一种硅片微裂纹检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种硅片微裂纹检测系统，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、线阵电荷耦合元件、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、线阵电荷耦合元件依次成光路连接；线阵电荷耦合元件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；被测硅片置于载物台上。本实用新型专利技术通过转动镜和推扫装置的配合，实现对硅片的无接触、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，即可以判断硅片的完好性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及产品检测
，具体地说是一种硅片微裂纹检测系统。
技术介绍
硅片是生成硅系太阳能电池的原材料，在生产硅系太阳能电池过程中，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，这些硅片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，而且由于硅片材料的特殊性，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系统，可以对硅片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。
技术实现思路
本技术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硅片完好性检测的系统，特别是能够将硅片上的裂纹自动检测出来的系统。由于硅片多是由反射率较高，比辐射率较低的材料构成，故该硅片裂纹检测系统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，即可获取整个硅片的红外图像信号。最后使用智能识别分析软件对图像进行处理，即可以检测硅片是否存在裂纹，为硅片的完好性检测提供了一种非接触、无损伤的新方式。本技术的目的是这样实现的—种娃片微裂纹检测系统，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、线阵电荷耦合元件、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、线阵电荷耦合元件依次成光路连接；线阵电荷耦合元件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；硅片置于载物台上。所述的转动镜为三面镜或者多面镜。所述的转动镜的转动频率与载物台的平动速度按比例系数相匹配。所述的激光源发射直径10 50微米的激光束。本技术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娃片表面，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电荷耦合元件上，电荷耦合元件将图像数据采集到计算机中。电路连接电荷耦合元件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，硅片置于载物台上，推扫驱动装置驱动载物台平动，实现对硅片的推扫。[0011 ] 经过转动镜反射激光束对娃片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硅片反射的激光能量图像。该图像数据包含了硅片表面的红外信号，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，即可以将硅片存在的裂纹检测出来，从而实现硅片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；所述线阵电荷耦合元件为红外电荷耦合元件，根据被测电池板的材料不同，也可以使用普通单色或彩色电荷耦合元件。本技术将激光束通过转动镜反射到硅片表面上，实现对硅片表面扫描点的瞬间加热，使用线阵电荷耦合元件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，即可以判断该硅片是否完好。该检测方式不接触被测硅片表面，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I为本技术结构示意图。具体实施方式下面根据图I给出本技术一个较好的实施例，用以说明本技术的结构特征，技术性能和功能点，而不是用来限定本技术的范围。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、线阵电荷耦合元件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的反射依次对娃片11上的一行进行扫描，娃片11福射的信号经过成像透镜6成像于线阵电荷耦合元件7上。计算机9分别连接到激光控制器I、转动镜控制器2和推扫驱动装置8上，通过激光控制器I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，实现整个硅片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，使其上的硅片11进行X方向和Y方向的激光扫描，线阵电荷耦合元件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，线阵电荷耦合元件7采用高速线阵电荷耦合元件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硅片11的一行扫描时，计算机9读取线阵电荷耦合元件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硅片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、线阵电荷耦合元件数据采集、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。本技术通过转动镜和推扫装置的配合，实现了对硅片的无接触、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，即可以判断硅片的完好性。与传统的人眼检测手段相比，本技术完全实现了裂 纹的自动检测，将其应用于硅片的完好性检测，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。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅片微裂纹检测系统，包括激光控制器(I)、转动镜控制器(2)、激光源(3)、反射镜(4)、转动镜(5)、成像透镜(6)、线阵电荷耦合元件(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)、线阵电荷耦合元件(7)依次成光路连接；线阵电荷耦合元件(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(I)、转动镜控制器(2)和推扫驱动装...

【专利技术属性】
技术研发人员：李庆利，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：实用新型
国别省市：