CN101487802A

CN101487802A - 太阳能电池板裂纹检测仪

Info

Publication number: CN101487802A
Application number: CNA200910046715XA
Authority: CN
Inventors: 李庆利
Original assignee: East China Normal University
Current assignee: East China Normal University
Priority date: 2009-02-26
Filing date: 2009-02-26
Publication date: 2009-07-22

Abstract

本发明公开了一种太阳能电池板裂纹检测仪，包括激光控制器、转动镜控制器、激光源、反射镜、转动镜、成像透镜、线阵CCD、推扫驱动装置、计算机和载物台，特点是激光源、反射镜、转动镜、成像透镜、线阵CCD依次成光路连接；线阵CCD的输出信号电缆连接计算机；计算机连接激光控制器、转动镜控制器和推扫驱动装置；推扫驱动装置的步进电机通过滚珠丝杠连接载物台；太阳能电池板置于载物台上。本发明通过转动镜和推扫装置的配合，实现对太阳能电池板的无接触、无损伤地激光扫描，通过对获取的红外辐射图像数据的智能处理和分析，即可以判断太阳能电池板的完好性。

Description

太阳能电池板裂纹检测仪

技术领域

本发明涉及一种裂纹检测装置。具体是一种太阳能电池板裂纹检测仪。用于太阳能电池板的生产检验领域。

背景技术

太阳能电池是一种将太阳能转变为电能的器件，太阳能电池根据所用材料的不同，可分为硅系太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池及纳米晶太阳能电池四大类。其中硅系太阳能电池最为常见，这些太阳能电池板在生产过程中，不可避免地会在小的板块上施加外力，有时在板块的表面上就会出现长短、方向各不相同的裂纹。这些带有裂纹的电池板，一旦被装配到太阳能电池组中，就会严重影响整个电池模块的性能。在传统的生产过程中，这些太阳能电池板的完好性主要靠人眼检测。这种人工检测的方法不但费时费力，而且由于太阳能电池材料的特殊性，经常会出现漏检的现象，这就给提高产品的质量带来了困难。因此有必要设计一种自动检测***，可以对太阳能电池板的完好性进行无接触、无损伤地检测，将带有裂纹的坏片自动分离出来。

发明内容

本发明的目的在于克服现有检测手段的不足，提供一种能很好地应用于太阳能电池完好性检测的仪器，特别是能够将太阳能电池板上的裂纹自动检测出来的装置。由于太阳能电池板多是由反射率较高，比辐射率较低的材料构成，故该太阳能电池板裂纹检测仪使用激光作为激发光源，通过红外接收器接收电池板表面反射的激光能量来产生该点的红外信号，再经过推扫装置两个方向的扫描，即可获取整个太阳能电池板的红外图像信号。最后使用智能识别分析软件对图像进行处理，即可以检测太阳能电池板是否存在裂纹，为太阳能电池板的完好性检测提供了一种非接触、无损伤的新方式。

本发明的目的是这样实现的：

一种太阳能电池板裂纹检测仪，包括激光控制器、转动镜控制器、激光源、反射镜、转动镜、成像透镜、线阵CCD、推扫驱动装置、计算机和载物台。特点是激光源、反射镜、转动镜、成像透镜、线阵CCD依次成光路连接：激光源发射的激光束经过反射镜反射后，照射到转动镜上，转动镜按照一定的频率旋转，将激光束反射到被测太阳能电池板表面，并实现对其表面的行扫描，被电池板表面反射的激光能量经过成像透镜后成像于线阵CCD上，CCD将图像数据采集到计算机中。

电路连接：CCD输出信号电缆连接计算机，计算机连接激光控制器、转动镜控制器和推扫驱动装置；激光控制器连接到激光源上，控制激光源的工作；转动镜控制器连接到转动镜上，控制转动镜按照一定的频率转动；推扫驱动装置的步进电机通过滚珠丝杠连接载物台，太阳能电池板置于载物台上，推扫驱动装置驱动载物台平动，实现对太阳能电池板的推扫。

经过转动镜反射激光束对太阳能电池板表面行扫描和载物台平动实现对电池板的列扫描，最后即可获取整个被测太阳能电池板反射的激光能量图像。该图像数据包含了太阳能电池板表面的红外信号，经过计算机处理即可以在显示器上显示出来，然后由计算机中的智能识别处理模块对该红外图像进行处理分析，即可以将太阳能电池板存在的裂纹检测出来，从而实现太阳能电池板表面完好性的自动检测。

上述激发光源是可以发射直径10-50微米激光束的激光源，其发射频率可以根据需要灵活选择；所述转动镜可以是三面镜或多面镜；所述线阵CCD为红外CCD，根据被测电池板的材料不同，也可以使用普通单色或彩色CCD。

本发明将激光束通过转动镜反射到太阳能电池板表面上，实现对太阳能电池表面扫描点的瞬间加热，使用线阵CCD采集电池板辐射的红外能量，通过检测推扫后获得的整个电池板图像上到突变信息，即可以判断该太阳能电池板是否完好。该检测方式不接触被测太阳能电池板表面，不会在检测过程中对电池板造成损害，可以替代人工实现自动检测。

附图说明

图1为本发明结构示意图

具体实施方式

下面根据图1给出本发明一个较好的实施例，用以说明本发明的结构特征，技术性能和功能点，而不是用来限定本发明的范围。

参阅图1，本实施例中激光源3、反射镜4、转动镜5、成像透镜6、线阵CCD 7依次成光路连接，激光源3发出的激光束经过反射镜4反射后，照射到转动镜5上，经过转动镜5的反射依次对太阳能电池板11上的一行进行扫描，太阳能电池板11辐射的信号经过成像透镜6成像于线阵CCD 7上。计算机9分别连接到激光控制器1、转动镜控制器2和推扫驱动装置8上，通过激光控制器1可以使激光源3发射出仪器所需要的激光束，转动镜控制器2可以控制转动镜5的转动频率，使其与推扫驱动装置8所驱动的载物台10的平动速度按照一定的比例系数相匹配，实现整个太阳能电池板11的逐点扫描。推扫驱动装置8的步进电机通过高精度滚珠丝杠连接到载物台10上，在计算机9的控制下，驱动载物台10进行高精度平动，使其上的太阳能电池板11进行X方向和Y方向的激光扫描，线阵CCD 7的信号电缆连接到计算机9的数据采集卡上，完成电池板11的图像数据采集。

本实施例中，线阵CCD 7采用高速线阵CCD IL-P1-4096，激光源3发射一束直径为20微米激光束的氩离子激光源。仪器工作时，激光源3的激光束经过反射镜4照射到转动镜5上，转动镜5反射的激光束完成对太阳能电池板11的一行扫描时，计算机9读取线阵CCD 7的数据，同时通过推扫驱动装置8控制载物台10向前平动一行，准备下一行的扫描，扫描完成后即可以获取整个太阳能电池板11的红外辐射图像数据。

运行于计算机9上的数据采集和分析软件主要实现以下功能：仪器定标、线阵CCD数据采集、实时图像显示、硬件配置和控制、图像数据格式转换及智能识别和分析等。

本发明通过转动镜和推扫装置的配合，实现了对太阳能电池板的无接触、无损伤地激光扫描，通过对获取的红外辐射图像数据的智能处理和分析，即可以判断太阳能电池板的完好性。与传统的人眼检测手段相比，本发明完全实现了裂纹的自动检测，将其应用于太阳能电池板的完好性检测，可以减少人为因素的干扰，检测准确度高，具有重要的实际应用价值。

Claims

1、一种太阳能电池板裂纹检测仪，包括激光控制器(1)、转动镜控制器(2)、激光源(3)、反射镜(4)、转动镜(5)、成像透镜(6)、线阵CCD(7)、推扫驱动装置(8)、计算机(9)和载物台(10)，其特征在于激光源(3)、反射镜(4)、转动镜(5)、成像透镜(6)、线阵CCD(7)依次成光路连接；线阵CCD(7)的输出信号电缆连接计算机(9)；计算机(9)连接激光控制器(1)、转动镜控制器(2)和推扫驱动装置(8)；推扫驱动装置(8)的步进电机通过滚珠丝杠连接载物台(10)；太阳能电池板(11)置于载物台(10)上。

2、根据权利要求1所述的太阳能电池板裂纹检测仪，其特征在于所述的转动镜(5)为三面镜或者多面镜。

3、根据权利要求1所述的太阳能电池板裂纹检测仪，其特征在于所述的转动镜(5)的转动频率与载物台(10)的平动速度按比例系数相匹配。

4、根据权利要求1所述的太阳能电池板裂纹检测仪，其特征在于所述的激光源(3)发射直径10～50微米的激光束。