởng cho mọi dây chuyền sản xuất pin nhiên liệu hiện đại.

Trích nguồn:

https://www.sick.com/ag/en/catalog/industries/electronics/fuel-cells-and-electrolyzers/fuel-cells-and-electrolyzers/measuring-bipolar-plates-bpp/c/p672556?category=g585125&tab=overview

Xem thêm các sản phẩm của Sick tại đây.