專利名稱：超聲測量方法和超聲測量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于測量涂層材料的厚度的超聲測量方法以及實(shí)施該超聲測量方法的超聲測量系統(tǒng)，其中，涂層材料為例如在電池制造過程中例如在制造線的操作期間通過涂敷到在電極制造線上的金屬箔而施加的電極糊(electrode paste)的基礎(chǔ)重量(basisweight)。
背景技術(shù)：
電池制造過程包括通過涂敷到在電極制造線上的金屬箔而施加電極糊來制造電極片(electrode sheet)的步驟。由于電極的質(zhì)量對作為最終制品的電池的性能具有大的影響，因此，為了質(zhì)量控制，在通過涂敷到金屬箔而施加電極糊之后，進(jìn)行關(guān)于電極糊的基礎(chǔ)重量(或涂敷重量)和涂層分布(coating profile)的質(zhì)量檢查是重要的。在相關(guān)技術(shù)中，從在電極制造線上制造的電極任意取出給定形狀的樣品，并且在制造線之外，通過測量在涂敷電極糊之前取出的樣品與在涂敷之后取出的樣品之間的重量差而對樣品進(jìn)行質(zhì)量檢查。作為另一實(shí)例，使用利用X射線或P射線的測量系統(tǒng)(將稱為“輻射測量系統(tǒng)”)進(jìn)行質(zhì)量檢查。在一些情況下，對于在電極制造線中制造的電極的電極糊，希望遍及電極制造線的寬范圍均勻地或一致地進(jìn)行關(guān)于涂層材料的基礎(chǔ)重量和涂層分布的質(zhì)量檢查來控制質(zhì)量。由此，本發(fā)明的發(fā)明人嘗試在制造線上使用例如在日本專利申請公開2008-102160 (JP-A-2008-102160)中公開的超聲測量系統(tǒng)對在電極制造線上制造的所有電極進(jìn)行電極糊的基礎(chǔ)重量和涂層分布的100%檢驗(yàn)。圖22為示出了在JP-A-2008-102160中公開的超聲測量系統(tǒng)的說明圖。如圖22所示，該超聲測量系統(tǒng)具有設(shè)置在測量對象90上方的超聲發(fā)送裝置81和超聲接收裝置82的對，并且，從超聲發(fā)送裝置81發(fā)送的入射波被傳輸通過測量對象90，使得超聲接收裝置82接收從測量對象90反射的波。超聲發(fā)送裝置81和超聲接收裝置82為允許聚焦超聲波的傳播的點(diǎn)型(spot type)傳感器。在JP-A-2008-102160的超聲測量系統(tǒng)中，傳播時(shí)間測量裝置83基于超聲發(fā)送裝置81的入射信號和由超聲接收裝置82接收的反射信號而測量穿過測量對象90傳播的超聲波的傳播速度，并且速度校正裝置85基于由溫度測量裝置84a、84b測量的液相91和固相92的相應(yīng)溫度而校正由傳播時(shí)間測量裝置83計(jì)算的傳播速度。基于由傳播時(shí)間測量裝置83獲得的超聲波的傳播速度和由速度校正裝置85獲得的傳播速度的校正值，傳播路徑長度測量裝置86測量該測量對象90的厚度以及作為液相91和固相92的疊層的測量對象90的相變位置。然而，相關(guān)技術(shù)的上述技術(shù)具有以下缺點(diǎn)。由于測量尚未涂敷電極糊的樣品(金屬箔)與涂敷有電極糊的樣品(金屬箔)之間的重量差的方法不能應(yīng)用于處于操作中的電極制造線，因此該方法要在制造線外部對作為從電極制造線取出的樣品的電極實(shí)施。然而，在使用電極糊的重量差的該方法中，操作者不能正確地確定電極糊的基礎(chǔ)重量和涂層分布。
如果在制造線上使用輻射測量系統(tǒng)進(jìn)行關(guān)于電極糊的基礎(chǔ)重量和涂層分布的質(zhì)量檢查，由于輻射測量系統(tǒng)通常非常昂貴，因而會(huì)以過高的成本獲得該設(shè)備。并且，輻射測量系統(tǒng)被設(shè)置為對來自輻射源的輻射聚焦，并輻射要測量的物體的測量部分以測量要測量的物體中的測量部分的厚度；因此，僅能測量在作為可測量范圍的例如00.3(_)的極小區(qū)域內(nèi)的厚度。在從電極制造線取出電極樣品以測量厚度時(shí)，由于電極包括高密度金屬箔， 即使對于從電極制造線取樣的電極，輻射測量系統(tǒng)也不能高可靠性和高測量精度地測量電極糊的基礎(chǔ)重量和電極糊的涂層分布。在使用點(diǎn)型超聲傳感器的超聲測量系統(tǒng)中，如在JP-A-2008-102160中公開的超聲測量系統(tǒng)中，與上述輻射測量系統(tǒng)一樣，可用超聲傳感器測量的可測量范圍相當(dāng)窄，這是因?yàn)樵摲秶驕y量部分減小。因此，僅僅能局部地測量電極糊的厚度或電極糊的基礎(chǔ)重量。對電極糊的涂層分布的檢查就是在電極糊的邊緣部分中的給定范圍內(nèi)測量電極糊的厚度，從而整體上把握邊緣部分的形狀或分布。因此，點(diǎn)型超聲傳感器不能高可靠性和高測量精度地測量電極糊的涂層分布。由此，相關(guān)技術(shù)的超聲測量系統(tǒng)不能遍及制造線上的寬范圍均勻地或一致地對在電極制造線上制造的電極進(jìn)行關(guān)于電極糊的基礎(chǔ)重量和涂層分布的寬范圍質(zhì)量檢查。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了超聲測量方法和超聲測量系統(tǒng)，可以在制造線中正在制造制品的同時(shí)低成本、高精度地測量制造線上的涂敷制品中的涂層材料的厚度。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，一種超聲測量方法，用于測量通過涂敷到由金屬制成的基底的一個(gè)表面或兩個(gè)表面以提供涂敷制品而施加的涂層材料的厚度，該超聲測量方法包括提供第一超聲傳感器和第二超聲傳感器的對；將所述第一超聲傳感器設(shè)置為當(dāng)沿所述涂敷制品的厚度方向觀察時(shí)經(jīng)由空氣層而位于所述涂敷制品的一側(cè)，且將所述第二超聲傳感器設(shè)置為經(jīng)由空氣層而位于所述涂敷制品的另一側(cè)；以及通過使超聲波在所述第一超聲傳感器與所述第二超聲傳感器之間傳輸而測量所述涂層材料的厚度。在該超聲測量方法中，使用允許未聚焦超聲波的傳播的平面型(flat-type)發(fā)送傳感器作為所述第一超聲傳感器，且使用允許未聚焦超聲波的傳播的平面型接收傳感器作為所述第二超聲傳感器。在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的超聲測量方法中，“允許未聚焦超聲波的傳播的平面型發(fā)送傳感器”是指具有第一振動(dòng)表面的超聲傳感器，其中，超聲波從該第一振動(dòng)表面發(fā)送，其中第一振動(dòng)表面由單一振動(dòng)表面或者兩個(gè)或更多的振動(dòng)表面(部分)構(gòu)成，且第一振動(dòng)表面的整體形狀為例如矩形、圓形等等。并且，從作為平面型發(fā)送傳感器的超聲傳感器發(fā)送的超聲波可經(jīng)由空氣層而被至少傳輸?shù)酵糠笾破返呐c第一振動(dòng)表面相對的區(qū)域內(nèi)。另一方面，“允許未聚焦超聲波的傳播的平面型接收傳感器”是指具有接收超聲波的第二振動(dòng)表面的超聲傳感器，其中第二振動(dòng)表面由單一振動(dòng)表面或者兩個(gè)或更多的振動(dòng)表面(部分) 構(gòu)成，且第二振動(dòng)表面的整體形狀為例如矩形、圓形等等。并且，該超聲傳感器能夠在第二振動(dòng)表面上接收從用于輻射的第一超聲傳感器發(fā)送并經(jīng)由空氣層傳輸穿過至少涂敷制品的超聲波(透射波)。 根據(jù)本發(fā)明的第一方面的超聲測量方法產(chǎn)生以下效果。在電池制造過程中，例如， 當(dāng)在通過用電極糊(涂敷材料)涂敷金屬箔(基底)而制造電極(涂敷制品)的制造線中測量涂層材料的厚度或涂層材料的基礎(chǔ)重量和涂層分布時(shí)，超聲波從第一超聲傳感器發(fā)送到涂敷制品以用超聲波輻射涂敷制品的寬區(qū)域，且超聲波傳輸穿過涂敷制品中的基底和涂層材料。然后，第二超聲傳感器在其寬區(qū)域內(nèi)接收傳輸穿過基底和涂層材料的超聲波(透射波)，從而，與在JP-A-2008-102160中公開的相關(guān)技術(shù)的點(diǎn)型超聲傳感器相比，可以在涂敷制品的寬范圍內(nèi)獲得用于確定涂層材料的厚度的接收信號。即，允許未聚焦超聲波的傳播的平面型發(fā)送傳感器被用作第一超聲傳感器，允許未聚焦超聲波的傳播的平面型接收傳感器被用作第二超聲傳感器。通過該設(shè)置，第一超聲傳感器將超聲波經(jīng)由空氣層至少發(fā)送到涂敷制品的與第一振動(dòng)表面相對的區(qū)域內(nèi)，第二超聲傳感器在第二振動(dòng)表面處接收從用于福射的第一超聲傳感器發(fā)送并經(jīng)由空氣層傳輸穿過至少涂敷制品的超聲波(透射波)。因此，在第一方面的超聲測量方法中，與點(diǎn)型超聲傳感器相比，第二超聲傳感器提供了用于在涂敷制品的較寬區(qū)域或范圍內(nèi)確定涂層材料的厚度的接收信號。由此，可以在涂敷制品的制造線上進(jìn)行關(guān)于涂層材料的厚度或者電極糊的基礎(chǔ)重量和涂層分布的質(zhì)量檢查。由于可以從涂敷制品的寬區(qū)域獲得表示由第二超聲傳感器接收的透射波的接收信號，可以在涂敷制品的較寬范圍內(nèi)檢測涂層材料的厚度。因此，可以正確地把握在測量范圍內(nèi)的涂層材料的厚度的變化，可以高可靠性地測量在涂敷制品的給定范圍內(nèi)的涂層材料的總體厚度或涂層材料的基礎(chǔ)重量。另一方面，通過在涂層材料的每個(gè)邊緣部分處測量給定范圍內(nèi)的涂層材料的厚度來進(jìn)行對涂層材料的涂層分布的檢驗(yàn)，從而把握邊緣部分的整體形狀。由此，與使用輻射測量系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)的測量方法或在JP-A-2008-102160中公開的點(diǎn)型超聲傳感器相比，由于可以在涂層制品中的較寬范圍內(nèi)檢測涂層材料的厚度，因而可以以改善的精度測量涂層材料的涂層分布。在測量未涂敷電極糊的樣品和涂敷有電極糊的樣品之間的重量差的相關(guān)技術(shù)的質(zhì)量檢查中，不能精確地確定電極糊的基礎(chǔ)重量和涂層分布。此外，質(zhì)量檢查是使用從制造線取出的電極的樣品在制造線外部進(jìn)行的；因此，需要用于進(jìn)行該質(zhì)量檢查的額外或附加的步驟，這導(dǎo)致成本增加。并且，由于輻射測量系統(tǒng)相當(dāng)昂貴，因此使用輻射測量系統(tǒng)的質(zhì)量檢查具有設(shè)備成本過高的缺點(diǎn)。另一方面，在第一方面的超聲測量方法中，用于制造涂敷制品的制造線不需要停止，并且在制造線的操作期間就可以進(jìn)行質(zhì)量檢查；因此，不需要用于進(jìn)行質(zhì)量檢查的額外或附加的步驟，從而不會(huì)增加成本。并且，由第一超聲傳感器、第二超聲傳感器等等構(gòu)成且用于第一方面的超聲測量方法的系統(tǒng)(超聲測量系統(tǒng))的設(shè)備成本低于輻射測量系統(tǒng)，因而可以極大地降低由涂敷制品反映的成本。因此，第一方面的超聲測量方法產(chǎn)生了以下優(yōu)良效果可以在制造涂敷制品的制造線上低成本、高可靠性且高測量精度地測量涂敷制品中的涂層材料的厚度。在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的超聲測量方法中，可以使用能夠發(fā)送和接收超聲波的傳感器作為第一超聲波測量和第二超聲傳感器，并可以提供超聲振蕩控制器以控制超聲波在所述第一超聲傳感器與所述第二超聲傳感器之間的發(fā)送和接收。所述第一超聲傳感器和所述第二超聲傳感器在所述第一超聲傳感器發(fā)送超聲波而所述第二超聲傳感器接收所述超聲波時(shí)處于第一狀態(tài)，在所述第二超聲傳感器發(fā)送超聲波而所述第一超聲傳感器接收所述超聲波時(shí)處于第二狀態(tài)，所述超聲振蕩控制器可以使所述第一超聲傳感器和所述第二超聲傳感器在所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)之間切換，使得所述第一超聲傳感器與所述第二超聲傳感器不同地操作。通過該設(shè)置，可以基于兩種類型的接收波信號，即，表示在第一狀態(tài)下由第二超聲傳感器接收的波的第二接收波信號和表示在第二狀態(tài)下由第一超聲傳感器接收的波的第一接收波信號，以改善的測量可靠性來確定涂層材料的厚度。S卩，在如上所述的超聲測量方法中，具有在相同頻帶中的標(biāo)稱頻率的超聲傳感器被用作第一超聲傳感器和第二超聲傳感器。通常，在嚴(yán)格意義上，即使超聲傳感器具有相同頻帶，這些超聲傳感器也具有稍微不同的頻率，并且各超聲傳感器具有特定的或固有的頻 率。上述超聲測量方法利用因超聲傳感器的特性而不可避免地出現(xiàn)的在第一超聲傳感器和第二超聲傳感器之間的這樣的頻率差異。即，在第一超聲傳感器具有作為特定特征值的頻率fi(f)而第二超聲傳感器具有作為特定特征值的頻率f2(f)的情況下，頻率n和頻率f2基本上彼此相等，即，fI ^ f2。關(guān)于這一點(diǎn)，根據(jù)下列公式確定在空氣中的聲速、密度以及聲阻抗。(I)聲速C = fXX...式1，其中C為聲速(m/秒)，f為頻率(kHz)，A為波長(m)，或者C=331. 5+(0.61父0...式2，其中七為溫度(1)。(2)密度 P = I. 293 X (273. 15/(273. 15+t)) X (P/1013. 25)...式 3，其中 P 為密度(kg/m3) (ntp)，t 為溫度(°C )，P 為大氣壓力(atm)。(3)聲阻抗Z= P XC...式4，其中Z為聲阻抗(Pa s/m)。從上式I和式4可得入=Z/f/ P ...式5。由于大氣壓力下空氣中的聲速、密度以及聲阻抗與空氣的溫度成比例，如式I到式3所示，如果聲阻抗和密度被視為隨溫度改變而變化的常量，波長、與頻率f成反比。S卩，當(dāng)系統(tǒng)處于第一狀態(tài)時(shí)，從頻率fl (f)的第一超聲傳感器發(fā)送的超聲波傳輸穿過涂敷制品，并被頻率f2(f)的第二超聲傳感器接收。在該情況下，從式5獲得的由第二超聲傳感器接收的超聲波(透射波)的波長X 2(第二接收波信號)被表示為X 2 = Z2/f2/p2，其中X 2為由第二超聲傳感器接收的超聲波的波長(m)，Z2和P 2為常量。當(dāng)系統(tǒng)處于第二狀態(tài)時(shí)，從頻率f2(f)的第二超聲傳感器發(fā)送的超聲波傳輸穿過涂敷制品，并由頻率fl(f)的第一超聲傳感器接收。在該情況下，從式5獲得的由第一超聲傳感器接收的透射波的波長\ I (第一接收波信號)被表不為Xl= Zl/fl/ P I,其中\(zhòng) I為由第一超聲傳感器接收的超聲波的波長(m)，Zl和P I為常量。由于常量具有Zl Z2和P I P 2的關(guān)系，頻率具有fl - f2的關(guān)系，作為第一接收波信號的波長X I和作為第二接收波信號的波長X 2具有X I X 2的關(guān)系。如果基于表示由僅僅一個(gè)超聲傳感器接收的波的接收波信號而獲得涂層材料的厚度，則操作者難以確定在測量時(shí)是否在正常狀態(tài)下獲得接收波信號，因而測量欠缺可靠性。另一方面，在上述超聲測量方法中，超聲振蕩控制器使第一超聲傳感器和第二超聲傳感器在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間切換，使得第一超聲傳感器與第二超聲傳感器不同地操作。通過該配置，在考慮到測量期間的空氣溫度改變而確定涂層材料的厚度時(shí)，可以基于兩種類型的接收信號，即，當(dāng)系統(tǒng)處于第一狀態(tài)時(shí)由第二超聲傳感器接收的超聲波的第二接收波信號(入2)和當(dāng)系統(tǒng)處于第二狀態(tài)時(shí)由第一超聲傳感器接收的超聲波的第一接收波信號U I)，測量厚度。通過使用第一接收波信號和第二接收波信號，如果第一接收波信號和第二接收波信號具有關(guān)系A(chǔ)l X 2，則操作者可以確定在測量時(shí)接收波信號是在正常狀態(tài)下獲得的。在超聲傳感器中，特別地，作 為聲傳播特性，在超聲波的接收功率的幅度(超聲波強(qiáng)度)與所接收的超聲波的波長之間通常存在特定的相關(guān)性。超聲波強(qiáng)度沿在給定波長處具有峰值的正態(tài)分布曲線變化。如果波長移動(dòng)為稍短于或稍長于與該峰值對應(yīng)的給定波長，則超聲波強(qiáng)度從峰值大幅降低。因此，如果第一接收波信號和第二接收波信號具有關(guān)系 2，則與第一接收波信號\ I對應(yīng)的超聲波強(qiáng)度的峰值和與第二接收波信號X 2對應(yīng)的超聲波強(qiáng)度的峰值接近基本上相同的峰值，因此，由第一超聲傳感器接收的超聲波和由第二超聲傳感器接收的超聲波具有基本上相同的強(qiáng)度。在如上所述的超聲波測量方法中，如果在測量涂層材料的厚度之前預(yù)先把握基底透射信號(例如，當(dāng)超聲波傳輸穿過由金屬制成的基底時(shí)超聲波的衰減因子或基底的厚度)，然后基于其超聲波強(qiáng)度具有基本上相同的峰值的第一接收波信號和第二接收波信號而計(jì)算涂層材料的厚度，則可以實(shí)現(xiàn)高可靠性的和高精度的測量。由此，可以基于第一接收波信號和第二接收波信號而高精度地獲得涂層材料的厚度。在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的超聲測量方法中，可以使用允許未聚焦超聲波的傳播的平面型傳感器作為第三超聲傳感器，可以將所述第一超聲傳感器和所述第三超聲傳感器設(shè)置為經(jīng)由所述空氣層而位于所述涂敷制品的上述一側(cè)，且處于超聲波在所述第一超聲傳感器與所述第三超聲傳感器之間被規(guī)則反射的位置處，同時(shí)可以將所述第二超聲傳感器設(shè)置為位于所述涂敷制品的所述另一側(cè)，以通過所述涂敷制品在所述第一超聲傳感器的軸向上面對所述第一超聲傳感器。上述“允許未聚焦超聲波的傳播的平面型傳感器”為具有第三振動(dòng)表面的超聲傳感器，第三超聲傳感器在該第三振動(dòng)表面處接收超聲波，其中第三振動(dòng)表面由單一振動(dòng)表面或者兩個(gè)或更多的振動(dòng)表面(部分)構(gòu)成，且第三振動(dòng)表面的整體形狀為例如矩形、圓形等等。并且，該超聲傳感器能夠在第三振動(dòng)表面上接收層從第一超聲傳感器發(fā)送且經(jīng)由空氣被至少涂敷制品反射的超聲波(反射波)。上述超聲測量方法產(chǎn)生以下效果。對于其中基底的相反兩面涂敷有涂層材料的涂敷制品，基于由第三超聲傳感器接收的超聲波的橫波產(chǎn)生的接收信號而測量在基底的一個(gè)表面上的涂層材料的厚度，且同時(shí)基于由第二超聲傳感器接收的超聲波的縱波產(chǎn)生的接收信號而測量在基底的另一表面上的涂層材料的厚度。由此，可以簡化用于測量涂層材料的厚度的設(shè)備。即，在測量涂層材料的厚度之前，基于在基底未涂敷涂層材料的狀態(tài)下的基底透射信號，例如，在超聲波傳輸穿過由金屬制成的基底時(shí)超聲波的衰減因子，預(yù)先把握基底的厚度或基底的基礎(chǔ)重量。在上述超聲測量方法中，從第一超聲傳感器發(fā)送的超聲波經(jīng)由在基底的一個(gè)表面上的涂層材料而作為橫波被透射到基底并被基底規(guī)則反射，第三超聲傳感器接收經(jīng)由在基底的一個(gè)表面上的涂層材料的反射波。由此，第三超聲傳感器在接收由基底的一個(gè)表面規(guī)則反射的反射波時(shí)獲得基底反射信號，并基于該基底反射信號而確定在基底的一個(gè)表面上的涂層材料的厚度或在基底的一個(gè)表面上的涂層材料的基礎(chǔ)重量。另一方面，在超聲波從第一超聲傳感器傳輸?shù)降谌晜鞲衅鞯耐瑫r(shí)，從第一超聲傳感器發(fā)送的超聲波作為縱波傳輸穿過在基底的一個(gè)表面上的涂層材料、基底以及在基底的另一表面上的涂層材料，第二超聲傳感器接收穿過包括在基底的另一表面上的涂層材料的涂敷制品的透射波。由此，第二超聲傳感器在接收上述透射波時(shí)獲得涂敷制品透射信號。然后，基于該涂敷制品透射信號而計(jì)算涂敷制品的厚度，且通過從計(jì)算的涂敷制品的厚度減去基底的厚度和在基底的一個(gè)表面上的涂層材料的厚度而獲得在基底的另一表面上的涂層材料的厚度。 換言之，基于涂敷制品透射信號而計(jì)算涂敷制品的基礎(chǔ)重量，并通過從計(jì)算的涂敷制品的基礎(chǔ)重量減去基底的基礎(chǔ)重量和在基底的一個(gè)表面上的涂層材料的基礎(chǔ)重量而獲得在基底的另一表面上的涂層材料的基礎(chǔ)重量。因此，可以基于由第三超聲傳感器接收的超聲波的橫波所產(chǎn)生的接收信號而測量在基底的一個(gè)表面上的涂層材料的厚度，并可以基于由第二超聲傳感器接收的超聲波的縱波所產(chǎn)生的接收信號而同時(shí)測量在基底的另一表面上的涂層材料的厚度。由此，可以簡化用于測量涂層材料的厚度的系統(tǒng)或設(shè)備。為了對第一超聲傳感器到第三超聲傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，使用能夠發(fā)送和接收超聲波的傳感器作為第三超聲傳感器，且超聲振蕩控制器需要被配置為控制超聲波在第一超聲傳感器與第三超聲傳感器之間的發(fā)送和接收以及超聲波在第一超聲傳感器與第二超聲傳感器之間的發(fā)送和接收。該超聲振蕩控制器在第一超聲傳感器和第二超聲傳感器之間切換發(fā)送側(cè)和接收側(cè)以校準(zhǔn)第一和第二超聲傳感器。并且，該超聲振蕩控制器在第一超聲傳感器與第三超聲傳感器之間切換發(fā)送側(cè)和接收側(cè)以校準(zhǔn)第一和第三超聲傳感器。在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的超聲測量方法中，可以基于由接收側(cè)超聲傳感器所接收的超聲波的衰減因子，計(jì)算所述涂層材料的厚度，其中，所述接收側(cè)超聲傳感器為所述第一超聲傳感器、所述第二超聲傳感器和所述第三超聲傳感器中的一個(gè)。在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的超聲測量方法中，可以提供超聲波阻擋裝置以部分地阻止超聲波在所述第一超聲傳感器與所述第二超聲傳感器之間的傳播。在將所述超聲波阻擋裝置移動(dòng)到并設(shè)置為位于所述涂敷制品與所述第二超聲傳感器之間的與所述涂層材料的邊緣部分及其周邊對應(yīng)的位置處之后，所述第一超聲傳感器朝向所述涂層材料的所述邊緣部分發(fā)送超聲波，且所述第二超聲傳感器接收所述超聲波。結(jié)果，作為從第一超聲傳感器朝向第二超聲傳感器發(fā)送的超聲波的一部分的、向邊緣部分的周邊發(fā)送的振動(dòng)被超聲波阻擋裝置阻擋，并且以與傳輸穿過邊緣部分的振動(dòng)相比更大程度地衰減，從而，傳輸?shù)竭吘壊糠值闹苓叺恼駝?dòng)較小可能或不可能到達(dá)第二超聲傳感器，或被阻止到達(dá)第二超聲傳感器。在該方面，邊緣部分的厚度可以依賴于邊緣部分的形狀而在各部分之間不同。如果邊緣部分的厚度在各部分之間不同，則超聲波傳播穿過邊緣部分的距離也在各部分之間不同；因此，表示由第二超聲傳感器接收的透射波的衰減因子的接收信號根據(jù)邊緣部分的形狀而變化。因此，在邊緣部分的周邊覆蓋有超聲波阻擋裝置的情況下，可以基于由第二超聲傳感器接收的接收信號，根據(jù)涂層材料的厚度，清晰地檢測涂層材料的邊緣部分的形狀，例如，電極糊的涂層分布。在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的超聲測量方法中，接收穿過所述空氣層傳播的超聲波的接收側(cè)超聲傳感器可以在接收所述超聲波之后隨時(shí)間流逝而產(chǎn)生多個(gè)聲波形，其中，所述接收側(cè)超聲傳感器為所述第一超聲傳感器和所述第二超聲傳感器中的一個(gè)。當(dāng)所述多個(gè)聲波形包括首先檢測到的第一聲波形和繼所述第一聲波形之后檢測到的第二聲波形時(shí)，在所述第二聲波形和所述第一聲波形不彼此重疊的條件下，根據(jù)所述涂層材料的厚度，可以將所述第一超聲傳感器和所述第二超聲傳感器的各自的頻率設(shè)定到盡可能低的水平。通過該設(shè)置，在波穿過涂層材料的傳輸期間的超聲波的衰減可被降低到最小，并可改善由接收側(cè)超聲傳感器接收的接收信號的分辨率。因此，可以高精度地獲得涂層材料的厚度。在由接收側(cè)超聲傳感器檢測到的多個(gè)聲波形中，第一聲波形提供僅由透射波(即，傳輸穿過基底和涂層材料的超聲波)構(gòu)成的接收信號，而不包含成為噪聲的回聲。第二聲波形具有包含由第一反射波產(chǎn)生的接收信號和由第二反射波產(chǎn)生的接收信號的回聲，并成為獲得涂層材料的厚度所需的接收信號的噪聲。第一反射波為這樣的超聲波，該超聲波被涂敷制品一次反射而沒有穿過涂覆制品且然后傳輸穿過涂敷制品并被接收。第二反射波為這樣的超聲波，該超聲波傳輸穿過涂敷制品、被接收側(cè)超聲傳感器一次反射并返回到涂敷制品，在涂敷制品處該波被涂敷制品反射并被接收。因此，在弟一聲波形和弟_■聲波形不彼此重疊的條件下測量涂層材料的厚度。
同時(shí)，涂敷制品中的基底由具有大密度的金屬制成，即使超聲波具有長波長和低頻率，超聲波也有可能傳播穿過基底。在傳播穿過基底期間，超聲波衰減程度小，從超聲波的波長獲得的分辨率是良好的。另一方面，即使超聲波的傳播距離是相等的，傳播時(shí)間隨頻率降低而變長，這會(huì)導(dǎo)致第一聲波形與第二聲波形重疊的現(xiàn)象。例如，涂層材料(例如，電極糊)由具有比基底低的密度的非金屬材料制成。在該情況下，具有長波長和低頻率的超聲波與基底相比較小可能傳播穿過涂層材料，而具有短波長和高頻率的超聲波很可能傳播穿過涂層材料。另一方面，如果傳輸穿過涂層材料的超聲波的頻率被升高到過高的水平，在超聲波的傳播距離相等的情況下傳播時(shí)間變短，但超聲波在傳播穿過涂層材料時(shí)以較大程度衰減，因而從超聲波的波長獲得的分辨率劣化。在上述超聲測量方法中，在第二聲波形與第一聲波形不重疊的條件下，根據(jù)涂層材料的厚度，將第一超聲傳感器和第二超聲傳感器的各自的頻率設(shè)定到盡可能低的水平。由此，在超聲波傳輸穿過涂層材料期間的衰減可被降低到最小，并可改善由接收側(cè)超聲傳感器接收的接收信號的分辨率。因此，可以高精度地獲得涂層材料的厚度。在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的超聲測量方法中，可以基于由接收側(cè)超聲傳感器所接收的超聲波的衰減因子，計(jì)算所述涂層材料的厚度，其中，所述接收側(cè)超聲傳感器為所述第一超聲傳感器和所述第二超聲傳感器中的一個(gè)。因此，可以通過從與傳輸穿過涂敷制品的超聲波的衰減因子對應(yīng)的涂敷制品的厚度減去與傳輸穿過基底的超聲波的衰減因子對應(yīng)的基底的基礎(chǔ)重量，獲得涂層材料的基礎(chǔ)重量。超聲波的衰減因子隨著作為參數(shù)的介質(zhì)的密度和介質(zhì)的厚度而改變。由此，可以基于表示超聲波在傳輸穿過基底時(shí)的衰減因子與基底的基礎(chǔ)重量之間的關(guān)系的校準(zhǔn)曲線以及表示超聲波在傳輸穿過涂敷制品時(shí)的衰減因子與涂敷制品的基礎(chǔ)重量之間的關(guān)系的校準(zhǔn)曲線，通過從涂敷制品的基礎(chǔ)重量減去基底的基礎(chǔ)重量而獲得涂層材料的基礎(chǔ)重量。即，在其中通過向基底的一個(gè)表面涂敷而施加涂層材料的涂敷制品的情況下，從用于具有一個(gè)涂敷表面的涂敷制品的實(shí)際測量校準(zhǔn)曲線獲得涂敷制品(基底和涂層材料)的基礎(chǔ)重量。同樣，從用于基底的實(shí)際測量校準(zhǔn)曲線獲得基底的基礎(chǔ)重量。由此，可以從涂敷制品的基礎(chǔ)重量與基底的基礎(chǔ)重量之間的差容易地獲得涂層材料的基礎(chǔ)重量。同樣，在其中通過向基底的兩個(gè)表面都涂敷而施加涂層材料的涂敷制品的情況下，從用于基底的實(shí)際測量校準(zhǔn)曲線獲得基底的基礎(chǔ)重量。同時(shí)，從用于具有一個(gè)涂敷表面的涂敷制品的一側(cè)涂敷實(shí)際測量校準(zhǔn)曲線獲得其中通過向基底的一個(gè)表面涂敷而施加涂層材料的涂敷制品的基礎(chǔ)重量。然后，通過從涂敷制品的厚度減去基底的厚度而獲得在基底的一個(gè)表面上的涂層材料的厚度從用于具有兩個(gè)涂敷表面的涂敷制品的雙側(cè)涂層實(shí)際測量校準(zhǔn)曲線獲得在其中通過向基底的兩個(gè)表面涂敷而施加涂層材料的涂敷制品的基礎(chǔ)重量，且通過從涂敷制品的基礎(chǔ)重量減去基底的基礎(chǔ)重量和在基底的一個(gè)表面上的涂層材料的基礎(chǔ)重量而獲得在基底的另一表面上的涂層材料的基礎(chǔ)重量。由此，可以從涂敷制品的基礎(chǔ)重量與基底的基礎(chǔ)重量之間的差容易地獲得涂層材料的基礎(chǔ)重量。在上述超聲測量方法中，其中所述第一超聲傳感器具有發(fā)生超聲振動(dòng)的第一振動(dòng)表面且所述第二超聲傳感器具有發(fā)生超聲振動(dòng)的第二振動(dòng)表面，可以將其間插入有所述涂敷制品的所述第一超聲傳感器和所述第二超聲傳感器設(shè)置為使得在垂直方向上測量的所述第一振動(dòng)表面與所述第二振動(dòng)表面之間的距離等于或小于100mm，且可以在所述第二聲波形具有最大振幅時(shí)測量所述涂層材料的厚度。由于在第二聲波形具有最大振幅時(shí)測量涂層材料的厚度，因此在制造線上正被制造的涂敷制品在測量期間被精確地設(shè)置在第一超聲傳感器和第二超聲傳感器之間的中間位置處，并且在以卷(roll)的形式卷繞的基底中沒有發(fā)現(xiàn)波動(dòng)。由此，操作者可以確認(rèn)以良好狀態(tài)用涂層材料涂敷基底。S卩，在接收側(cè)超聲傳感器接收超聲波之后隨時(shí)間流逝以特定時(shí)間間隔檢測所述多個(gè)聲波形時(shí)，第一聲波形提供僅由傳輸穿過基底和涂層材料的透射波構(gòu)成的接收信號而不包含成為噪聲的回聲，其中，第一聲波形為由接收側(cè)超聲傳感器檢測到的多個(gè)聲波形中的一個(gè)。具體而言，當(dāng)?shù)谝怀晜鞲衅鞯牡谝徽駝?dòng)表面與第二超聲傳感器的第二振動(dòng)表面之間的距離為IOOmm或更小時(shí)，繼第一聲波形之后的奇數(shù)聲波形具有與第一聲波形相同或相似的趨勢；然而，在發(fā)送之后，超聲波強(qiáng)度隨傳播距離變長而減小，且超聲波的衰減增加。因此，使用具有第一聲波形的接收信號來確定涂層材料的厚度是恰當(dāng)?shù)?。同樣，如上所述，第二聲波形具有既包含由第一反射波產(chǎn)生的接收信號也包含由第二反射波產(chǎn)生的接收信號的回聲，并成為獲得涂層材料的厚度所需的接收信號的噪聲。這里，將描述涂敷制品在第一超聲傳感器與第二超聲傳感器之間所處于的位置與第二聲波形之間的關(guān)系。(a)當(dāng)涂敷制品精確地位于第一超聲傳感器與第二超聲傳感器之間的中間位置時(shí)，第一反射波和第二反射波被以相同周期合成而產(chǎn)生其中合成波的振幅最大的第二聲波形。(b)當(dāng)涂敷制品相對于第一超聲傳感器與第二超聲傳感器之間的中間位置稍靠近一側(cè)時(shí)，相位不同(out of phase)的第一反射波和第二反射波彼此干涉而產(chǎn)生這樣的第二聲波形，該第二聲波形的振幅在第一反射波的相位從第二反射波的相位偏移了半個(gè)周期時(shí)最小。(C)當(dāng)涂敷制品相對于第一超聲傳感器與第二超聲傳感器之間的中間位置很大程度地靠近一側(cè)時(shí)，第一反射波的相位完全偏離第二反射波的相位，從而產(chǎn)生這樣的第二聲波形，在該第二聲波形中，第一反射波和第二反射波提供波形中的兩個(gè)分離的部分。在上述情況(a)到(C)的任一情況下，具有第一聲波形的接收信號僅由透射波(即，傳輸穿過基底和涂層材料的超聲波)構(gòu)成，且不受多重反射波或者第一反射波和第二反射波的影響。在上述超聲測量方法中，在第一超聲傳感器的第一振動(dòng)表面與第二超聲傳感器的第二振動(dòng)表面之間的距離等于或小于IOOmm且第二聲波形具有最大振幅時(shí)，測量涂層材料的厚度。因此，在測量期間，在制造線上正被制造的涂敷制品被精確地設(shè)置在第一超聲傳感器和第二超聲傳感器之間的中間位置處，且在以卷的形式卷繞的基底中沒有發(fā)現(xiàn)波動(dòng)。由此，操作者可以確認(rèn)用涂層材料涂敷處于良好狀態(tài)的基底。在上述超聲測量方法中，可以基于具有所述第一聲波形的接收信號而測量所述涂層材料的厚度。由此，可以通過去除測量誤差的因素(例如，殘留在以卷的形式卷繞的基底中的波動(dòng))來測量涂層材料的厚度。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，一種超聲測量系統(tǒng)，用于測量通過涂敷到由金屬制成的基底的一個(gè)表面或兩個(gè)表面以提供涂敷制品而施加的涂層材料的厚度，該超聲測量系統(tǒng)具有第一超聲傳感器和第二超聲傳感器的對。在該超聲測量系統(tǒng)中，所述第一超聲傳感器被設(shè)置為當(dāng)沿所述涂敷制品的厚度方向觀察時(shí)經(jīng)由空氣層而位于所述涂敷制品的一側(cè)，且所述第二超聲傳感器被設(shè)置為經(jīng)由空氣層而位于所述涂敷制品的另一側(cè)；通過使超聲波在所述第一超聲傳感器與所述第二超聲傳感器之間傳輸而測量所述涂層材料的厚度。所述第一超聲傳感器為允許未聚焦超聲波的傳播的平面型發(fā)送傳感器，且所述第二超聲傳感器為允許未聚焦超聲波的傳播的平面型接收傳感器。由此，在電池制造過程中，例如，當(dāng)在通過用電極糊(涂敷材料)涂敷金屬箔(基底)而制造電極(涂敷制品)的制造線中測量涂層材料的厚度或涂層材料的基礎(chǔ)重量和涂層分布時(shí)，超聲波從第一超聲傳感器發(fā)送到涂敷制品以用超聲波輻射涂敷制品的寬區(qū)域，且超聲波傳輸穿過涂敷制品中的基底和涂層材料。然后，第二超聲傳感器在其寬區(qū)域內(nèi)接收傳輸穿過基底和涂層材料的超聲波(透射波)，從而可以在涂敷制品的寬區(qū)域內(nèi)獲得用于確定涂層材料的厚度的接收信號。S卩，在根據(jù)本發(fā)明的第二方面的超聲測量系統(tǒng)中，與點(diǎn)型超聲傳感器相比，第二超聲傳感器提供了用于在涂敷制品的較寬范圍內(nèi)確定涂層材料的厚度的接收信號，并且，可以在涂敷制品的制造線上進(jìn)行關(guān)于涂層材料的厚度或者電極糊的基礎(chǔ)重量和涂層分布的質(zhì)量檢查。具體而言，當(dāng)希望在制造線上的寬范圍內(nèi)對在制造線上制造的涂敷制品均勻地進(jìn)行質(zhì)量檢查(例如，對涂層材料的基礎(chǔ)重量和涂層分布的測量)時(shí)，對于在制造線上連續(xù)制造的所有涂敷制品，可以在線測量涂層材料的厚度。由于可以從涂敷制品的寬區(qū)域獲得表示由第二超聲傳感器接收的透射波的接收信號，可以在涂敷制品的較寬范圍內(nèi)檢測涂層材料的厚度。因此，可以正確地或精確地把握在測量范圍內(nèi)的涂層材料的厚度的變化，可以高可靠性地測量在涂敷制品的給定范圍內(nèi)的涂層材料的總體厚度或涂層材料的基礎(chǔ)重量。由此，與使用輻射測量系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)的測量方法或在JP-A-2008-102160中公開的點(diǎn)型超聲傳感器相比，由于可以在涂層制品中的較寬范圍內(nèi)檢測涂層材料的厚度，因而可以以改善的精度測量涂層材料的涂層分布。 在測量未涂敷電極糊的樣品和涂敷有電極糊的樣品之間的重量差的相關(guān)技術(shù)的質(zhì)量檢查中，不能精確地確定電極糊的基礎(chǔ)重量和涂層分布。此外，質(zhì)量檢查是使用從制造線取出的電極的樣品在制造線外部進(jìn)行的；因此，需要用于進(jìn)行該質(zhì)量檢查的額外或附加的步驟，這導(dǎo)致成本增加。并且，由于輻射測量系統(tǒng)相當(dāng)昂貴，因此使用輻射測量系統(tǒng)的質(zhì)量檢查具有設(shè)備成本過高的缺點(diǎn)。另一方面，在第二方面的超聲測量系統(tǒng)中，用于制造涂敷制品的制造線不需要停 止，并且在制造線的操作期間就可以進(jìn)行質(zhì)量檢查；因此，不需要用于進(jìn)行質(zhì)量檢查的額外或附加的步驟，從而不會(huì)增加成本。并且，該超聲測量系統(tǒng)的設(shè)備成本低于輻射測量系統(tǒng)，因而可以極大地降低由涂敷制品反映的成本。具體而言，第二方面的超聲測量系統(tǒng)可以容易地并入到用于制造涂敷制品的制造線中，無論該系統(tǒng)被新安裝還是已經(jīng)被安裝；因此，可以低成本地將該超聲測量系統(tǒng)安裝在制造線中。因此，第二方面的超聲測量系統(tǒng)產(chǎn)生了以下優(yōu)良效果可以在制造線上低成本、高可靠性且高測量精度地測量涂敷制品中的涂層材料的厚度。根據(jù)本發(fā)明的第二方面的超聲測量系統(tǒng)可以還包括超聲振蕩控制器，該超聲振蕩控制器控制超聲波在所述第一超聲傳感器與所述第二超聲傳感器之間的發(fā)送和接收，且所述第一超聲傳感器和所述第二超聲傳感器能夠發(fā)送和接收超聲波。所述第一超聲傳感器和所述第二超 聲傳感器在所述第一超聲傳感器發(fā)送超聲波而所述第二超聲傳感器接收所述超聲波時(shí)處于第一狀態(tài)，在所述第二超聲傳感器發(fā)送超聲波而所述第一超聲傳感器接收所述超聲波時(shí)處于第二狀態(tài)，所述超聲振蕩控制器可以使所述第一超聲傳感器和所述第二超聲傳感器在所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)之間切換，使得所述第一超聲傳感器與所述第二超聲傳感器不同地操作。通過該設(shè)置，可以基于兩種類型的接收波信號，即，表示當(dāng)系統(tǒng)處于第一狀態(tài)時(shí)由第二超聲傳感器接收的波的第二接收波信號和表示當(dāng)系統(tǒng)處于第二狀態(tài)時(shí)由第一超聲傳感器接收的波的第一接收波信號，高精度地確定涂層材料的厚度，確保改善的測量可靠性。如果基于表示由僅僅一個(gè)超聲傳感器接收的波的接收波信號而獲得涂層材料的厚度，則操作者難以確定在測量時(shí)是否在正常狀態(tài)下獲得接收波信號，因而測量欠缺可靠性。另一方面，在上述超聲測量系統(tǒng)中，超聲振蕩控制器使第一超聲傳感器和第二超聲傳感器在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間切換，使得第一超聲傳感器與第二超聲傳感器不同地操作。通過該設(shè)置，在考慮到測量期間的空氣溫度變化而獲得涂層材料的厚度時(shí)，可以基于兩種類型的接收信號，即，當(dāng)系統(tǒng)處于第一狀態(tài)時(shí)由第二超聲傳感器接收的超聲波的第二接收波信號(入2)和當(dāng)系統(tǒng)處于第二狀態(tài)時(shí)由第一超聲傳感器接收的超聲波的第一接收波信號U I)，測量厚度。通過使用第一接收波信號和第二接收波信號，如果第一接收波信號和第二接收波信號具有關(guān)系A(chǔ)l X 2，則操作者可以確定在測量時(shí)接收波信號是在正常狀態(tài)下獲得的。因此，可以高精度和高可靠性地測量涂層材料的厚度。根據(jù)本發(fā)明的第二方面的超聲測量系統(tǒng)還可以包括第三超聲傳感器，該第三超聲傳感器是允許未聚焦超聲波的傳播的平面型傳感器，所述第一超聲傳感器和所述第三超聲傳感器可以被設(shè)置為經(jīng)由所述空氣層而位于所述涂敷制品的上述一側(cè)且處于超聲波在所述第一超聲傳感器與所述第三超聲傳感器之間被規(guī)則反射的位置處，同時(shí)，所述第二超聲傳感器可以被設(shè)置為位于所述涂敷制品的所述另一側(cè)，以通過所述涂敷制品在所述第一超聲傳感器的軸向上面對所述第一超聲傳感器。通過該設(shè)置，對于其中基底的相反兩面涂敷有涂層材料的涂敷制品，基于由第三超聲傳感器接收的超聲波的橫波產(chǎn)生的接收信號而測量在基底的一個(gè)表面上的涂層材料的厚度，且同時(shí)基于由第二超聲傳感器接收的超聲波的縱波產(chǎn)生的接收信號而測量在基底的另一表面上的涂層材料的厚度。由此，可以簡化用于測量涂層材料的厚度的設(shè)備。即，在測量涂層材料的厚度之前，基于在基底未涂敷涂層材料的狀態(tài)下的基底透射信號，例如，在超聲波傳輸穿過由金屬制成的基底時(shí)超聲波的衰減因子，預(yù)先把握基底的厚度或基底的基礎(chǔ)重量。在上述超聲測量系統(tǒng)中，從第一超聲傳感器發(fā)送的超聲波經(jīng)由在基底的一個(gè)表面上的涂層材料而作為橫波被透射到基底并被基底規(guī)則反射，第三超聲傳感器接收經(jīng)由在基底的一個(gè)表面上的涂層材料的反射波。由此，第三超聲傳感器在接收由基底的一個(gè)表面規(guī)則反射的反射波時(shí)獲得基底反射信號，并基于該基底反射信號而確定在基底的一個(gè)表面上的涂層材料的厚度或基礎(chǔ)重量。另一方面，在超聲波從第一超聲傳感器傳輸?shù)降谌晜鞲衅鞯耐瑫r(shí)，從第一超聲傳感器發(fā)送的超聲波作為縱波傳輸穿過在基底的一個(gè)表面上的涂層材料、基底以及在基底的另一表面上的涂層材料，第二超聲傳感器接收穿過包括在基底的另一表面上的涂層材料的涂敷制品的透射波。由此，第二超聲傳感器在接收上述透射波時(shí)獲得涂敷制品透射信號，且基于該涂敷制品透射信號而計(jì)算涂敷制品的厚度。然后，通過從計(jì)算的涂敷制品的厚度減去基底的厚度和在基底的一個(gè)表面上的涂層材料的厚度而獲得在基底的另一表面上的涂層材料的厚度。換言之，基于涂敷制品透射信號而計(jì)算涂敷制品的基礎(chǔ)重量，并通過從計(jì)算的涂敷制品的基礎(chǔ)重量減去基底的基礎(chǔ)重量和在基底的一個(gè)表面上的涂層材料的基礎(chǔ)重量而獲得在基底的另一表面上的涂層材料的基礎(chǔ)重量。因此，可以基于由 第三超聲傳感器接收的超聲波的橫波所產(chǎn)生的接收信號而測量在基底的一個(gè)表面上的涂層材料的厚度，并可以基于由第二超聲傳感器接收的超聲波的縱波所產(chǎn)生的接收信號而同時(shí)測量在基底的另一表面上的涂層材料的厚度。由此，可以簡化用于測量涂層材料的厚度的系統(tǒng)或設(shè)備。為了對第一超聲傳感器到第三超聲傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，使用能夠發(fā)送和接收超聲波的傳感器作為第三超聲傳感器，且超聲振蕩控制器需要被配置為控制超聲波在第一超聲傳感器與第三超聲傳感器之間的發(fā)送和接收以及超聲波在第一超聲傳感器與第二超聲傳感器之間的發(fā)送和接收。該超聲振蕩控制器在第一超聲傳感器和第二超聲傳感器之間切換發(fā)送側(cè)和接收側(cè)以校準(zhǔn)第一和第二超聲傳感器。并且，該超聲振蕩控制器在第一超聲傳感器與第三超聲傳感器之間切換發(fā)送側(cè)和接收側(cè)以校準(zhǔn)第一和第三超聲傳感器。根據(jù)本發(fā)明的第二方面的超聲測量系統(tǒng)還可以包括厚度計(jì)算單元，該厚度計(jì)算單元基于由接收側(cè)超聲傳感器所接收的超聲波的衰減因子，計(jì)算所述涂層材料的厚度，其中，所述接收側(cè)超聲傳感器為所述第一超聲傳感器、所述第二超聲傳感器和所述第三超聲傳感器中的一個(gè)。根據(jù)本發(fā)明的第二方面的超聲測量系統(tǒng)還可以包括超聲波阻擋裝置，該超聲波阻擋裝置部分地阻止超聲波在所述第一超聲傳感器與所述第二超聲傳感器之間的傳播。在該超聲測量系統(tǒng)中，所述第一超聲傳感器發(fā)送超聲波，所述第二超聲傳感器接收從所述第一超聲傳感器發(fā)送的所述超聲波，且所述超聲波阻擋裝置能夠移動(dòng)到所述涂敷制品與所述第二超聲傳感器之間的與所述涂層材料的邊緣部分及其周邊對應(yīng)的位置。通過由此設(shè)置在上述位置處的超聲波阻擋裝置，作為從第一超聲傳感器朝向第二超聲傳感器發(fā)送的超聲波的一部分的、向邊緣部分的周邊發(fā)送的振動(dòng)被超聲波阻擋裝置阻擋，并且以與傳輸穿過邊緣部分的振動(dòng)相比更大程度地衰減，從而，這些振動(dòng)較小可能或不可能到達(dá)第二超聲傳感器。在該方面，邊緣部分的厚度可以依賴于邊緣部分的形狀而在各部分之間不同。如果邊緣部分的厚度在各部分之間不同，則超聲波傳播穿過邊緣部分的距離在各部分之間不同；因此，表示由第二超聲傳感器接收的透射波的衰減因子的接收信號根據(jù)邊緣部分的形狀而變化。因此，在邊緣部分的周邊覆蓋有超聲波阻擋裝置的情況下，可以基于由第二超聲傳感器接收的接收信號，根據(jù)涂層材料的厚度，清晰地檢測涂層材料的邊緣部分的形狀，例如，電極糊的涂層分布。所述超聲波阻擋裝置可以由易于吸收超聲振動(dòng)的材料(例如，橡膠、海綿或氈)形成。
在根據(jù)本發(fā)明的第二方面的超聲測量系統(tǒng)中，接收穿過所述空氣層傳播的超聲波的接收側(cè)超聲傳感器可以在接收所述超聲波之后隨時(shí)間流逝而產(chǎn)生多個(gè)聲波形，其中，所述接收側(cè)超聲傳感器為所述第一超聲傳感器和所述第二超聲傳感器中的一個(gè)，所述多個(gè)聲波形包括首先檢測到的第一聲波形和繼所述第一聲波形之后檢測到的第二聲波形，且在所述第二聲波形與所述第一聲波形不重疊的條件下，根據(jù)所述涂層材料的厚度，可以將所述第一超聲傳感器和所述第二超聲傳感器的各自的頻率設(shè)定到盡可能低的水平。因此，在波穿過涂層材料的傳輸期間的超聲波的衰減可被降低到最小，并可改善由接收側(cè)超聲傳感器接收的接收信號的分辨率。因此，可以高精度地獲得涂層材料的厚度。根據(jù)本發(fā)明的第二方面的超聲測量系統(tǒng)還可以包括厚度計(jì)算單元，該厚度計(jì)算單元基于由接收側(cè)超聲傳感器所接收的超聲波的衰減因子，計(jì)算所述涂層材料的厚度，其中，所述接收側(cè)超聲傳感器為所述第一超聲傳感器和所述第二超聲傳感器中的一個(gè)。因此，該厚度計(jì)算單元能夠通過從與傳輸穿過涂敷制品的超聲波的衰減因子對應(yīng)的涂敷制品的基礎(chǔ)重量減去與傳輸穿過基底的超聲波的衰減因子對應(yīng)的基底的基礎(chǔ)重量，獲得涂層材料的基礎(chǔ)重量。超聲波的衰減因子隨著參數(shù)(例如，超聲波傳播穿過的介質(zhì)的密度和該介質(zhì)的厚度)而改變。由此，可以基于關(guān)于超聲波在傳輸穿過基底時(shí)的裳減因子和基底的基礎(chǔ)重量的校準(zhǔn)曲線以及關(guān)于超聲波在傳輸穿過涂敷制品時(shí)的衰減因子和涂敷制品的基礎(chǔ)重量的校準(zhǔn)曲線，通過從涂敷制品的基礎(chǔ)重量減去基底的基礎(chǔ)重量而獲得涂層材料的基礎(chǔ)重量。在上述超聲測量系統(tǒng)中，其中所述第一超聲傳感器具有發(fā)生超聲振動(dòng)的第一振動(dòng)表面且所述第二超聲傳感器具有發(fā)生超聲振動(dòng)的第二振動(dòng)表面，可以將其間插入有所述涂敷制品的所述第一超聲傳感器和所述第二超聲傳感器設(shè)置為使得在垂直方向上測量的所述第一振動(dòng)表面與所述第二振動(dòng)表面之間的距離等于或小于100mm，且所述厚度計(jì)算單元可以在所述第二聲波形具有最大振幅時(shí)測量所述涂層材料的厚度。由于厚度計(jì)算單元在第二聲波形具有最大振幅的條件下測量涂層材料的厚度，因此在制造線上制造的涂敷制品在測量期間被精確地設(shè)置在第一超聲傳感器和第二超聲傳感器之間的中間位置處。因此，并且操作者可以確認(rèn)在以卷的形式卷繞的基底中沒有殘留波動(dòng)，并可以確認(rèn)以良好狀態(tài)用涂層材料涂敷基底，通過厚度計(jì)算單元獲得該涂敷制品的涂層材料的厚度。在上述超聲測量系統(tǒng)中，厚度計(jì)算單元可以基于具有所述第一聲波形的接收信號而測量涂層材料的厚度。由此，可以通過去除測量誤差的因素(例如，以卷的形式卷繞的基底的波動(dòng))來測量涂層材料的厚度。在JP-A-2008-102160中公開的超聲測量系統(tǒng)中，如圖22所示，溫度測量裝置84a、84b測量固相92和液相91的各自溫度，速度校正裝置85基于由此測量的各溫度而檢測作為超聲波傳播穿過的一種介質(zhì)的液相91和固相92的聲阻抗，并校正由傳播時(shí)間測量裝置83獲得的超聲波的傳播速度?；谟蓚鞑r(shí)間測量裝置83獲得的超聲波的傳播速度和由速度校正裝置85對傳播速度進(jìn)行校正的傳播速度的校正值，傳播路徑長度測量裝置86適應(yīng)于測量測量對象90的厚度以及其中液相91和固相92彼此層疊的測量對象90中的相變的位置。從超聲發(fā)送裝置81朝向測量對象90發(fā)送的超聲波以及由測量對象90反射并由超聲接收裝置82接收的超聲波傳播穿過空氣層，該空氣層為除了測量對象90之外的一個(gè)介質(zhì)。如果空氣層的溫度不是常量，則空氣層中的聲阻抗隨溫度改變而變化，且傳播穿過空氣層的超聲波的波長改變。結(jié)果，即使通過速度校正裝置85校正了由傳播時(shí)間測量裝置83獲得的超聲波的傳播速度，也不能精確地測量測量對象90的厚度等等。具體而言，當(dāng)涂敷制品被設(shè)置在發(fā)送側(cè)超聲傳感器和接收側(cè)超聲傳感器之間的空氣層中且測量在涂敷制品內(nèi)的涂層材料的厚度時(shí)，空氣層的溫度(密度)會(huì)因空氣層中的空氣對流而在發(fā)送側(cè)和接收側(cè)之間不同。同樣，當(dāng)在操作的制造線上連續(xù)制造涂敷制品時(shí)，由于例如當(dāng)涂敷制品局部地并稍微地在制造線上移動(dòng)時(shí)發(fā)生的在空氣層中的輕微空氣對流，或者當(dāng)操作者在制造線附近移動(dòng)時(shí)發(fā)生的在空氣層中的空氣對流，空氣層的密度會(huì)局 部地改變。在該情況下，如果作為超聲波傳播穿過的一種介質(zhì)的空氣層的密度在由超聲傳感器測量厚度的部分與其他部分之間不同，則不能精確地測量涂層材料的厚度。在涂敷制品被設(shè)置在發(fā)送側(cè)超聲傳感器和接收側(cè)超聲傳感器之間的空氣層中且測量在涂敷制品內(nèi)的涂層材料的厚度的情況下，如果在接收側(cè)超聲傳感器接收穿過涂敷制品的透射波或被涂敷制品反射的反射波的同時(shí)一些外部振動(dòng)從外部傳輸?shù)浇邮諅?cè)超聲傳感器，則透射波或反射波會(huì)與該外部振動(dòng)組合。如果接收側(cè)超聲傳感器接收所產(chǎn)生的合成波，則在自沒有受外部振動(dòng)影響的發(fā)送側(cè)超聲傳感器發(fā)送的超聲波的波長與由接收側(cè)超聲傳感器接收的合成波的波長之間出現(xiàn)差異，這會(huì)導(dǎo)致接收靈敏度的劣化。鑒于上述問題，根據(jù)本發(fā)明的第二方面的超聲測量系統(tǒng)還可以包括抑制所述空氣層的密度變化的空氣對流抑制裝置。通過該設(shè)置，當(dāng)在涂敷制品的制造線上測量通過涂敷而施加的涂層材料的厚度或涂層材料的基礎(chǔ)重量和涂層分布時(shí)，由于空氣對流抑制裝置的存在，傳播穿過空氣層的超聲波的波長較小可能或不可能改變，因此可以以改善的精度測量涂層材料的厚度。如上所述，在電池制造過程中，例如，在其溫度受控制的氣氛下，在用于制造電極的制造線上，通過涂敷到金屬箔(基底)施加電極糊(涂層材料)并干燥該電極糊而制造電極(涂敷制品)，并且，在該溫度受控的氣氛下，安裝本方面的超聲測量系統(tǒng)作為制造線中的線內(nèi)(in-line)系統(tǒng)。由于制造線被安裝在溫度被適宜地控制的位置處，因此對于在制造線上連續(xù)制造的涂敷制品，可以認(rèn)為基底和涂層材料的溫度在制造線操作期間不改變而是恒定的。因此，當(dāng)超聲波傳輸穿過基底和涂層材料時(shí)，在制造線的操作期間，基底和涂層材料中的聲阻抗不改變，并且，在對涂層材料的厚度的測量期間，不會(huì)由基底和涂層材料的各自的溫度產(chǎn)生影響。另一方面，根據(jù)本發(fā)明的第二方面的超聲測量系統(tǒng)具有被設(shè)置為經(jīng)由空氣層而位于涂敷制品的一側(cè)上的第一超聲傳感器以及被設(shè)置為經(jīng)由空氣層而位于涂敷制品的另一側(cè)上的第二超聲傳感器，并通過使超聲波在第一超聲傳感器和第二超聲傳感器之間傳輸而測量涂層材料的厚度。雖然在溫度受控的氣氛下安裝該超聲測量系統(tǒng)，但在安裝房間或空間中會(huì)發(fā)生空氣對流；因此，提供至少一個(gè)空氣對流抑制裝置以抑制或防止超聲測量系統(tǒng)的空氣層中的空氣的密度變化。通過該設(shè)置，在超聲測量系統(tǒng)的空氣層中基本上不會(huì)出現(xiàn)由氣體(例如，空氣)對流導(dǎo)致的空氣溫度的變化,從而可以在空氣層中整體建立均一的溫度分布。即，在第一超聲傳感器與涂敷制品之間、涂敷制品與第二超聲傳感器之間、第三超聲傳感器(如果存在)與涂敷制品之間以及在涂敷制品的相反兩側(cè)之間基本上不出現(xiàn)溫度變化。換言之，在空氣層中整體上基本沒有溫度差。 由于在空氣層中整體建立均一的溫度分布，根據(jù)上述式2，與溫度成比例地改變的空氣中的聲速在空氣層的整個(gè)體積內(nèi)成為常量，并且，根據(jù)上述式3，與溫度成比例地改變的空氣密度在空氣層的整個(gè)體積內(nèi)同樣成為常量。此外，根據(jù)上述式2到式4，由于在空氣層中整體建立均一的溫度分布，聲阻抗不會(huì)改變。換言之，如果在空氣層中整體建立均一的溫度分布且空氣的密度同樣均一地分布，則在上述式5中，可以認(rèn)為聲阻抗和密度是與溫度變化對應(yīng)的常量，且波長\與頻率f成反比。如上所述，第一超聲傳感器具有作為特定特征值的頻率fl(f)，第二超聲傳感器具有作為特定特征值的頻率f2 (f)，而第三超聲傳感器具有作為特定特征值的頻率f3 (f)。在第一超聲傳感器與涂敷制品之間的空氣層中，從頻率fl(f)的第一超聲傳感器傳輸?shù)某暡ǖ牟ㄩLX I不改變。當(dāng)系統(tǒng)包括第三超聲傳感器時(shí)，在第三超聲傳感器與涂敷制品之間的空氣層中，從頻率f3(f)的第三超聲傳感器傳輸?shù)某暡ǖ牟ㄩLX 3不改變。在涂敷制品與第二超聲傳感器之間的空氣層中，從第二超聲傳感器傳輸?shù)某暡ǖ牟ㄩL、2不改變。特別地，在對在其中超聲測量系統(tǒng)被安裝為線內(nèi)系統(tǒng)的制造線上連續(xù)制造的涂敷制品連續(xù)測量涂層材料的厚度時(shí)，在制造線的操作期間，傳輸穿過涂層材料并由第二超聲傳感器接收的透射波(超聲波)的波長和由涂層材料反射并由第三超聲傳感器接收的反射波(超聲波)的波長基本上不經(jīng)歷改變。在超聲傳感器中，作為聲傳播的特性，在超聲波的接收功率的幅度(超聲波強(qiáng)度)與所接收的超聲波的波長之間通常存在特定相關(guān)性。超聲波強(qiáng)度沿在給定波長處具有峰值的正態(tài)分布曲線改變。如果波長移動(dòng)到稍微短于或長于與該峰值對應(yīng)的給定波長，則超聲波強(qiáng)度從峰值降低。在上述超聲測量系統(tǒng)中，這樣的波長被保持不改變，在該波長下，超聲波強(qiáng)度變?yōu)樯鲜龇逯担沟迷诔暡◤?qiáng)度為最大值的條件下從第一超聲傳感器發(fā)送的超聲波穿過空氣層而朝向涂敷制品傳播。結(jié)果，傳輸穿過涂敷制品的透射波(超聲波)在超聲波強(qiáng)度為最大值的同時(shí)也傳播穿過涂敷制品，然后，超聲波從涂敷制品傳播穿過空氣層，并在超聲波強(qiáng)度為最大值的同時(shí)由第二超聲傳感器接收。對于被涂敷制品反射的反射波(超聲波)，同樣，超聲波穿過空氣層而傳輸?shù)酵糠笾破罚煌糠笾破贩瓷洌俅蝹鬏斖ㄟ^空氣層，并在超聲波強(qiáng)度為最大值的同時(shí)由第三超聲傳感器接收。因此，如果基于諸如所接收的超聲波的波長、超聲波到達(dá)第三超聲傳感器所花費(fèi)的時(shí)間、衰減因子等等的接收信號而測量涂敷制品的涂層材料的厚度，則對于每個(gè)涂敷制品、或?qū)τ谕糠笾破返拿總€(gè)測量區(qū)域，較小可能或不可能發(fā)生厚度的測量誤差，從而可以高精度地測量涂層材料的厚度。在上述超聲測量系統(tǒng)中，其中所述基底具有沿縱向方向延伸并具有長的長度的長邊和沿寬度方向延伸的短邊；至少一對所述第一超聲傳感器和所述第二超聲傳感器可以被設(shè)置在所述空氣對流抑制裝置的內(nèi)部，并被設(shè)置在與所述基底的所述短邊平行的所述寬度方向上；并且，所述空氣對流抑制裝置能夠在獲得所述涂層材料的厚度的測量區(qū)域內(nèi)在所述寬度方向上和與所述基底的所述長邊平行的所述縱向方向上移動(dòng)。因此，在該超聲測量系統(tǒng)被安裝為線內(nèi)系統(tǒng)的制造線上，對于持續(xù)或連續(xù)制造的涂敷制品，可以在制造線的操作期間測量涂層材料的厚度而不停止該制造線。同樣，可以在制造線上的寬范圍內(nèi)均勻地進(jìn)行質(zhì)量檢查，例如，對涂層材料的基礎(chǔ)重量和涂層分布的測量。由此，可以進(jìn)行高度可靠的質(zhì)量檢查以控制質(zhì)量。
在上述超聲測量系統(tǒng)中，所述空氣對流抑制裝置可以被設(shè)置為具有測量所述空氣層的溫度的至少一個(gè)溫度測量裝置。因此，即使當(dāng)由于例如從第一到第三超聲傳感器中的任一個(gè)產(chǎn)生的熱而在空氣層中發(fā)生溫度改變時(shí)，也可以基于由溫度測量裝置測量的溫度而校正空氣層中的聲速、密度以及聲阻抗，并且可以使接收傳輸穿過空氣層的超聲波的接收側(cè)超聲傳感器的接收信號進(jìn)入適宜的狀態(tài)以對應(yīng)于空氣層的實(shí)際溫度或溫度分布。由此，可以以改善的測量精度獲得涂層材料的厚度。在上述超聲測量系統(tǒng)中，所述空氣對流抑制裝置可以包括隔振裝置，該隔振裝置阻止外部振動(dòng)從地面?zhèn)鬏數(shù)剿龅谝怀晜鞲衅骱退龅诙晜鞲衅?。因此，例如，阻止在涂敷制品的制造線中發(fā)生的機(jī)械振動(dòng)傳輸?shù)降谝怀晜鞲衅骱偷诙晜鞲衅饕约暗谌晜鞲衅?如果存在)，從而可以防止所發(fā)送或所接收的超聲波的指向性(directivity)的精度的否則可能的劣化。在根據(jù)本發(fā)明的第二方面的超聲測量系統(tǒng)中，所述基底可以為在作為所述涂敷制品的電池的電極中使用的金屬箔，且所述涂層材料可以為通過涂敷到所述金屬箔而施加的電極糊。因此，在電池制造過程中，在制造線的操作期間，在通過用電極糊涂敷金屬箔而制造電極的制造線上，可以在電極的寬范圍內(nèi)均勻地進(jìn)行關(guān)于電極糊的基礎(chǔ)重量和涂層分布的質(zhì)量檢查。此外，可以對在制造線上制造的所有電極進(jìn)行質(zhì)量檢查，從而可以提供高質(zhì)量、高性能的電池。


下面將參考附圖描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例的特征、優(yōu)點(diǎn)以及技術(shù)和工業(yè)重要性，其中相似的標(biāo)號表示相似的要素，且其中圖I為示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的超聲測量系統(tǒng)的透視圖；圖2為沿圖I中的箭頭A-A的方向觀察的截面圖，示出了圖I的超聲測量系統(tǒng)的主要部分；圖3為沿圖2中的箭頭C-C的方向觀察的截面圖，示出了圖I的超聲測量系統(tǒng)的主要部分；圖4為用于說明根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的超聲測量系統(tǒng)的配置的示意圖；圖5為沿圖I中的箭頭A-A的方向觀察的電極的截面圖；圖6為用于說明檢查電極糊的涂層分布的方式的圖；圖7為示出了校準(zhǔn)曲線的圖，這些校準(zhǔn)曲線表示傳輸穿過電極的超聲波的衰減因子與電極的基礎(chǔ)重量之間的關(guān)系；圖8為示例了在根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的超聲測量系統(tǒng)中校準(zhǔn)第一和第二超聲傳感器的過程的流程圖；圖9為示意性示出了電極被設(shè)置在發(fā)送側(cè)超聲傳感器與接收側(cè)超聲傳感器之間的中間位置處的情況的說明圖10為示出了 當(dāng)電極位于圖9中所示的位置時(shí)由接收側(cè)超聲傳感器接收的超聲波的聲波形的圖；圖IlA為示意性示出了電極被設(shè)置在相對于發(fā)送側(cè)超聲傳感器與接收側(cè)超聲傳感器之間的中間位置稍靠近一側(cè)(發(fā)送側(cè)超聲傳感器)的位置處的情況的說明圖；圖IlB為示意性示出了電極被設(shè)置在相對于發(fā)送側(cè)超聲傳感器與接收側(cè)超聲傳感器之間的中間位置稍靠近一側(cè)(接收側(cè)超聲傳感器)的位置處的情況的說明圖；圖12為示出了當(dāng)電極位于圖IlA或圖IlB中所示的位置時(shí)由接收側(cè)超聲傳感器接收的超聲波的聲波形的圖；圖13A為示意性示出了電極被設(shè)置在相對于發(fā)送側(cè)超聲傳感器與接收側(cè)超聲傳感器之間的中間位置很大程度地靠近一側(cè)(發(fā)送側(cè)超聲傳感器)的位置處的情況的說明圖；圖13B為示意性示出了電極被設(shè)置在相對于發(fā)送側(cè)超聲傳感器與接收側(cè)超聲傳感器之間的中間位置很大程度地靠近一側(cè)(接收側(cè)超聲傳感器)的位置處的情況的說明圖；圖14為示出了當(dāng)電極位于圖13A或圖13B中所示的位置時(shí)由接收側(cè)超聲傳感器接收的超聲波的聲波形的圖；圖15為表示接收功率與在接收側(cè)超聲傳感器中產(chǎn)生的熱的溫度之間的關(guān)系的圖；圖16為示例了在根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的超聲測量系統(tǒng)中計(jì)算電極糊的基礎(chǔ)重量的過程的流程圖；圖17為用于說明根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的超聲測量系統(tǒng)的配置的示意圖，其中為了便于觀察，未示出與蓋一體的傳感器安裝部；圖18為在寬度方向上觀察的電極的側(cè)視圖，用于說明確定通過涂敷到金屬箔的兩個(gè)表面而施加的電極糊的基礎(chǔ)重量的方式；圖19為表示發(fā)送側(cè)超聲傳感器和接收側(cè)超聲傳感器之間的探頭到探頭(probe-to-probe)距離與由接收側(cè)超聲傳感器接收的接收超聲波的最大振幅之間的關(guān)系的圖，以用于比較點(diǎn)型超聲傳感器和平面型超聲傳感器；圖20為表示所接收的超聲波的波長與接收功率之間的關(guān)系的圖；圖21為用于說明所接收的超聲波的傳播溫度、聲阻抗以及聲壓透射系數(shù)之間的關(guān)系的說明圖；以及圖22為在JP-A-2008-102160中公開的超聲測量系統(tǒng)的說明圖。
具體實(shí)施例方式將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的超聲測量方法和超聲測量系統(tǒng)的一些實(shí)施例。每個(gè)實(shí)施例的超聲測量系統(tǒng)被安裝為電極制造線上的線內(nèi)系統(tǒng)，在電極制造線上通過涂敷到金屬箔(基底)施加電極糊(涂層材料)而制造電極(涂敷制品)。安裝超聲測量系統(tǒng)以用于對干燥后的電極糊的基礎(chǔ)重量(或涂層重量)和涂層分布進(jìn)行質(zhì)量檢查或檢驗(yàn)。每個(gè)實(shí)施例的超聲測量方法為使用上述超聲測量系統(tǒng)對電極糊的基礎(chǔ)重量和涂層分布進(jìn)行質(zhì)量檢查的方法。
將描述本發(fā)明的第一實(shí)施例，其中用電極糊涂敷金屬箔的一個(gè)表面。圖I為示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的超聲測量系統(tǒng)的透視圖。圖2為沿圖I中的箭頭A-A的方向觀察的截面圖，圖3為沿圖2中的箭頭C-C的方向觀察的截面圖。圖2和圖3示例了超聲測量系統(tǒng)的主要部分。圖4示例了根據(jù)第一實(shí)施例的超聲測量系統(tǒng)的配置。圖5為沿圖I中的箭頭A-A的方向觀察的電極的截面圖。圖6為用于說明檢查電極糊的涂層分布的方式的圖。在示出第一實(shí)施例的圖I中，LD(縱向方向)表示金屬箔61的長邊延伸的方向或超聲測量系統(tǒng)I的與金屬箔61的長邊平行的方向，WD(寬度方向)表不金屬箔61的短邊延伸的方向或超聲測量系統(tǒng)I的與金屬箔61的短邊平行的方向。此外，TD(厚度方向)表不電極60 (金屬箔61和電極糊62)的厚度方向或超聲測量系統(tǒng)I的與電極60的厚度方向平行的方向。在圖I中使用的這些符號也適用于圖2和隨后的附圖。
首先，將簡要描述電極。在該實(shí)施例中，基底為金屬箔，該金屬箔用于制造作為涂敷制品的電池電極，涂層材料為通過涂敷到金屬箔而施加的電極糊。更具體而言，電極60用于作為例如電動(dòng)車輛或混合動(dòng)力車輛的電源的二次電池。如圖5所示，通過用電極糊62涂敷由例如Al、Cu等等制成的金屬箔60的一個(gè)表面61a而形成電極60。具有長的長度的金屬箔61具有約20 y m的厚度，并且以卷的形式卷繞在電極制造線(未示出)上的卷繞傳送帶50上。在金屬箔61被解繞(unroll)并由送料傳送帶51輸送(成為水平狀)的同時(shí)，通過涂敷到保持為水平狀的金屬箔61上而在電極制造線上施加電極糊62。電極60被形成為使得在電極糊62被壓貼到金屬箔61并干燥之后，電極糊62的厚度為約40到50 u m,并通過傳送帶51而被傳送到下一處理步驟，例如，切割被制造為例如連續(xù)的片的電極60。接下來，參考圖I到圖4描述超聲測量系統(tǒng)。超聲測量系統(tǒng)I被安裝在電極糊62在電極制造線上被干燥之后由傳送帶51將電極60傳送到下一處理步驟的位置的上游位置處(如圖I所示)。超聲測量系統(tǒng)I包括第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12。第一超聲傳感器11被設(shè)置為當(dāng)沿厚度方向TD觀察時(shí)位于電極60的一側(cè)，使得空氣層AR被插入在超聲傳感器11與電極60之間，其中電極60是通過用電極糊62涂敷以卷的形式卷繞的金屬箔61的一個(gè)表面61a而形成的；超聲傳感器12被設(shè)置為當(dāng)沿厚度方向TD觀察時(shí)位于電極60的另一側(cè),使得空氣層AR被插入在超聲傳感器12與電極60之間。超聲測量系統(tǒng)I通過使超聲波US在第一超聲傳感器11與第二超聲傳感器12之間傳輸而測量電極60中的電極糊62的厚度。該實(shí)施例的超聲測量系統(tǒng)I具有四個(gè)第一超聲傳感器11和四個(gè)第二超聲傳感器12,即，具有四對第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12,每對由一個(gè)第一超聲傳感器11和一個(gè)第二超聲傳感器12構(gòu)成。超聲測量系統(tǒng)I還包括例如超聲振蕩控制單元10(超聲振蕩控制器)、厚度計(jì)算單元20、蓋35 (空氣對流抑制裝置)、八個(gè)溫度計(jì)37 (溫度測量裝置)、隔振板38(隔振裝置)、遮蔽裝置(mask) 40 (超聲波阻擋裝置)等等，如圖2和圖4所
/Jn o將更詳細(xì)地描述第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12。每個(gè)第一超聲傳感器11為允許未聚焦超聲波US的傳播的平面型發(fā)送傳感器，并且還能夠接收超聲波。在該實(shí)施例中，提供第一超聲傳感器11的平面型發(fā)送傳感器具有發(fā)送超聲波US的單個(gè)第一振動(dòng)表面11a，該第一振動(dòng)表面Ila整體上形成為矩形形狀。在操作時(shí)，超聲波US從第一超聲傳感器11經(jīng)由空氣層AR至少發(fā)送到電極60的與第一振動(dòng)表面Ila相對的區(qū)域內(nèi)。當(dāng)?shù)诙晜鞲衅?2操作為發(fā)送傳感器時(shí)，除了第一振動(dòng)表面Ila被第二超聲傳感器12的第二振動(dòng)表面12a取代之外,傳感器12以與第一超聲傳感器11基本上相同的方式操作。每個(gè)第二超聲傳感器12為允許未聚焦超聲波US的傳播的平面型接收傳感器，并且還能夠發(fā)送超聲波。在該實(shí)施例中，提供第二超聲傳感器12的平面型發(fā)送傳感器具有接收超聲波US的單個(gè)第二振動(dòng)表面12a，該第二振動(dòng)表面12a整體上形成為矩形形狀。第二超聲傳感器12能夠經(jīng)由 空氣層AR接收用于福射電極60的從第一超聲傳感器11產(chǎn)生并傳輸穿過至少電極60的超聲波(透射波)US。當(dāng)?shù)谝怀晜鞲衅?1操作為接收傳感器時(shí)，除了第二振動(dòng)表面12a被第一振動(dòng)表面Ila取代之外，傳感器11以與第二超聲傳感器12基本上相同的方式操作。下面，將描述第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12的頻率。接收側(cè)超聲傳感器12A接收穿過空氣層AR傳輸?shù)某暡?，并在接收超聲波之后隨時(shí)間流逝而產(chǎn)生多個(gè)聲波形(參見圖9和圖10)，其中，接收側(cè)超聲傳感器12A為第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12中的一個(gè)。在由此產(chǎn)生的聲波形中，首先檢測到的聲波形將稱為“第一聲波形”，緊接著第一聲波形或繼第一聲波形之后檢測到的聲波形將稱為“第二聲波形”。第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12的頻率被設(shè)定到根據(jù)電極糊62的厚度t從滿足第二聲波形與第一聲波形不重疊的條件的頻率中選擇的最低水平。更具體而言，超聲傳感器11、12的頻率等于或低于400kHz。第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12具有在相同頻帶中的標(biāo)稱頻率。超聲測量系統(tǒng)I被設(shè)置為具有蓋35，該蓋35防止空氣層AR的密度變化。四對第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12被安裝在位于蓋35內(nèi)部中的傳感器安裝部30中，使得每組第一超聲傳感器11和每組第二超聲傳感器12沿寬度方向WD設(shè)置。如圖2和3所示，傳感器安裝部30由具有開口 32的U形主體31以及平板形狀的支撐部33構(gòu)成，支撐部33通過從主體31向下延伸的腿而連接到主體31。除了作為電極60的傳送路徑的傳送開口 36之外，蓋35覆蓋傳感器安裝部30的開口 32和主體31的周邊。蓋35與傳感器安裝部30 —體形成。四個(gè)第一超聲傳感器11在寬度方向WD上以給定間隔沿直線設(shè)置在主體31的上部中，使得每個(gè)第一超聲傳感器11的第一振動(dòng)表面Ila沿垂直方向面向下。同樣，四個(gè)第二超聲傳感器12在寬度方向WD上以給定間隔沿直線設(shè)置在主體31的下部中，使得每個(gè)第二超聲傳感器12的第二振動(dòng)表面12a沿垂直方向面向上。每對第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12被定位為使得這些傳感器的第一振動(dòng)表面Ila和第二振動(dòng)表面12a彼此相對,并且電極60被插入其間，并使得在垂直方向上測量的第一振動(dòng)表面Ila和第二振動(dòng)表面12a之間的探頭到探頭距離等于或小于100mm。在該實(shí)施例中，探頭到探頭距離被控制到70_。四個(gè)第一超聲傳感器11被設(shè)置為用超聲波US對輻射區(qū)域MB進(jìn)行輻射，該輻射區(qū)域MB覆蓋包括邊緣部62C的電極糊62的總寬度，當(dāng)沿電極60的寬度方向WD觀察時(shí)，所述邊緣部62C位于相對兩側(cè)處，如圖I和圖6所示。在電極60的金屬箔61的另一表面61b上,從四個(gè)第一超聲傳感器11發(fā)送的超聲波US從福射區(qū)域MB穿過空氣層AR朝向四個(gè)第二超聲傳感器11傳播。
傳感器安裝部30的主體31的開口 32在每對第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12之間提供空氣層AR作為超聲波US傳播穿過的介質(zhì)。沿厚度方向TD測量的開口 32的尺寸或主體31的上部與下部之間的間隔被控制為確保上述探頭到探頭距離，并且在寬度方向WD上測量的開口 32的尺寸對應(yīng)于電極60的寬度尺寸。在位于蓋35的內(nèi)部中的開口 32中，提供用于測量空氣層AR的溫度的溫度計(jì)37。在該實(shí)施例中，提供八個(gè)溫度計(jì)37，更具而言，沿電極60被供給通過開口 32的路徑的上側(cè)和下側(cè)中的每一側(cè)提供四個(gè)溫度計(jì)37，如圖2所示。
如圖2和圖3所示，隔振板38被鋪設(shè)在超聲測量系統(tǒng)I的安裝表面GL或地板上，該隔振板38用于阻止外部振動(dòng)從地面?zhèn)鬏數(shù)降谝怀晜鞲衅?1和第二超聲傳感器12中的每一個(gè)。隔振板38由易于吸收振動(dòng)的諸如橡膠或氈的彈性材料或減振器(dumper)形成，具有大于支撐部33的尺寸，且支撐部33被安裝在隔振板38上。如圖I所示，傳感器安裝部30和蓋35可通過驅(qū)動(dòng)源(未示出)在獲得電極糊62的厚度的測量區(qū)域MA內(nèi)在縱向方向LD和寬度方向WD上相對于隔振板38移動(dòng)。如圖4所示，四個(gè)第一超聲傳感器11被電連接到第一超聲振蕩器11F。第一超聲振蕩器IlF具有振蕩電路和接收電路，振蕩電路用于將電壓施加到第一振動(dòng)表面Ila以產(chǎn)生超聲振動(dòng)，接收電路用于將接收超聲波的第一振動(dòng)表面Ila的超聲振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電壓信號并接收該電壓信號。四個(gè)第二超聲傳感器12被電連接到第二超聲振蕩器12F以產(chǎn)生第二振動(dòng)表面12a的超聲振動(dòng)。第二超聲振蕩器12F具有振蕩電路和接收電路，振蕩電路用于將電壓施加到第二振動(dòng)表面12a以產(chǎn)生超聲振動(dòng)，接收電路用于將接收超聲波的第二振動(dòng)表面12a的超聲振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電壓信號并接收該電壓信號。第一超聲振蕩器IlF和第二超聲振蕩器12F被電連接到超聲振蕩控制單元10。超聲振蕩控制單元10控制超聲波US向第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12的發(fā)送以及超聲波US從第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12的接收。更具體而言，第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12在第一超聲傳感器11發(fā)送超聲波而第二超聲傳感器12接收波時(shí)處于第一狀態(tài),在第二超聲傳感器12發(fā)送超聲波而第一超聲傳感器11接收波時(shí)處于第二狀態(tài)。超聲振蕩控制單元10使第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間切換，使得第一超聲傳感器11與第二超聲傳感器12不同地操作。超聲振蕩控制單元10被電連接到厚度計(jì)算單元20,厚度計(jì)算單元20被連接到監(jiān)視器21。厚度計(jì)算單元20基于由接收側(cè)超聲傳感器接收的超聲波US的接收信號，計(jì)算電極糊62的基礎(chǔ)重量和涂層分布或電極糊62的厚度，其中，接收側(cè)超聲傳感器為第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12中的一者。更具體而言，厚度計(jì)算單元20基于具有第一聲波形的接收信號在第二聲波形中振幅處于最大值的狀態(tài)下測量電極糊62的厚度。稍后將詳細(xì)描述第一聲波形和第二聲波形。厚度計(jì)算單元20包括具有CPU、RAM、R0M等等的公知配置的微計(jì)算機(jī)(未示出)。RAM接收超聲波的在傳播穿過空氣層AR時(shí)的衰減因子、超聲波的在傳輸穿過金屬箔61時(shí)的衰減因子或金屬箔61的厚度、由溫度計(jì)37測量的空氣層AR的溫度、第一振動(dòng)表面Ila與第二振動(dòng)表面12a之間的探頭到探頭距離、空氣層AR中的與溫度對應(yīng)的聲速、密度以及聲阻抗等等，作為設(shè)定值。
并且，ROM存儲用于進(jìn)行第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12的校準(zhǔn)的程序、用于計(jì)算傳輸穿過電極60 (電極糊62)并由第一超聲傳感器11或第二超聲傳感器12接收的透射波的衰減因子的程序、用于通過由正弦波對波形進(jìn)行近似而校正透射和接收的波的聲波形的程序、用于基于所計(jì)算的透射波的衰減因子計(jì)算電極糊62的厚度或基礎(chǔ)重量的基礎(chǔ)重量計(jì)算程序、用于在監(jiān)視器21上顯示形式為數(shù)值和/或圖像的比較結(jié)果的程序以及其他程序。
在厚度計(jì)算單元20中，CPU被加載有上述程序，以進(jìn)行特定操作，例如，在監(jiān)視器21上顯示表示電極糊62的基礎(chǔ)重量和涂層分布的數(shù)值和/或圖像、沿縱向方向LD和寬度方向WD移動(dòng)與蓋35 —體的傳感器安裝部30、將遮蔽裝置40 (將在下面描述)移動(dòng)到例如電極糊62的邊緣部62C。接下來，將參考圖2、圖4和圖6描述遮蔽裝置40。遮蔽裝置40被設(shè)置在傳感器安裝部30的主體31的開口 32中且位于電極60與第二超聲傳感器12之間的空氣層AR中，更具體而言，遮蔽裝置40位于電極60的在寬度方向W)上的相反兩側(cè)處的與電極糊62的邊緣部分62C以及周邊對應(yīng)的位置處，如圖2所示?？梢酝ㄟ^驅(qū)動(dòng)源(未示出)使遮蔽裝置40沿縱向方向LD和寬度方向WD移動(dòng)。遮蔽裝置40由易于吸收超聲振動(dòng)的諸如海綿、橡膠或氈的材料制成。如圖4和圖
6所示，每個(gè)遮蔽裝置40為具有遮蔽開口 41的平板狀構(gòu)件，當(dāng)寬度方向WD上測量時(shí)遮蔽開口 41大于邊緣部分62的范圍。在該實(shí)施例中，超聲測量系統(tǒng)I具有兩個(gè)遮蔽裝置40。在第一超聲傳感器11發(fā)送超聲波US且第二超聲傳感器12接收從第一超聲傳感器11發(fā)送的超聲波US的上述第一狀態(tài)下，遮蔽裝置40阻擋或阻止超聲波US的一部分在第一超聲傳感器11與第二超聲傳感器12之間的傳播。遮蔽裝置40適于固定在與電極60的在寬度方向WD上測量的尺寸以及在金屬箔62C上形成的邊緣部分62C的位置相應(yīng)的位置處。接下來，將描述使用超聲測量系統(tǒng)I測量電極糊62的厚度并對電極糊62的基礎(chǔ)重量和涂層分布進(jìn)行質(zhì)量檢查或檢驗(yàn)的方法。圖7為校準(zhǔn)曲線(或標(biāo)準(zhǔn)曲線)的圖示，每個(gè)曲線表示傳輸穿過電極的超聲波的衰減因子與電極的基礎(chǔ)重量之間的關(guān)系。為了檢查電極糊62的基礎(chǔ)重量和涂層分布，在測量電極糊62的厚度之前，超聲測量系統(tǒng)I需要校準(zhǔn)第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12，并預(yù)先產(chǎn)生如同圖7中示出的那樣的校準(zhǔn)曲線。雖然圖7示例了接收側(cè)超聲傳感器的頻率為僅用于參照的92kHz和165kHz的情況，但校準(zhǔn)曲線需要根據(jù)實(shí)際使用的第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12的頻率而產(chǎn)生。對于要測量其厚度的電極60，特別地，依賴于金屬箔61的厚度和電極糊62的涂敷條件，接收側(cè)超聲傳感器的頻率越高，可以以越高的分辨率從校準(zhǔn)曲線獲得基礎(chǔ)重量。除了圖7示出的用于電極60的實(shí)際測量校準(zhǔn)曲線之外，在校準(zhǔn)第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12時(shí)使用的校準(zhǔn)曲線(稍后將描述)以及用于金屬箔61的實(shí)際測量校準(zhǔn)曲線同樣需要預(yù)先產(chǎn)生。用于金屬箔61的實(shí)際測量校準(zhǔn)曲線為這樣的校準(zhǔn)曲線，該校準(zhǔn)曲線表示在通過涂敷到金屬箔61施加電極糊62之前基于傳輸穿過金屬箔61的透射波US的衰減因子計(jì)算金屬箔61的基礎(chǔ)重量而獲得的結(jié)果。在實(shí)際測量電極糊63時(shí)使用的用于電極60的實(shí)際測量校準(zhǔn)曲線為這樣的校準(zhǔn)曲線，該校準(zhǔn)曲線表示通過基于傳輸穿過電極60(金屬箔61和電極糊62)的透射波US的衰減因子計(jì)算電極60的基礎(chǔ)重量而獲得的結(jié)果。當(dāng)產(chǎn)生用于校準(zhǔn)第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12的校準(zhǔn)曲線、用于金屬箔61的實(shí)際測量校準(zhǔn)曲線以及用于電極60的實(shí)際測量校準(zhǔn)曲線時(shí)，使用相同的超聲傳感器作為第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12，并且將第一超聲傳感器11的頻率和第二超聲傳感器12的頻率控制為對于每個(gè)校準(zhǔn)曲線是不變的。下面，將簡要說明獲得校準(zhǔn)曲線的方法。在該方法中，使用發(fā)送側(cè)超聲傳感器和接收側(cè)超聲傳感器的對、以及具有不同厚度的多種類型的標(biāo)準(zhǔn)樣品。為了獲得校準(zhǔn)曲線，在室內(nèi)在溫度保 持恒定并且濕度保持等于或低于10%的氣氛下使從發(fā)送側(cè)超聲傳感器發(fā)送的超聲波傳輸穿過每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品，并獲得由接收側(cè)超聲傳感器接收的透射波(超聲波)的衰減因子。作為用于獲得校準(zhǔn)用校準(zhǔn)曲線的標(biāo)準(zhǔn)樣品，使用由Cu制成的箔作為不會(huì)因氧化等等而改變的材料。標(biāo)準(zhǔn)樣品具有預(yù)定厚度。不必言明，例如，Cu的密度公知為根據(jù)JIS的機(jī)械特性。通常，在標(biāo)準(zhǔn)樣品的密度是恒定的(常量)的情況下，傳輸穿過標(biāo)準(zhǔn)樣品的超聲波的衰減因子與標(biāo)準(zhǔn)樣品的厚度成反比。由于例如電極糊的基礎(chǔ)重量的尺度(dimension)與密度的尺度相同且標(biāo)準(zhǔn)樣品的厚度是恒定的，因此獲得由下式表達(dá)的關(guān)系基礎(chǔ)重量=A/超聲波的衰減因子，其中A為常量(標(biāo)準(zhǔn)樣品的厚度、密度的單位轉(zhuǎn)換所需的轉(zhuǎn)換因子以及與溫度變化對應(yīng)的校正因子)。在產(chǎn)生各種校準(zhǔn)曲線之后，超聲測量系統(tǒng)I在測量電極糊62的厚度之前進(jìn)行對第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12的校準(zhǔn)。無論第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12處于第一狀態(tài)還是第二狀態(tài)，根據(jù)基本上相同的過程進(jìn)行該校準(zhǔn)。由此，將典型地參考圖8描述校準(zhǔn)處于第一狀態(tài)的第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12的過程。圖8為示例了第一和第二超聲傳感器的校準(zhǔn)過程的流程圖。作為進(jìn)行校準(zhǔn)的準(zhǔn)備，將傳感器安裝部30移動(dòng)到在電極制造線(未示出)上安裝的超聲測量系統(tǒng)I中的不存在電極60的位置，并且將不具有樣品(對應(yīng)于電極糊62)的樣品設(shè)置在第一超聲傳感器11與第二超聲傳感器12之間的空氣層AR中。并且，將進(jìn)行校準(zhǔn)的條件(設(shè)定值，例如，標(biāo)準(zhǔn)樣品的溫度、空氣層AR中的與溫度對應(yīng)的聲速、密度和聲阻抗等)輸入到厚度計(jì)算單元20中。在超聲測量系統(tǒng)I中，將第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12設(shè)置為處于從發(fā)送側(cè)第一超聲傳感器11朝向接收側(cè)第二超聲傳感器12發(fā)送超聲波US的狀態(tài)，使得第二超聲傳感器12可以經(jīng)由空氣層AR接收超聲波US。當(dāng)在第二狀態(tài)下進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，從發(fā)送側(cè)第二超聲傳感器12朝向接收側(cè)第一超聲傳感器11發(fā)送超聲波US,使得第一超聲傳感器11可以經(jīng)由空氣層AR接收超聲波US。初始地，在步驟Sll中，通過溫度計(jì)37測量在蓋35內(nèi)的主體31的開口 32中的空氣層AR的溫度。然后，在步驟S12中，基于下列式2到式4和由八個(gè)溫度計(jì)37檢測的溫度(例如，在開口 32中的八個(gè)位置處測量的溫度的平均)而確定作為校正常量的與空氣層AR的溫度對應(yīng)的聲速、密度以及聲阻抗。空氣中的聲速、密度以及聲阻抗(I)聲速C = fX λ...式1，其中C為聲速(m/秒)，f為頻率(kHz)，λ為波長(m)，或者 C = 331. 5+(0. 61Xt)...式 2，其中 t 為溫度(°C )。(2)密度 P=L 293X (273. 15/(273. 15+t)) X (P/1013. 25)...式 3，其中 P 為密度(kg/m3) (ntp)，t 為溫度(°C )，P 為大氣壓力(atm)。(3)聲阻抗Z= P XC...式4，其中Z為聲阻抗(Pa s/m)。接下來，在步驟S13中，第一超聲傳感器11以規(guī)定時(shí)長(規(guī)定脈沖數(shù))朝向第二超聲傳感器12發(fā)送超聲波US，以使波穿過標(biāo)準(zhǔn)樣品。第二超聲傳感器12接收從第一超聲傳感器11發(fā)送的超聲波US，且厚度計(jì)算單元20獲得超聲波US的聲波形(參見例如圖10，其中垂直軸表示接收電壓(mV)，水平軸表示時(shí)間s))，該聲波形作為通過第二超聲振蕩器12F和超聲振蕩控制單元10接收的超聲波US的接收信號。在步驟S14中，厚度計(jì)算單元20通過用正弦波對波形進(jìn)行近似來校正規(guī)定脈沖數(shù)的聲波形(表示在傳輸穿過標(biāo)準(zhǔn)樣品之后接收的超聲波US)，并計(jì)算校正后的正弦波近似波形的最大振幅值F1。 然后，在步驟S15中，從第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12之間取出標(biāo)準(zhǔn)樣品，并以規(guī)定時(shí)長(規(guī)定脈沖數(shù))使超聲波US從第一超聲傳感器11朝向第二超聲傳感器12發(fā)送。第二超聲傳感器12接收從第一超聲傳感器11發(fā)送的超聲波US，且厚度計(jì)算單元20獲得超聲波US的聲波形(垂直軸表示接收電壓(mV)，水平軸表示時(shí)間(U s))，該聲波形作為通過第二超聲振蕩器12F和超聲振蕩控制單元10接收的超聲波US的接收信號。在步驟S16中，厚度計(jì)算單元20通過用正弦波對波形進(jìn)行近似來校正規(guī)定脈沖數(shù)的聲波形(表示第二超聲傳感器12直接從第一超聲傳感器11接收的超聲波US)，并計(jì)算校正后的正弦波近似波形的最大振幅值F2。然后，在步驟S17中，計(jì)算由第二超聲傳感器12接收的超聲波US的衰減因子a。更具體而言，厚度計(jì)算單元20基于在步驟S14中計(jì)算的最大振幅值Fl和在步驟S16中計(jì)算的最大振幅值F2并通過將Fl對F2的比率乘以100(F1/F2X100)而計(jì)算衰減因子a。然后，在步驟S18中，根據(jù)預(yù)先產(chǎn)生的用于校準(zhǔn)的校準(zhǔn)曲線，計(jì)算與在步驟S17中計(jì)算的衰減因子a對應(yīng)的基礎(chǔ)重量，即，標(biāo)準(zhǔn)樣品的密度。 然后，在步驟S19中，通過檢查在步驟S18中計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)樣品的密度是否與表示Cu的機(jī)械特性的Cu的密度匹配，來檢查校準(zhǔn)的精度。如果標(biāo)準(zhǔn)樣品的密度與Cu的密度匹配(如果在步驟S19中獲得“是”)，則校準(zhǔn)完成，并實(shí)際測量電極糊62的厚度，如下所述。如果標(biāo)準(zhǔn)樣品的密度與Cu的密度不匹配(如果在步驟S19中獲得“否”)，則控制返回到步驟S11，并執(zhí)行圖8的流程圖中的上述步驟，直到標(biāo)準(zhǔn)樣品的密度與標(biāo)稱密度匹配。接下來，將描述根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例的超聲測量方法。超聲測量系統(tǒng)I被用于確定電極糊62的基礎(chǔ)重量和涂層分布。即，在該實(shí)施例的超聲測量方法中，使用第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12的對以及電極60，其中，電極60是通過涂敷以卷的形式卷繞并由金屬制成的金屬箔61的一個(gè)表面61a而形成的。第一超聲傳感器11被設(shè)置為當(dāng)沿厚度方向TD觀察時(shí)經(jīng)由空氣層AR而位于電極60上方，第二超聲傳感器12被設(shè)置為經(jīng)由空氣層AR而位于電極60下方。允許未聚焦超聲波US的傳播的平面型發(fā)送傳感器被用作第一超聲傳感器11，允許未聚焦超聲波US的傳播的平面型接收傳感器被用作第二超聲傳感器12。第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12能夠發(fā)送和接收超聲波US。提供超聲振蕩控制單元10以控制超聲波US在第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12之間的發(fā)送和接收。第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12在第一超聲傳感器11發(fā)送超聲波而第二超聲傳感器12接收波時(shí)處于第一狀態(tài)，在第二超聲傳感器12發(fā)送超聲波而第一超聲傳感器11接收波時(shí)處于第二狀態(tài)。超聲振蕩控制單元10使第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間切換，使得第一超聲傳感器11與第二超聲傳感器12不同地操作。在下面，發(fā)送超聲波US的超聲傳感器將稱為“發(fā)送側(cè)超聲傳感器11A”，接收傳輸穿過電極60和空氣層AR的超聲波US的超聲傳感器將稱為“接收側(cè)超聲傳感器12A”。在第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12當(dāng)中,接收穿過空氣層AR傳播的超聲波US的接收側(cè)超聲傳感器12A在接收波之后隨時(shí)間流逝而產(chǎn)生多個(gè)聲波形。在由此產(chǎn)生的聲波形當(dāng)中，首先檢測到的聲波形稱為“第一聲波形”，緊接著第一聲波形或繼第一聲波形之后檢測到的聲波形稱為“第二聲波形”(例如，參見圖9和圖10)。在第二聲波形與第一聲波形不重疊的條件下，根據(jù)電極糊62的厚度t，將第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12的各自的頻率設(shè)定到最低水平。更具體而言，第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12的頻率等于或低于400kHz，具有在相同頻帶中的標(biāo)稱頻率的超聲傳感器被用作第一超聲傳感器11和超聲傳感器12。 基于由接收側(cè)超聲傳感器12A所接收的超聲波US的衰減因子，計(jì)算電極糊62的厚度，其中，接收側(cè)超聲傳感器12A為第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12中的一個(gè)。并且，其間插入有電極60的第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12被定位為，使得第一超聲傳感器11的發(fā)生超聲振動(dòng)的第一振動(dòng)表面Ila與第二超聲傳感器12的發(fā)生超聲振動(dòng)的第二振動(dòng)表面12a之間的在垂直于第一和第二振動(dòng)表面lla、12a的方向上測量的探頭到探頭距離等于或小于IOOmm (在該實(shí)施例中，70mm)。通過由此控制的探頭到探頭距離，在第二聲波形種振幅處于最大值的條件下，基于由第一聲波形表不的接收信號，即，基于第一聲波形的衰減因子，測量電極糊62的厚度。由此，根據(jù)該實(shí)施例的超聲測量方法中，通過使超聲波US在第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12之間傳播來測量電極糊62的厚度。這里，將參考圖9到圖14描述電極60在發(fā)送側(cè)超聲傳感器IIA和接收側(cè)超聲傳感器12A之間所處于的位置與第二聲波形之間的關(guān)系。圖9為示意性示出了電極位于發(fā)送側(cè)超聲傳感器與接收側(cè)超聲傳感器之間的中間位置處的情況的說明圖，圖10示出了當(dāng)電極位于圖9中所示的位置處時(shí)由接收側(cè)超聲傳感器接收的超聲波的聲波形。圖IlA和圖IlB為說明圖，示意性示出了電極被設(shè)置在相對于發(fā)送側(cè)超聲傳感器與接收側(cè)超聲傳感器之間的中間位置稍靠近一側(cè)的位置處的情況。圖IlA示出了電極較靠近發(fā)送側(cè)超聲傳感器的情況，圖IlB示出了電極較靠近接收側(cè)超聲傳感器的情況。圖12示出了當(dāng)電極位于圖IlA或圖IlB中所示的位置處時(shí)由接收側(cè)超聲傳感器接收的超聲波的聲波形。圖13A和圖13B為說明圖，示意性示出了電極被設(shè)置在相對于發(fā)送側(cè)超聲傳感器與接收側(cè)超聲傳感器之間的中間位置很大程度地靠近一側(cè)的位置處的情況。圖13A示出了電極較靠近發(fā)送側(cè)超聲傳感器的情況，圖13B示出了電極較靠近接收側(cè)超聲傳感器的情況。圖14示出了當(dāng)電極位于圖13A或圖13B中所示的位置處時(shí)由接收側(cè)超聲傳感器接收的超聲波的聲波形。如上所述，接收側(cè)超聲傳感器12A在接收超聲波之后隨時(shí)間流逝而產(chǎn)生多個(gè)聲波形。在所述多個(gè)聲波形中，第一聲波形提供僅由透射波(即，從發(fā)送側(cè)超聲傳感器IlA朝向電極60發(fā)送并傳輸穿過金屬箔61和電極糊62的超聲波US)構(gòu)成的接收信號。第一聲波形不包含成為噪聲的回聲。此外，繼第一聲波形之后的奇數(shù)聲波形具有與第一聲波形相同或相似的趨勢。另一方面，繼第一聲波形之后檢測到的第二聲波形包含回聲并成為用于確定電極糊62的厚度所需的接收信號的噪聲，其中，該回聲包含由第一反射波產(chǎn)生的接收信號和由第二反射波產(chǎn)生的接收信號。提供接收信號的第一反射波是這樣的接收波，該接收波來自被電極60反射一次而不穿過電極60的輻射區(qū)域MB且然后傳輸穿過電極60的發(fā)送超聲波US。提供接收信號的第二反射波是這樣的接收波，該接收波來自傳輸穿過電極60的輻射區(qū)域MB、被接收側(cè)超聲傳感器12反射一次、然后返回到電極60并被電極60反射的發(fā)送超聲波US。 當(dāng)發(fā)送側(cè)超聲傳感器IlA與接收側(cè)超聲傳感器12A之間的探頭到探頭距離等于或小于IOOmm時(shí)，第一聲波形和第二聲波形具有在如下(I)到(3)中描述的關(guān)系。(I)當(dāng)電極60如圖9所示精確地位于發(fā)送側(cè)超聲傳感器IlA與接收側(cè)超聲傳感器12A之間的中間位置處時(shí)，第一反射波和第二反射波被以相同周期合成而產(chǎn)生其中合成波的振幅處于最大值的第二聲波形，如圖10所示。(2)當(dāng)電極60如圖IlA和IlB所示相對于發(fā)送側(cè)超聲傳感器IlA與接收側(cè)超聲傳感器12A之間的中間位置稍靠近一側(cè)時(shí)，相位不同的第一反射波和第二反射波彼此干涉而產(chǎn)生這樣的第二聲波形，該第二聲波形的振幅在第一反射波的相位從第二反射波的相位偏移了半個(gè)周期時(shí)處于最小值，如圖12所示。(3)當(dāng)電極60如圖13A和13B所示相對于發(fā)送側(cè)超聲傳感器IlA與接收側(cè)超聲傳感器12A之間的中間位置很大程度地靠近一側(cè)時(shí)，第一反射波的相位完全偏離第二反射波的相位，從而產(chǎn)生這樣的第二聲波形，在該第二聲波形中，第一反射波和第二反射波提供兩個(gè)分離的部分，如圖14所示。在上述情況(I)到(3)的任一情況下，由第一聲波形表示的接收信號僅由透射波(即，從發(fā)送側(cè)超聲傳感器IIA發(fā)送并傳輸穿過金屬箔61和電極糊62的超聲波US)構(gòu)成，且不受由第一反射波和第二反射波形成的多重反射波的影響。因此，建立了第一聲波形和第二聲波形不彼此重疊的上述條件。同時(shí)，電極60中的金屬箔61由具有大密度的金屬制成，即使超聲波US具有長波長和低頻率，超聲波US也可能傳播穿過金屬箔61。在傳播穿過金屬箔61期間,超聲波US衰減程度小，從超聲波US的波長獲得的分辨率是良好的。另一方面，即使超聲波US的傳播距離是相等的，傳播時(shí)間隨頻率降低而變長，這會(huì)導(dǎo)致第一聲波形與第二聲波形重疊的現(xiàn)象。電極糊62由具有比金屬箔61低的密度的非金屬材料制成，因此，與金屬箔61相t匕，具有長波長和低頻率的超聲波US較小可能傳播穿過電極糊62，而具有短波長和高頻率的超聲波US很可能傳播穿過電極糊62。另一方面，如果傳輸穿過電極糊62的超聲波US的頻率被升高到過高的水平，在超聲波US的傳播距離相等的情況下傳播時(shí)間變短，而當(dāng)超聲波US傳播穿過電極糊62時(shí)超聲波US衰減程度較大，因而從超聲波US的波長獲得的分辨率劣化。因此，在第二聲波形與第一聲波形不重疊的情況下，如上所述，根據(jù)電極糊62的厚度t (參見圖5)，優(yōu)選將發(fā)送側(cè)超聲傳感器IIA和接收側(cè)超聲傳感器12A (第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12)的各自的頻率被設(shè)定為在等于或小于400kHz的范圍內(nèi)盡可能低。將參考圖15簡要說明由接收側(cè)超聲傳感器12A接收的超聲波US的接收功率與接收側(cè)超聲傳感器12A的溫度之間的關(guān)系。圖15為表示與接收側(cè)超聲傳感器中相關(guān)的接收功率和溫度之間的關(guān)系的圖。隨著接收側(cè)超聲傳感器12A的操作時(shí)間變長，在接收側(cè)超聲傳感器12A中產(chǎn)生熱，且作為將所接收的超聲波轉(zhuǎn)換為電壓的結(jié)果的接收功率隨著接收側(cè)超聲傳感器12A自身溫度的升高而降低，如圖15所示。因此，優(yōu)選在對電極糊62的基礎(chǔ)重量和涂層分布的測量期間冷卻第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12而阻止接收側(cè)超聲傳感器12自身的溫度升高，以抑制或阻止接收功率的降低。將參考圖16描述根據(jù)該實(shí)施例的超聲測量方法測量電極糊62的厚度(即，確定電極糊62的基礎(chǔ)重量和涂層分布)的過程。圖16為示例了用于計(jì)算電極糊62的基礎(chǔ)重量的過程的流程圖。
在超聲測量系統(tǒng)I中完成了上述對第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12的校準(zhǔn)的情況下，超聲測量系統(tǒng)I計(jì)算電極糊62的基礎(chǔ)重量。如圖I所示，在電極制造線(未不出)上相對于電極60移動(dòng)與蓋35 —體的傳感器安裝部30,使得可以在測量電極糊62的基礎(chǔ)重量的測量區(qū)域MA中測量電極糊62的厚度。初始地，在步驟S31中，通過溫度計(jì)37測量在蓋35內(nèi)的主體31的開口 32中的空氣層AR的溫度。然后，在步驟S32中，基于上述式2到式4和由八個(gè)溫度計(jì)37檢測的溫度(例如，在開口 32中的八個(gè)位置處測量的溫度的平均)而確定作為校正常量的與空氣層AR的溫度對應(yīng)的聲速、密度以及聲阻抗。然后，在步驟S33中，使第一超聲傳感器11在第一狀態(tài)下振蕩一次，以將超聲波US發(fā)送到設(shè)置在第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12之間的空氣層AR中的電極60，使得超聲波US傳輸穿過電極60中的金屬箔61和電極糊62 (樣品)。當(dāng)?shù)谝怀晜鞲衅?1在第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12的標(biāo)稱頻率在400kHz附近的條件下振蕩一次且第一超聲傳感器11與第二超聲傳感器12的探頭到探頭距離為約70_時(shí)，第二超聲傳感器12提供由傳輸穿過樣品(電極糊62)和金屬箔61的約30個(gè)脈沖的超聲波US形成的聲波形形式的接收信號。當(dāng)超聲振蕩控制單元10將第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12從第一狀態(tài)切換到第二狀態(tài)時(shí)，第二超聲傳感器12振蕩一次，使得從第二超聲傳感器12發(fā)送的超聲波US傳輸穿過電極60中的樣品(電極糊62)和金屬箔61。當(dāng)?shù)诙晜鞲衅?2振蕩一次時(shí)，第一超聲傳感器11提供由傳輸穿過金屬箔61和樣品(電極糊62)的約30個(gè)超聲波US脈沖形成的聲波形形式的接收信號。在步驟S33中，無論第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12處于第一狀態(tài)還是第二狀態(tài)，在第二聲波形的振幅為最大值的條件下(這意味著，電極60精確地位于發(fā)送側(cè)超聲傳感器IlA和接收側(cè)超聲傳感器12A之間的中間位置處)，如圖9和10所示，獲得由約30個(gè)透射波US脈沖形成的聲波形作為第一聲波形。然后，在步驟S34中，基于在步驟S33中獲得的上述第一聲波形，計(jì)算與校正后的正弦波近似波形的最大振幅值F3。更具體而言，所獲得的透射波US的約30個(gè)脈沖當(dāng)中的初始約5個(gè)透射波US脈沖不能被獲得作為穩(wěn)定的接收信號；因此，通過平均化等等將穩(wěn)定化的剩余的約25個(gè)透射波US脈沖校正成正弦波近似的聲波形，并計(jì)算校正后的正弦波近似波形的最大振幅值F3。針對第一狀態(tài)和第二狀態(tài)的情況而獲得兩種類型的最大振幅值F3。然后，在步驟S35中，分別針對第一狀態(tài)和第二狀態(tài)的情況計(jì)算透射波US在傳輸穿過電極60時(shí)的衰減因子P。更具體而言，基于在步驟S34中計(jì)算的最大振幅值F3和在步驟S14(圖8)中計(jì)算的最大振幅值F1，通過將F3/F1乘以100(F3/F1X100)而計(jì)算衰減因子3。然后，在步驟S36中，基于預(yù)先產(chǎn)生的電極60的實(shí)際測量校準(zhǔn)曲線而計(jì)算與在步驟S35中計(jì)算的兩個(gè)衰減因子β中的每一個(gè)對應(yīng)的電極60的基礎(chǔ)重量。更具體而言，如果在第一狀態(tài)下接收側(cè)超聲傳感 器12Α的頻率為165kHz且衰減因子β為1.0%，則可以從圖7示出的實(shí)際測量校準(zhǔn)曲線得到電極60的基礎(chǔ)重量為約75g/m2。同樣，如果在第二狀態(tài)下接收側(cè)超聲傳感器12A的頻率為92kHz且衰減因子β為I. 7%，則可以從圖7示出的實(shí)際測量校準(zhǔn)曲線得到電極60的基礎(chǔ)重量為約80(g/m2)。然后，在步驟S37中，從在步驟S36中計(jì)算的電極60的兩種類型的基礎(chǔ)重量與金屬箔61的基礎(chǔ)重量之間的差計(jì)算電極糊62的基礎(chǔ)重量，并確定計(jì)算出的電極糊62的基礎(chǔ)重量是否為在測量誤差的允許范圍內(nèi)的可靠值。即，在步驟S36中示例的情況下，如果在第一狀態(tài)下接收側(cè)超聲傳感器12A的頻率為165kHz且傳輸穿過金屬箔61的透射波的衰減因子為Y 1，則從預(yù)先準(zhǔn)備的用于金屬箔61的實(shí)際測量校準(zhǔn)曲線得到金屬箔61的基礎(chǔ)重量為si (g/m2)。如果在第二狀態(tài)下接收側(cè)超聲傳感器12A的頻率為92kHz且傳輸穿過金屬箔61的透射波的衰減因子為Y2，則從預(yù)先準(zhǔn)備的用于金屬箔61的實(shí)際測量校準(zhǔn)曲線得到金屬箔61的基礎(chǔ)重量為s2 (g/m2)。在步驟S36中，通過從在第一狀態(tài)下計(jì)算的電極60的基礎(chǔ)重量(S卩，約75 (g/m2))減去在第一狀態(tài)下計(jì)算的金屬箔61的基礎(chǔ)重量si (g/m2)而獲得的差提供了在第一狀態(tài)下計(jì)算的電極糊62的基礎(chǔ)重量tl (g/m2)。同樣，通過從在第二狀態(tài)下計(jì)算的電極60的基礎(chǔ)重量(即，約80 (g/m2))減去在第二狀態(tài)下計(jì)算的金屬箔61的基礎(chǔ)重量s2 (g/m2)而獲得的差提供了在第二狀態(tài)下計(jì)算的電極糊62的基礎(chǔ)重量t2(g/m2)。操作者判定在第一狀態(tài)下電極糊62的基礎(chǔ)重量tl (g/m2)和在第二狀態(tài)下電極糊62的基礎(chǔ)重量t2 (g/m2)的計(jì)算值中的每一個(gè)是否為在測量誤差的允許范圍內(nèi)的可靠值，其中，基礎(chǔ)重量tl和基礎(chǔ)重量t2作為在電極制造線中實(shí)際制造的電極60的電極糊62的基礎(chǔ)重量。如果判定電極糊62的基礎(chǔ)重量tl、t2 (g/m2)的計(jì)算值為正常值，則對這兩個(gè)基礎(chǔ)重量tl、t2(g/m2)進(jìn)行算術(shù)處理(例如，求平均)，并獲得所產(chǎn)生的測量值作為在制造線上測量的電極60的電極糊62的基礎(chǔ)重量。然后，測量完成(在步驟S37中得到“是”)。如果基礎(chǔ)重量tl、t2(g/m2)的計(jì)算值彼此相差很大，或者對于在電極制造線上制造的電極60，基礎(chǔ)重量tl、t2(g/m2)的計(jì)算值與電極糊62的基礎(chǔ)重量的設(shè)計(jì)值相差較大，則不能將基礎(chǔ)重量tl、t2(g/m2)確定為正常值，將控制返回到步驟S33(在步驟S37中得到“否”)而不對兩種類型的基礎(chǔ)重量tl、t2(g/m2)進(jìn)行上述算術(shù)處理。如果在直到對基礎(chǔ)重量的計(jì)算的測量處理中存在問題，則在控制返回到步驟S33之后執(zhí)行上述步驟，直到問題解決。接下來，將參考圖6描述對電極糊62的涂層分布的測量。作為測量電極糊62的涂層分布的前提條件，四個(gè)第一超聲傳感器11當(dāng)中的位于寬度方向WD上的相反兩側(cè)的兩個(gè)第一超聲傳感器11和與這兩個(gè)第一超聲傳感器11配對的兩個(gè)第二超聲傳感器12被設(shè)置為使得電極糊62的在寬度方向W)上的相反兩側(cè)的邊緣部分62C被包括在四個(gè)第一超聲傳感器11所輻射的輻射區(qū)域MB內(nèi)(參見圖I)。在根據(jù)該實(shí)施例的超聲測量方法中，使用遮蔽裝置40來部分地阻擋超聲波US在第一超聲傳感器11與第二超聲傳感器12之間的傳播。在遮蔽裝置40被移動(dòng)到并設(shè)置在位于電極60與第二超聲傳感器12之間的與電極糊62的邊緣部分62C及其周邊對應(yīng)的位置處之后，第一超聲傳感器11朝向電極糊62的邊緣部分62C發(fā)送超聲波US，且由對應(yīng)的第二超聲傳感器12接收該超聲波。
S卩，在電極制造線中實(shí)際制造的電極60中，金屬箔61和電極糊62的寬度尺寸依賴于規(guī)范(specification)而可能分別不同。在電極60中，邊緣部分62C存在于電極糊62的在寬度方向WD上的相反兩側(cè)。如圖5和6所不,邊緣部分62C相對于金屬箔61的一個(gè)表面61a傾斜，且在邊緣部分62C中，電極糊62的厚度t從-0 (t = 0)逐漸增大。兩個(gè)遮蔽裝置40分別被移動(dòng)到電極糊62的邊緣部分62C的位置，并在邊緣部分62C位于與遮蔽開口 41對應(yīng)的部分中時(shí)停止，如圖6所示。
然后，在四對第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12當(dāng)中的位于在寬度方向WD上的相反兩側(cè)的兩對第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12中，第一超聲傳感器11朝向電極60發(fā)送超聲波US以對其輻射。由于第一超聲傳感器11為平面型發(fā)送傳感器而第二超聲傳感器12為平面型接收傳感器，因此，從每個(gè)第一超聲傳感器11發(fā)送并傳輸穿過電極60的超聲波US被劃分為到達(dá)遮蔽裝置40的部分和穿過遮蔽裝置40的遮蔽開口 41并由第二超聲傳感器12接收的部分，如圖6所示。到達(dá)遮蔽裝置40的超聲波US被遮蔽裝置40吸收，以使其不傳輸穿過遮蔽裝置40。將針對通過涂敷到金屬箔的相反兩個(gè)表面而施加電極糊的情況，描述本發(fā)明的第二實(shí)施例。該實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)域在于第三超聲傳感器13的存在、第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12的位置等等，但在其他部分方面與第一實(shí)施例相同。因此，將主要描述第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的差別，而簡化或省略對其他部分的說明。圖17為用于說明根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的超聲測量系統(tǒng)的構(gòu)造的示意圖。在圖17中，為了便于理解，未示出與蓋一體的傳感器安裝部。圖18為在寬度方向上觀察的電極的側(cè)視圖，用于說明檢查通過涂敷到金屬箔的相反兩個(gè)表面而施加的電極糊的基礎(chǔ)重量的方式。如圖17和18所示，該實(shí)施例的超聲測量系統(tǒng)101具有四個(gè)第三超聲傳感器13，其中第三超聲傳感器13是允許未聚焦超聲波的傳播的平面型傳感器。第一超聲傳感器11和第三超聲傳感器13被設(shè)置為經(jīng)由空氣層AR而位于電極60的一側(cè),使得超聲波US在第一超聲傳感器11與第三超聲傳感器之間被規(guī)則地反射。此外，第二超聲傳感器12被設(shè)置為通過在第一超聲傳感器11與第二超聲傳感器12之間設(shè)置的電極60而沿第一超聲傳感器11的軸向AX面對第一超聲傳感器11。第三超聲傳感器13為平面型傳感器。即，在該實(shí)施例中，每個(gè)第三超聲傳感器13具有接收超聲波US的一個(gè)第三振動(dòng)表面13a，且第三振動(dòng)表面13a整體上被形成為矩形形狀。第三超聲傳感器13可以在第三振動(dòng)表面13a處接收從第一超聲傳感器11發(fā)送并經(jīng)由空氣層AR而至少被電極60反射的超聲波(反射波)US。與第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12相同，第三超聲傳感器13同樣能夠接收超聲波，并具有400kHz或更低的相同頻帶。一個(gè)第一超聲傳感器11、一個(gè)第二超聲傳感器12和一個(gè)第三超聲傳感器13構(gòu)成一組超聲傳感器，并且，與第一實(shí)施例相同地，在與蓋35 (圖17中未不出)一體的傳感器安裝部30中安裝四組第一、第二和第三超聲傳感器11、12、13。第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12被設(shè)置為與電極60的金屬箔61成例如13°的角(圖18中，0 =13° )，且第三超聲傳感器13位于傳感器13能夠接收從第一超聲傳感器11發(fā)送并被電極60規(guī)則反射的超聲波US的角處。
如圖17所示，四個(gè)第三超聲傳感器13被電連接到第三超聲振蕩器13F。第三超聲振蕩器13F具有振蕩電路和接收電路，振蕩電路用于將電壓施加到第三振動(dòng)表面13a以產(chǎn)生超聲振動(dòng)，接收電路用于將接收超聲波的第三振動(dòng)表面13a的超聲振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電壓信號并接收該電壓信號。第一超聲振蕩器11F、第二超聲振蕩器12F以及第三超聲振蕩器13F被電連接到超聲振蕩控制單元10。超聲振蕩控制單元10控制超聲波US在第一超聲傳感器11與第二超聲傳感器12之間的發(fā)送和接收，還控制超聲波US在第一超聲傳感器11與第三超聲傳感器13之間的發(fā)送和接收。超聲振蕩控制單元10使第一超聲傳感器11和第三超聲傳感器13在發(fā)送側(cè)和接收側(cè)之間切換，以便以與在 上述說明的第一實(shí)施例中在第一超聲傳感器11與第二超聲傳感器12之間進(jìn)行的校準(zhǔn)相同的方式進(jìn)行第一超聲傳感器11與第三超聲傳感器13之間的校準(zhǔn)。接下來，將描述根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例的超聲測量方法。超聲測量系統(tǒng)101被用于測量通過涂敷到金屬箔61的一個(gè)表面61a而施加的電極糊62的基礎(chǔ)重量以及通過涂敷到金屬箔61的另一表面61b而施加的電極糊62的基礎(chǔ)重量。在測量基礎(chǔ)重量之前，預(yù)先把握超聲波US的當(dāng)傳輸穿過電極60時(shí)的衰減因子和超聲波US的當(dāng)傳輸穿過金屬箔61時(shí)的衰減因子β，并完成對第一超聲傳感器11、第二超聲傳感器12和第三超聲傳感器13的校準(zhǔn)。預(yù)先產(chǎn)生用于其中金屬箔61的兩個(gè)表面(即，一個(gè)表面61a和另一表面61b)涂敷有電極糊62的電極60的實(shí)際測量校準(zhǔn)曲線、用于其中金屬箔61的一個(gè)表面61a涂敷有電極糊62的電極60的實(shí)際測量校準(zhǔn)曲線以及用于金屬箔61的實(shí)際測量校準(zhǔn)曲線。在根據(jù)該實(shí)施例的超聲測量方法中，允許未聚焦超聲波US的傳播的平面型傳感器被用作第三超聲傳感器，且第一超聲傳感器11和第三超聲傳感器13被設(shè)置為經(jīng)由空氣層AR而位于電極60的一側(cè),使得超聲波US在第一超聲傳感器11和第三超聲傳感器13之間規(guī)則地反射，同時(shí)第二超聲傳感器12設(shè)置為通過電極60而沿第一超聲傳感器11的軸向方向面對第一超聲傳感器11。將描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的超聲測量方法和超聲測量系統(tǒng)的操作和效果。在根據(jù)第一或第二實(shí)施例的超聲測量方法中，提供第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12的對，且第一超聲傳感器11被設(shè)置為當(dāng)沿厚度方向TD觀察時(shí)經(jīng)由空氣層AR而位于電極60的一側(cè)，該電極60是通過用電極糊62涂敷以卷的形式卷繞的金屬箔61的一個(gè)表面61a或兩個(gè)表面61a、61b而形成的。通過使超聲波US在第一超聲傳感器11與第二超聲傳感器12之間傳輸而測量電極糊62的厚度。本超聲測量方法的特征在于，使用允許未聚焦超聲波US的傳播的平面型發(fā)送傳感器作為第一超聲傳感器11，且使用允許未聚焦超聲波US的傳播的平面型接收傳感器作為第二超聲傳感器12。由此，在電池制造過程中，當(dāng)在其中通過用電極糊62涂敷金屬箔61而制造電極60的制造線中測量電極糊62的厚度t或者電極糊62的基礎(chǔ)重量和涂層分布時(shí),使超聲波US從第一超聲傳感器11向電極60發(fā)送以用超聲波US輻射電極60的寬區(qū)域(輻射區(qū)域MB)，并使超聲波US傳輸穿過電極60中的金屬箔61和電極糊62。然后,第二超聲傳感器12在寬區(qū)域內(nèi)接收傳輸穿過金屬箔61和電極糊62的超聲波(透射波)，從而，與如在JP-A-2008-102160中公開的現(xiàn)有技術(shù)的點(diǎn)型超聲傳感器相比，可以在電極60的更寬范圍內(nèi)獲得用于確定電極糊62的厚度t的接收信號。S卩，使用允許未聚焦超聲波US的傳播的平面型發(fā)送傳感器作為第一超聲傳感器11，且使用允許未聚焦超聲波US的傳播的平面型接收傳感器作為第二超聲傳感器12。通過該設(shè)置，第一超聲傳感器11將超聲波US經(jīng)由空氣層AR而至少發(fā)送到電極60的與第一振動(dòng)表面Ila相對的區(qū)域內(nèi)，且第二超聲傳感器12在第二振動(dòng)表面12a處接收從第一超聲傳感器11發(fā)送用于輻射的并經(jīng)由空氣層AR傳輸穿過至少電極60的超聲波(透射波)US。因此，在第一或第二實(shí)施例的超聲測量方法中，與點(diǎn)型超聲傳感器相比，第二超聲傳感器12提供用于在電極60的更寬區(qū)域或范圍內(nèi)確定電極糊62的厚度t的接收信號。由此，可以在電極60的制造線上實(shí)施關(guān)于電極糊62的厚度t或者電極糊62的基礎(chǔ)重量和涂層分布的質(zhì)量檢查。由于可以從電極60的寬區(qū)域獲得代表由第二超聲傳感器12接收的透射波US的 接收信號，因此可以在電極60的較寬范圍內(nèi)檢測電極糊62的厚度t。因此，可以正確并精確地把握測量范圍內(nèi)的電極糊62的厚度t的變化，并可以高可靠性地測量由第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12輻射的電極60的輻射區(qū)域MB中的電極糊62的總體厚度t或者電極糊62的基礎(chǔ)重量。另一方面，通過測量在電極糊62的每個(gè)邊緣部分62C處的給定范圍內(nèi)的電極糊62的厚度而進(jìn)行對電極糊62的涂層分布的檢查，從而把握邊緣部分62C的總體形狀。由此，與使用輻射測量系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)的測量方法或在JP-A-2008-102160中公開的點(diǎn)型超聲傳感器相比，由于可以在電極60中的較寬范圍內(nèi)檢測電極糊62的厚度t，因而可以以改善的精度測量電極糊62的涂層分布。圖19為表示發(fā)送側(cè)超聲傳感器和接收側(cè)超聲傳感器之間的探頭到探頭距離與由接收側(cè)超聲傳感器接收的超聲波的最大振幅之間的關(guān)系的圖，以用于比較點(diǎn)型超聲傳感器和平面型超聲傳感器。如圖19所示，在平面型超聲傳感器中，即使探頭到探頭距離大幅地變化，由接收側(cè)超聲傳感器接收的接收波的振幅也不會(huì)隨探頭到探頭距離而大幅地變化。另一方面，在如JP-A-2008-102160中公開的相關(guān)技術(shù)的點(diǎn)型超聲傳感器中，與平面型超聲傳感器相比，即使在探頭到探頭距離的相同范圍內(nèi)，由接收側(cè)超聲傳感器接收的接收波的振幅也會(huì)改變較大的量。例如，即使探頭到探頭距離改變1mm，接收波的振幅依賴于探頭到探頭距離而減小10%到20%。因此，如果使用平面型超聲傳感器來測量或檢查電極糊62的基礎(chǔ)重量和涂層分布，測量精度不會(huì)因探頭到探頭距離的些許改變而受到很大程度的影響，因此可以高精度地測量基礎(chǔ)重量和涂層分布。在測量未用電極糊62涂敷的樣品(金屬箔)和涂敷有電極糊62的樣品之間的重量差的相關(guān)技術(shù)的質(zhì)量檢查中，不能精確地確定電極糊62的基礎(chǔ)重量和涂層分布。此外，使用從制造線取出的電極60的樣品在制造線外部進(jìn)行質(zhì)量檢查；因此，需要用于進(jìn)行質(zhì)量檢查的額外或附加的步驟，這導(dǎo)致成本增加。此外，由于輻射測量系統(tǒng)相當(dāng)昂貴，因此使用輻射測量系統(tǒng)的質(zhì)量檢查具有設(shè)備成本過高的缺點(diǎn)。另一方面，在根據(jù)第一或第二實(shí)施例的超聲測量方法中，用于制造電極60的制造線不需停止，并且在制造線的操作期間就可以進(jìn)行質(zhì)量檢查；因此，不需要用于進(jìn)行質(zhì)量檢查的額外或附加的步驟，從而不會(huì)增加成本。此外，由第一超聲傳感器11、第二超聲傳感器12等等構(gòu)成并在第一或第二實(shí)施例的超聲測量方法中使用的系統(tǒng)(超聲測量系統(tǒng)I)的設(shè)備成本低于輻射測量系統(tǒng)的設(shè)備成本，因而可以大幅降低由電極60反映的成本。因此，第一或第二實(shí)施例的超聲測量方法產(chǎn)生以下優(yōu)良效果可以在制造電極60的制造線上低成本、高可靠性且高測量精度地測量通過涂敷到電極60而施加的電極糊62的厚度t。
在根據(jù)第一或第二實(shí)施例的超聲測量方法中，能夠發(fā)送和接收超聲波US的傳感器被用作第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12，并提供超聲振蕩控制單元10以控制超聲波US在第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12之間的發(fā)送和接收。第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12在第一超聲傳感器11發(fā)送超聲波而第二超聲傳感器12接收超聲波時(shí)處于第一狀態(tài)，在第二超聲傳感器12發(fā)送超聲波而第一超聲傳感器11接收超聲波時(shí)處于第二狀態(tài)。超聲振蕩控制單元10使第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間切換，使得第一超聲傳感器11與第二超聲傳感器12不同地操作。通過該設(shè)置，可以基于兩種類型的接收波信號，即，表示在第一狀態(tài)下由第二超聲傳感器12接收的波的第二接收波信號和表示在第二狀態(tài)下由第一超聲傳感器11接收的波的第一接收波信號，以高精度確定電極糊62的厚度t，并確保改善的測量可靠性。S卩，在根據(jù)第一或第二實(shí)施例的超聲測量方法中，具有在相同頻帶中的標(biāo)稱頻率的超聲傳感器被用作第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12。通常，在嚴(yán)格意義上，即使超聲傳感器具有相同頻帶，這些超聲傳感器也具有稍微不同的頻率，并且各超聲傳感器具 有特定的或固有的頻率。根據(jù)第一或第二實(shí)施例的超聲測量方法利用因超聲傳感器的特性而不可避免地出現(xiàn)的在第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12之間的這樣的頻率差異。即，在第一超聲傳感器11具有作為特定特征值的頻率fl(f)且第二超聲傳感器12具有作為特定特征值的頻率f2 (f)的情況下，頻率fl和頻率f2基本上彼此相等，即，fl f2。如上所述，根據(jù)下列公式確定在空氣中的聲速、密度以及聲阻抗。(I)聲速C = ·χλ...式1，其中C為聲速(m/秒)，f為頻率(kHz)，λ為波長(m)，或者C=331. 5+(0.61父0...式2，其中七為溫度(1)。(2)密度 P = I. 293 X (273. 15/(273. 15+t)) X (P/1013. 25)...式 3，其中 P 為密度(kg/m3) (ntp)，t 為溫度(°C )，P 為大氣壓力(atm)。(3)聲阻抗Z= P XC...式4，其中Z為聲阻抗(Pa · s/m)。從上式I和式4可得λ = Z/f/ P ...式5。由于大氣壓力下空氣中的聲速、密度以及聲阻抗與空氣的溫度成比例，如式I到式3所示，如果聲阻抗和密度被視為隨溫度改變而變化的常量，則波長λ與頻率f成反比。S卩，當(dāng)系統(tǒng)處于第一狀態(tài)時(shí)，從頻率f 1(f)的第一超聲傳感器11發(fā)送的超聲波US傳輸穿過電極60，并被頻率f2(f)的第二超聲傳感器12接收。在該情況下，從式5獲得的由第二超聲傳感器12接收的超聲波(透射波)US的波長λ 2(第二接收波信號)被表示為λ 2 = Z2/f2/ P 2，其中λ 2為由第二超聲傳感器12接收的超聲波US的波長(m)，Z2和P 2為常量。當(dāng)系統(tǒng)處于第二狀態(tài)時(shí)，從頻率f2 (f)的第二超聲傳感器12發(fā)送的超聲波傳輸穿過電極60，并由頻率fl(f)的第一超聲傳感器11接收。在該情況下，從式5獲得的由第一超聲傳感器11接收的透射波US的波長λ I (第一接收波信號)被表不為λ I = Zl/fl/pl，其中λ I為由第一超聲傳感器11接收的超聲波US的波長(m)，Zl和P I為常量。由于常量具有Zl ^ Z2和P I ^ P 2的關(guān)系且頻率具有fl ^ f2的關(guān)系，因此作為第一接收波信號的波長λ I和作為第二接收波信號的波長λ 2具有λ I λ 2的關(guān)系。如果基于表示由僅僅一個(gè)超聲傳感器接收的波的接收波信號而獲得電極糊62的厚度t，則操作者難以確定在測量時(shí)是否在正常狀態(tài)下獲得接收波信號，因而測量欠缺可靠性。另一方面，在根據(jù)第一或第二實(shí)施例的超聲測量方法中，超聲振蕩控制單元10使第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間切換，使得第一超聲傳感器11與第二超聲傳感器12不同地操作。通過該配置，在考慮到測量期間的空氣溫度改變而獲得電極糊62的厚度t時(shí)，可以基于兩種類型的接收信號，即，當(dāng)系統(tǒng)處于第一狀態(tài)時(shí)由第二超聲傳感器12接收的超聲波US的第二接收波信號(入2)和當(dāng)系統(tǒng)處于第二狀態(tài)時(shí)由第一超聲傳感器11接收的超聲波US的第一接收波信號(入1)，測量厚度t。通過使用第一接收波信號和第二接收波信號，如果第一接收波信號和第二接收波信號具有關(guān)系A(chǔ)l X 2，則操作者可以確定在測量時(shí)接收波信號是在正常狀態(tài)下獲得的。圖20為表示接收的超聲波的波長與接收功率之間的關(guān)系的圖。在超聲傳感器中，作為聲傳播的特性，在超聲波的接收功率的幅度(超聲波強(qiáng)度)與所接收的超聲波的波長之間通常存在特定的相關(guān)性。超聲波強(qiáng)度沿在給定波長處具有峰值的正態(tài)分布曲線變化，如圖20所示。如果波長移動(dòng)為稍短于或稍長于與該峰值對應(yīng)的給定波長，則超聲波強(qiáng)度從該峰值大幅降低。此外，如果接收的超聲波P、Q具有不同的波長且與峰值對應(yīng)的給定波長在超聲波P和Q之間是不同的，則在接收的超聲波P的超聲波強(qiáng)度的幅度與接收的超聲波Q的超聲波強(qiáng)度的幅度之 間產(chǎn)生大的差異。如果第一接收波信號和第二接收波信號具有關(guān)系入I X 2，則與第一接收波信號\ I對應(yīng)的超聲波強(qiáng)度的峰值和與第二接收波信號入2對應(yīng)的超聲波強(qiáng)度的峰值接近基本上相同的峰值，因此，由第一超聲傳感器11接收的超聲波和由第二超聲傳感器12接收的超聲波具有基本上相同的強(qiáng)度。在第一或第二實(shí)施例的超聲測量方法中，如果在測量電極糊62的厚度t之前，預(yù)先把握超聲波US的當(dāng)傳輸穿過金屬箔61時(shí)的衰減因子或金屬箔61的厚度，然后基于其超聲波強(qiáng)度具有基本上相同的峰值的第一接收波信號和第二接收波信號而計(jì)算電極糊62的厚度，則可以實(shí)現(xiàn)高度可靠和高度精確的測量。因而，可以基于第一接收波信號和第二接收波信號而高精度地獲得電極糊62的厚度t。在根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的超聲測量方法中，使用允許未聚焦超聲波US的傳播的平面型傳感器作為第三超聲傳感器13，第一超聲傳感器11和第三超聲傳感器13被設(shè)置為經(jīng)由空氣層AR而位于電極60的一側(cè),使得超聲波US在第一超聲傳感器11與第三超聲傳感器之間被規(guī)則地反射，同時(shí)，第二超聲傳感器12被設(shè)置為通過電極60而沿第一超聲傳感器11的軸向AX面對第一超聲傳感器11。通過該配置，對于其中金屬箔61的相反表面61a、61b涂敷有電極糊62的電極60，基于由第三超聲傳感器13接收的超聲波的橫波所產(chǎn)生的接收信號而測量在金屬箔61的一個(gè)表面61a上的電極糊62的厚度t,且同時(shí)基于由第二超聲傳感器12接收的超聲波US的縱波所產(chǎn)生的接收信號而測量在金屬箔61的另一表面61b上的電極糊62的厚度t。S卩，在測量電極糊62的厚度t之前，從基于衰減因子而產(chǎn)生的用于金屬箔61的校準(zhǔn)曲線，預(yù)先把握金屬箔61的基礎(chǔ)重量，其中，該衰減因子為在未用電極糊62金屬箔61涂敷的狀態(tài)下當(dāng)超聲波US傳輸穿過金屬箔61時(shí)產(chǎn)生的基底透射信號。在第二實(shí)施例的超聲測量方法中，從第一超聲傳感器11發(fā)送的超聲波US作為橫波經(jīng)由在金屬箔61的一個(gè)表面61a上的電極糊62而傳輸?shù)浇饘俨?1,并被金屬箔61規(guī)則反射,而第三超聲傳感器13經(jīng)由在金屬箔61的一個(gè)表面61a上的電極糊62而接收反射波US。由此,第三超聲傳感器13在接收由金屬箔61的一個(gè)表面61a規(guī)則反射的反射波US時(shí)獲得基底反射信號，并基于該基底反射信號而確定在金屬箔61的一個(gè)表面61a上的電極糊62的基礎(chǔ)重量(厚度t)。另一方面，在超聲波US從第一超聲傳感器11發(fā)送到第三超聲傳感器13的同時(shí)，從第一超聲傳感器11發(fā)送的超聲波US作為縱波而傳輸穿過在金屬箔61的一個(gè)表面61a上的電極糊62、金屬箔61以及在金屬箔61的另一個(gè)表面61b上的電極糊62,且第二超聲傳感器12接收作為電極透射信號的透射波，該透射波穿過包括在金屬箔61的另一表面61b上的電極糊62的電極60。通過該配置，基于該電極透射信號而計(jì)算電極60的基礎(chǔ)重量，且通過從計(jì)算的電極60的基礎(chǔ)重量減去金屬箔61的基礎(chǔ)重量和在金屬箔61的一個(gè)表面61a上的電極糊62的基礎(chǔ)重量而獲得在金屬箔61的另一表面61b上的電極糊62的基礎(chǔ)重量(厚度t)。因此，可以基于由第三超聲傳感器13接收的超聲波US的橫波所產(chǎn)生的接收信號而測量在金屬箔61的一個(gè)表面61a上的電極糊62的厚度t,并且同時(shí)可以基于由第二超聲 傳感器12接收的超聲波US的縱波所產(chǎn)生的接收信號而測量在金屬箔61的另一表面61b上的電極糊62的厚度t。由此，可以簡化用于測量通過涂敷到電極60中的金屬箔61的相反兩面6la、6Ib中的每一個(gè)而施加的電極糊62的厚度的設(shè)備。在根據(jù)第一或第二實(shí)施例的超聲測量方法中，部分地阻擋超聲波US的傳播的遮蔽裝置40被設(shè)置在第一超聲傳感器11與第二超聲傳感器12之間。在將遮蔽裝置40移動(dòng)到并設(shè)置為位于電極60與第二超聲傳感器12之間的與電極糊62的邊緣部分62C及其周邊對應(yīng)的位置處之后，第一超聲傳感器11朝向電極糊62的邊緣部分62C發(fā)送超聲波，且第二超聲傳感器12接收該超聲波。結(jié)果，作為從第一超聲傳感器11朝向第二超聲傳感器12發(fā)送的超聲波US的一部分的、傳輸?shù)竭吘壊糠?2的周邊的振動(dòng)被遮蔽裝置40阻擋，并被阻止傳輸?shù)降诙晜鞲衅?2，同時(shí)，傳輸穿過邊緣部分62C的振動(dòng)到達(dá)第二超聲傳感器12而不被遮蔽裝置40吸收。在該方面，邊緣部分62C的厚度可以依賴于邊緣部分62C的形狀而在各部分之間不同。如果邊緣部分62C的厚度在各部分之間不同，則超聲波US傳播穿過邊緣部分62的距離在各部分之間不同；因此，表示由第二超聲傳感器12接收的透射波US的衰減因子的接收信號根據(jù)邊緣部分62C的形狀而變化。因此，在邊緣部分62C的周邊覆蓋有遮蔽裝置40的情況下，可以基于由第二超聲傳感器12接收的接收信號，根據(jù)電極糊62的厚度t，清晰地檢測電極糊62的涂層分布，S卩，電極糊62的邊緣部分62C的形狀。在第一或第二實(shí)施例的超聲測量方法中，接收穿過空氣層AR傳播的超聲波US的接收側(cè)超聲傳感器12A在接收超聲波之后隨時(shí)間流逝而產(chǎn)生多個(gè)聲波形。在由此產(chǎn)生的聲波形中，首先檢測到的聲波形被表示為“第一聲波形”，繼第一聲波形之后檢測到的聲波形被表不為“第二聲波形”。在第二聲波形與第一聲波形不重疊的條件下，根據(jù)電極糊62的厚度t，至少第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12的各自的頻率被設(shè)定到盡可能低的水平；因此，在波穿過電極糊62的傳輸期間的超聲波US的衰減可被降低到最小，并可改善由接收側(cè)超聲傳感器12A接收的接收信號的分辨率。因此，可以高精度地獲得電極糊62的厚度t。在第一實(shí)施例的超聲測量方法中，基于由接收側(cè)超聲傳感器12A所接收的超聲波US的衰減因子β，計(jì)算電極糊62的厚度t，其中，接收側(cè)超聲傳感器12A為第一超聲傳感器11到第三超聲傳感器13中的一個(gè)。因此，如果預(yù)先把握超聲波US在傳輸穿過金屬箔61時(shí)的衰減因子Y并預(yù)先產(chǎn)生表示金屬箔61中的超聲波US的衰減因子Y與金屬箔61的基礎(chǔ)重量之間的關(guān)系的校準(zhǔn)曲線,則可以通過從與超聲波US的衰減因子β對應(yīng)的電極60的基礎(chǔ)重量減去與超聲波US的衰減因子Y對應(yīng)的金屬箔61的基礎(chǔ)重量，容易地計(jì)算電極糊62的厚度t。
在根據(jù)第一或第二實(shí)施例的超聲測量方法中，其間插入有電極60的第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12被設(shè)置為使得在垂直方向上測量的第一超聲傳感器11的發(fā)生超聲振動(dòng)的第一振動(dòng)表面I Ia與第二超聲傳感器12的發(fā)生超聲振動(dòng)的第二振動(dòng)表面12a之間的距離等于或小于IOOmm(在第一實(shí)施例中，70mm)。由于在第二聲波形具有最大振幅的條件下測量電極糊62的厚度t，因此可以確保在測量期間在制造線上正被制造的電極60精確地位于第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12之間的中間位置處，并且在以卷的形式卷繞的金屬箔61中沒有發(fā)現(xiàn)波動(dòng)(undulation)。操作者還可以確認(rèn)以良好條件用電極糊62涂敷金屬箔61，且電極60的質(zhì)量是良好的。S卩，在接收側(cè)超聲傳感器12A接收超聲波之后隨時(shí)間流逝以特定時(shí)間間隔檢測所述多個(gè)聲波形時(shí)，第一聲波形提供僅由傳輸穿過金屬箔61和電極糊62的透射波US構(gòu)成的接收信號，而不包含成為噪聲的回聲，其中，第一聲波形為由接收側(cè)超聲傳感器12A檢測到的所述多個(gè)聲波形中的一個(gè)。特別地，當(dāng)?shù)谝怀晜鞲衅?1的第一振動(dòng)表面Ila與第二超聲傳感器12的第二振動(dòng)表面12a之間的距離為IOOmm或更小時(shí)，繼第一聲波形之后的奇數(shù)聲波形具有與第一聲波形相同或相似的趨勢；然而，在傳送之后，超聲波強(qiáng)度隨傳播距離變長而減小，且超聲波US的衰減增加。因此，使用具有第一聲波形的接收信號來確定電極糊62的厚度t是恰當(dāng)?shù)摹Ｍ瑯?，如上所述，第二聲波形具有既包含由第一反射波產(chǎn)生的接收信號也包含由第二反射波產(chǎn)生的接收信號的回聲，并成為獲得電極糊62的厚度t所需的接收信號的噪聲。在根據(jù)第一或第二實(shí)施例的超聲測量方法中，當(dāng)?shù)谝怀晜鞲衅?1的第一振動(dòng)表面Ila與第二超聲傳感器12的第二振動(dòng)表面12a之間的距離等于或小于IOOmm且第二聲波形具有最大振幅時(shí)，測量涂層材料的厚度。因此，在測量期間，在生產(chǎn)線上正被制造的電極60被設(shè)置為精確地位于第一超聲傳感器11與第二超聲傳感器12之間的中間位置處，并且在以卷的形式卷繞的金屬箔61中沒有發(fā)現(xiàn)波動(dòng)。由此，操作者可以確認(rèn)處于良好狀態(tài)的金屬箔61被電極糊62涂敷。在根據(jù)第一或第二實(shí)施例的超聲測量方法中，基于具有第一聲波形的接收信號而測量電極糊62的厚度。由此可以測量電極糊62的厚度，同時(shí)去除測量誤差的因素，即，殘留在以卷的形式卷繞的金屬箔61中的波動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的第一或第二實(shí)施例的超聲測量系統(tǒng)I、101具有第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12的對，第一超聲傳感器11被設(shè)置為當(dāng)沿厚度方向TD觀察時(shí)經(jīng)由空氣層AR而位于電極60的一側(cè),而第二超聲傳感器12被設(shè)置為經(jīng)由空氣層AR而位于電極60的另一側(cè)，其中，電極60是通過用電極糊62涂敷以卷的形式卷繞的金屬箔61的一個(gè)表面61a或兩個(gè)表面61a、61b而形成的。通過使超聲波US在第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12之間傳輸而測量電極糊62的厚度t。超聲測量系統(tǒng)I、101的特征在于，第一超聲傳感器11為允許未聚焦超聲波US的傳播的平面型發(fā)送傳感器，第二超聲傳感器12為允許未聚焦超聲波US的傳播的平面型接收傳感器。由此，在電池制造過程中，當(dāng)在通過用電極糊62涂敷金屬箔61而制造電極60的制造線中測量電極糊62的厚度t或者電極糊62的基礎(chǔ)重量和涂層分布時(shí)，從第一超聲傳感器11向電極60發(fā)送超聲波US以用超聲波US福射電極60的寬區(qū)域(輻射區(qū)域MB)，且超聲波US傳輸穿過電極60中的金屬箔61和電極糊62。然后，第二超聲傳感器12在寬區(qū)域內(nèi)接收傳輸穿過金屬箔61和電極糊62的超聲波(透射波)，從而可以在電極60的寬范圍內(nèi)獲得用于確定電極糊62的厚度t的接收信號。 S卩，在第一或第二實(shí)施例的超聲測量系統(tǒng)1、101中，與點(diǎn)型超聲傳感器相比，第二超聲傳感器12在電極60的較寬范圍內(nèi)提供用于確定電極糊62的厚度t的接收信號，并且可以在電極60的制造線上進(jìn)行對電極糊62的厚度t或者電極糊62的基礎(chǔ)重量和涂層分布的質(zhì)量檢查。具體而言，當(dāng)希望在制造線上的寬范圍內(nèi)均勻地對在制造線上制造的電極60進(jìn)行質(zhì)量檢查(例如，測量電極糊62的基礎(chǔ)重量和涂層分布)時(shí)，對于在制造線上從電極片60連續(xù)制造的所有電極(最終制品)，可以在線測量電極糊62的厚度t。由于可以從電極60的寬區(qū)域獲得表示由第二超聲傳感器12接收的透射波US的接收信號，因此可以在電極60的較寬范圍內(nèi)檢測電極糊62的厚度t。因此，可以正確或精確地把握在測量范圍內(nèi)的電極糊62的厚度t的變化，并且可以高可靠性地測量由第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12輻射的電極60的輻射區(qū)域MB中的電極糊62的總體厚度t或電極糊62的基礎(chǔ)重量。因此，與使用輻射測量系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)的測量方法或在JP-A-2008-102160中公開的點(diǎn)型超聲傳感器相比，由于可以在電極60中的較寬范圍內(nèi)檢測電極糊62的厚度t，因而可以以改善的精度測量電極糊62的涂層分布。在測量未涂敷電極糊62的樣品(金屬箔)和涂敷有電極糊62的樣品之間的重量差的相關(guān)技術(shù)的質(zhì)量檢查中，不能精確地確定電極糊62的基礎(chǔ)重量和涂層分布。此外，使用從制造線取出的樣品在制造線外部進(jìn)行質(zhì)量檢查；因此，需要用于進(jìn)行質(zhì)量檢查的額外或附加的步驟，這導(dǎo)致成本增加。此外，由于輻射測量系統(tǒng)相當(dāng)昂貴，因此使用輻射測量系統(tǒng)的質(zhì)量檢查具有設(shè)備成本過高的缺點(diǎn)。另一方面，在超聲測量系統(tǒng)1、101中，用于制造電極60的制造線不需停止，并且在制造線的操作期間就可以進(jìn)行質(zhì)量檢查；因此，不需要用于進(jìn)行質(zhì)量檢查的額外或附加的步驟，從而不會(huì)增加成本。此外，超聲測量系統(tǒng)1、101的設(shè)備成本低于輻射測量系統(tǒng)的設(shè)備成本，因而可以極大地降低由電極60反映的成本。具體而言，超聲測量系統(tǒng)1、101可以容易地并入到用于制造電極60的制造線中，無論該系統(tǒng)被新安裝還是已經(jīng)被安裝；因此，可以低成本地將超聲測量系統(tǒng)1、101安裝在制造線中。因此，第一或第二實(shí)施例的超聲測量系統(tǒng)1、101產(chǎn)生了以下優(yōu)良效果可以在制造電極60的制造線上低成本、高可靠性且高測量精度地測量通過涂敷到電極60而施加的電極糊62的厚度。在根據(jù)第一或第二實(shí)施例的超聲測量系統(tǒng)I、101中，第一超聲波測量11和第二超聲傳感器12能夠發(fā)送和接收超聲波US，并提供超聲振蕩控制單元10以控制超聲波US在第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12之間的發(fā)送和接收。第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12在第一超聲傳感器11發(fā)送超聲波而第二超聲傳感器12接收超聲波時(shí)處于第一狀態(tài)，在第二超聲傳感器12發(fā)送超聲波而第一超聲傳感器11接收超聲波時(shí)處于第二狀態(tài)。超聲振蕩控制單元10使第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間切換，使得第一超聲傳感器11與第二超聲傳感器12不同地操作。通過該設(shè)置，可以基于兩種類型的接收波信號，即，表示在第一狀態(tài)下由第二超聲傳感器12接收的波的第二接收波信號和表示在第二狀態(tài)下由第一超聲傳感器11接收的波的第一接收波信號，以高精度確定電極糊62的厚度t，確保了改善的測量可靠性。
如果基于表示由僅僅一個(gè)超聲傳感器接收的波的接收波信號而獲得電極糊62的厚度t，則操作者難以確定在測量時(shí)是否在正常狀態(tài)下獲得接收波信號，因而測量欠缺可靠性。另一方面，在根據(jù)第一或第二實(shí)施例的超聲測量系統(tǒng)1、101中，超聲振蕩控制單元10使第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間切換，使得第一超聲傳感器11與第二超聲傳感器12不同地操作。通過該配置，在考慮到測量期間的空氣溫度改變而獲得電極糊62的厚度t時(shí)，可以基于兩種類型的接收信號，即，當(dāng)系統(tǒng)處于第一狀態(tài)時(shí)由第二超聲傳感器12接收的超聲波US的第二接收波信號(入2)和當(dāng)系統(tǒng)處于第二狀態(tài)時(shí)由第一超聲傳感器11接收的超聲波US的第一接收波信號(入I)，測量厚度t。通過使用第一接收波信號和第二接收波信號，如果第 一接收波信號和第二接收波信號具有關(guān)系A(chǔ)l X 2，則操作者可以確定在測量時(shí)接收波信號是在正常狀態(tài)下獲得的。因此，可以高精度且高可靠性地測量電極糊62的厚度。根據(jù)第二實(shí)施例的超聲測量系統(tǒng)101具有允許未聚焦超聲波US的傳播的平面型傳感器形式的第三超聲傳感器13，且第一超聲傳感器11和第三超聲傳感器13被設(shè)置為經(jīng)由空氣層AR而位于電極60的一側(cè),使得超聲波US在第一超聲傳感器11與第三超聲傳感器13之間被規(guī)則地反射，并且，第二超聲傳感器12被設(shè)置為通過電極60而在第一超聲傳感器11的軸向AX上面對第一超聲傳感器11。通過該設(shè)置,對于其中金屬箔61的相反表面61a、61b涂敷有電極糊62的電極60，基于由第三超聲傳感器13接收的超聲波US的橫波所產(chǎn)生的接收信號而測量在金屬箔61的一個(gè)表面61a上的電極糊62的厚度t,且同時(shí)基于由第二超聲傳感器12接收的超聲波US的縱波所產(chǎn)生的接收信號而測量在金屬箔61的另一表面61b上的電極糊62的厚度t。S卩，在測量電極糊62的厚度t之前，通過基于衰減因子而產(chǎn)生的用于金屬箔61的校準(zhǔn)曲線，預(yù)先把握金屬箔61的基礎(chǔ)重量，其中，該衰減因子為在金屬箔61未涂敷有電極糊62的狀態(tài)下超聲波US傳輸穿過金屬箔61時(shí)所產(chǎn)生的基底透射信號。在超聲測量系統(tǒng)101中，從第一超聲傳感器11發(fā)送的超聲波US作為橫波經(jīng)由在金屬箔61的一個(gè)表面61a上的電極糊62而傳輸?shù)浇饘俨?1,并被金屬箔61規(guī)則反射,且第三超聲傳感器13接收經(jīng)由在金屬箔61的一個(gè)表面61a上的電極糊62的反射波US。由此,第三超聲傳感器13在接收由金屬箔61的一個(gè)表面61a規(guī)則反射的反射波US時(shí)獲得基底反射信號,并基于該基底反射信號而確定在金屬箔61的一個(gè)表面61a上的電極糊62的基礎(chǔ)重量(厚度t)。另一方面，在超聲波US從第一超聲傳感器11傳輸?shù)降谌晜鞲衅?3的同時(shí)，從第一超聲傳感器11發(fā)送的超聲波US作為縱波而傳輸穿過在金屬箔61的一個(gè)表面61a上的電極糊62、金屬箔61以及在金屬箔61的另一個(gè)表面61b上的電極糊62,且第二超聲傳感器12接收作為電極透射信號的透射波US，該透射波US穿過電極60，其中，電極60包括在金屬箔61的另一表面61b上的電極糊62。然后，厚度計(jì)算單元20基于該電極透射信號而計(jì)算電極60的基礎(chǔ)重量，且通過從計(jì)算的電極60的基礎(chǔ)重量減去金屬箔61的基礎(chǔ)重量和在金屬箔61的一個(gè)表面61a上的電極糊62的基礎(chǔ)重量而獲得在金屬箔61的另一表面61b上的電極糊62的基礎(chǔ)重量(厚度t)。因此，可以基于由第三超聲傳感器13接收的超聲波US的橫波所產(chǎn)生的接收信號而測量在金屬箔61的一個(gè)表面61a上的電極糊62的厚度t,并且同時(shí)可以基于由第二超聲傳感器12接收的超聲波US的縱波所產(chǎn)生的接收信號而測量在金屬箔61的另一表面61b上的電極糊62的厚度t。由此，可以簡化用于測量通過涂敷到電極60中的金屬箔61的相反兩面6la、6Ib中的每一個(gè)而施加的電極糊62的厚度的設(shè)備。在第一實(shí)施例的超聲傳感器系統(tǒng)I中，第一超聲傳感器11發(fā)送超聲波US,第二超聲傳感器12接收從第一超聲傳感器11發(fā)送的超聲波US，并且提供遮蔽裝置40以部分地阻擋超聲波US在第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12之間的傳播。由于遮蔽裝置40可以被移動(dòng)到并設(shè)置為位于電極60與第二超聲傳感器12之間的與電極糊62的邊緣部分62C及其周邊對應(yīng)的位置處，因此，作為從第一超聲傳感器11朝向第二超聲傳感器12發(fā)送的超聲波US的一部分的、傳輸?shù)竭吘壊糠?2的周邊的振動(dòng)被遮蔽裝置40阻擋，并被阻止傳輸?shù)降诙晜鞲衅?2。 在該方面，邊緣部分62C的厚度可以依賴于邊緣部分62C的形狀而在各部分之間不同。如果邊緣部分62C的厚度在各部分之間不同，則超聲波US傳播穿過邊緣部分62的距離在各部分之間不同；因此，表示由第二超聲傳感器12接收的透射波US的衰減因子的接收信號根據(jù)邊緣部分62C的形狀而變化。因此，在邊緣部分62C的周邊覆蓋有遮蔽裝置40的情況下，可以基于由第二超聲傳感器12接收的接收信號，根據(jù)電極糊62的厚度t，清晰地檢測電極糊62的涂層分布，S卩，電極糊62的邊緣部分62C的形狀。在第一或第二實(shí)施例的超聲測量系統(tǒng)I、101中，接收穿過空氣層AR傳播的超聲波US的接收側(cè)超聲傳感器12A在接收超聲波之后隨時(shí)間流逝而產(chǎn)生多個(gè)聲波形。在由此產(chǎn)生的聲波形當(dāng)中，首先檢測到的聲波形被表示為“第一聲波形”，繼第一聲波形之后檢測到聲波形被表示為“第二聲波形”。根據(jù)電極糊62的厚度t，至少第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12的各自的頻率被設(shè)定到從滿足第二聲波形與第一聲波形不重疊的條件的頻率中選擇的最低水平，且等于或低于400kHz ;因此，在波傳輸穿過電極糊62期間的超聲波US的衰減可被降低到最小，并可以改善由接收側(cè)超聲傳感器12A接收的接收信號的分辨率。因此，可以高精度地獲得電極糊62的厚度t。在第一或第二實(shí)施例的超聲測量系統(tǒng)1、101中，提供厚度計(jì)算單元20，以基于由接收側(cè)超聲傳感器12A接收的超聲波US的衰減因子而計(jì)算電極糊62的電極糊62的厚度，其中，接收側(cè)超聲傳感器12A為第一超聲傳感器11到第三超聲傳感器13中的一個(gè)。厚度計(jì)算單元20能夠通過從與超聲波US的衰減因子P對應(yīng)的電極60的基礎(chǔ)重量減去與超聲波US的衰減因子Y對應(yīng)的金屬箔61的基礎(chǔ)重量，而獲得電極糊62的基礎(chǔ)重量。超聲波的衰減因子隨著參數(shù)(例如，超聲波傳播穿過的介質(zhì)的密度和該介質(zhì)的厚度)而變化。由此，可以基于表示超聲波傳輸穿過金屬箔61時(shí)的衰減因子Y與金屬箔61的基礎(chǔ)重量之間的關(guān)系的校準(zhǔn)曲線和表示超聲波傳輸穿過電極60時(shí)的衰減因子P與電極60的基礎(chǔ)重量之間的關(guān)系的校準(zhǔn)曲線，通過從電極60的基礎(chǔ)重量減去金屬箔61的基礎(chǔ)重量而獲得電極糊62的基礎(chǔ)重量。S卩，在其中金屬箔61的一個(gè)表面61a涂敷有電極糊62的電極60的情況下,與第一實(shí)施例一樣，從如圖7所示的用于電極60的實(shí)際測量校準(zhǔn)曲線獲得電極60(金屬箔61和電極糊62)的基礎(chǔ)重量。同樣，從用于金屬箔61的實(shí)際測量校準(zhǔn)曲線獲得金屬箔61的基礎(chǔ)重量。因而，可以從電極60的基礎(chǔ)重量與金屬箔61的基礎(chǔ)重量之間的差容易地獲得電極糊62的基礎(chǔ)重量。在其中金屬箔61的兩個(gè)表面61a、61b涂敷有電極糊62的電極60的情況下,與第二實(shí)施例一樣，從金屬箔61的實(shí)際測量校準(zhǔn)曲線獲得金屬箔61的基礎(chǔ)重量。同時(shí)，從用于其中金屬箔61的一個(gè)表面61a涂敷有電極糊62的電極60的一側(cè)涂敷實(shí)際測量校準(zhǔn)曲線獲得電極60的基礎(chǔ)重量，并通過從電極60的基礎(chǔ)重量減去金屬箔61的基礎(chǔ)重量而獲得在金屬箔61的一個(gè)表面61a上的電極糊62的基礎(chǔ)重量。
從用于其中金屬箔61的兩個(gè)表面61a、61b涂敷有電極糊62的電極60的雙側(cè)涂敷實(shí)際測量校準(zhǔn)曲線獲得其中金屬箔61的兩個(gè)表面61a、61b涂敷有電極糊62的電極60的基礎(chǔ)重量，且通過從所獲得的電極60的基礎(chǔ)重量減去金屬箔61的基礎(chǔ)重量和在金屬箔61的上述一個(gè)表面61a上的電極糊62的基礎(chǔ)重量而獲得在金屬箔61的另一表面61b上的電極糊62的基礎(chǔ)重量。由此，可以從電極60的基礎(chǔ)重量與金屬箔61的基礎(chǔ)重量之間的差容易地獲得電極糊62的基礎(chǔ)重量。在第一或第二實(shí)施例的超聲測量系統(tǒng)I、101中,其間插入有電極60的第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12被定位為使在垂直方向上測量的第一超聲傳感器11的發(fā)生超聲振動(dòng)的第一振動(dòng)表面Ila與第二超聲傳感器12的發(fā)生超聲振動(dòng)的第二振動(dòng)表面12a之間的距離等于或小于100mm。由于厚度計(jì)算單元20在第二聲波形具有最大振幅的狀態(tài)下測量電極糊62的厚度，因此在測量期間在制造線上正被制造的電極60精確地位于第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12之間的中間位置處，由此，操作者可以確認(rèn)在以卷的形式卷繞的金屬箔61中沒有殘留波動(dòng)，并且在其中通過厚度計(jì)算單元10獲得電極糊62的厚度t的電極60中，以良好狀態(tài)用電極糊62涂敷金屬箔61。在第一或第二實(shí)施例的超聲測量系統(tǒng)1、101中，基于所接收的具有第一聲波形的接收信號而測量電極糊62的厚度。由此，可以測量電極糊62的厚度t，同時(shí)去除測量誤差的因素，即，殘留在以卷的形式卷繞的金屬箔61中的波動(dòng)。當(dāng)涂敷制品被設(shè)置在發(fā)送側(cè)超聲傳感器和接收側(cè)超聲傳感器之間的空氣層中且測量該涂敷制品內(nèi)的涂層材料的厚度時(shí)，空氣層的溫度(密度)會(huì)因空氣層中的空氣對流而在發(fā)送側(cè)和接收側(cè)之間不同。同樣，當(dāng)在操作的制造線上連續(xù)制造涂敷制品時(shí)，由于例如當(dāng)涂敷制品局部地并稍微地在制造線上移動(dòng)時(shí)發(fā)生的在空氣層中的輕微空氣對流以及當(dāng)操作者在制造線附近移動(dòng)時(shí)發(fā)生的在空氣層中的空氣對流，空氣層的密度會(huì)局部地改變。在該情況下，如果作為超聲波傳播穿過的一種介質(zhì)的空氣層的密度在由超聲傳感器測量厚度的部分與其他部分之間不同，則不能精確地測量涂層材料的厚度。在涂敷制品被設(shè)置在發(fā)送側(cè)超聲傳感器和接收側(cè)超聲傳感器之間的空氣層中且測量在該涂敷制品內(nèi)的涂層材料的厚度的情況下，如果在接收側(cè)超聲傳感器接收穿過涂敷制品的透射波或被涂敷制品反射的反射波的同時(shí)一些外部振動(dòng)從外部傳輸?shù)浇邮諅?cè)超聲傳感器，則透射波或反射波會(huì)與該外部振動(dòng)組合。如果接收側(cè)超聲傳感器接收所產(chǎn)生的合成波，則從沒有受外部振動(dòng)影響的發(fā)送側(cè)超聲傳感器發(fā)送的超聲波的波長與由接收側(cè)超聲傳感器接收的合成波的波長之間出現(xiàn)差異，這會(huì)導(dǎo)致接收靈敏度的劣化。鑒于上述問題，根據(jù)第一或第二實(shí)施例的超聲測量系統(tǒng)1、101具有至少一個(gè)蓋35以抑制或防止空氣層AR的密度變化。因此，當(dāng)在電極60的制造線上測量通過涂敷而施加的電極糊62的厚度t或者電極糊62的基礎(chǔ)重量和涂層分布時(shí)，由于蓋35的存在，傳播穿過空氣層AR的超聲波US的波長較小可能或不可能改變，因此可以以改善的精度測量電極糊62的厚度。
如上所述，在電池制造過程中，在其溫度受控制的氣氛下，在用于制造電極60的制造線上，通過涂敷到金屬箔61施加電極糊62并干燥電極糊62而制造電極60，并且，在該溫度受控的氣氛下，安裝超聲測量系統(tǒng)1、101作為制造線中的線內(nèi)系統(tǒng)。由于制造線被安裝在溫度受到適宜地控制的位置處，因此對于在制造線上連續(xù)制造的電極60，可以認(rèn)為金屬箔61和電極糊62的溫度在制造線的操作期間不改變而是恒定的。因此，當(dāng)超聲波US傳輸穿過金屬箔61和電極糊62時(shí),在制造線的操作期間，金屬箔61和電極糊62中的聲阻抗不改變，并且，在對電極糊62的厚度t的測量期間，不會(huì)由金屬箔61和電極糊62的各自的溫度產(chǎn)生影響。另一方面，超聲測量系統(tǒng)I、101具有被設(shè)置為經(jīng)由空氣層AR而位于電極60的一側(cè)上的第一超聲傳感器11以及被設(shè)置為經(jīng) 由空氣層AR而位于電極60的另一側(cè)上的第二超聲傳感器12,并通過使超聲波US在第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12之間傳輸而測量電極糊62的厚度t。雖然在溫度受控的氣氛下安裝超聲測量系統(tǒng)1、101，但在安裝房間或空間中會(huì)發(fā)生空氣對流；因此，提供至少一個(gè)蓋35以抑制或防止超聲測量系統(tǒng)I、101的空氣層AR中的空氣的密度變化。通過該設(shè)置，在超聲測量系統(tǒng)1、101的空氣層AR中基本上不會(huì)出現(xiàn)由氣體(例如，空氣)對流導(dǎo)致的空氣溫度的變化，從而可以在空氣層AR中整體建立均勻溫度分布。S卩，在第一超聲傳感器11與電極60之間、電極60與第二超聲傳感器12之間、第三超聲傳感器13與電極60之間(在第二實(shí)施例中)以及在電極60的相反兩側(cè)之間基本上不出現(xiàn)溫度變化。換言之，在空氣層AR中整體上基本沒有溫度差。由于在空氣層AR中整體建立均勻溫度分布，根據(jù)上述式2，相對于溫度成比例改變的空氣中的聲速在空氣層的整個(gè)體積內(nèi)成為常量，并且，根據(jù)上述式3，相對于溫度成比例改變的空氣密度在空氣層的整個(gè)體積內(nèi)同樣成為常量。此外,根據(jù)上述式2到式4，由于在空氣層AR中整體建立了均勻溫度分布，聲阻抗也不改變。圖21為用于說明關(guān)于所接收的超聲波的超聲波傳播溫度、聲阻抗以及聲壓透射系數(shù)之間的關(guān)系的圖。在具有圖21示出的關(guān)系作為聲傳播特性的超聲傳感器中，如果聲阻抗不改變，則超聲波的聲壓透射系數(shù)不改變。換言之，如果在空氣層AR的整個(gè)體積內(nèi)建立均勻溫度分布，并且空氣密度同樣均勻分布，則在上述式5中，可以認(rèn)為聲阻抗和密度是與溫度改變對應(yīng)的常量，因此波長\與頻率f 成反比。如上所述，第一超聲傳感器11具有作為特定特征值的頻率fl(f)，第二超聲傳感器12具有作為特定特征值的頻率f2 (f)，而第三超聲傳感器13具有作為特定特征值的頻率f3(f)。在第一超聲傳感器11與電極60之間的空氣層AR中，從頻率fl (f)的第一超聲傳感器11傳輸?shù)某暡║S的波長\ I不改變。當(dāng)系統(tǒng)包括第三超聲傳感器13時(shí),在第三超聲傳感器13與電極60之間的空氣層AR中，從頻率f3(f)的第三超聲傳感器13傳輸?shù)某暡║S的波長\ 3不改變。在電極60與第二超聲傳感器12之間的空氣層AR中，從第二超聲傳感器12傳輸?shù)某暡║S的波長\ 2不改變。特別地，在對在其中超聲測量系統(tǒng)1、101被安裝為線內(nèi)系統(tǒng)的制造線上連續(xù)制造的電極60連續(xù)測量電極糊62的厚度t時(shí)，在制造線的操作期間，傳輸穿過電極糊62并由第二超聲傳感器12接收的透射波(超聲波)US的波長和由電極糊62反射并由第三超聲傳感器13接收的反射波(超聲波)US的波長基本上不經(jīng)歷改變。在超聲傳感器中，作為聲傳播的特性，在超聲波的接收功率的幅度(超聲波強(qiáng)度)與所接收的超聲波的波長之間通常存在特定相關(guān)性。超聲波強(qiáng)度沿在給定波長處具有峰值的正態(tài)分布曲線改變。如果波長移動(dòng)到稍微短于或長于與該峰值對應(yīng)的給定波長，則超聲波強(qiáng)度從峰值降低。
在超聲測量系統(tǒng)1、101中，這樣的波長被保持不改變，在該波長下，超聲波強(qiáng)度變?yōu)樯鲜龇逯?，使得在超聲波?qiáng)度為最大值的條件下從第一超聲傳感器11發(fā)送的超聲波US穿過空氣層AR而朝向電極60傳播。結(jié)果，傳輸穿過電極60的透射波(超聲波)US在超聲波強(qiáng)度為最大值的同時(shí)也傳播穿過電極60，然后，超聲波US從電極60傳播穿過空氣層AR并在超聲波強(qiáng)度為最大值的同時(shí)由第二超聲傳感器12接收。對于被電極60反射的反射波(超聲波)US,同樣,超聲波US穿過空氣層AR而傳輸?shù)诫姌O60，被電極60反射，再次傳輸穿過空氣層AR，并在超聲波強(qiáng)度為最大值的同時(shí)由第三超聲傳感器13接收。因此，如果基于諸如所接收的超聲波US的波長、超聲波US到達(dá)第三超聲傳感器13所花費(fèi)的時(shí)間以及衰減因子的接收信號而測量電極60的電極糊62的厚度，則對于每個(gè)電極60、或?qū)τ陔姌O60的每個(gè)測量區(qū)域，較小可能或不可能發(fā)生厚度的測量誤差，從而可以高精度地測量電極糊62的厚度t。在第一或第二實(shí)施例的超聲測量系統(tǒng)1、101中，以卷的形式卷繞的金屬箔61具有在縱向方向上測量的大長度，至少四對第一超聲傳感器11和第二超聲傳感器12被設(shè)置在蓋35內(nèi)，以便沿與金屬箔61的短邊平行的寬度方向W)設(shè)置。蓋35在獲得電極糊62的厚度t的測量區(qū)域MA內(nèi)在與金屬箔61的長邊平行的縱向方向LD上和寬度方向W)上是可移動(dòng)的。因此，在超聲測量系統(tǒng)1、101被安裝為線內(nèi)系統(tǒng)的制造線上，對于持續(xù)和連續(xù)制造的電極60，可以在制造線的操作期間測量電極糊62的厚度t (或者電極糊62的基礎(chǔ)重量和涂層分布)而無需停止制造線。同樣，可以在制造線上的寬范圍內(nèi)均勻地進(jìn)行質(zhì)量檢查，例如，對電極糊62的基礎(chǔ)重量和涂層分布的測量。由此，可以進(jìn)行高度可靠的質(zhì)量檢查以控制質(zhì)量。在第一或第二實(shí)施例的超聲測量系統(tǒng)1、101中，蓋35具有用于測量空氣層AR的溫度的八個(gè)溫度計(jì)37。因此，例如，即使當(dāng)由于從第一到第三超聲傳感器11-13中的任一個(gè)產(chǎn)生的熱而在空氣層AR中發(fā)生溫度改變時(shí)，厚度計(jì)算單元20可以基于由溫度計(jì)37測量的溫度而校正空氣層AR中的聲速、密度和聲阻抗，以使接收穿過空氣層AR傳輸?shù)某暡║S的接收側(cè)超聲傳感器12A的接收信號進(jìn)入適宜的狀態(tài)以對應(yīng)于空氣層的實(shí)際溫度或溫度分布。由此，可以以改善的測量精度獲得電極糊62的厚度t。在第一或第二實(shí)施例的超聲測量系統(tǒng)I、101中，與傳感器安裝部30 —體的蓋35具有隔振板38，該隔振板38用于阻止外部振動(dòng)從地面?zhèn)鬏數(shù)街辽俚谝怀晜鞲衅?1和第二超聲傳感器12。因此，例如，阻止在電極60的制造線中發(fā)生的機(jī)械振動(dòng)被傳輸?shù)降谝怀晜鞲衅?1和第二超聲傳感器12以及第三超聲傳感器13 (如果存在)，從而可以防止所發(fā)送或所接收的超聲波的指向性的精度的否則可能的劣化。在第一或第二實(shí)施例的超聲測量系統(tǒng)1、101中，基底為在作為涂敷制品的電池的電極60中使用的金屬箔61，且涂層材料為通過涂敷到金屬箔61而施加的電極糊62。因此，在電池制造過程中，在制造線的操作期間，在通過用電極糊62涂敷金屬箔61而制造電極60的制造線上，可以在電極60的寬范圍內(nèi)均勻地進(jìn)行對電極糊62的基礎(chǔ)重量和涂層分布的質(zhì)量檢查。此外，可以對在制造線上制造的所有電極進(jìn)行質(zhì)量檢查，從而可以提供高質(zhì)量、高性能的電池。由此，可以提供作為制品的電池，該電池確保了在例如充電/放電容量、耐久性以及因反應(yīng)變化導(dǎo)致的故障方面的高質(zhì)量。 雖然 參考其特定實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于所示例的實(shí)施例，而是可以在不背離本發(fā)明的精神的情況下通過各種修改、修正、替代、替換等等來實(shí)施本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種超聲測量方法，用于測量通過涂敷到由金屬制成的基底￠1)的一個(gè)表面或兩個(gè)表面以提供涂敷制品￠0)而施加的涂層材料￠2)的厚度，該超聲測量方法包括 提供第一超聲傳感器(11)和第二超聲傳感器(12)的對； 將所述第一超聲傳感器設(shè)置為當(dāng)沿所述涂敷制品的厚度方向觀察時(shí)經(jīng)由空氣層(AR)而位于所述涂敷制品的一側(cè)，且將所述第二超聲傳感器設(shè)置為經(jīng)由空氣層(AR)而位于所述涂敷制品的另一側(cè)；以及 通過使超聲波在所述第一超聲傳感器與所述第二超聲傳感器之間傳輸而測量所述涂層材料的厚度，其中 使用允許未聚焦超聲波的傳播的平面型發(fā)送傳感器作為所述第一超聲傳感器，且使用允許未聚焦超聲波的傳播的平面型接收傳感器作為所述第二超聲傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的超聲測量方法，其中 使用能夠發(fā)送并接收超聲波的傳感器作為所述第一超聲傳感器和所述第二超聲傳感器； 提供超聲振蕩控制器(10)以控制超聲波在所述第一超聲傳感器與所述第二超聲傳感器之間的發(fā)送和接收； 所述第一超聲傳感器和所述第二超聲傳感器在所述第一超聲傳感器發(fā)送超聲波而所述第二超聲傳感器接收所述超聲波時(shí)處于第一狀態(tài)，在所述第二超聲傳感器發(fā)送超聲波而所述第一超聲傳感器接收所述超聲波時(shí)處于第二狀態(tài)；且 所述超聲振蕩控制器使所述第一超聲傳感器和所述第二超聲傳感器在所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)之間切換，使得所述第一超聲傳感器與所述第二超聲傳感器不同地操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2的超聲測量方法，其中 使用允許未聚焦超聲波的傳播的平面型傳感器作為第三超聲傳感器(13)； 將所述第一超聲傳感器和所述第三超聲傳感器設(shè)置為經(jīng)由所述空氣層而位于所述涂敷制品的所述一側(cè)，且處于超聲波在所述第一超聲傳感器與所述第三超聲傳感器之間被規(guī)則反射的位置處；且 將所述第二超聲傳感器設(shè)置為位于所述涂敷制品的所述另一側(cè)，以通過所述涂敷制品在所述第一超聲傳感器的軸向上面對所述第一超聲傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的超聲測量方法，其中，基于由接收側(cè)超聲傳感器(12A)所接收的超聲波的衰減因子，計(jì)算所述涂層材料的厚度，其中，所述接收側(cè)超聲傳感器(12A)為所述第一超聲傳感器、所述第二超聲傳感器和所述第三超聲傳感器中的一個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的超聲測量方法，其中 提供超聲波阻擋裝置(40)，以部分地阻止超聲波在所述第一超聲傳感器與所述第二超聲傳感器之間的傳播；且 在將所述超聲波阻擋裝置移動(dòng)到并設(shè)置為位于所述涂敷制品與所述第二超聲傳感器之間的與所述涂層材料的邊緣部分(62C)及其周邊對應(yīng)的位置處之后，所述第一超聲傳感器朝向所述涂層材料的所述邊緣部分發(fā)送超聲波，且所述第二超聲傳感器接收所述超聲波。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的超聲測量方法，其中，基于由接收側(cè)超聲傳感器(12A)所接收的超聲波的衰減因子，計(jì)算所述涂層材料的厚度，其中，所述接收側(cè)超聲傳感器(12A)為所述第一超聲傳感器和所述第二超聲傳感器中的一個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的超聲測量方法，其中 接收穿過所述空氣層傳播的超聲波的接收側(cè)超聲傳感器(12A)在接收所述超聲波之后隨時(shí)間流逝而產(chǎn)生多個(gè)聲波形，其中，所述接收側(cè)超聲傳感器(12A)為所述第一超聲傳感器和所述第二超聲傳感器中的一個(gè)，所述多個(gè)聲波形包括首先檢測到的第一聲波形和繼所述第一聲波形之后檢測到的第二聲波形；且 在所述第二聲波形和所述第一聲波形不彼此重疊的條件下，根據(jù)所述涂層材料的厚度，將所述第一超聲傳感器和所述第二超聲傳感器的各自的頻率設(shè)定到盡可能低的水平。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的超聲測量方法，其中 所述第一超聲傳感器具有發(fā)生超聲振動(dòng)的第一振動(dòng)表面(11a)，且所述第二超聲傳感器具有發(fā)生超聲振動(dòng)的第二振動(dòng)表面(12a)； 將其間插入有所述涂敷制品的所述第一超聲傳感器和所述第二超聲傳感器設(shè)置為使得在垂直方向上測量的所述第一振動(dòng)表面與所述第二振動(dòng)表面之間的距離等于或小于10Omm ;且 在所述第二聲波形具有最大振幅時(shí)測量所述涂層材料的厚度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的超聲測量方法，其中，基于具有所述第一聲波形的接收信號，測量所述涂層材料的厚度。
10.一種超聲測量系統(tǒng)，用于測量通過涂敷到由金屬制成的基底￠1)的一個(gè)表面或兩個(gè)表面以提供涂敷制品￠0)而施加的涂層材料￠2)的厚度，該超聲測量系統(tǒng)包括 第一超聲傳感器(11)和第二超聲傳感器(12)的對,其中 所述第一超聲傳感器被設(shè)置為當(dāng)沿所述涂敷制品的厚度方向觀察時(shí)經(jīng)由空氣層(AR)而位于所述涂敷制品的一側(cè)，且所述第二超聲傳感器被設(shè)置為經(jīng)由空氣層(AR)而位于所述涂敷制品的另一側(cè)； 通過使超聲波在所述第一超聲傳感器與所述第二超聲傳感器之間傳輸而測量所述涂層材料的厚度；且 所述第一超聲傳感器包括允許未聚焦超聲波的傳播的平面型發(fā)送傳感器，且所述第二超聲傳感器包括允許未聚焦超聲波的傳播的平面型接收傳感器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的超聲測量系統(tǒng)，還包括超聲振蕩控制器(10)，該超聲振蕩控制器(10)控制超聲波在所述第一超聲傳感器與所述第二超聲傳感器之間的發(fā)送和接收，其中 所述第一超聲傳感器和所述第二超聲傳感器能夠發(fā)送和接收超聲波； 所述第一超聲傳感器和所述第二超聲傳感器在所述第一超聲傳感器發(fā)送超聲波而所述第二超聲傳感器接收所述超聲波時(shí)處于第一狀態(tài)，在所述第二超聲傳感器發(fā)送超聲波而所述第一超聲傳感器接收所述超聲波時(shí)處于第二狀態(tài)；且 所述超聲振蕩控制器使所述第一超聲傳感器和所述第二超聲傳感器在所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)之間切換，使得所述第一超聲傳感器與所述第二超聲傳感器不同地操作。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11的超聲測量系統(tǒng)，還包括第三超聲傳感器(13)，該第三超聲傳感器(13)是允許未聚焦超聲波的傳播的平面型傳感器，其中 所述第一超聲傳感器和所述第三超聲傳感器被設(shè)置為經(jīng)由所述空氣層而位于所述涂敷制品的所述一側(cè)，且處于超聲波在所述第一超聲傳感器與所述第三超聲傳感器之間被規(guī)則反射的位置處；且 所述第二超聲傳感器被設(shè)置為位于所述涂敷制品的所述另一側(cè)，以通過所述涂敷制品在所述第一超聲傳感器的軸向上面對所述第一超聲傳感器。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的超聲測量系統(tǒng)，還包括厚度計(jì)算單元(20)，該厚度計(jì)算單元(20)基于由接收側(cè)超聲傳感器(12A)所接收的超聲波的衰減因子，計(jì)算所述涂層材料的厚度，其中，所述接收側(cè)超聲傳感器(12A)為所述第一超聲傳感器、所述第二超聲傳感器和所述第三超聲傳感器中的一個(gè)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10-12中任一項(xiàng)的超聲測量系統(tǒng)，還包括超聲波阻擋裝置(40)，該超聲波阻擋裝置(40)部分地阻止超聲波在所述第一超聲傳感器與所述第二超聲傳感器之間的傳播，其中 所述第一超聲傳感器發(fā)送超聲波，所述第二超聲傳感器接收從所述第一超聲傳感器發(fā)送的所述超聲波；且 所述超聲波阻擋裝置能夠移動(dòng)到所述涂敷制品與所述第二超聲傳感器之間的與所述涂層材料的邊緣部分(62C)及其周邊對應(yīng)的位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求10-14中任一項(xiàng)的超聲測量系統(tǒng)，還包括厚度計(jì)算單元(20)，該厚度計(jì)算單元(20)基于由接收側(cè)超聲傳感器(12A)所接收的超聲波的衰減因子，計(jì)算所述涂層材料的厚度，其中，所述接收側(cè)超聲傳感器(12A)為所述第一超聲傳感器和所述第二超聲傳感器中的一個(gè)。
16.根據(jù)權(quán)利要求10-15中任一項(xiàng)的超聲測量系統(tǒng)，其中 接收穿過所述空氣層傳播的超聲波的接收側(cè)超聲傳感器(12A)在接收所述超聲波之后隨時(shí)間流逝而產(chǎn)生多個(gè)聲波形，其中，所述接收側(cè)超聲傳感器(12A)為所述第一超聲傳感器和所述第二超聲傳感器中的一個(gè)，所述多個(gè)聲波形包括首先檢測到的第一聲波形和繼所述第一聲波形之后檢測到的第二聲波形；且 在所述第二聲波形不與所述第一聲波形重疊的條件下，根據(jù)所述涂層材料的厚度，所述第一超聲傳感器和所述第二超聲傳感器的各自的頻率被設(shè)定到盡可能低的水平。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的超聲測量系統(tǒng)，其中 所述第一超聲傳感器具有發(fā)生超聲振動(dòng)的第一振動(dòng)表面(11a)，且所述第二超聲傳感器具有發(fā)生超聲振動(dòng)的第二振動(dòng)表面(12a)； 其間插入有所述涂敷制品的所述第一超聲傳感器和所述第二超聲傳感器被設(shè)置為使得在垂直方向上測量的所述第一振動(dòng)表面與所述第二振動(dòng)表面之間的距離等于或小于10Omm ;且 在所述第二聲波形具有最大振幅時(shí)測量所述涂層材料的厚度。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的超聲測量系統(tǒng)，其中，基于具有所述第一聲波形的接收信號而測量所述涂層材料的厚度。
19.根據(jù)權(quán)利要求10-18中任一項(xiàng)的超聲測量系統(tǒng)，還包括抑制所述空氣層的密度變化的空氣對流抑制裝置(35)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的超聲測量系統(tǒng)，其中 所述基底具有沿縱向方向延伸并具有長的長度的長邊和沿寬度方向延伸的短邊；至少一對所述第一超聲傳感器和所述第二超聲傳感器被設(shè)置在所述空氣對流抑制裝置的內(nèi)部，并被設(shè)置在與所述基底的所述短邊平行的所述寬度方向上；且 所述空氣對流抑制裝置能夠在獲得所述涂層材料的厚度的測量區(qū)域內(nèi)在所述寬度方向上和與所述基底的所述長邊平行的所述縱向方向上移動(dòng)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20的超聲測量系統(tǒng)，其中所述空氣對流抑制裝置被設(shè)置為具有測量所述空氣層的溫度的至少一個(gè)溫度測量裝置(37)。
22.根據(jù)權(quán)利要求19-21中任一項(xiàng)的超聲測量系統(tǒng)，其中所述空氣對流抑制裝置包括隔振裝置(38)，該隔振裝置(38)阻止外部振動(dòng)從地面?zhèn)鬏數(shù)剿龅谝怀晜鞲衅骱退龅诙晜鞲衅鳌?br> 23.根據(jù)權(quán)利要求10-22中任一項(xiàng)的超聲測量系統(tǒng)，其中所述基底包括在作為所述涂敷制品的電池的電極(60)中使用的金屬箔(61)，且所述涂層材料包括通過涂敷到所述金屬箔而施加的電極糊(62)。
全文摘要
本發(fā)明涉及超聲測量方法和超聲測量系統(tǒng)。在用于測量通過涂敷到由金屬制成的基底(61)的一個(gè)表面或兩個(gè)表面以提供涂敷制品(60)而施加的涂層材料(62)的厚度的超聲測量方法中，提供第一超聲傳感器(11)和第二超聲傳感器(12)的對，使得第一超聲傳感器設(shè)置為當(dāng)沿涂敷制品的厚度方向觀察時(shí)經(jīng)由空氣層而位于涂敷制品的一側(cè)，且第二超聲傳感器被設(shè)置為經(jīng)由空氣層而位于涂敷制品的另一側(cè)；且通過使超聲波在第一超聲傳感器與第二超聲傳感器之間傳輸而測量涂層材料的厚度。使用允許未聚焦超聲波的傳播的平面型發(fā)送傳感器作為第一超聲傳感器，且使用允許未聚焦超聲波的傳播的平面型接收傳感器作為第二超聲傳感器。
文檔編號G01B17/02GK102620693SQ201210017770
公開日2012年8月1日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月25日
發(fā)明者伊藤清和, 內(nèi)田和宏, 松本清市, 河木博行, 黒木紳矢 申請人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社