一种燃料电池双极板激光清洗装置及清洗方法与流程

1.本发明涉及一种燃料电池双极板清洗装置及清洗方法，属于激光应用技术领域。


背景技术：

2.为保证电堆的正常运行及商业化应用需要，双极板必须满足以下要求：1、结构稳定，寿命长；2、强度大，力学性能好；3、极板材料需稳定，不含易分解物质，特别是可能引起催化剂中毒的成分；4、需有较高的导电性，表面平整光滑无污染；5、防腐性能强；6、加工周期短，成本低。
3.目前，在现有生产技术条件下，双极板通常需要覆盖涂层，但是由于双极板金属表面难免存在污染，从而会导致涂层与金属结合不好，进而造成防腐蚀性能下降及氧化反应。而金属表面污染或氧化会造成：电阻增加，金属与涂层结合不紧密，进而造成产品性能下降。
4.现有清洗方式主要分三种：1、机械清洗；2、化学清洗（常用）；3、超声波清洗。三种方式都存在无可避免的缺陷：1、机械清洗
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表面损伤，洁净度有限；2、化学清洗
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环境污染，成本高,有腐蚀性；3、超声波清洗
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尺寸适应性窄，不能去除亚微米尺度污染物，干燥困难。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是：提出一种尽可能避免双极板表面损伤的燃料电池双极板激光清洗装置及清洗方法。
6.为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种燃料电池双极板激光清洗装置，包括流转模块、扫描模块、激光清洗模块和控制模块，所述流转模块包括由卷轮机驱动的皮带输送机构以及设置在机架上的感应器，所述皮带输送机构的输送带上均匀设有若干固定标记，所述感应器与固定标记相匹配；所述扫描模块包括由扫描振镜控制卡驱动扫描振镜和照相机，所述照相机通过扫描振镜的角度变化对输送带上的预设区域进行图像抓取；所述激光清洗模块包括激光发射器，所述激光发射器发射的激光通过扫描振镜反射至需要清洗的部位；所述控制模块用于接收所述扫描模块抓取的图像，并与标准件的图像进行比较，识别出需要清洗的部位；所述控制模块还用于控制扫描振镜控制卡，驱动扫描振镜的角度变化；所述控制模块还用于接收感应器的触发信号，控制卷轮机动作。
7.上述燃料电池双极板激光清洗装置，进一步地，燃料电池双极板激光清洗装置所述流转模块尾部设有抽风系统。
8.上述燃料电池双极板激光清洗装置，进一步地，还包括用于冷却激光发射器的冷却模块。
9.上述燃料电池双极板激光清洗装置，进一步地，所述输送带采用皮带或链带。
10.为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案之二是：一种应用权利要求1所述装置的燃料电池双极板激光清洗方法，包括以下步骤：步骤一、将待清洗的双极板放置在输送带上，所述感应器感应到输送带上的固定标记后发出触发信号给到控制模块，所述控制模块控制卷轮机带动输送带移动固定距离，将待清洗的双极板正好移动至扫描振镜下方的预设区域；步骤二、所述控制模块控制扫描振镜和照相机开始工作，对待清洗的双极板进行扫描与图像抓取，将抓取的图像与标准件的图像进行比对，识别出需要清洗部位；步骤三、所述控制模块控制扫描振镜和激光发射器工作，根据需要清洗部位的位置和大小调整扫描振镜的振动方向和振动频率，并控制激光发射器向需要清洗部位发出适当功率的激光，完成清洗工作。
11.上述燃料电池双极板激光清洗的方法，进一步地，所述需要清洗部位包括污染部位和氧化部位。
12.本发明带来的有益效果是：一种燃料电池双极板激光清洗的方法，通过流转模块感应定位，并经过扫描模块精准识别燃料电池双极板上的污渍，反馈控制模块，控制模块控制激光清洗模块精准定位，向需清洗部位发出适当功率的激光完成污染与氧化部位的清洗，精准清洗局部污渍，不对其他部位造成损伤，不需清洁液或其他化学溶液，不需干燥；快速、高效、成本低、不产生二次污染，适用于各种尺寸的燃料电池双极板，且不损伤基材表面，表面洁净度高，可处理亚微尺度污染物、表面附着力强的顽固污染物。
具体实施方式实施例
13.本实施例一的一种燃料电池双极板激光清洗装置，包括流转模块、扫描模块、激光清洗模块和控制模块，所述流转模块包括由卷轮机驱动的皮带输送机构以及设置在机架上的感应器，所述皮带输送机构的输送带上均匀设有若干固定标记，所述感应器与固定标记相匹配；所述扫描模块包括由扫描振镜控制卡驱动扫描振镜和照相机，所述照相机通过扫描振镜的角度变化对输送带上的预设区域进行图像抓取；所述激光清洗模块包括激光发射器，所述激光发射器发射的激光通过扫描振镜反射至需要清洗的部位；所述控制模块用于接收所述扫描模块抓取的图像，并与标准件的图像进行比较，识别出需要清洗的部位；所述控制模块还用于控制扫描振镜控制卡，驱动扫描振镜的角度变化；所述控制模块还用于接收感应器的触发信号，控制卷轮机动作。
14.所述流转模块尾部设有抽风系统，用于将清洗过程中的废料吸走。
15.还包括用于冷却激光发射器的冷却模块，保证激光发射器在长时间运作时能持续稳定工作。
16.所述输送带采用皮带或链带。
17.所述控制模块包括微机电脑和输出设备，所述微机电脑内部数据库输入相应标准加工对象数据。
18.本实施例二的一种应用实施例一装置的燃料电池双极板激光清洗方法，包括以下步骤：步骤一、将待清洗的双极板放置在输送带上，所述感应器感应到输送带上的固定标记后发出触发信号给到控制模块，所述控制模块控制卷轮机带动输送带移动固定距离，将待清洗的双极板正好移动至扫描振镜下方的预设区域；步骤二、所述控制模块控制扫描振镜和照相机开始工作，对待清洗的双极板进行扫描与图像抓取，将抓取的图像与标准件的图像进行比对，识别出需要清洗部位；步骤三、所述控制模块控制扫描振镜和激光发射器工作，根据需要清洗部位的位置和大小调整扫描振镜的振动方向和振动频率，并控制激光发射器向需要清洗部位发出适当功率的激光，完成清洗工作。
19.重复上述三个步骤可实现加工对象不停流转清洗。
20.所述需要清洗部位包括污染部位和氧化部位。
21.申请人对双极板进行了清洗实验，通过本发明的激光清洗方法还可以将双极板表面细微毛刺直接气化去除，该清洗方法达到清洁材料表层的同时让零件表面更平滑，大大增强涂层附着力和散热性，可提高导电性60%。
22.本发明的工作原理是：激光发射器产生的高能光束被需处理表面上的污染层所吸收；快速能量的吸收产生急剧膨胀的等离子体及亚稳态电离态气体，并产生冲击波；冲击波粉粹污染物并使之形成碎片，被剔除；激光光脉冲宽度的准确控制，以避免被处理表面遭到热损伤和物理损伤；实验表明当金属表面上有氧化物时，等离子体产生于金属表面。
23.本发明带来的有益效果是：一种燃料电池双极板激光清洗的方法，通过流转模块感应定位，并经过扫描模块精准识别燃料电池双极板上的污渍，反馈控制模块，控制模块控制激光清洗模块精准定位，向需清洗部位发出适当功率的激光完成污染与氧化部位的清洗，精准清洗局部污渍，不对其他部位造成损伤，不需清洁液或其他化学溶液，不需干燥；快速、高效、成本低、不产生二次污染，适用于各种尺寸的燃料电池双极板，且不损伤基材表面，表面洁净度高，可处理亚微尺度污染物、表面附着力强的顽固污染物。
24.本发明不局限于上述实施例所述的具体技术方案，除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等形成的技术方案，均应包含在本发明的保护范围之内。