广州市威恒电子有限公司高温胶位传感器WKCH2-B62在新能源行业锂电池极片涂布机上缺胶报警检测高温胶水有无的应用案例

一、 行业背景与设备困境

1. 客户行业介绍

随着全球“碳中和”目标的推进，新能源行业迎来了爆发式增长。作为锂电池核心制造环节的“前段工序”——极片涂布，其质量直接决定了电池的容量一致性和安全性。该行业对生产环境的洁净度、设备的自动化程度以及安全防爆等级有着极其严苛的要求。

2. 具象设备名称

本次案例的应用场景聚焦于锂电池极片涂布机。

在涂布机的工作流程中，通过狭缝挤压或转移涂布的方式，将高粘度的浆料（胶水/胶体）均匀涂覆在铝箔或铜箔基材上。为了保证涂层面密度的一致性，涂布机供胶系统（或称储胶罐、涂布头缓存盒） 必须保持液位高度恒定。

3. 当前设备的困境

在改造前，该客户（国内某头部新能源配套企业）的涂布机供胶系统长期面临“假性液位”和“误报警”的困扰：

高温环境挑战：胶水为了保持流动性通常需要加热（80℃-200℃不等），普通传感器在长期高温下出现温漂，导致检测失灵。

挂料与结皮：胶水挥发或在探头表面固化，形成厚厚的包覆层（挂料），导致传感器一直检测到“有料”信号，即使胶水已耗尽，探头仍因结皮而误报。

4. 问题的损失

这种困境直接转化为巨大的经济损失：

批量报废：缺胶报警滞后导致涂布机在无胶状态下空跑，涂出的极片成为废品。以一台双面涂布机为例，一旦缺胶未及时发现，产生的报废极片价值高达数千元/次。

停机清胶：一旦出现“假性液位”或误报，产线必须停机清理。涂布产线重新穿带、抽真空到稳定生产，往往需要1-2小时，直接拉低了OEE设备综合效率。

5. 寻找新方案的必要性

鉴于上述痛点，客户急需一款免维护、耐高温、抗挂料的液位传感器，用于替代原有的易故障备件，实现真正的“黑灯工厂”无人化值守。

二、 新旧方案技术对比

1. 老方案检测原理及故障分析

老方案：原设备标配的是浮球式液位开关或光电棱镜式传感器。

浮球式故障：机械结构易被高温胶水粘连，浮球无法浮起；且胶水固化后卡死浮球，导致误报。

光电式故障：光学棱镜在高温胶水挥发形成的“雾气”和“结皮”覆盖下，光线无法正常折射，导致传感器“失明”。

2. 排除故障的代价

原厂售后维修方案仅仅是更换同型号普通传感器，单个采购价不高，但更换频率高达每月1-2次，且每次更换需要排空胶水、拆卸清洗，维护成本极高且治标不治本。

三、 威恒电子解决方案：WKCH2-B62高温胶位传感器的卓越性能

产品名称： 高温胶位传感器

产品型号： WKCH2-B62

2. 硬核参数与认证

耐温极限： -25℃ ~ +250℃（探头部分），彻底覆盖PUR工作温区。

探头材质： 铁氟龙（PTFE/特氟龙） ——具备极低摩擦系数和不粘性，胶水在其表面如荷叶滚水珠。

安全等级： IP67 防护等级，ExnA 防爆结构设计，适应胶锅周围的蒸汽与粉尘环境。

品质认证：

专利号：ZL 2021 2 1452228.6（实用新型）

CE认证： CE认证（符合EMC 2014/30/EU指令）

ROHS认证：RoHS认证（符合2011/65/EU指令）

详细参数：

耐温范围：-40℃ ~ +250℃ （极片烘干温度范围内稳定工作）

探头材质：特氟龙（铁氟龙/PTFE） + 304不锈钢

防护等级：IP67（防尘防水，可冲洗）

输出信号：NPN/PNP集电极开路输出（开关量）

响应时间：< 0.5S

检测精度：±0.5mm（液位波动下依然稳定）

2. 产品原理简介

WKCH2-B62采用电容式感应原理。传感器探头的金属电极与容器壁（或地）构成一个电容器。当胶水（介质）接触探头时，介电常数发生急剧变化，引起电容量的改变。内部电路通过检测这种微电容变化，将其转换为开关量信号（ON/OFF），从而实现“有胶”与“缺胶”的判断。

3. 特点与亮点

铁氟龙一体化探头：利用PTFE的低表面张力特性，胶水难以附着，具有自清洁效果，彻底解决“挂料”问题。

250度耐温：内置温度补偿电路，在PUR热熔胶（需加热至120-150℃）及高温烘烤环境下依然稳定工作。

可食用级品质：探头材质符合FDA标准，虽然用于工业电池，但杜绝了重金属污染浆料的风险。

缺液+自动供胶：配合PLC，实现低液位自动开启气动隔膜泵补胶，高液位自动停止

四、 应用匹配与实施详情

1. 具体客户画像

客户名称：常州**新能源科技有限公司（化名）

地域：江苏常州（长三角新能源核心零部件基地）

行业地位：国内动力电池湿法隔膜涂布领域的头部企业，市场占有率前五。

2. 客户要求与匹配原因

客户要求：

必须耐受胶水中残留的NMP（N-甲基吡咯烷酮）溶剂腐蚀。

探头表面不挂胶，免清洗。

支持24V PLC（西门子）直接接入。

匹配原因：

材质匹配：铁氟龙是已知耐NMP腐蚀的最佳材料之一。

精度匹配：涂布速度极快，供胶滞后会导致断料，WKCH2-B62的毫秒级响应完美匹配高速供胶系统。

结构匹配：紧凑的螺纹设计（M12*1）可直接替换原有传感器开孔，无需改造设备结构。

3. 客户现场与结构说明

现场是密闭的不锈钢缓冲罐（防爆设计）。传感器通过M12螺纹从顶部垂直插入或侧面斜插入。由于罐内存在微正压（0.1-0.3Mpa）以及搅拌带来的震动，传感器必须具备良好的密封性和抗震性。

五、 使用操作与效果验证

1. 产品接线与配套电路

接线定义：棕线（24V DC）、蓝线（负极0V）黑线（NPN输出）白线（PNP输出），常开/常闭可调。

配套电路：直接接入涂布机PLC的数字量输入模块。利用PLC内部24V电源供电，无需额外继电器。

2. 使用操作说明

安装：在涂布机缓存罐上预留的G1/2或M12接口缠生料带后旋紧。

上电：通过万用表监测输出线。

灵敏度校准：

空仓状态：长按“SET”键，此时绿灯闪烁，确认空载电容值。

满料状态：确保探头浸入胶水中，再次短按“SET”，红灯闪烁。

保存：指示灯变为常亮，校准完成。

3. 使用情况描述

改造后，该产线连续运行3个月未发生一起因传感器挂料导致的误报警。在高温胶水挥发形成的粘稠雾气中，铁氟龙探头表面光洁如新。当胶水液位下降露出探头时，传感器在0.1秒内即给出开关信号，气动泵及时补胶。

4. 前后对比优势说明

六、 经验总结

在新能源电池材料的涂布工艺中，“接触式测量”是解决高粘度、高温液体检测的唯一可靠方案。威恒WKCH2-B62利用了电容原理不受介质颜色、透明度影响的特性，结合铁氟龙的物理不粘性，完美解决了光学传感器和机械浮球在该场景下的“水土不服”。

威恒公司简介与微创新

公司/事业部介绍：

威恒电子科技有限公司，专注于工业自动化传感器的研发、制造与销售，是国家高新技术企业、专精特新“小巨人”企业。如需更详细的技术参数或定制服务，请联系威恒电子余工13825159505

特长与实力：公司拥有完整的研发体系和先进的生产线，尤其在特种工况传感器（高温、高压、强腐蚀）领域积累了深厚的技术底蕴。我们坚持“以客户需求为导向，以技术创新为驱动”，致力于为客户提供最可靠的工业传感解决方案。

个人微创新：在服务A客户的过程中，我们的工程师根据现场胶锅的独特结构，设计了一款带有角度调节功能的安装支架，使探头能以最佳角度浸入胶液，既避免了气泡干扰，又减少了胶水流动对探头的冲击，这一“微创新”进一步提升了检测的稳定性和传感器寿命。

注意事项说明：

1.安装时请勿让探头靠近金属锅壁，以免干扰。

2.调试时，灵敏度不宜调得过高，以免因胶液轻微波动产生误信号。

3.定期巡检时，可用软布擦拭探头表面，保持清洁。

4.请务必在断电状态下进行接线或维护操作。