泄漏检测装置及泄漏检测方法转让专利
申请号 : CN200610071876.0
文献号 : CN1841036B
文献日 : 2010-12-29
发明人 : 大谷良一
申请人 : 株式会社东芝 , 东芝电子管器件株式会社
摘要 :
本发明揭示一种泄漏检测装置及泄漏检测方法，对应于预想硬币型锂电池(2)的锂电解液泄漏的负极面(23)的形状，用缩小聚光光学系统(51)将脉冲激光(L)整形为圆形并进行聚光。将聚光成圆形的脉冲激光(L)照射硬币型锂电池(2)的负极面(23)的中央部。由脉冲激光(L)的照射而发生的荧光(F)经荧光分光测定器(65)进行光谱分析后，即使用判定装置(67)进行定量并判定，也能高精度地检测硬币型锂电池(2)的锂电解液的泄漏。
权利要求 :
1.一种硬币型锂电池的锂电解液泄漏检测装置，检测从硬币型锂电池的泄漏预想区域的锂电解液泄漏，所述硬币型锂电池收容锂电解液、并具有可预想该锂电解液的泄漏的泄漏预想区域，其特征在于，包括：照射激光的激光照射单元；
对由所述激光照射单元照射的激光进行传送的断面圆形细长棒状的激光传送光纤；
对应于收容所述锂电解液的所述硬币型锂电池的泄漏预想区域，聚光所述激光传送光纤射出的激光，使其照射所述泄漏预想区域的聚光照射单元；以及在照射了所述激光的所述泄漏预想区域，根据从存在于所述硬币型锂电池的原子所放出或者放射出的荧光来检测出所述锂电解液的泄漏的检测单元，所述聚光照射单元具有将由所述激光传送光纤射出的激光整形成环状的圆锥透镜，且所述聚光照射单元将所述激光整形成环状并进行聚光，将照射能量定为10mJ以上50mJ以下以使其照射所述泄漏预想区域。
2.一种硬币型锂电池的锂电解液泄漏检测装置，检测从硬币型锂电池的泄漏预想区域的锂电解液泄漏，所述硬币型锂电池收容锂电解液、并具有可预想该锂电解液的泄漏的泄漏预想区域，其特征在于，包括：照射激光的激光照射单元；
对由所述激光照射单元照射的激光进行传送的断面圆形细长棒状的激光传送光纤；
对应于收容所述锂电解液的所述硬币型锂电池的泄漏预想区域，聚光所述激光传送光纤射出的激光，使其照射所述泄漏预想区域的聚光照射单元；以及在照射了所述激光的所述泄漏预想区域，根据从存在于所述硬币型锂电池的原子所放出或者放射出的荧光来检测出所述锂电解液的泄漏的检测单元，所述聚光照射单元将由所述激光传送光纤射出的激光整形成短径与长径之比小于等于0.1的扁平的椭圆形并进行聚光，将照射能量定为10mJ以上50mJ以下以使其照射所述泄漏预想区域。
3.一种硬币型锂电池的锂电解液泄漏检测装置，检测从硬币型锂电池的泄漏预想区域的锂电解液泄漏，所述硬币型锂电池收容锂电解液、并具有可预想该锂电解液的泄漏的泄漏预想区域，其特征在于，包括：照射激光的激光照射单元；
对由所述激光照射单元照射的激光进行传送的断面圆形细长棒状的激光传送光纤；
对应于收容所述锂电解液的所述硬币型锂电池的泄漏预想区域，聚光所述激光传送光纤射出的激光，使其照射所述泄漏预想区域的聚光照射单元；以及在照射了所述激光的所述泄漏预想区域，根据从存在于所述硬币型锂电池的原子所放出或者放射出的荧光来检测出所述锂电解液的泄漏的检测单元，所述激光照射单元射出脉冲激光，
所述聚光照射单元具有与所述激光传送光纤射出的脉冲激光的重复频率同步旋转、以将所述脉冲激光整形成圆形的旋转透镜，且所述聚光照射单元将所述脉冲激光整形成圆形并进行聚光，将照射能量定为10mJ以上50mJ以下以向着互不相同的方向进行多次照射。
说明书 :
技术领域
本发明涉及根据利用激光照射发生的荧光，检测从检查对象物的内容物泄漏的泄漏检测装置及使用该泄漏检测装置的泄漏检测方法。
背景技术
一般，作为将内容物封闭于内部的制品，已知有硬币型的锂(Li)离子电池。在制造锂离子电池时，使锂电解液收容于电池本体内后，用垫圈铆接该电池本体，使锂电解液封闭于电池本体内。然后检查该锂离子电池，是否在垫圈部分泄漏锂电解液。
而且，作为锂电解液的泄漏检测，用显微镜等由多数人员以目视判定锂电解液的泄漏。可是用目视判定锂电解液泄漏时，因制造的产品多种多样，加长了锂电解液的泄漏判定时间，因此存在费用高，或对锂电解液泄漏的判定产生不良的担心。
因此，作为这种泄漏检测，已知有用激光的激光击穿(Laser InducedBreakdown：LIB)分光分析单元作为定量检查对象物中所含的各种元素的分析技术。这种激光击穿分光分析单元，将作为脉冲激光的LIB用的激光聚光成点状，照射分析对象物表面，从该分析对象物球形扩散发生的等离子体的荧光的一部分，经荧光聚焦透镜聚光，用荧光测定装置对聚光后的荧光作光谱分光分析(例如参照特开2000-310596号公报)。
然而上述的分光分析单元中，由于以聚光成点形的脉冲激光照射检查对象物，对检查对象物生成的荧光作光谱分光分析，定量检查对象物所含的各种元素，因此存在对检查对象物的内容物泄漏不易进行高精度和高效率的检测的问题。
而且，作为锂电解液的泄漏检测，用显微镜等由多数人员以目视判定锂电解液的泄漏。可是用目视判定锂电解液泄漏时，因制造的产品多种多样，加长了锂电解液的泄漏判定时间，因此存在费用高，或对锂电解液泄漏的判定产生不良的担心。
因此，作为这种泄漏检测，已知有用激光的激光击穿(Laser InducedBreakdown：LIB)分光分析单元作为定量检查对象物中所含的各种元素的分析技术。这种激光击穿分光分析单元，将作为脉冲激光的LIB用的激光聚光成点状，照射分析对象物表面，从该分析对象物球形扩散发生的等离子体的荧光的一部分，经荧光聚焦透镜聚光，用荧光测定装置对聚光后的荧光作光谱分光分析(例如参照特开2000-310596号公报)。
然而上述的分光分析单元中，由于以聚光成点形的脉冲激光照射检查对象物，对检查对象物生成的荧光作光谱分光分析，定量检查对象物所含的各种元素，因此存在对检查对象物的内容物泄漏不易进行高精度和高效率的检测的问题。
发明内容
本发明鉴于上述的问题而作，其目的在于提供能高精度和高效率进行检测的泄漏检测装置。
为解决上述课题，本发明的实施形态相关的泄漏检测装置，检测具有收容内容物、并预想该内容物泄漏的泄漏预想区域的检查对象物，从所述泄漏预想区域的所述内容物泄漏，包括：
照射激光的激光照射单元；
对应于收容内容物的检查对象物的泄漏预想区域，聚光所述激光照射单元照射的激光，使其照射所述泄漏预想区域的聚光照射单元；以及
根据照射所述激光的所述泄漏预想区域放射的荧光，检测所述内容物泄漏的检测单元。
另外，本发明的形态有关的泄漏检测方法，包括以下步骤：
照射激光；
对应于收容内容物的检查对象物的泄漏预想区域，聚光所述照射的激光，使其照射所述泄漏预想区域；以及
根据照射所述激光的所述泄漏预想区域放射的荧光，检测所述内容物的泄漏。
为解决上述课题，本发明的实施形态相关的泄漏检测装置，检测具有收容内容物、并预想该内容物泄漏的泄漏预想区域的检查对象物，从所述泄漏预想区域的所述内容物泄漏，包括：
照射激光的激光照射单元；
对应于收容内容物的检查对象物的泄漏预想区域，聚光所述激光照射单元照射的激光，使其照射所述泄漏预想区域的聚光照射单元；以及
根据照射所述激光的所述泄漏预想区域放射的荧光，检测所述内容物泄漏的检测单元。
另外，本发明的形态有关的泄漏检测方法，包括以下步骤：
照射激光；
对应于收容内容物的检查对象物的泄漏预想区域，聚光所述照射的激光，使其照射所述泄漏预想区域；以及
根据照射所述激光的所述泄漏预想区域放射的荧光，检测所述内容物的泄漏。
附图说明
图1示出本发明第一实施形态的泄漏检测装置的说明构成图。
图2示出作为用上述的泄漏检测装置检查泄漏的检查对象物的电池的说明剖视图。
图3示出上述电池的斜视图。
图4示出上述泄漏检测装置的聚光照射单元的说明构成图。
图5示出使上述聚光照射单元聚光的激光照射电池的状态的说明平面图。
图6示出表示上述电池电解液泄漏检测结果的例的曲线图。
图7示出表示上述照射电池的激光的照射能量与电池放射的荧光的强度变化的关系的曲线。
图8示出本发明第2实施形态的泄漏检测装置的一部分的说明构成图。
图9示出上述泄漏检测装置的旋转透镜的说明平面图。
图10示出使上述泄漏检测装置聚光的激光照射电池的状态的说明平面图。
图11示出本发明第3实施形态的泄漏检测装置的一部分的说明构成图。
图12示出使上述泄漏检测装置聚光的激光照射电池的状态的说明平面图。
图13示出本发明第4实施形态的泄漏检测装置的一部分的说明构成图。
图14示出使上述泄漏检测装置聚光的激光照射电池的状态的说明平面图。
图15示出本发明第5实施形态的泄漏检测装置的说明构成图。
图2示出作为用上述的泄漏检测装置检查泄漏的检查对象物的电池的说明剖视图。
图3示出上述电池的斜视图。
图4示出上述泄漏检测装置的聚光照射单元的说明构成图。
图5示出使上述聚光照射单元聚光的激光照射电池的状态的说明平面图。
图6示出表示上述电池电解液泄漏检测结果的例的曲线图。
图7示出表示上述照射电池的激光的照射能量与电池放射的荧光的强度变化的关系的曲线。
图8示出本发明第2实施形态的泄漏检测装置的一部分的说明构成图。
图9示出上述泄漏检测装置的旋转透镜的说明平面图。
图10示出使上述泄漏检测装置聚光的激光照射电池的状态的说明平面图。
图11示出本发明第3实施形态的泄漏检测装置的一部分的说明构成图。
图12示出使上述泄漏检测装置聚光的激光照射电池的状态的说明平面图。
图13示出本发明第4实施形态的泄漏检测装置的一部分的说明构成图。
图14示出使上述泄漏检测装置聚光的激光照射电池的状态的说明平面图。
图15示出本发明第5实施形态的泄漏检测装置的说明构成图。
具体实施方式
实施形态1
以下，参照附图详细说明本发明第1实施形态的泄漏检测装置和泄漏检测方法。首先说明泄漏检测装置。
如图1和图4所示，泄漏检测装置1是检测收容于检查对象物内的内容物的泄漏，对检查对象物进行检查的自动泄漏检测装置。本实施形态中，检查对象物是硬币型锂(Li)离子电池、即硬币型锂电池2。内容物是液体、即锂电解液3。具体地说，泄漏检测装置1对硬币型锂电池2照射脉冲激光L，硬币型锂电池2的表面发生等离子体化，聚光其发生的荧光F，根据该荧光F的波长和强度，检查是否从硬币型锂电池2泄漏锂电解液3。而且该泄漏检测装置1，取得根据照射脉冲激光L发生的等离子体得到的荧光，特别检测元素序号小的锂(Li)等的元素是否从封闭构造泄漏。
又， 硬币型锂电池2是硬币型电池，如图2和图3所示，具备扁平的实质上圆盘形的电池本体11。该电池本体11例如具有作为由不锈钢形成有底圆筒形的下侧容器的正极壳体12。该正极壳体12构成硬币型锂电池的正极，在正极壳体12内插入并收容渗入液状或胶状的锂电解液3的扁平圆柱形的正极材料13。这里，作为锂电解液3例如用过氯酸锂(LiClO4)等电解液。此外，作为正极材料13采用锂-氧化锰(Li-MnO)合金等。
正极壳体12具有平坦的圆形底面部14，底面部14的外周缘沿圆周方向一体地设置向上方突出的圆筒形侧面部15。而且在位于该正极壳体12的侧面部15上侧的前端部，形成开口部16。在正极壳体12的开口部16中嵌入安装作为由不锈钢形成有底圆筒形的上侧容器的负极壳体21。
又，负极壳体21以该负极壳体21的开口部22朝向下侧的状态，内嵌于正极壳体12的开口部16内，该正极壳体12的侧面部15的前端部朝向内侧弯成同心圆弧形，铆接固定。这里，负极壳体21在其中央部设置作为平坦圆形的平坦部的负极面23。负极面23一般连接未图示的负极线。又，在负极面23的外周缘上，沿圆周向下方设置弯曲成圆弧形的弯曲部24。即，负极壳体21以将其负极面23从正极壳体12的开口部16的开口缘17突出于上方的状态，铆接固定于正极壳体12的开口缘17上。
然后，在正极壳体12的侧面部15与负极壳体21的弯曲部24之间，嵌入实质上圆环形的垫圈26，封闭正极壳体12与负极壳体21之间。即，负极壳体21嵌入安装于垫圈26的内侧。垫圈26是薄膜状的衬料，封闭正极壳体12的侧面部15与负极壳体21的弯曲部24之间的接缝。具体说，垫圈26以使其上侧的缘部即上端缘27从正极壳体12的开口缘17与负极壳体21的弯曲部24之间突向外侧的状态，铆接固定于正极壳体12与负极壳体21之间。此外，垫圈26夹在正极壳体12与负极壳体21之间，封闭正极壳体12与负极壳体21之间，密封正极壳体12与负极壳体21内的锂电解液3。
又，垫圈26的上端缘27位于负极壳体21的负极面23更下方。这里，垫圈26的上端缘27与正极壳体12的开口缘17之间，及垫圈26的上端缘27与负极壳体21的弯曲部24之间的每一个，都为预想电池本体11内收容的锂电解液3泄漏的泄漏预想区域A。
在垫圈26的内侧面与负极壳体21的弯曲部24之间，收容未图示的密封材料，液密地加以封闭。又在垫圈26的下方侧的缘部、即内缘部28，弯向内侧，确定正极壳体12内的正极材料13的位置。又，在垫圈26的内周缘28上，设置作为分隔正极壳体12内收容的正极材料13上侧分隔材料的实质上圆盘形的隔离材料31。
又，在隔离材料31的外周缘上设置沿圆周向垫圈26的内周缘28弯曲的嵌合片部32。即，隔离材料31以使其嵌合片部32嵌入垫圈26的内周缘28的状态，装配于垫圈26上。在隔离材料31上设置收容圆形平板形负极材料33。作为该负极材料33例如用锂-铝(Li-Al)合金等，收容于负极壳体21的负极面23与隔离材料31之间，构成硬币型锂电池2。
这里，在硬币型锂电池2的垫圈26发生皱纹或损伤等不良之处时，存在硬币型锂电池2内的电解液3从该硬币型锂电池2的泄漏预想区域A泄漏的担心。而且，在从泄漏预想区域A泄漏锂电解液3时，在硬币型锂电池2的垫圈26的上端缘27附近的表面，附着因泄漏的电解液3引起的白色粉末。
另一方面，如图1所示，泄漏检测装置1具备振荡脉冲激光L的激光照射单元41。该激光照射单元具有例如作为振荡YAG(镱铝柘榴石)激光的YAG激光器，振荡脉冲激光L的激光振荡器的YAG激光振荡器42。
这种YAG激光振荡器42振荡，使附着于硬币型锂电池2的表面的锂电解液3原子化和等离子化的脉冲激光L。该YAG激光振荡器42上连接作为控制单元的主控制装置43。主控制装置43在规定的时刻生成驱动脉冲，根据该驱动脉冲，YAG激光振荡器42输出规定脉冲宽度的脉冲激光L。
此外，这种YAG激光振荡器42是例如聚光直径(φ)为0.5mm，从荧光强度的测定灵敏度、背景强度、以及锂电池2的破坏等观点出发，使振荡聚光后的照射能量为大于等于10mJ小于等于50mJ的脉冲激光L。其结果，通过使YAG激光振荡器42振荡大于等于10mJ小于等于50mJ的脉冲激光L，聚光后的脉冲激光L的照射能量密度为大于等于50mJ/mm2小于等于250mJ/mm2。因此，YAG激光振荡器42在脉冲激光L的脉冲宽度例如为6秒时，振荡大于等于0.83GW/cm2小于等于4.17GW/cm2的脉冲激光L。
在YAG激光振荡器42振荡的脉冲激光L的传输路径、即光路上，设置使脉冲激光L聚光的光学系统、即光纤入射系统44。然后在由光纤入射系统44聚光后的脉冲激光L的光路上，设置作为激光传输单元的剖面圆形细长棒形状的激光传输光纤45。该激光传输光纤45例如直径为1mm，其长度方向的一端46连接到光纤入射系统44。即，这种激光传输光纤45使经光纤入射系统44聚光后的脉冲激光L导光。
在激光传输光纤45的长度方向的另一端47上，安装作为聚光照射单元的缩小聚光光学系统51，使对应于锂电池2的泄漏预想区域A的形状将由激光传输光纤45的另一端47导光的脉冲激光L聚光成圆形。该缩小聚光光学系统51使激光传输光纤45出射的脉冲激光L，聚光在硬币型锂电池2表面的规定区域即泄漏预想区域A附近的位置，即，比该泄漏预想区域A更内侧的负极壳体21的负极面23的中央部。即是说，这种缩小聚光光学系统51最适宜于硬币型锂电池2负极面23的形状的脉冲激光L聚光。
具体地说，如图4所示，这种缩小光学系统51具备实质上圆筒形光学系统本体52。在光学系统本体52内，分别依次安装使激光传输光纤45的另一端47出射的脉冲激光L偏光成平行光束的第1透镜53和第2透镜54。这里，第1透镜53是上侧面平坦而下侧面突出成凸形的凸透镜。第2透镜54是上侧面突出成凸形而下侧面成凹形的凹透镜。
此外，在通过第1透镜53和第2透镜54的圆环平行状的脉冲激光L的光路上，使圆环平行状的脉冲激光L聚光成例如直径(φ)0.5mm的照射口径即圆形，分别依次安装使聚光后的脉冲激光L向硬币型锂电池2的负极面23的中央部照射的第3透镜55和第4透镜56。这里，第3透镜55是上、下侧面各自突出成凸形的凸透镜。第4透镜56是上侧面突出成凸形而下侧面为平坦形的凸透镜。
第3透镜55和第4透镜56，也收容在光学系统本体52内的第1透镜和第2透镜的下方。通过第3透镜55和第4透镜56聚光的脉冲激光L，使照射能量为10mJ，能量密度为50mJ/mm2，照射硬币型锂电池2的负极面23的中央部。这里经聚光后的脉冲激光L，照射能量为10mJ，能量密度为50mJ/mm2。
在对着缩小聚光光学系统51的位置上，如图1所示，装有作为搬运硬币型锂电池2的扫描单元的搬运装置57。搬运装置57搬运硬币型锂电池2，并使照射的脉冲激光L扫描负极面23。搬运装置57相对于经缩小聚光光学系统51聚光的脉冲激光L平行地移动硬币型锂电池2，由脉冲激光L扫描硬币型锂电池2的负极面23。即是说，该搬运装置57是相对于缩小聚光光学系统51聚光的脉冲激光L的光轴，向正交方向运送硬币型锂电池2的传送带。而且，设置该搬运装置57使向着与缩小聚光光学系统51照射位于该搬运装置57的上侧的传送面58的脉冲激光L的光路相垂直交叉的方向。
另外，在邻近缩小聚光光学系统51的位置上，设置作为荧光聚光单元的荧光聚光光学系统61，对通过对硬币型锂电池2的脉冲激光L照射得到的等离子体发生的元素特有的荧光F进行聚光。这种荧光聚光光学系统61设置成向着缩小聚光光学系统51照射的脉冲激光L的激光聚光位置即聚光点B。即是说，设置荧光光学系统61，使向着由搬运装置57的传送带58向聚光点B传送的硬币型锂电池2的负极壳体21的负极面23的中央部。
然后，荧光聚光光学系统61，使硬币型锂电池2的表面所含的元素原子化和等离子化，对硬币型锂电池2的表面中存在的各元素即原子发出或辐射的固有的荧光F即含有该荧光F的光谱进行聚光。荧光聚光光学系统61上连接有作为传送该荧光聚光光学系统61聚光的荧光F的荧光传送单元的断面圆形细长棒状的荧光传送光纤62。该荧光传送光纤62其长度方向的一端部63连接到荧光聚光光学系统61上。
另外，该荧光传送光纤62的长度方向的另一端部64连接有作为荧光测定单元的荧光分光测定器65，它根据荧光传送光纤62的另一端部64导光的荧光F的波长与光量，定量硬币型锂电池2的表面的元素。该荧光分光测定65上连接有控制荧光分光测定器65的动作的定时调整机构66。而且，荧光分光测定器65例如分解红色的荧光为光谱成分等，同时将附着于硬币型锂电池2表面的白色粉末等所含的元素固有的光谱进行光电变换成为电信号。
另外，在荧光分光测定器65上连接有作为检测单元的判定装置67，它根据荧光分光测定器65定量的定量结果，检测硬币型锂电池2的垫圈26的上端缘27的锂电解液3的泄漏，来判定锂电解液3有无泄漏。该判定装置67传送由荧光分光测定器65光电变换后的电信号，根据该电信号判断硬币型锂电池2的电解液3有无泄漏。
下面，与泄漏检测方法一并说明根据上述第1实施形态的泄漏检测装置的锂电池的检查方法。
首先，将要检查的硬币型锂电池2设置在搬运装置57的传送面58上，用搬运装置57传送硬币型锂电池2，调整硬币型锂电池2到照射YAG激光振荡器42振荡的脉冲激光L的聚光点B下的规定位置上。
在这种状态下，从YAG激光振荡器42输出脉冲激光L并使其振荡。
这时，脉冲激光L由光纤入射系统44聚光后，通过激光传送光纤45传到缩小聚光光学系统51。
然后，脉冲激光L由缩小聚光光学系统5 1的第1透镜53和第2透镜54偏光成平行光束后，由第3透镜55和第4透镜56向聚光点B整形并聚光为圆形形状，如图5所示，向调整到聚光点B下的硬币型锂电池2的负极面23的中央部照射。
这里，在锂电解液3泄漏到硬币型锂电池2的负极面23上时，泄漏到硬币型锂电池2的负极面23上的锂电解液3与该硬币型锂电池2的负极面23的不锈钢，各自为脉冲激光L的照射所等离子体化，从硬币型锂电池2的表面发生等离子体。
然后，使YAG激光振荡器42的脉冲激光L的照射停止。
这时，随着脉冲激光L的照射的停止，从硬币型锂电池2的负极面23等离子体再结合开始，数微秒至数十微秒之间硬币型锂电池2的负极面23和锂电解液3各自的构成元素成为激励状态的原子。
然后，在该激励状态的原子迁移到低能级时，发射与原子数成比例荧光F。
然后，从YAG激光振荡器42照射脉冲激光L的同时，用搬运装置57传送硬币型锂电池2，以YAG激光振荡器42振荡的脉冲激光L扫描硬币型锂电池2的负极面23。
然后，搬运装置57从聚光点B向下游侧传送硬币型锂电池2的同时，将设置在比该硬币型锂电池2更上游侧传送面58上的另一硬币型锂电池2传送到聚光点B下的规定位置上。
详细地说，通过使与YAG激光振荡器42振荡的脉冲激光L的脉冲重复频率相同步，搬运装置57反复传送依次搬运多个硬币型锂电池2和停止，来对搬运装置57传送到聚光点B下并停止的硬币型锂电池2的负极面23的中央部，依次照射脉冲激光L。
然后，硬币型锂电池2的负极面23放射的荧光F，由荧光聚光光学系统61聚光后，经荧光传送光纤62传送到荧光分光测定器65，由荧光分光测定器65计测光谱后，由判定装置67定量放射荧光F的元素。
也就是说，在硬币型锂电池2泄漏锂电解液3时，由判定装置67定量锂电解液3所含的锂固有的光谱。
又，随着对硬币型锂电池2的负极面23照射脉冲激光L，判定装置67取得由脉冲激光L照射而放射的荧光F的光谱，由该判定装置67得到锂固有的光谱，这时，知道硬币型锂电池2泄漏锂电解液。
反之，在该判定装置67未得到锂固有的光谱时，知道硬币型锂电池2没有泄漏锂电解液3。
其结果，根据判定装置67得到的光谱，能检测硬币型锂电池2有无泄漏锂电解液3。这时发生锂电解液3泄漏的硬币型锂电池2作为不合格品剔除。
如上所述，根据第1实施形态，其构成为，将脉冲激光L对应于预想硬币型锂电池2的锂电解液3泄漏的负极面23的形状，用缩小聚光光学系统51整形并聚光该脉冲激光L为圆形，将聚光成圆形的脉冲激光L照射硬币型锂电池2的负极面23的中央部，检测有无该硬币型锂电池2的锂电解液3泄漏。其结果，即使由荧光分光测定器65对因脉冲激光L的照射而发生的荧光F作光谱分析后，再由判定装置67作定量判断时，也能精度良好地检测硬币型锂电池2的熔接部即垫圈26的上端缘27与正极壳体12的开口缘17或负极壳体21的弯曲部24之间的锂电解液3的泄漏。
又，锂由于灵敏度良好，放射的荧光强，因此即使硬币型锂电池2的锂电解液3的泄漏量微小，也能精度良好地检测锂电解液3从硬币型锂电池2的泄漏。又，因为几乎不要前处理，因此与用未图示的显微镜的目视或X线装置来检测锂电解液3泄漏的情况相比，可削减费用，同时可减少锂电解液3泄漏有无的判断不良，因此可更有效地实现锂电解液3的泄漏检测。
又，通过利用搬运装置57反复进行多个硬币型锂电池2的传送和停止，从而能依次检测这些多个硬币型锂电池2每个的锂电解液3的泄漏。即是说，在几分之一秒以内能检测一个硬币型锂电池2，故能连续地以短时间检查有无多个硬币型锂电池2的锂电解液3泄漏、即合格性。
而且，因为对应于硬币型锂电池2的泄漏预想区域A的形状，由缩小聚光光学系统51整形并聚光脉冲激光L为圆形之后，使照射硬币型锂电池2的负极面23的中央部，因此，能以短时间正确检查硬币型锂电池2的锂电解液3的泄漏。
这里如图6所示，当硬币型锂电池2的锂电解液3的泄漏量不同时，根据锂电解液3的泄漏量得到的荧光F强度的变化，并当锂电解液3不泄漏的合格品的硬币型锂电池2时，用荧光分光测定器几乎测不出锂固有的荧光F，据此完成泄漏检测。因此能廉价且效率良好地检查硬币型锂电池2产生的锂电解液3的泄漏。同时，能高灵敏度且高精度地检查锂电解液3从硬币型锂电池2的泄漏。从而提供泄漏检测精度优良的泄漏检测装置1。
又，如图7所示，在使脉冲激光L的照射条件变化，以聚光直径0.5mm照射能量小于10mJ的脉冲激光L照射硬币型锂电池2的负极面23时，由于向周围的荧光F的放射强度即背景强度高，故从硬币型锂电池2放射的荧光F的强度的测定灵敏度低。又，脉冲激光L的照射能量超过50mJ时，会对构成硬币型锂电池2的不锈钢制的负极壳体21造成大的损伤。
因此，脉冲激光L的照射能量，从荧光F的强度的测定灵敏度、背景强度及硬币型锂电池2的损伤等的观点出发，选定大于等于10mJ小于等于50mJ为好。而且，作为脉冲激光L的照射能量选定大于等于10mJ小于等于50mJ，取聚光直径为0.5mm时，由缩小聚光光学系统51聚光的脉冲激光L的照射能量密度，在聚光直径0.5mm时为大于等于50mJ/mm2小于等于250mJ/mm2。
因此，该脉冲激光L的功率强度，在脉冲宽度6秒时为大于等于0.83GW/cm2小于等于4.17GW/cm2。
这里，脉冲激光L的功率强度在脉冲宽度6秒时为小于等于0.83GW/cm2时，由于该脉冲激光L照射产生的硬币型锂电池2的荧光F的强度过低，不能正确完成硬币型锂电池2的锂电解液3的泄漏检测。而且脉冲激光L中，该脉冲激光L的功率强度在脉冲宽度6秒时为大于等于4.17GW/cm2时，由于在一般使用的YAG激光振荡器42中不能清楚对应，作为该YAG激光振荡器42需要特殊的装置，因此，不适合于用脉冲激光照射的硬币型锂电池2的锂电解液3的泄漏检测。
又，用缩小聚光光学系统51将脉冲激光L的聚光直径聚光为0.5mm的圆形，同时取脉冲激光L的照射能量为10mJ，使该脉冲激光L照射硬币型锂电池2的负极面23的中央部，用荧光分光测定器65测定从负极面23的中央部放射的荧光F，检测锂电解液3的泄漏，这种情况下，照射脉冲激光L的位置已离开硬币型锂电池2发生锂电解液3泄漏的垫圈26。
另外。取脉冲激光L的能量密度为50mJ/mm2，对硬币型锂电池2照射该脉冲激光L时，根据该脉冲激光L的照射能量决定该脉冲激光L可照射的照射面积。然后，有必要用所限定的照射面积检测硬币型锂电池2的锂电解液3的泄漏。另外，作为用该脉冲激光L照射的面积的检查，最好将脉冲激光L照射在硬币型锂电池2的垫圈26附近、即泄漏预想区域A的附近。
实施形态2
因此，第2实施形态的泄漏检测装置和泄漏检测方法中，如图8至图10所示的第2实施形态那样，也可使聚光成圆形的多个脉冲激光L分别照射硬币型锂电池2的负极面23的不同位置。缩小聚光光学系统51向着各自圆形同时互不相同的方向多次照射脉冲激光L。这时，脉冲激光L用缩小聚光光学系统51的旋转透镜71每次旋转90度使照射方向偏心。而且该旋转透镜71同步于脉冲激光L的脉冲重复频率，每次旋转90度，与脉冲激光L的脉冲重复频率同步地使脉冲激光L照射通过硬币型锂电池2的负极面23的中心用互相正交的交线C分割的4个区域。
另外，在用旋转透镜71偏心的脉冲激光L的光路上，设置聚光该脉冲激光L的聚光透镜72。该聚光透镜72是上侧面突出成凸形下侧面平坦的凸透镜，并使照射该聚光透镜72的脉冲激光L聚光成适合于通过硬币型锂电池2的负极面23的中心用互相正交的交线C分隔的4个区域的圆形，即能照射这4个区域内实质上中央部程度的圆形，然后，照射4个区域性中的一个。
也就是说，聚光透镜72使多个脉冲激光L向硬币型锂电池2的垫圈26的附近且比垫圈26更内侧的负极面23的泄漏预想区域A的附近照射。因此，能达到与上述第1实施形态同样的作用效果，同时，以旋转透镜71使脉冲激光L偏心，照射硬币型锂电池2的负极面23的多个部分，从而能检查包含硬币型锂电池2的垫圈26附近的宽范围中的锂电解液3的泄漏。
此外，采用使旋转透镜71与脉冲激光L的重复频率同步地旋转的构成。这时，以硬币型锂电池2的负极面23的泄漏检测所必要的检查点作为4点进行扫描时，如脉冲激光L的重复频率为10Hz，则通过使旋转透镜71的转速为0.4秒/转，能以0.4秒/每个的比率检查硬币型锂电池2，因此实现硬币型锂电池2的检查速度为150个/分钟。
实施形态3
又，第3实施形态的泄漏检测装置和泄漏检测方法中，如图11和图12所示的第3实施形态那样，也可使短径D1比长径D2短的椭圆形脉冲激光L照射硬币型锂电池2的负极面23。该脉冲激光L从激光传送光纤45的另一端部47向缩小聚光光学系统51出射。缩小聚光光学系统51内依次安装第1环形透镜74和第2环形透镜75。
此外，在通过第1环形透镜74和第2环形透镜74的脉冲激光L的光路上，分别依次安装第1透镜76、第2透镜77、第3透镜78、和第3环形透镜79。这里，第1透镜76是上侧面突成圆弧面形下侧面成凹形的凹透镜。第2透镜77是上侧面突成圆弧面形下侧面成凸形的凸透镜。第3透镜78是上侧面成凸形下侧面突成圆弧面形的凸透镜。第3环形透镜79是上侧面成凸形下侧面平坦的凸透镜。
这里，通过各个第1环形透镜74、第2环形透镜75、第1透镜76、第2透镜77、第3透镜78、和第3环形透镜79的脉冲激光L，如图1 2所示，根据使该脉冲激光L成为实质上线形的必要性，在整形并聚光为例如长径D2为2.5mm，短径D1与长径D2之比为小于等于0.1的扁平椭圆即线形后，照射硬币型锂电池2的负极面23的中央部。这时，聚光成椭圆形的脉冲激光L具有比硬币型锂电池2的负极面23的直径稍短的长径D2。而且脉冲激光L使其中心与硬币型锂电池2的负极面23的中心一致，向负极面23照射。
其结果，通过由缩小聚光光学系统51聚光脉冲激光L成短径D1短的椭圆形即线形后，向硬币型锂电池2的负极面23照射，能同时检查硬币型锂电池2的垫圈26附近与负极面23中央部。因此，在达到与上述第1实施形态同样的作用效果的同时，通过用聚光成线形的脉冲激光L检测硬币型锂电池2的锂电解液3的泄漏，能以更短时间精度良好地检查该硬币型锂电池2的锂电解液3有无泄漏。
另外，当将脉冲激光L整形为短径D1与长径D2之比为大于等于0.1的椭圆形时，脉冲激光L的每单位面积的照射能量即能量密度就变小。因此，不能可靠地检测出硬币型锂电池2的锂电解液的泄漏，同时，不能用一般的激光传送光纤传送脉冲激光。因此有必要将脉冲激光L整形成短径D1和长径D2之比小于等于0.1的扁平椭圆形。
实施形态4
又，第4实施形态的泄漏检测装置和泄漏检测方法中，如图13和图14所示的第4实施形态那样，也可使圆环形即环形的脉冲激光L照射硬币型锂电池2的负极面23。从激光传送光纤45的另一端47向缩小聚光光学系统51的光学系统本体52内出射脉冲激光L，利用光学系统本体52内设置的圆锥透镜81整形并聚光为圆环形。圆锥透镜81是上侧面突出成圆锥面下侧面平坦的透镜。
又，在利用圆锥透镜81整形成圆环形的脉冲激光L的光路上，依次安装各第1透镜82、第2透镜83、第3透镜84、第4透镜85、和第5透镜86。这里，第1透镜82是上侧面和下侧面各自突出成圆弧面形的凸透镜。第2透镜83是上侧面突出成圆弧面形下侧面平坦的凸透镜。第3透镜84是上侧面成凹形下侧面平坦的凹透镜。第4透镜85是上侧面成凸形下侧面凹成圆弧面形的透镜。第5透镜86是上侧面突出成凸形下侧面平坦的凸透镜。
因此，这些第1透镜82、第2透镜83、第3透镜84、第4透镜85、和第5透镜86各自是使利用圆锥透镜81整形成圆环形的脉冲激光L聚光的聚光透镜。因而利用第1透镜82、第2透镜83、第3透镜84、第4透镜85、和第5透镜86构成使圆环形的脉冲激光L聚光的聚光透镜组87。
这里，通过聚光透镜组87的脉冲激光L如图14所示，被整形并聚光成具有比硬币型锂电池2的负极面23的直径尺寸即垫圈26的内径尺寸更小一些的外径尺寸的环形后，照射硬币型锂电池2的负极面23的中央部。这时，脉冲激光L照射在硬币型锂电池2的泄漏预想区域A的附近的、同时比泄漏预想区域A更内侧的负极面23的外周部分。此外，使脉冲激光L的中心与硬币型锂电池2的负极面23的中心一致，向负极面23照射该脉冲激光L。
其结果，通过由缩小聚光光学系统51整形并聚光脉冲激光L为环形后照射硬币型锂电池2的负极面23，能沿圆周方向同时检查硬币型锂电池2的垫圈26的附近。因此，达到与上述第1实施形态同样作用效果的同时，通过利用聚光成环形的脉冲激光L检测硬币型锂电池2的锂电解液3的泄漏，能以更短时间精度良好地检查硬币型锂电池2的锂电解液3有无泄漏。
实施形态5
又，第5实施形态的泄漏检测装置和泄漏检测方法中，如图15所示的第5实施形态那样，也可将利用由激光传送光纤45传送的脉冲激光L的照射而从硬币型锂电池2的负极面23放射的荧光，再次用激光传送光纤45传送。而且，在设置在YAG激光振荡器42振荡的脉冲激光L的光路上的光纤入射系统44中，设置内装作为反射脉冲激光L的反射体的反射镜91。该反射镜91反射脉冲激光L，同时透过荧光。具体说，反射镜91是以波长选择性分离荧光F与脉冲激光L的光学系统。
另外，在这种反射镜91反射后的脉冲激光L的光路上，连接激光传送光纤45的一端部46。而在与激光传送光纤45的一端部46相对，设置荧光传送光纤62的一端部63。设置荧光传送光纤62，使向激光传送光纤45的一端部传送的荧光F透过反射镜91后入射和传送。结果，通过用传送脉冲激光L的激光传送光纤45，传送由脉冲激光L向硬币型锂电池2的照射而放射的荧光F，能并用激光传送光纤45与荧光传送光纤62，因此，能缩短荧光传送光纤62，从而能使泄漏检测装置1更小型化。
根据上述的第1至第5的实施形态，可得到能效率良好地检测检查对象物的内部收容的内容物泄漏的泄漏检测装置和泄漏检测方法。
另外，上述各实施形态中，当YAG振荡器42振荡的激光为连续输出时，激光输出就造成浪费，因此如果YAG激光振荡器42振荡的激光为采用脉冲的脉冲激光L，那么能减少输出的浪费，效率更高。
又，虽然用泄漏检测装置检测出硬币型锂电池2的锂电解液3的泄漏，但只要是内部收容液体的检查对象物，即使是硬币型锂电池2以外的检查对象物，也能对应适用。
工业上的实用性
根据本发明，则因用聚光照射单元使激光照射单元照射的激光对应于检查对象物的泄漏预想区域，进行聚光后并照射，因此可提供能精度和效率良好地检测检查对象物内部收容的内容物泄漏的泄漏检测装置和泄漏检测方法。
以下，参照附图详细说明本发明第1实施形态的泄漏检测装置和泄漏检测方法。首先说明泄漏检测装置。
如图1和图4所示，泄漏检测装置1是检测收容于检查对象物内的内容物的泄漏，对检查对象物进行检查的自动泄漏检测装置。本实施形态中，检查对象物是硬币型锂(Li)离子电池、即硬币型锂电池2。内容物是液体、即锂电解液3。具体地说，泄漏检测装置1对硬币型锂电池2照射脉冲激光L，硬币型锂电池2的表面发生等离子体化，聚光其发生的荧光F，根据该荧光F的波长和强度，检查是否从硬币型锂电池2泄漏锂电解液3。而且该泄漏检测装置1，取得根据照射脉冲激光L发生的等离子体得到的荧光，特别检测元素序号小的锂(Li)等的元素是否从封闭构造泄漏。
又， 硬币型锂电池2是硬币型电池，如图2和图3所示，具备扁平的实质上圆盘形的电池本体11。该电池本体11例如具有作为由不锈钢形成有底圆筒形的下侧容器的正极壳体12。该正极壳体12构成硬币型锂电池的正极，在正极壳体12内插入并收容渗入液状或胶状的锂电解液3的扁平圆柱形的正极材料13。这里，作为锂电解液3例如用过氯酸锂(LiClO4)等电解液。此外，作为正极材料13采用锂-氧化锰(Li-MnO)合金等。
正极壳体12具有平坦的圆形底面部14，底面部14的外周缘沿圆周方向一体地设置向上方突出的圆筒形侧面部15。而且在位于该正极壳体12的侧面部15上侧的前端部，形成开口部16。在正极壳体12的开口部16中嵌入安装作为由不锈钢形成有底圆筒形的上侧容器的负极壳体21。
又，负极壳体21以该负极壳体21的开口部22朝向下侧的状态，内嵌于正极壳体12的开口部16内，该正极壳体12的侧面部15的前端部朝向内侧弯成同心圆弧形，铆接固定。这里，负极壳体21在其中央部设置作为平坦圆形的平坦部的负极面23。负极面23一般连接未图示的负极线。又，在负极面23的外周缘上，沿圆周向下方设置弯曲成圆弧形的弯曲部24。即，负极壳体21以将其负极面23从正极壳体12的开口部16的开口缘17突出于上方的状态，铆接固定于正极壳体12的开口缘17上。
然后，在正极壳体12的侧面部15与负极壳体21的弯曲部24之间，嵌入实质上圆环形的垫圈26，封闭正极壳体12与负极壳体21之间。即，负极壳体21嵌入安装于垫圈26的内侧。垫圈26是薄膜状的衬料，封闭正极壳体12的侧面部15与负极壳体21的弯曲部24之间的接缝。具体说，垫圈26以使其上侧的缘部即上端缘27从正极壳体12的开口缘17与负极壳体21的弯曲部24之间突向外侧的状态，铆接固定于正极壳体12与负极壳体21之间。此外，垫圈26夹在正极壳体12与负极壳体21之间，封闭正极壳体12与负极壳体21之间，密封正极壳体12与负极壳体21内的锂电解液3。
又，垫圈26的上端缘27位于负极壳体21的负极面23更下方。这里，垫圈26的上端缘27与正极壳体12的开口缘17之间，及垫圈26的上端缘27与负极壳体21的弯曲部24之间的每一个，都为预想电池本体11内收容的锂电解液3泄漏的泄漏预想区域A。
在垫圈26的内侧面与负极壳体21的弯曲部24之间，收容未图示的密封材料，液密地加以封闭。又在垫圈26的下方侧的缘部、即内缘部28，弯向内侧，确定正极壳体12内的正极材料13的位置。又，在垫圈26的内周缘28上，设置作为分隔正极壳体12内收容的正极材料13上侧分隔材料的实质上圆盘形的隔离材料31。
又，在隔离材料31的外周缘上设置沿圆周向垫圈26的内周缘28弯曲的嵌合片部32。即，隔离材料31以使其嵌合片部32嵌入垫圈26的内周缘28的状态，装配于垫圈26上。在隔离材料31上设置收容圆形平板形负极材料33。作为该负极材料33例如用锂-铝(Li-Al)合金等，收容于负极壳体21的负极面23与隔离材料31之间，构成硬币型锂电池2。
这里，在硬币型锂电池2的垫圈26发生皱纹或损伤等不良之处时，存在硬币型锂电池2内的电解液3从该硬币型锂电池2的泄漏预想区域A泄漏的担心。而且，在从泄漏预想区域A泄漏锂电解液3时，在硬币型锂电池2的垫圈26的上端缘27附近的表面，附着因泄漏的电解液3引起的白色粉末。
另一方面，如图1所示，泄漏检测装置1具备振荡脉冲激光L的激光照射单元41。该激光照射单元具有例如作为振荡YAG(镱铝柘榴石)激光的YAG激光器，振荡脉冲激光L的激光振荡器的YAG激光振荡器42。
这种YAG激光振荡器42振荡，使附着于硬币型锂电池2的表面的锂电解液3原子化和等离子化的脉冲激光L。该YAG激光振荡器42上连接作为控制单元的主控制装置43。主控制装置43在规定的时刻生成驱动脉冲，根据该驱动脉冲，YAG激光振荡器42输出规定脉冲宽度的脉冲激光L。
此外，这种YAG激光振荡器42是例如聚光直径(φ)为0.5mm，从荧光强度的测定灵敏度、背景强度、以及锂电池2的破坏等观点出发，使振荡聚光后的照射能量为大于等于10mJ小于等于50mJ的脉冲激光L。其结果，通过使YAG激光振荡器42振荡大于等于10mJ小于等于50mJ的脉冲激光L，聚光后的脉冲激光L的照射能量密度为大于等于50mJ/mm2小于等于250mJ/mm2。因此，YAG激光振荡器42在脉冲激光L的脉冲宽度例如为6秒时，振荡大于等于0.83GW/cm2小于等于4.17GW/cm2的脉冲激光L。
在YAG激光振荡器42振荡的脉冲激光L的传输路径、即光路上，设置使脉冲激光L聚光的光学系统、即光纤入射系统44。然后在由光纤入射系统44聚光后的脉冲激光L的光路上，设置作为激光传输单元的剖面圆形细长棒形状的激光传输光纤45。该激光传输光纤45例如直径为1mm，其长度方向的一端46连接到光纤入射系统44。即，这种激光传输光纤45使经光纤入射系统44聚光后的脉冲激光L导光。
在激光传输光纤45的长度方向的另一端47上，安装作为聚光照射单元的缩小聚光光学系统51，使对应于锂电池2的泄漏预想区域A的形状将由激光传输光纤45的另一端47导光的脉冲激光L聚光成圆形。该缩小聚光光学系统51使激光传输光纤45出射的脉冲激光L，聚光在硬币型锂电池2表面的规定区域即泄漏预想区域A附近的位置，即，比该泄漏预想区域A更内侧的负极壳体21的负极面23的中央部。即是说，这种缩小聚光光学系统51最适宜于硬币型锂电池2负极面23的形状的脉冲激光L聚光。
具体地说，如图4所示，这种缩小光学系统51具备实质上圆筒形光学系统本体52。在光学系统本体52内，分别依次安装使激光传输光纤45的另一端47出射的脉冲激光L偏光成平行光束的第1透镜53和第2透镜54。这里，第1透镜53是上侧面平坦而下侧面突出成凸形的凸透镜。第2透镜54是上侧面突出成凸形而下侧面成凹形的凹透镜。
此外，在通过第1透镜53和第2透镜54的圆环平行状的脉冲激光L的光路上，使圆环平行状的脉冲激光L聚光成例如直径(φ)0.5mm的照射口径即圆形，分别依次安装使聚光后的脉冲激光L向硬币型锂电池2的负极面23的中央部照射的第3透镜55和第4透镜56。这里，第3透镜55是上、下侧面各自突出成凸形的凸透镜。第4透镜56是上侧面突出成凸形而下侧面为平坦形的凸透镜。
第3透镜55和第4透镜56，也收容在光学系统本体52内的第1透镜和第2透镜的下方。通过第3透镜55和第4透镜56聚光的脉冲激光L，使照射能量为10mJ，能量密度为50mJ/mm2，照射硬币型锂电池2的负极面23的中央部。这里经聚光后的脉冲激光L，照射能量为10mJ，能量密度为50mJ/mm2。
在对着缩小聚光光学系统51的位置上，如图1所示，装有作为搬运硬币型锂电池2的扫描单元的搬运装置57。搬运装置57搬运硬币型锂电池2，并使照射的脉冲激光L扫描负极面23。搬运装置57相对于经缩小聚光光学系统51聚光的脉冲激光L平行地移动硬币型锂电池2，由脉冲激光L扫描硬币型锂电池2的负极面23。即是说，该搬运装置57是相对于缩小聚光光学系统51聚光的脉冲激光L的光轴，向正交方向运送硬币型锂电池2的传送带。而且，设置该搬运装置57使向着与缩小聚光光学系统51照射位于该搬运装置57的上侧的传送面58的脉冲激光L的光路相垂直交叉的方向。
另外，在邻近缩小聚光光学系统51的位置上，设置作为荧光聚光单元的荧光聚光光学系统61，对通过对硬币型锂电池2的脉冲激光L照射得到的等离子体发生的元素特有的荧光F进行聚光。这种荧光聚光光学系统61设置成向着缩小聚光光学系统51照射的脉冲激光L的激光聚光位置即聚光点B。即是说，设置荧光光学系统61，使向着由搬运装置57的传送带58向聚光点B传送的硬币型锂电池2的负极壳体21的负极面23的中央部。
然后，荧光聚光光学系统61，使硬币型锂电池2的表面所含的元素原子化和等离子化，对硬币型锂电池2的表面中存在的各元素即原子发出或辐射的固有的荧光F即含有该荧光F的光谱进行聚光。荧光聚光光学系统61上连接有作为传送该荧光聚光光学系统61聚光的荧光F的荧光传送单元的断面圆形细长棒状的荧光传送光纤62。该荧光传送光纤62其长度方向的一端部63连接到荧光聚光光学系统61上。
另外，该荧光传送光纤62的长度方向的另一端部64连接有作为荧光测定单元的荧光分光测定器65，它根据荧光传送光纤62的另一端部64导光的荧光F的波长与光量，定量硬币型锂电池2的表面的元素。该荧光分光测定65上连接有控制荧光分光测定器65的动作的定时调整机构66。而且，荧光分光测定器65例如分解红色的荧光为光谱成分等，同时将附着于硬币型锂电池2表面的白色粉末等所含的元素固有的光谱进行光电变换成为电信号。
另外，在荧光分光测定器65上连接有作为检测单元的判定装置67，它根据荧光分光测定器65定量的定量结果，检测硬币型锂电池2的垫圈26的上端缘27的锂电解液3的泄漏，来判定锂电解液3有无泄漏。该判定装置67传送由荧光分光测定器65光电变换后的电信号，根据该电信号判断硬币型锂电池2的电解液3有无泄漏。
下面，与泄漏检测方法一并说明根据上述第1实施形态的泄漏检测装置的锂电池的检查方法。
首先，将要检查的硬币型锂电池2设置在搬运装置57的传送面58上，用搬运装置57传送硬币型锂电池2，调整硬币型锂电池2到照射YAG激光振荡器42振荡的脉冲激光L的聚光点B下的规定位置上。
在这种状态下，从YAG激光振荡器42输出脉冲激光L并使其振荡。
这时，脉冲激光L由光纤入射系统44聚光后，通过激光传送光纤45传到缩小聚光光学系统51。
然后，脉冲激光L由缩小聚光光学系统5 1的第1透镜53和第2透镜54偏光成平行光束后，由第3透镜55和第4透镜56向聚光点B整形并聚光为圆形形状，如图5所示，向调整到聚光点B下的硬币型锂电池2的负极面23的中央部照射。
这里，在锂电解液3泄漏到硬币型锂电池2的负极面23上时，泄漏到硬币型锂电池2的负极面23上的锂电解液3与该硬币型锂电池2的负极面23的不锈钢，各自为脉冲激光L的照射所等离子体化，从硬币型锂电池2的表面发生等离子体。
然后，使YAG激光振荡器42的脉冲激光L的照射停止。
这时，随着脉冲激光L的照射的停止，从硬币型锂电池2的负极面23等离子体再结合开始，数微秒至数十微秒之间硬币型锂电池2的负极面23和锂电解液3各自的构成元素成为激励状态的原子。
然后，在该激励状态的原子迁移到低能级时，发射与原子数成比例荧光F。
然后，从YAG激光振荡器42照射脉冲激光L的同时，用搬运装置57传送硬币型锂电池2，以YAG激光振荡器42振荡的脉冲激光L扫描硬币型锂电池2的负极面23。
然后，搬运装置57从聚光点B向下游侧传送硬币型锂电池2的同时，将设置在比该硬币型锂电池2更上游侧传送面58上的另一硬币型锂电池2传送到聚光点B下的规定位置上。
详细地说，通过使与YAG激光振荡器42振荡的脉冲激光L的脉冲重复频率相同步，搬运装置57反复传送依次搬运多个硬币型锂电池2和停止，来对搬运装置57传送到聚光点B下并停止的硬币型锂电池2的负极面23的中央部，依次照射脉冲激光L。
然后，硬币型锂电池2的负极面23放射的荧光F，由荧光聚光光学系统61聚光后，经荧光传送光纤62传送到荧光分光测定器65，由荧光分光测定器65计测光谱后，由判定装置67定量放射荧光F的元素。
也就是说，在硬币型锂电池2泄漏锂电解液3时，由判定装置67定量锂电解液3所含的锂固有的光谱。
又，随着对硬币型锂电池2的负极面23照射脉冲激光L，判定装置67取得由脉冲激光L照射而放射的荧光F的光谱，由该判定装置67得到锂固有的光谱，这时，知道硬币型锂电池2泄漏锂电解液。
反之，在该判定装置67未得到锂固有的光谱时，知道硬币型锂电池2没有泄漏锂电解液3。
其结果，根据判定装置67得到的光谱，能检测硬币型锂电池2有无泄漏锂电解液3。这时发生锂电解液3泄漏的硬币型锂电池2作为不合格品剔除。
如上所述，根据第1实施形态，其构成为，将脉冲激光L对应于预想硬币型锂电池2的锂电解液3泄漏的负极面23的形状，用缩小聚光光学系统51整形并聚光该脉冲激光L为圆形，将聚光成圆形的脉冲激光L照射硬币型锂电池2的负极面23的中央部，检测有无该硬币型锂电池2的锂电解液3泄漏。其结果，即使由荧光分光测定器65对因脉冲激光L的照射而发生的荧光F作光谱分析后，再由判定装置67作定量判断时，也能精度良好地检测硬币型锂电池2的熔接部即垫圈26的上端缘27与正极壳体12的开口缘17或负极壳体21的弯曲部24之间的锂电解液3的泄漏。
又，锂由于灵敏度良好，放射的荧光强，因此即使硬币型锂电池2的锂电解液3的泄漏量微小，也能精度良好地检测锂电解液3从硬币型锂电池2的泄漏。又，因为几乎不要前处理，因此与用未图示的显微镜的目视或X线装置来检测锂电解液3泄漏的情况相比，可削减费用，同时可减少锂电解液3泄漏有无的判断不良，因此可更有效地实现锂电解液3的泄漏检测。
又，通过利用搬运装置57反复进行多个硬币型锂电池2的传送和停止，从而能依次检测这些多个硬币型锂电池2每个的锂电解液3的泄漏。即是说，在几分之一秒以内能检测一个硬币型锂电池2，故能连续地以短时间检查有无多个硬币型锂电池2的锂电解液3泄漏、即合格性。
而且，因为对应于硬币型锂电池2的泄漏预想区域A的形状，由缩小聚光光学系统51整形并聚光脉冲激光L为圆形之后，使照射硬币型锂电池2的负极面23的中央部，因此，能以短时间正确检查硬币型锂电池2的锂电解液3的泄漏。
这里如图6所示，当硬币型锂电池2的锂电解液3的泄漏量不同时，根据锂电解液3的泄漏量得到的荧光F强度的变化，并当锂电解液3不泄漏的合格品的硬币型锂电池2时，用荧光分光测定器几乎测不出锂固有的荧光F，据此完成泄漏检测。因此能廉价且效率良好地检查硬币型锂电池2产生的锂电解液3的泄漏。同时，能高灵敏度且高精度地检查锂电解液3从硬币型锂电池2的泄漏。从而提供泄漏检测精度优良的泄漏检测装置1。
又，如图7所示，在使脉冲激光L的照射条件变化，以聚光直径0.5mm照射能量小于10mJ的脉冲激光L照射硬币型锂电池2的负极面23时，由于向周围的荧光F的放射强度即背景强度高，故从硬币型锂电池2放射的荧光F的强度的测定灵敏度低。又，脉冲激光L的照射能量超过50mJ时，会对构成硬币型锂电池2的不锈钢制的负极壳体21造成大的损伤。
因此，脉冲激光L的照射能量，从荧光F的强度的测定灵敏度、背景强度及硬币型锂电池2的损伤等的观点出发，选定大于等于10mJ小于等于50mJ为好。而且，作为脉冲激光L的照射能量选定大于等于10mJ小于等于50mJ，取聚光直径为0.5mm时，由缩小聚光光学系统51聚光的脉冲激光L的照射能量密度，在聚光直径0.5mm时为大于等于50mJ/mm2小于等于250mJ/mm2。
因此，该脉冲激光L的功率强度，在脉冲宽度6秒时为大于等于0.83GW/cm2小于等于4.17GW/cm2。
这里，脉冲激光L的功率强度在脉冲宽度6秒时为小于等于0.83GW/cm2时，由于该脉冲激光L照射产生的硬币型锂电池2的荧光F的强度过低，不能正确完成硬币型锂电池2的锂电解液3的泄漏检测。而且脉冲激光L中，该脉冲激光L的功率强度在脉冲宽度6秒时为大于等于4.17GW/cm2时，由于在一般使用的YAG激光振荡器42中不能清楚对应，作为该YAG激光振荡器42需要特殊的装置，因此，不适合于用脉冲激光照射的硬币型锂电池2的锂电解液3的泄漏检测。
又，用缩小聚光光学系统51将脉冲激光L的聚光直径聚光为0.5mm的圆形，同时取脉冲激光L的照射能量为10mJ，使该脉冲激光L照射硬币型锂电池2的负极面23的中央部，用荧光分光测定器65测定从负极面23的中央部放射的荧光F，检测锂电解液3的泄漏，这种情况下，照射脉冲激光L的位置已离开硬币型锂电池2发生锂电解液3泄漏的垫圈26。
另外。取脉冲激光L的能量密度为50mJ/mm2，对硬币型锂电池2照射该脉冲激光L时，根据该脉冲激光L的照射能量决定该脉冲激光L可照射的照射面积。然后，有必要用所限定的照射面积检测硬币型锂电池2的锂电解液3的泄漏。另外，作为用该脉冲激光L照射的面积的检查，最好将脉冲激光L照射在硬币型锂电池2的垫圈26附近、即泄漏预想区域A的附近。
实施形态2
因此，第2实施形态的泄漏检测装置和泄漏检测方法中，如图8至图10所示的第2实施形态那样，也可使聚光成圆形的多个脉冲激光L分别照射硬币型锂电池2的负极面23的不同位置。缩小聚光光学系统51向着各自圆形同时互不相同的方向多次照射脉冲激光L。这时，脉冲激光L用缩小聚光光学系统51的旋转透镜71每次旋转90度使照射方向偏心。而且该旋转透镜71同步于脉冲激光L的脉冲重复频率，每次旋转90度，与脉冲激光L的脉冲重复频率同步地使脉冲激光L照射通过硬币型锂电池2的负极面23的中心用互相正交的交线C分割的4个区域。
另外，在用旋转透镜71偏心的脉冲激光L的光路上，设置聚光该脉冲激光L的聚光透镜72。该聚光透镜72是上侧面突出成凸形下侧面平坦的凸透镜，并使照射该聚光透镜72的脉冲激光L聚光成适合于通过硬币型锂电池2的负极面23的中心用互相正交的交线C分隔的4个区域的圆形，即能照射这4个区域内实质上中央部程度的圆形，然后，照射4个区域性中的一个。
也就是说，聚光透镜72使多个脉冲激光L向硬币型锂电池2的垫圈26的附近且比垫圈26更内侧的负极面23的泄漏预想区域A的附近照射。因此，能达到与上述第1实施形态同样的作用效果，同时，以旋转透镜71使脉冲激光L偏心，照射硬币型锂电池2的负极面23的多个部分，从而能检查包含硬币型锂电池2的垫圈26附近的宽范围中的锂电解液3的泄漏。
此外，采用使旋转透镜71与脉冲激光L的重复频率同步地旋转的构成。这时，以硬币型锂电池2的负极面23的泄漏检测所必要的检查点作为4点进行扫描时，如脉冲激光L的重复频率为10Hz，则通过使旋转透镜71的转速为0.4秒/转，能以0.4秒/每个的比率检查硬币型锂电池2，因此实现硬币型锂电池2的检查速度为150个/分钟。
实施形态3
又，第3实施形态的泄漏检测装置和泄漏检测方法中，如图11和图12所示的第3实施形态那样，也可使短径D1比长径D2短的椭圆形脉冲激光L照射硬币型锂电池2的负极面23。该脉冲激光L从激光传送光纤45的另一端部47向缩小聚光光学系统51出射。缩小聚光光学系统51内依次安装第1环形透镜74和第2环形透镜75。
此外，在通过第1环形透镜74和第2环形透镜74的脉冲激光L的光路上，分别依次安装第1透镜76、第2透镜77、第3透镜78、和第3环形透镜79。这里，第1透镜76是上侧面突成圆弧面形下侧面成凹形的凹透镜。第2透镜77是上侧面突成圆弧面形下侧面成凸形的凸透镜。第3透镜78是上侧面成凸形下侧面突成圆弧面形的凸透镜。第3环形透镜79是上侧面成凸形下侧面平坦的凸透镜。
这里，通过各个第1环形透镜74、第2环形透镜75、第1透镜76、第2透镜77、第3透镜78、和第3环形透镜79的脉冲激光L，如图1 2所示，根据使该脉冲激光L成为实质上线形的必要性，在整形并聚光为例如长径D2为2.5mm，短径D1与长径D2之比为小于等于0.1的扁平椭圆即线形后，照射硬币型锂电池2的负极面23的中央部。这时，聚光成椭圆形的脉冲激光L具有比硬币型锂电池2的负极面23的直径稍短的长径D2。而且脉冲激光L使其中心与硬币型锂电池2的负极面23的中心一致，向负极面23照射。
其结果，通过由缩小聚光光学系统51聚光脉冲激光L成短径D1短的椭圆形即线形后，向硬币型锂电池2的负极面23照射，能同时检查硬币型锂电池2的垫圈26附近与负极面23中央部。因此，在达到与上述第1实施形态同样的作用效果的同时，通过用聚光成线形的脉冲激光L检测硬币型锂电池2的锂电解液3的泄漏，能以更短时间精度良好地检查该硬币型锂电池2的锂电解液3有无泄漏。
另外，当将脉冲激光L整形为短径D1与长径D2之比为大于等于0.1的椭圆形时，脉冲激光L的每单位面积的照射能量即能量密度就变小。因此，不能可靠地检测出硬币型锂电池2的锂电解液的泄漏，同时，不能用一般的激光传送光纤传送脉冲激光。因此有必要将脉冲激光L整形成短径D1和长径D2之比小于等于0.1的扁平椭圆形。
实施形态4
又，第4实施形态的泄漏检测装置和泄漏检测方法中，如图13和图14所示的第4实施形态那样，也可使圆环形即环形的脉冲激光L照射硬币型锂电池2的负极面23。从激光传送光纤45的另一端47向缩小聚光光学系统51的光学系统本体52内出射脉冲激光L，利用光学系统本体52内设置的圆锥透镜81整形并聚光为圆环形。圆锥透镜81是上侧面突出成圆锥面下侧面平坦的透镜。
又，在利用圆锥透镜81整形成圆环形的脉冲激光L的光路上，依次安装各第1透镜82、第2透镜83、第3透镜84、第4透镜85、和第5透镜86。这里，第1透镜82是上侧面和下侧面各自突出成圆弧面形的凸透镜。第2透镜83是上侧面突出成圆弧面形下侧面平坦的凸透镜。第3透镜84是上侧面成凹形下侧面平坦的凹透镜。第4透镜85是上侧面成凸形下侧面凹成圆弧面形的透镜。第5透镜86是上侧面突出成凸形下侧面平坦的凸透镜。
因此，这些第1透镜82、第2透镜83、第3透镜84、第4透镜85、和第5透镜86各自是使利用圆锥透镜81整形成圆环形的脉冲激光L聚光的聚光透镜。因而利用第1透镜82、第2透镜83、第3透镜84、第4透镜85、和第5透镜86构成使圆环形的脉冲激光L聚光的聚光透镜组87。
这里，通过聚光透镜组87的脉冲激光L如图14所示，被整形并聚光成具有比硬币型锂电池2的负极面23的直径尺寸即垫圈26的内径尺寸更小一些的外径尺寸的环形后，照射硬币型锂电池2的负极面23的中央部。这时，脉冲激光L照射在硬币型锂电池2的泄漏预想区域A的附近的、同时比泄漏预想区域A更内侧的负极面23的外周部分。此外，使脉冲激光L的中心与硬币型锂电池2的负极面23的中心一致，向负极面23照射该脉冲激光L。
其结果，通过由缩小聚光光学系统51整形并聚光脉冲激光L为环形后照射硬币型锂电池2的负极面23，能沿圆周方向同时检查硬币型锂电池2的垫圈26的附近。因此，达到与上述第1实施形态同样作用效果的同时，通过利用聚光成环形的脉冲激光L检测硬币型锂电池2的锂电解液3的泄漏，能以更短时间精度良好地检查硬币型锂电池2的锂电解液3有无泄漏。
实施形态5
又，第5实施形态的泄漏检测装置和泄漏检测方法中，如图15所示的第5实施形态那样，也可将利用由激光传送光纤45传送的脉冲激光L的照射而从硬币型锂电池2的负极面23放射的荧光，再次用激光传送光纤45传送。而且，在设置在YAG激光振荡器42振荡的脉冲激光L的光路上的光纤入射系统44中，设置内装作为反射脉冲激光L的反射体的反射镜91。该反射镜91反射脉冲激光L，同时透过荧光。具体说，反射镜91是以波长选择性分离荧光F与脉冲激光L的光学系统。
另外，在这种反射镜91反射后的脉冲激光L的光路上，连接激光传送光纤45的一端部46。而在与激光传送光纤45的一端部46相对，设置荧光传送光纤62的一端部63。设置荧光传送光纤62，使向激光传送光纤45的一端部传送的荧光F透过反射镜91后入射和传送。结果，通过用传送脉冲激光L的激光传送光纤45，传送由脉冲激光L向硬币型锂电池2的照射而放射的荧光F，能并用激光传送光纤45与荧光传送光纤62，因此，能缩短荧光传送光纤62，从而能使泄漏检测装置1更小型化。
根据上述的第1至第5的实施形态，可得到能效率良好地检测检查对象物的内部收容的内容物泄漏的泄漏检测装置和泄漏检测方法。
另外，上述各实施形态中，当YAG振荡器42振荡的激光为连续输出时，激光输出就造成浪费，因此如果YAG激光振荡器42振荡的激光为采用脉冲的脉冲激光L，那么能减少输出的浪费，效率更高。
又，虽然用泄漏检测装置检测出硬币型锂电池2的锂电解液3的泄漏，但只要是内部收容液体的检查对象物，即使是硬币型锂电池2以外的检查对象物，也能对应适用。
工业上的实用性
根据本发明，则因用聚光照射单元使激光照射单元照射的激光对应于检查对象物的泄漏预想区域，进行聚光后并照射，因此可提供能精度和效率良好地检测检查对象物内部收容的内容物泄漏的泄漏检测装置和泄漏检测方法。