[发明专利]一种高精度测试膜电极组件厚度的装置及方法

权利要求书

1.一种高精度测试膜电极组件厚度的装置，包括上端头(1)、下端头(2)、压力传感器(3)、位移传感器(4)、台面(5)、气缸(6)、导杆(7)、电磁阀(8)、控制电路板(9)，其特征在于：所述下端头(2)嵌装于台面(5)中但不与台面(5)接触，所述下端头(2)的上表面与台面(5)的上表面位于同一水平面上，所述下端头(2)的上表面作为与膜电极组件的下接触面，所述下端头(2)下方设置有压力传感器(3)，所述下端头(2)的下表面固定在压力传感器(3)上，所述压力传感器(3)固定在底座(10)上，所述下端头(2)上方设置有上端头(1)，所述上端头(1)与下端头(2)相对布置，所述压力传感器(3)用于测量上端头(1)与下端头(2)间膜电极组件所承受的压力，所述上端头(1)上连接有位移传感器(4)，所述位移传感器(4)的探头与上端头(1)的上表面接触连接，所述位移传感器(4)的探杆通过支架(14)固定在底座(10)上，所述位移传感器(4)用于测量膜电极组件的厚度，所述上端头(1)的上端与导杆(7)相连接，所述导杆(7)另一端与气缸(6)的活塞端相连，所述气缸(6)用于带动上端头(1)上下移动，并通过上端头(1)为膜电极组件施加压力，所述气缸(6)的进气口、排气口分别连接电磁阀(8)，所述电磁阀(8)另一端连接大气和压缩空气，所述电磁阀(8)的电路控制端连接控制电路板(9)，所述控制电路板(9)分别电连接压力传感器(3)、位移传感器(4)。

2.如权利要求1所述的高精度测试膜电极组件厚度的装置，其特征在于：所述上端头(1)的顶部中间设有球面凹槽(11)，所述导杆(7)下端设有球形凸头(12)，所述球形凸头(12)与球面凹槽(11)处接触连接，所述导杆(7)左右两侧连接有对称布置的弹簧(13)，所述弹簧(13)另一端连接在上端头(1)的上表面边缘。

3.如权利要求2所述的高精度测试膜电极组件厚度的装置，其特征在于：还设置有显示屏，所述显示屏通过线路连接控制电路板(9)，所述控制电路板(9)将测量到的压力数据及位移数据通过显示屏显示出来。

4.如权利要求2所述的高精度测试膜电极组件厚度的装置，其特征在于：所述台面(5)底部设置有立柱，所述台面(5)通过立柱固定在底座(10)上。

5.一种如权利要求1至4中任一项所述的高精度测试膜电极组件厚度的装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在测试前，先进行压力校准和位移校准，然后将膜电极组件放置在台面上，移动膜电极组件，使测量点位于上端头与下端头之间；

2)控制电路板发送控制信号，使电磁阀进气口导通，为气缸充气，气缸推动导杆连同上端头向下移动，同时实时监测压力传感器的数据；

3)当压力值逐渐上升至设定值时，控制电磁阀进气口关闭，使上端头与下端头之间压力保持；读取位移传感器的数据，即可计算出膜电极组件的厚度。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述压力校准包括以下步骤：在上端头抬起的情况下，读取压力传感器的数值作为零点数值，之后测试过程中读到的数值减去此零点数值作为压力值。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述位移校准包括以下步骤：在未放置膜电极组件状态下，控制电路板发送控制信号，使电磁阀进气口导通，为气缸充气，气缸推动导杆连同上端头向下移动，同时实时监测压力传感器的数据，当压力数据逐渐上升至设定值时，控制电磁阀进气口关闭，使上端头与下端头之间压力保持，此时读取位移传感器的数值，此数值作为位移零点，之后测试过程中读到的位移数值减去此位移零点数值作为位移值。