Интернет журныл о промышленности в Украине

Перевірка АКБ: які параметри акумуляторних батарей потрібно перевіряти і як це зробити?

  1. Способи перевірки АКБ
  2. 2. Вимірювання за допомогою навантажувальної вилки
  3. 3. Вимірювання за допомогою спеціальних пристроїв, тестерів аналізаторів АКБ
  4. тестери PITE
  5. аналізатори Fluke
  6. аналізатори Vencon
  7. 4. Повна розрядка / зарядка
  8. 5. Вимірювання щільності електроліту
  9. висновки

При використанні акумуляторних батарей на будь-яких об'єктах, особливо в системах безперебійного живлення, за їх станом потрібно стежити і регулярно проводити перевірки. У цьому матеріалі ми розглянемо основні параметри АКБ, а також розглянемо, якими приладами і як можна провести їх контроль і перевірку!

У цьому матеріалі ми розглянемо основні параметри АКБ, а також розглянемо, якими приладами і як можна провести їх контроль і перевірку

Основне завдання при перевірці стану будь-якої акумуляторної батареї - з'ясувати, чи володіє вона достатньою ємністю, чи може забезпечити заявлені виробником характеристики протягом необхідного часу. Однак безпосередньо засобами вимірювання визначаються тільки кілька основних параметрів - напруга, сила струму. У обслуговуваних акумуляторах можна також заміряти щільність електроліту. Вимірювання можна проводити неодноразово, фіксуючи зміна значень з плином часу. Всі інші параметри і характеристики не вимірюються безпосередньо, а виводяться за розробленою виробником методикою, причому вона залежить і від типу АКБ, і від рекомендацій виробника, і від виду підключеного навантаження. При цьому необхідно враховувати, що багато залежності, що характеризують роботу АКБ, носять нелінійний характер. Можуть позначатися і інші чинники, наприклад, вплив температури.

При виконанні короткострокових вимірювань при використанні навіть найдосконаліших методик тестування носить не точний кількісний, а якісний характер. Єдиний достовірний спосіб вимірювання ємності АКБ - його повна розрядка протягом багатьох годин з ретельної фіксацією параметрів в ході всього процесу. Але використовувати настільки тривалу процедуру на практиці можна далеко не завжди, особливо якщо батарей багато. Проте, і короткострокових оціночних вимірів досить для того, щоб відрізнити працездатний акумулятор від зношеного, який втратив ємність, і вчасно провести заміну АКБ.

Способи перевірки АКБ

1. Підключення навантаження

До АКБ на деякий час підключається робоча формі дрібних навантаження тієї чи іншої величини. Вольтметром або мультиметром вимірюється падіння напруги. Якщо процедура виконується кілька разів, між вимірами Вичікують певний час, щоб батарея відновилася. Отримані дані зіставляються з параметрами, заявленими виробником АКБ для даного типу батареї і даної величини навантаження.

2. Вимірювання за допомогою навантажувальної вилки

Будова найпростішої навантажувальної вилки показано на схемі:

Пристрій оснащений вольтметром, паралельно з яким встановлено великий за потужністю навантажувальний резистор, і має два щупа. У старих моделях вольтметри аналогові; нові моделі, як правило, оснащені РК-дисплеєм і цифровим вольтметром. Існують навантажувальні вилки з ускладненою схемою, що використовують кілька навантажувальних спіралей (змінних опорів), розраховані на різні діапазони вимірювання тиску, призначені для тестування кислотних або лужних акумуляторів. Є навіть виделки, якими тестують окремі банки акумуляторів. До складу просунутих пристроїв крім вольтметра може входити амперметр.

Отримувані при вимірах дані також необхідно зіставляти з параметрами, заявленими виробниками для даного типу батарей і даного опору.

3. Вимірювання за допомогою спеціальних пристроїв, тестерів аналізаторів АКБ

прилади Кулон

Принциповим розвитком ідеї навантажувальної вилки можна вважати сімейство цифрових приладів-тестерів Кулон (Кулон-12 / 6f, Кулон-12m, Кулон-12n і інші) для перевірки стану свинцевих кислотних акумуляторів, а також інші подібні пристрої. Вони дозволяють проводити швидкі заміри напруги, наближено визначати місткість АКБ без контрольного розряду і зберігати в пам'яті кілька сотень, а іноді і тисяч вимірювань.

Прилади Кулон живляться від акумулятора, на якому проводяться вимірювання. Вхідні в комплект дроти з роз'ємами «крокодил» мають частини, ізольовані один від одного, що забезпечує четирехзажімное підключення до акумулятора і усуває вплив на показання приладу опору в точках підключення затискачів. За заявою розробника, прилад аналізує відгук акумулятора на тестовий сигнал спеціальної форми, при цьому вимірюваний параметр приблизно пропорційний площі активної поверхні пластин акумулятора і, таким чином, характеризує його ємність. Фактично, точність показань залежить від достовірності методики, розробленої виробником.

Ємність акумулятора - електричний заряд, що віддається повністю зарядженим акумулятором - вимірюється в ампер-годинах і являє собою твір струму розряду на час. Для точного визначення ємності необхідно зробити розряд батареї (процес тривалий, багатогодинний), постійно фіксуючи величину заряду, що віддається батареєю. При цьому відносна ємність АКБ залежно від часу змінюється нелінійно. Наприклад, для акумуляторної батареї типу LCL-12V33AP відносна ємність змінюється з часом у такий спосіб:

Час розряду, годинник Відносна ємність,% 0,1 37 1,3 48 0,7 53 1,9 76 4,2 84 9,2 92 20 100

Прилад Кулон за допомогою швидкого вимірювання орієнтовно визначає ємність повністю зарядженого акумулятора. Він не призначений для оцінки ступеня зарядженості АКБ, всі виміри необхідно проводити на повністю зарядженій батареї. Пристрій на короткий час подає тестовий сигнал, реєструє відгук від батареї і через кілька секунд видає орієнтовну місткість АКБ в ампер-годинах. Одночасно на екран виводиться виміряне напруга. Отримані значення можна зберігати в пам'яті приладу.

Виробник підкреслює, що пристрій не є прецизійним вимірником, але дозволяє оціночно визначати місткість свинцевою кислотною батареї, особливо якщо користувач самостійно відкалібрував прилад за допомогою акумулятора такого ж типу, що і тестований, але з певною ємністю. Процедура калібрування докладно викладена в інструкції до приладу.

тестери PITE

Наступний різновид пристроїв для тестування АКБ - тестери PITE: модель PITE 3915 для вимірювання внутрішнього опору і модель PITE 3918 для оцінки провідності батарей.

Управління здійснюється за допомогою кольорового сенсорного екрану, але основні керуючі кнопки винесені на клавіатуру в нижній частині корпусу. Приладом можна тестувати батареї ємністю від 5 до 6000 А · год, з елементами акумулятора 1.2 В, 2 В, 6 В і 12 В. Діапазон вимірювання напруги - від 0.000 В до 16 В, опору - від 0.00 до 100 мОм. Прилад дозволяє задати тип перевіряються батарей, виконати вимірювання напруги і опору (модель 3915) або напруги і провідності (модель 3918), і на їх підставі судити про те, чи відповідає ємність батареї заявленої виробником чи ні. При цьому параметр Capacity (ємність батареї) виводиться в процентах.

Інтерфейс приладу дозволяє проводити як поодинокі вимірювання, так і послідовні (до 254 вимірювань в кожній послідовності, сукупна кількість результатів більш 3000), що зручно при перевірці великої кількості однотипних АКБ (в останньому випадку результати зберігаються автоматично, крім даних в них фіксується також порядковий номер вимірювання). Залежно від налаштувань прилад може використовувати для видачі результату (статусу Good, Pass, Warning або Failed) власні критерії або значення, задані користувачем. Результати тестування через порт USB можуть бути перенесені на комп'ютер для перегляду і подальшої підготовки звітів.

аналізатори Fluke

Більш глибоке розвиток тієї ж ідеї - прилади Fluke Battery Analyzer серії 500 (BT 510, BT 520, BT 521), які дозволяють вимірювати і зберігати в пам'яті напруга, внутрішній опір стаціонарної батареї, температуру мінусовій клеми, напруга при розрядці. При наявності додаткових аксесуарів можна вимірювати і зберігати в пам'яті і інші параметри. Тести можна проводити як в режимі окремих вимірювань, так і в послідовному режимі; використовуючи настроюються профілі. Є можливість задати порогові значення для різних параметрів. Вбудований порт USB дозволяє передавати зібрані записи (до 999 записів кожного типу) на комп'ютер для підготовки звітів за допомогою програмного забезпечення Analyze Software, що входить в комплект поставки.

Щупи приладу мають спеціальну конструкцію: внутрішній підпружинений контакт призначений для вимірювання струму, зовнішній - для вимірювання напруги. Якщо на щуп натиснути, внутрішній наконечник зміщується всередину таким чином, що обидва контакти кожного щупа торкаються поверхні одночасно. В результаті одні й ті ж щупи дозволяють організувати як 2-провідне, так і 4-дротове підключення до полюсів батареї (останнє необхідно для вимірювання Кельвіна).

В результаті одні й ті ж щупи дозволяють організувати як 2-провідне, так і 4-дротове підключення до полюсів батареї (останнє необхідно для вимірювання Кельвіна)

  • Прилад дозволяє вимірювати наступні параметри:

  • Внутрішній опір батареї (вимір займає менше 3 с).

  • Напруга батареї (проводиться одночасно з вимірюванням внутрішнього опору)

  • Температура мінусовій клеми (поруч з чорним наконечником на щупі BTL21 Interactive Test Probe передбачений ІК-датчик)

  • Напруга при розрядці (визначається кілька разів в ході розрядки або під час тесту на навантаження)

Також можливе вимірювання пульсуючого напруги, вимірювання змінного і постійного струму (при наявності струмових кліщів і адаптера), виконання функцій мультиметра. З аналізаторами Fluke можна використовувати інтерактивний тестовий щуп BTL21 Interactive Test Probe з вбудованим датчиком температури. З приладами сумісно велика різноманітність додаткових аксесуарів (струмові кліщі, подовжувачі різного розміру, знімний ліхтарик і т. П.).



Хоча прилад має багатий функціонал, ключовим етапом у визначенні стану АКБ залишається зіставлення виміряних показників з розрахунковими або заданими виробником для даного конкретного типу батарей. Пристрої Fluke Battery Analyzer серії 500 зручні для масової інспекції стану батарей. Послідовний режим і система профілів дозволяють виконувати необхідні виміри одне за іншим, результати запам'ятовуються приладом і зберігаються в упорядкованій формі, послідовно пронумеровані і розбиті на групи. Але прилад не має функції прямого або непрямого вимірювання ємності АКБ в ампер-годинах - хоча б тому, що для батарей різного типу на сьогоднішній день навряд чи можливо розробити єдину точну методику такого визначення.

Всі перераховані вище пристрої, хоч і відрізняються один від одного за розміром, відносяться до класу портативних. В окрему групу можна виділити стаціонарні комплекси для перевірки АКБ, які можуть проводити швидкі випробування з визначенням внутрішнього опору, контролювати всі параметри, включаючи активну і реактивну складові опору, управляти процесом розряду / заряду і т. П. Подібні комплекси адресовані швидше дослідним лабораторіям, промисловим виробникам АКБ і розробникам нового обладнання, ніж кінцевим користувачам.

аналізатори Vencon

Проміжне становище займає аналізатор Vencon UBA5 , Призначений для роботи з акумуляторними батареями, використовуваними в портативних засобах зв'язку (мобільних телефонах, переносних радіостанціях, різноманітних гаджетах і т. П.), Портативних інструментах та інших пристроях напругою до 18.5 В, ємністю від 10 мА · год до 100 А · год . Аналізатор Vencon UBA5 суміщений із зарядним пристроєм і може використовуватися в ремонтних майстернях, центрах обслуговування комп'ютерної техніки, мобільної електроніки та інших пристроїв.

Прилад призначений для різних типів АКБ (нікель-кадмієвих, нікель-метал-гідридних, літій-іонних, літій-полімерних, свинцевих кислотних і ін.), Дозволяє задавати струми зарядки і розрядки, змінювати алгоритми роботи пристрою, тестувати ємність батарей за допомогою одноразових і багаторазових вимірювань, зберігати результати вимірювань в пам'яті і виводить їх через порт USB, готувати графічні звіти за допомогою програмного забезпечення.

Характерна особливість пристрою - два вимірювальних канали (по 2 вимірювальних дроти кожен), причому для проведення різних вимірів їх можна комбінувати, в тому числі і від кількох пристроїв UBA5. Додатково можуть замовлятися датчики температури.

Прилад здатний генерувати зарядний струм до 2А на кожному каналі, струм навантаження - до 3А (45 Вт) на кожному каналі (в комплект входить адаптер харчування). Більш точні характеристики залежать від конкретної моделі пристрою - в серію UBA5 входить 5 різних моделей приладів.

В даному типі приладу, як і у всіх описаних раніше, ключовим для визначення стану батареї є зіставлення виміряних показників з параметрами, заявленими виробниками АКБ.

4. Повна розрядка / зарядка

На сьогоднішній день повна розрядка і зарядка - це єдиний прямий і максимально достовірний спосіб визначення ємності АКБ. Спеціалізовані пристрої контролю розряду / заряду батареї (УКРЗ) дозволяють виконати глибоку розрядку і подальшу повну зарядку батареї з постійним контролем ємності. Однак ця процедура займає дуже багато часу: 15-17-20-24 години, іноді й більше доби, в залежності від ємності та поточного стану батареї. Хоча метод дає найбільш точні результати, через тимчасових витрат його застосування обмежене.

5. Вимірювання щільності електроліту

У обслуговуваних акумуляторах для визначення їх стану можна вимірювати щільність електроліту, оскільки між цим параметром і ємністю АКБ існує безпосередня залежність. Щільність електроліту може змінюватися в силу різних причин, які до того ж взаємопов'язані (частий глибокий розряд батареї, сульфатация, неоптимальна щільність електроліту, випаровування і витік розчину і т. Д.). Акумулятор починає швидше розряджатися, віддає менше заряд. При цьому необхідно розуміти, що щільність електроліту навіть в справному акумуляторі, що знаходиться в ідеальному стані - НЕ константа, вона змінюється з температурою і ступенем зарядки акумулятора. Більш того, для різних регіонів рекомендована щільність електроліту відрізняється в залежності від типових кліматичних умов.

Результати вимірювання щільності ареометром можна зіставити з наступною діаграмою для кислотних акумуляторів.

Результати вимірювання щільності ареометром можна зіставити з наступною діаграмою для кислотних акумуляторів

Залежно від того, більше чи менше щільність електроліту, ніж необхідна (а для батареї шкідливо відхилення і в ту, і в іншу сторону), можна частково або повністю замінити електроліт, залити дистильовану воду або розчин необхідної концентрації, обов'язково забезпечивши перемішування. Як і при використанні всіх раніше описаних способів перевірки стану АКБ ключовим є зіставлення виміряних значень з рекомендаціями виробника батареї і дотримання всіх передбачених процедур обслуговування.

висновки

Кожен спосіб визначення поточного стану акумуляторної батареї має свої переваги і недоліки. Яким з них користуватися - залежить від ваших завдань і можливостей. Зорієнтуватися вам допоможе ця зведена таблиця.

Спосіб визначення стану АКБ Переваги Недоліки З'єднати юченіе навантаження Досить реалістичні результати без використання спеціалізованого обладнання Времязатратность при багаторазових вимірах Обмірювані параметри документуються вручну Нагрузочная вилка, спеціалізовані аналізатори та тестери

портативність пристроїв

Простота використання

Швидке проведення вимірювань, особливо багаторазових

Деякі моделі здатні проводити вимірювання без виведення АКБ з режиму експлуатації

Спеціалізовані моделі дозволяють зберігати результати і переносити їх на комп'ютер для підготовки звітів

Частина параметрів АКБ визначається за непрямими методиками Оціночна точність вимірювань Повний розряд / заряд Єдиний достовірний спосіб оцінки ємності АКБ Дуже тривала процедура - багато годин, іноді добу Вимірювання щільності електроліту ρ Безпосереднє визначення стану батареї по концентрації електроліту Спосіб застосовується тільки для обслуговуваних батарей

матеріал підготовлений
технічними фахівцями компанії "СвязКомплект".