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Hennecke分選機(jī)測試分選系統(tǒng)工作原理

來源:上海圓馨能源科技有限公司   2016年08月08日 17:14  

Hennecke分選機(jī)測試分選系統(tǒng)工作原理
隨著光伏市場的不斷發(fā)展,客戶對光伏組件的要求也越來越高。傳統(tǒng)的人工判斷硅片質(zhì)量的方法已經(jīng)落伍甚至已被淘汰,Hennecke分選機(jī)的應(yīng)用推動了光伏行業(yè)的進(jìn)步。它的應(yīng)用不僅提高了工作效率,還反映了每一張硅片的質(zhì)量,為后續(xù)制造出更高發(fā)電效率的光伏組件提供了有力保障。為了使設(shè)備技術(shù)人員更好地對設(shè)備進(jìn)行維護(hù),本文對分選機(jī)的測量系統(tǒng)進(jìn)行解析,并對常見故障進(jìn)行分析提出解決方法和預(yù)防措施。
1 Hennecke分選機(jī)的基本組成
Hennecke分選機(jī)主要是由上料臺、測量系統(tǒng)和分選系統(tǒng)3個部分組成。其中測量系統(tǒng)為整臺設(shè)備的核心部分,它又包含了厚度模組、線痕模組、隱形裂紋模組、臟污模組、邊緣模組和尺寸、翹曲模組。當(dāng)硅片從上料臺入片經(jīng)過測量系統(tǒng)時,會被這6個模組分別檢測、對比,是否達(dá)到設(shè)定的要求,然后根據(jù)所測量的數(shù)值分選到對應(yīng)的倉盒里面,zui終將硅片分選出不同的等級。
2 測量系統(tǒng)各個模組的結(jié)構(gòu)及工作原理
下面我們簡單分析一下各個模組的結(jié)構(gòu)及工作原理。
厚度檢測模組又稱為E+H厚度檢測模塊,其工作原理是采用電容耦合的方法測量硅片的厚度。該模塊上有3對傳感器,各有上下兩個電容傳感器,會根據(jù)與硅片距離(Ttop、Tbottom)產(chǎn)生不同的電壓值,距離與電壓一般成正比。電壓信號為模擬信號,通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。上下兩個傳感器之間的距離為固定值Ttotal,所以硅片的厚度T=Ttotal-(Ttop+Tbottom)。當(dāng)硅片通過傳感器時,正常情況下會檢測900個點左右的厚度。然后計算出平均厚度和TTV即厚度偏差。所以檢測出來的厚度數(shù)值是非常的。
線痕檢測模組是用來檢測硅片表面的平整度的,主要由4個鏡頭和4個激光發(fā)射器組成。它是用激光以14°入射到硅片表面,矩陣相機(jī)在硅片傳送過程中一共拍攝11張圖片,對圖片進(jìn)行分析。硅片表面高低不平,在角度固定的紅色激光線下,會呈現(xiàn)高低不平的圖像。對圖像進(jìn)行放大、處理,計算出線痕。其表現(xiàn)形式一般有3種:V形凹槽式、階梯式和平緩波浪式。
隱形裂紋檢測模組簡稱NVCD檢測模塊,它是使用線性相機(jī)和紅外光源,檢測硅片的隱形裂紋(也稱微裂紋,micro crack)的模塊。該模塊也可以檢測雜質(zhì)(inclusion)。在正常區(qū)域,紅外線會透射過硅片,但是因為晶向不同(晶粒),會在圖像中顯示出不同的顏色(出現(xiàn)散射光),和肉眼觀察的硅片外觀基本一致。如果硅片有裂紋,在紅外線照射時,在裂紋區(qū)域紅外光不會發(fā)生透射,而會大部向各個方向反射,從而使得裂紋區(qū)域呈現(xiàn)
黑色。
臟污檢測模組是使用白光LED陣列,線性相機(jī)。硅片被分為若干區(qū)塊,每個區(qū)塊有20個基本像素(可調(diào),每個像素大小約為100um),每個區(qū)塊分別計算自身內(nèi)部的平均灰度(RGB value),并與相鄰的其他8個區(qū)塊做比較,如果灰度差值大于15(可調(diào)),即認(rèn)定該區(qū)塊為污漬區(qū)塊。LED陣列發(fā)出的強(qiáng)度*的白光,在被遮光罩反射后,成全角度射向硅片表面的各個區(qū)域,這樣每個晶粒都受到全方向的光照射,不會因為自身晶向的不同,而產(chǎn)生灰度的差異。
邊緣檢測模組上下各有一個Line Camera和紅光光源。線性相機(jī)為2000拍/秒,每次拍攝硅片的圖形是一長條,拼接起來構(gòu)成硅片的Edge檢測圖像。并且通過分析不同pixel(像素)的RGB值(灰度、灰階)和像素間的RGB值,判斷Chip、Breakage、Holes、Cracks。
尺寸、翹曲檢測模組主要由1個鏡頭、2個LED紅色光源和2個激光發(fā)射器組成。當(dāng)檢測BOW/SORI(翹曲的兩種形式)時,使用2道激光線(用光柵衍射為160mm以上長度),以9°入射到硅片上(激光與硅片行進(jìn)方向平行),通過在硅片上投射出的影像,計算出BOW/SORI值。
3 Hennecke分選機(jī)的常見故障及解決方法
當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時,我們可以在“Errors”窗口中查看當(dāng)前的錯誤信息,可以在“Protocol”窗口中查看所有被確認(rèn)以及未被確認(rèn)的錯誤信息,以上這些信息都按時間先后順序進(jìn)行排列。
3.1 厚度部分
值(TTV)偏高:硅片碎裂殘留在厚度傳感器上;電氣系統(tǒng)缺陷;布線缺陷。值(TTV)偏低:外側(cè)傳感器位置錯誤。TTV值顯示為0:供電電源被關(guān)閉。
3.2 線痕部分
無法在軟件窗口中觀察到白色激光圖像:如果正在檢修設(shè)備,請確認(rèn)是否已經(jīng)關(guān)閉電源,例如按下了紅色的急停按鈕;檢查軟件設(shè)置;控制相機(jī)間寬度的馬達(dá)運動到了錯誤的位置;檢查激光器是否正常工作;檢查激光器供電狀態(tài);檢查相機(jī)功能是否正常;檢查連接相機(jī)與電腦的數(shù)據(jù)線是否損壞;檢查電腦內(nèi)部火線適配器是否正常工作。
硅片邊緣不可見:檢查傳送系統(tǒng)的速度設(shè)置;線痕測量值偏高;相機(jī)鏡頭未對焦準(zhǔn)確;激光在硅片上的測量位置太靠近邊緣。
3.3 臟污部分
無法在軟件中觀察到圖像:檢查光源。
始終較差的質(zhì)量:光源亮度偏暗;錯誤的相機(jī)設(shè)置(如對焦);錯誤的硅片位置;硅片碎落在下方相機(jī)鏡頭上。
3.4 翹曲/幾何尺寸部分
無法在軟件中觀察到圖像:檢查LED光源是否工作正常。
始終較差的質(zhì)量:光源亮度太暗;錯誤的相機(jī)設(shè)置(如對焦);錯誤的硅片位置。
4 結(jié)語
Hennecke自動測試分選機(jī)擁有的電子技術(shù),利用相機(jī)的成像原理、激光、紅外線以及電容耦合的應(yīng)用將硅片的厚度、表面平整度、臟污情況、尺寸大小、垂直度等準(zhǔn)確地測量出來,提高了檢測硅片質(zhì)量的效率。測量系統(tǒng)是Hennecke分選機(jī)的核心部分,只有熟悉了它的工作原理才能對設(shè)備的故障做出準(zhǔn)確的判斷,才能對其進(jìn)行更好的維護(hù)和保養(yǎng),保證設(shè)備的穩(wěn)定運行。

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