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什么是管道机器人?管道机器人使用的电池有什么特点?

2020-07-30

导读: 本文主要介绍什么是管道机器人以及管道机器人使用的电池有什么特点?


随着物联网和5G时代的到来,机器人越发火热。市场上涌现出一批各种各样的机器人,这些机器人可以点菜、揽客、银行业务办理、KTV点单等一系列动作。管道机器人也是这些机器人的一员,不同的所做的工种不同。那么什么是管道机器人呢?


什么是管道机器人?


管道机器人,顾名思义运用到管网里能够爬行的机器人,一座城市的地底下有各种的管道通道,这些通道很多人力去检查或处理比较麻烦,管道检测在很早前,还是采用人工爬行到管道内作业,危险且工作效率不高,管道机器人就能够很好的解决这些问题。国内已出台针对城市管网检测标准,管道机器人就是针对城市地下管网检测标准,研发出的一款能在管道内自由爬行的管网检测机器人,而如今管道机器人检测已经慢慢替代人工。


管道机器人能做哪些?


管道机器人爬行进入管道检测,当现场发现管道缺陷问题时,可录像及抓拍缺陷图片,后期检测报告一键生成,建立资料库,供下个处理部门使用。另外现场GPS数据采集定位,可全程采集管网坐标、内部坡度、管网地下走向,形成地下管网坐标资料库,在需要特殊功能时,管道机器人可搭载机械臂,可进管道采集污水及泥沙,供环保检测分析使用。


管道机器人能应用哪些行业?


管道机器人


管道爬行机器人多半运用于市政管道维护、验收、普查。环保部门排查污染源,取样,管道水底检测。石油领域用于石油管道运输的日常维护及检测。风电、热力领域用于管道检测,风叶内检测。水利领域用于大坝内、水底内、坝体内、水质检测等,别外的话还用于军用、高危场所海领域等。


管道机器人使用的电池有什么特点?


市场上电池的种类有很多,如铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池等,但管道机器人使用的电池一般都是市场上的主流电池—锂电池。那么管道机器人使用的锂电池有什么特点呢?


1、能量高


比能量指的是单位重量或单位体积的能量。比能量用Wh/kgWh/L来表示。Wh是能量的单位,W是瓦、h是小时;kg是千克(重量单位)L是升(体积单位)。能量密度是衡量一个电池的标准。锂电池具有高储存能量密度,已达到460-600Wh/kg,是铅酸电池的约6-7倍。


2、安全性能好,循环寿命长


用金属锂作阳极的电池不安全的原因是多次充放电使锂离子电池正极结构发生变化,形成多孔枝晶,在升高温度时,它与电解液发生剧烈的放热反应,且枝晶能刺穿隔膜,造成内部短路,而锂电池不存在此问题,是很安全的。为避免在电池中存在金属锂,充电时要控制电压,为保险起见,锂电池备有多重安全装置。


锂电池在充电和放电过程中锂离子插入和脱嵌在阴极和阳极上没有任何结构改变(在插入和脱嵌过程中晶格会有一些膨胀和收缩),且因为嵌锂化合物比金属锂更稳定,在充放电过程中不会形成锂枝晶,从而明显地改善了电池的安全性能,同时循环寿命也大大提高。使用寿命可达到6年以上,磷酸亚铁锂为正极的电池1C100%DOD)充放电,有可以使用10,000次的记录。


3、额定电压高


单体工作电压为3.7V3.2V,约等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压,便于组成电池电源组;锂电池可以通过一种新型的锂电池调压器的技术,将电压调至3.0V,以适合小电器的使用。


以石墨或石油焦等炭质嵌锂化合物代替金属锂作为负极,会使电池电压有所下降。但由于它们嵌锂电位较低,可使电压损失减小到最低限度。同时,选择合适的嵌锂化合物作为电池正极,选择适当的电解液体系(决定了锂电池的电化学窗口),可使锂电池具有较高的工作电压(-4V),远高于水溶液体系电池。


4、具备高功率承受力


其中电动汽车用的磷酸亚铁锂锂离子电池可以达到15-30C充放电的能力,便于高强度的启动加速。


5、自放电率很低


这是锂电池最突出的优越性之一,一般可做到1%/月以下,不到镍氢电池的1/20。锂电池采用非水电解液体系,嵌锂炭材料在非水电解液体系中热力学不稳定。在首次充放电过程中因电解液的还原会在炭负极表面形成一层固体电解质中间相((SEI)膜,允许锂离子通过但不允许电子通过,并使不同荷电态的电极电极活性物质处于相对稳定的状态,因此具有较低的自放电率。



6、重量轻


相同体积下重量约为铅酸产品的1/6-1/5


管道机器人锂电池电芯


7、耐低温


可以在-20–60℃的环境下使用,经过工艺上的处理,可以在-45℃环境下使用。锂电池和铅电池在寒冷天气条件下都会失去有用的能量容量。然而,对于铅电池,效果要严重得多。在-20C的温度下,铅电池的有用能量减少到30%,如下图所示。在相同的放电条件下,锂电池保留了82%的能量容量。锂电池不仅在高温国家持续更长时间,而且在山区非常寒冷的地区也会持续更长时间。


8、绿色环保


不论生产、使用和报废,都不含有、也不产生任何铅、汞、镉等有毒有害重金属元素和物质。同时因为电池必须被很好地密封,在使用过程中极少有气体放出,不对环境造成污染。生产制造过程中用于溶解粘结剂的溶剂也可以做到完全回收。


9、周转效率高


周转周期效率显示了电池在完整充电和放电周期中的效率。对于铅蓄电池,这通常约为75%。这意味着如果您为1000Wh的铅蓄电池充电,您只能获得750Wh的电量来实际为您的设备供电。因此,仅电池就会损失25%的系统效率!在太阳能路灯(或任何其他太阳能系统)的情况下,这意味着您需要至少多25%的太阳能电池板来为相同的负载供电。在这些条件下,系统将不可避免地变得更加昂贵(或者在相同配置下表现更差)。然而,对于锂电池,周转周期效率大约为98%。难怪我们看到这种电池技术的使用有所增加。


10、放电深度公差和放电周期


放电深度与每个周期中电池的耗电深度有关。电池放电越深,放电周期越少,因此电池的使用寿命就越短。锂电池可轻松放电至95%,而铅电池则可限制在50%以下。下图显示了放电深度如何与铅电池和锂电池的循环次数相关。如果我们想要使用电池大约2000个周期(2000/365= 55年),你只能将铅电池放电25-35%,而锂电池则只能放电80%左右。这意味着您需要至少4倍的锂电池容量才能获得铅电池的相同电池寿命!或者换句话说:如果你想使用80%的电池容量,你只能使用铅电池250-500次循环而不是锂电池的2000次循环。铅蓄电池必须比锂电池更换4-8倍!


11、比容量大

虽然以炭质材料代替金属锂会使材料质量比容量有所降低,但实际上金属锂二次电池中为保证电池具有一定的循环寿命,负极金属锂通常过量三倍以上,因此锂电池中质量比容量实际的降低程度并不大,而且体积比容量几乎没有降低。


12、电流效率高

不同于以往任何一种水溶液体系二次电池,锂电池在正常的充放电过程中不会产生气体,电流效率接近100%,这一性质特别适合用作电力储存和转换的电池组


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