一种铝电解电容器引出端铆接强度检测方法与流程

本发明涉及铝电解电容器，具体为一种铝电解电容器引出端铆接强度检测方法。

背景技术：

1、铝电解电容器被广泛应用于车载电源、工业变频、储能变换和高可靠的电子控制系统中，引出端与电极箔之间的铆接质量直接影响到电容器的等效串联电阻、耐振动性能和长期服役稳定性。在实际制造过程中，腐蚀阳极箔通常具有多孔、薄壁和批次差异明显的材料特征，当铆刺穿透腐蚀箔并形成机械咬合时，铆压力、位移跃迁、微裂纹扩展和局部应力释放会在极短时间内耦合发生，若焊接过浅，会容易造成引出端与电极箔之间的机械结合不足；如果焊接过深，又可能导致箔材局部撕裂、毛刺扩展或卷芯内部隐性损伤，进而影响其后续老化、振动和通电工况下的可靠性。

2、现有生产线通常依赖设备压力曲线监控、外观抽检以及离线破坏性拉脱测试对铆接强度进行评价。压力曲线监控虽然能够反映宏观加载过程，但其主要关注铆接过程中的力值变化，难以直接捕捉铆刺穿透腐蚀阳极箔瞬间产生的高频微观断裂信息；外观检查无法观察卷芯内部的真实铆接状态；破坏性拉脱测试虽然能够获得真实拉脱力，但只能覆盖少量抽样产品，且测试后的样品不能继续作为合格品使用。对于车规级铝电解电容器的大批量连续生产而言，上述方式难以兼顾全量检测、低损耗和在线实时性。

3、进一步地，腐蚀阳极箔的孔隙率、箔厚、化成电压和表面比电容等理化指标会随着批次变化而发生漂移，同一铆接设备参数下产生的力学响应也并不完全相同。在新的生产线中，由于原料生产规格频繁切换或者检测批次过大的情况，固定阈值式判定方法很可能出现误判或漏判情况，如果只以单一压力峰值或单个声学特征作为依据则难以区别设备噪声、材料本征波动和模型外推不确定性之间的差异；此外，这些检测方案往往缺乏对新批次的自适应学习机制，无法将少量抽检得到的真实拉脱力回灌到在线判定模型中，造成了长期依赖人工经验维护的检测规则。

4、因此有必要提供一种能够在不破坏产品的前提下，同时采集铆接过程多模态信息，识别穿刺关键时刻，结合材料批次差异和模型不确定度进行在线强度评估的检测方法。

技术实现思路

1、（一）解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种铝电解电容器引出端铆接强度检测方法，根据铆压力-位移曲线识别铆刺穿透腐蚀阳极箔的穿刺拐点，并以该穿刺拐点为基准截取声发射因果时间窗；从因果时间窗提取声发射特征向量，并对铆压力-位移曲线编码得到隐变量；将声发射特征向量、隐变量、腐蚀阳极箔批次嵌入向量和温度补偿读数输入多任务回归模型，输出拉脱力预测值及不确定度；依据拉脱力预测值和不确定度生成铆接强度判定结果，并将抽检实测拉脱力回灌以增量更新模型；解决了背景技术中记载的技术问题。

3、（二）技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

5、一种铝电解电容器引出端铆接强度检测方法，包括，以钉卷机伺服位移控制器的同一触发信号同步开启力-位移信号链和声发射信号链，获得同一时基下的铆压力-位移曲线及声发射信号；根据铆压力-位移曲线识别铆刺穿透腐蚀阳极箔的穿刺拐点，并以穿刺拐点为基准截取声发射因果时间窗；从因果时间窗提取声发射特征向量，并对铆压力-位移曲线编码得到隐变量；将声发射特征向量、隐变量、当前腐蚀阳极箔批次嵌入向量和温度补偿读数输入多任务回归模型，输出拉脱力预测值、认知不确定度和偶然不确定度；依据拉脱力预测值和不确定度进行铆接强度判定，并将抽检实测拉脱力回灌以增量更新模型回归头层。

6、进一步的，同一触发信号由铆刺位置越过预设位移阈值时产生，经隔离后复位全局时戳寄存器并同步开启两路采样缓存；两路信号链共用同一温补晶振分频时钟，并将触发时戳、设备身份、批次身份和规格身份与采集数据绑定存储。

7、进一步的，力-位移信号链包括与铆刺同轴预压安装的力传感器和位移编码器，声发射信号链包括经波导耦合至铆刺背端的声发射传感器；当任一信号链在触发前后预设时段内未收到有效脉冲或时戳误差超限时，将该铆接事件标记为同步异常并转入人工复核分支。

8、进一步的，穿刺拐点通过主判据和备判据确定；主判据以铆压力-位移曲线二阶变化量达到本次事件运行峰值的预设比例且一阶变化量发生局部减速为触发条件，备判据以短时位移阶跃与同步力回落共同出现为触发条件；均未满足时标记为拐点未找到。

9、进一步的，因果时间窗包括穿刺拐点前的应力松弛窗和穿刺拐点后的应力波反射窗，其窗宽由腐蚀阳极箔厚度和铆刺速度确定，并分别受预设下限和预设上限约束。

10、进一步的，声发射特征向量至少包括均方根值、上升时间、峰值频率、能量积分和峭度；均方根值由滑动窗内幅值平方的平均结果开方得到，峰值频率由定点快速傅里叶变换幅度谱的最大索引确定，能量积分由窗内幅值平方按采样间隔累加得到，峭度由窗内四阶中心矩与二阶中心矩平方的比值确定。

11、进一步的，对铆压力-位移曲线编码采用一维卷积编码器，一维卷积编码器包括多层卷积、激活、归一化、自适应平均池化和全连接层，部署前由历史样本预训练，部署后在常态推理中保持编码器参数冻结。

12、进一步的，当前腐蚀阳极箔批次嵌入向量根据原料入厂检验数据库中的理化向量初始化，理化向量至少包括箔孔隙率、箔厚、化成电压和表面比电容；初始化时选取历史近邻批次嵌入向量按距离负相关权重加权求和，冷启动期仅微调当前批次嵌入向量。

13、进一步的，多任务回归模型包括共享多层感知机骨干和多个并行高斯回归头，各回归头输出拉脱力均值和方差尺度信息；

14、以均值平均结果作为拉脱力预测值，以回归头均值分歧表征认知不确定度，以方差尺度信息平均结果表征偶然不确定度，并由二者合成总不确定度。

15、进一步的，判定时以拉脱力预测值和总不确定度生成合格或待复核标签，并以认知不确定度生成长期可靠性高风险标签；每经过预设滑窗事件数，从总不确定度排序靠前的候选集中按拼接特征向量的最远点贪心规则选取样本进行破坏性拉脱测试，并仅以所得真实拉脱力增量微调模型回归头层。

16、（三）有益效果

17、本发明提供了一种铝电解电容器引出端铆接强度检测方法，具备以下有益效果：

18、通过同一触发信号，开启力-位移信号链和声发射信号链使铆压力变化、位移跃迁与铆刺穿透腐蚀阳极箔时产生的高频声发射信息处于统一的时基下，避免了由于两路信号不同步导致的穿刺瞬间和声学响应错位问题，从数据源头提高了非破坏检测结果可信度。

19、进一步以铆压力-位移曲线中的穿刺拐点为物理锚点，围绕该物理锚点截取声发射因果时间窗，将预压噪声、回弹谐波等声发射信息与真正反映箔材穿透及咬合状态的声发射信息区分开来，后续特征提取不再依赖固定经验窗口，在跨规格、跨工况上具有适用性。

20、将声发射特征、力-位移隐变量、腐蚀阳极箔批次嵌入向量和温度补偿读数等输入到多任务回归模型中，既可以利用在线过程信号来表征单颗产品的铆接情况，又能够使用不同批次上的理化属性进行补偿材料差异，这样即便新批次投产时也仍旧有比较稳定的拉脱力预测。

21、再把预测结果的不确定度分解成认知不确定度和偶然不确定度，并基于滑窗分位数对其进行自适应预筛，还可以分别将模型陌生样本，材料波动样本和普通合格样本区分开来处理。主动选择那些具备高不确定且特征相对分散的样本进行破坏性拉脱测试并仅增加模型的回归头层，则可以降低抽检损耗且不断修正判定边界，形成一套更适合批量产线长期运转的闭环非破坏检测机制。