一种测量片状堆叠材料电阻分布的装置的制作方法

1.本实用新型涉及测量技术领域，特别是涉及一种测量片状堆叠材料电阻分布的装置。


背景技术：

2.燃料电池通常是由几十片至上百片双极板和膜电极组件经过堆叠组装而形成的。一片膜电极夹在两片双极板之间，构成一节单电池，几十个甚至上百个单电池串联在一起，形成一个完整的电堆；堆叠的单电池数量越多，电堆的输出功率也就越多。但是，燃料电池在反应过程中会释放大量的热量，电堆的片数越多，工作时产生的热量就越多，进而热量会在电堆的内部堆积而使电堆温度升高；当电堆温度过高时就会影响电堆的反应速率，从而影响电堆的性能。小型的温度传感器是无法插入到极板里测量温度的，并且如果在极板里面插入温度传感器，可能会影响电堆的密封性，进而影响电堆的性能。因此，现有技术中，在电堆反应时很难通过温度传感器进行电堆各个部分温度分布的测量。


技术实现要素：

3.基于此，本实用新型实施例提供一种测量片状堆叠材料电阻分布的装置，旨在解决现有技术中在电堆反应时很难通过温度传感器进行电堆各部分温度分布的测量的问题。通过本技术装置，能够在电堆反应时进行电堆各部分电阻分布的测量，根据本技术装置测量的电堆各部分电阻分布可以用于拟合计算电堆各部分的温度分布情况。
4.为实现上述目的，本实用新型实施例提出如下技术方案：
5.一种测量片状堆叠材料电阻分布的装置，适用于片状堆叠材料的电阻测量，包括底板、支撑块、u型滑块组件、微型探针和滚珠丝杆组件；
6.所述支撑块包括平行设置于所述底板上的第一支撑块和第二支撑块；所述u型滑块组件的一端与所述第一支撑块滑动连接，另一端与所述第二支撑块滑动连接；
7.所述滚珠丝杆组件设置于所述底板上，且所述滚珠丝杆组件设置于所述第一支撑块与所述第二支撑块之间，所述滚珠丝杆组件与所述u型滑块组件相抵接；
8.所述微型探针包括第一微型探针和第二微型探针，所述第一微型探针设置于所述u型滑块组件的顶部，所述第二微型探针设置于所述u型滑块组件的底部。
9.作为优选的实施方式，所述u型滑块组件包括u型框、滑动连接于所述u型框顶端的第一横杆和设置于所述u型框底部的下滑块；所述下滑块包括对称设置的第一下滑块和第二下滑块；所述u型框底部的一端与所述第一支撑块滑动连接，另一端与所述第二支撑块滑动连接，且所述u型框底部与所述滚珠丝杆组件固定连接。
10.作为优选的实施方式，所述u型框的两端对称设置有第一滑槽，所述第一横杆滑动连接于所述第一滑槽内。
11.作为优选的实施方式，所述第一横杆靠近所述滚珠丝杆组件的侧面上设置有第一连接块，所述第一微型探针设置于所述第一连接块靠近所述滚珠丝杆组件的侧面上。
12.作为优选的实施方式，所述第一下滑块和所述第二下滑块上对称设置有第二滑槽；所述第二微型探针设置于第二连接块靠近所述第一连接块的侧面上；所述第二连接块的两端滑动连接于所述第二滑槽内。
13.作为优选的实施方式，所述第一微型探针和所述第二微型探针对称设置；所述第一微型探针和所述第二微型探针均包括多排平行设置的微型探针。
14.作为优选的实施方式，所述第一支撑块上设置有第一镂空，所述第一镂空内设置有第一u型框滑轨；所述第二支撑块上设置有第二镂空，所述第二镂空内设置有第二u型框滑轨；所述第一u型框滑轨和所述第二u型框滑轨对称设置；所述u型框底部的一端滑动连接于所述第一u型框滑轨上，另一端滑动连接于所述第二u型框滑轨上。
15.作为优选的实施方式，所述片状堆叠材料的一端设置于所述第一支撑块的顶端，另一端设置于所述第二支撑块的顶端；所述u型框内设置有与所述片状堆叠材料相适配的空隙。
16.作为优选的实施方式，所述滚珠丝杆组件包括底座、滚珠丝杆和连接板，所述底座设置于所述底板上；所述底座上设置有凹槽，所述滚珠丝杆设置于所述凹槽内；所述底座的两侧设置有底座滑轨，所述连接板滑动连接于所述底座滑轨上；所述连接板与所述滚珠丝杆滑动连接；所述连接板远离所述底座的侧面与所述u型框固定连接。
17.作为优选的实施方式，所述滚珠丝杆为精密滚珠丝杆；所述片状堆叠材料优选为燃料电池电堆。
18.通过本技术装置，能够在电堆反应时进行电堆各部分电阻分布的测量，根据本技术装置测量的电堆各部分电阻分布可以用于拟合计算电堆各部分的温度分布情况，为电堆的设计研究提供数据支持和指导。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
20.图1为本实用新型实施例所述测量片状堆叠材料电阻分布的装置的结构示意图；
21.图2为图1测量片状堆叠材料电阻分布的装置去掉片状堆叠材料的结构示意图；
22.图3为图1的滚珠丝杆组件的结构示意图。
23.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相
对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
26.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
27.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
28.另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
29.现有技术中，电堆的单片极板很薄，大多只有1mm多，小型的温度传感器是无法插入到极板里测量温度的；并且如果在极板里面插入温度传感器，可能会影响极板的机械强度和电堆的密封性，进而影响电堆的性能。因此，现有技术中，在电堆反应时很难通过温度传感器等传统测量方法进行电堆各个部分温度分布的测量。为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种测量片状堆叠材料电阻分布的装置。
30.如图1至图3所示，本实用新型实施例提出的一种测量片状堆叠材料电阻分布的装置，适用于片状堆叠材料100的电阻测量，包括底板10、支撑块20、u型滑块组件30、微型探针40和滚珠丝杆组件50；
31.所述支撑块20包括平行设置于所述底板10上的第一支撑块21和第二支撑块22；所述u型滑块组件30的一端与所述第一支撑块21滑动连接，另一端与所述第二支撑块22滑动连接；
32.所述滚珠丝杆组件50设置于所述底板10上，且所述滚珠丝杆组件50设置于所述第一支撑块21与所述第二支撑块22之间，所述滚珠丝杆组件50与所述u型滑块组件30相抵接；
33.所述微型探针40包括第一微型探针41和第二微型探针42，所述第一微型探针41设置于所述u型滑块组件30的顶部，所述第二微型探针42设置于所述u型滑块组件30的底部。
34.作为优选的实施方式，所述u型滑块组件30包括u型框31、滑动连接于所述u型框31顶端的第一横杆32和设置于所述u型框31底部的下滑块33；所述下滑块33包括对称设置的第一下滑块331和第二下滑块332；所述u型框31底部的一端与所述第一支撑块21滑动连接，另一端与所述第二支撑块22滑动连接，且所述u型框31底部与所述滚珠丝杆组件50固定连接。
35.通过将u型框31与支撑块20滑动连接，使得支撑块20可以根据片状堆叠材料100(例如电堆)的长度进行调节摆放以适用于不同长度的片状堆叠材料100的测量。同时，通过支撑块20支撑片状堆叠材料100，使得片状堆叠材料100的测量区域架空，以满足第一微型
探针41和第二微型探针42能够分别从上下方向垂直插入片状堆叠材料100进行电阻测量的要求。通过支撑块20能够保证装置具有较高的摆放自由度，方便在有限得到的空间内，特别是在线路管路繁多的测试台上进行安装。
36.作为优选的实施方式，所述u型框31的两端对称设置有第一滑槽311，所述第一横杆32滑动连接于所述第一滑槽311内。通过第一滑槽311，使得第一微型探针41能够在片状堆叠材料100的上下方向进行垂直移动和固定。
37.作为优选的实施方式，所述第一横杆32靠近所述滚珠丝杆组件50的侧面上设置有第一连接块34，所述第一微型探针41设置于所述第一连接块34靠近所述滚珠丝杆组件50的侧面上。
38.作为优选的实施方式，所述第一下滑块331和所述第二下滑块332上对称设置有第二滑槽333；所述第二微型探针42设置于第二连接块35靠近所述第一连接块34的侧面上；所述第二连接块35的两端滑动连接于所述第二滑槽333内。通过第一下滑块331和第二下滑块332，能够实现第二微型探针42在垂直方向上的移动和固定。
39.作为优选的实施方式，所述第一微型探针41和所述第二微型探针42对称设置；所述第一微型探针41和所述第二微型探针42均包括多排平行设置的微型探针。通过设置多排微型探针，能够一次性测量片状堆叠材料100的多块片状材料的电阻分布值，有效减少测量工作量、提高测量效率，省时省力。具体的，在本技术实施例中，所述第一微型探针41和所述第二微型探针42均包括三排平行设置的微型探针，这样通过三排平行设置的第一微型探针41和三排平行设置的第二微型探针42，能够同时测量三片极板的电阻。在其他实施例中，也可以根据实际使用需要，设置四排、五排甚至更多排的微型探针。
40.作为优选的实施方式，所述第一支撑块21上设置有第一镂空211，所述第一镂空211内设置有第一u型框滑轨212；所述第二支撑块22上设置有第二镂空221，所述第二镂空221内设置有第二u型框滑轨222；所述第一u型框滑轨212和所述第二u型框滑轨222对称设置；所述u型框31底部的一端滑动连接于所述第一u型框滑轨212上，另一端滑动连接于所述第二u型框滑轨222上。
41.作为优选的实施方式，所述片状堆叠材料100的一端设置于所述第一支撑块21的顶端，另一端设置于所述第二支撑块22的顶端；所述u型框31内设置有与所述片状堆叠材料100相适配的空隙。
42.作为优选的实施方式，所述滚珠丝杆组件50包括底座51、滚珠丝杆52和连接板53，所述底座51设置于所述底板10上；所述底座51上设置有凹槽(图中未标识)，所述滚珠丝杆52设置于所述凹槽内；所述底座51的两侧设置有底座滑轨511，所述连接板53滑动连接于所述底座滑轨511上；所述连接板53与所述滚珠丝杆52滑动连接；所述连接板53远离所述底座51的侧面与所述u型框31固定连接。
43.电堆的阴阳极板的厚度比较薄，通过滚珠丝杆组件，能够在测量不同极板间的电阻时满足探针移动精细度的要求，这样可以精确地将微型探针对准两块极板的间隙之间。通过滚珠丝杠的旋转运动带动u型框做水平运动，这样能够保证微型探针准确定位在每片极板的两侧面位置，保证微型探针能够测量电堆每一片极板的电阻。
44.作为优选的实施方式，所述滚珠丝杆52为精密滚珠丝杆。滚珠丝杆52的精度小于所述片状堆叠材料100的每片片状材料(如极板)的厚度，这样能够保证微型探针精确地移
动到任意一片片状材料的水平位置上。
45.在本技术实施例中，所述片状堆叠材料100优选为燃料电池电堆。可以理解的是，在其他实施例中，所述片状堆叠材料100也可以为其他片状堆叠的材料。
46.使用本技术装置时，需要先将本技术装置与单片机连接、该单片机与电脑连接，操作时：先将u型滑块组件30的第一横杆32移至第一滑槽311的最上方(这样可以有足够的空间放置电堆100)，然后把电堆100放置在第一支撑块21和第二支撑块22上，接着移动水平方向上的滚珠丝杠52以及垂直方向上的第一横杆32及第二连接块35，使得第一连接块34上的三排探针依次与电堆第一片极板的一侧面、第二片极板的一侧面、第三片极板的一侧面相抵接，第二连接块35上的三排探针依次与电堆第一片极板的另一侧面、第二片极板的另一侧面、第三片极板的另一侧面相抵接，然后进行第一片极板、第二片极板和第三片极板的电阻的测量；按照上述方法依次测出电堆每片极板的电阻。测到的电阻通过单片机传输至电脑上，通过电脑进行数据的读取和处理即可。
47.本技术装置通过滚珠丝杆组件和u型滑块组件，能够很好的控制微型探针的移动，能够在电堆反应时进行电堆各部分电阻分布的测量，根据本技术装置测量的电堆各部分电阻分布可以用于拟合计算电堆各部分的温度分布情况，为电堆的设计研究提供数据支持和指导。
48.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。