管件检测装置的制作方法

本实用新型涉及靶材制备技术领域，具体而言，涉及一种管件检测装置。

背景技术：

现有的薄膜太阳能电池芯片通常采用磁控溅射方式在底板上形成窗口层、吸收层等功能性膜层，而靶材是磁控溅射中高速荷能粒子轰击的目标材料，即溅射源。薄膜太阳能电池芯片制备中通常采用旋转靶材，旋转靶材一般包括背衬管和涂覆在背衬管外周面的一层涂层，例如合金粉末涂层。

靶材厂在需要检测背衬管的长度时，通常是在使用校准棒调零后(即利用以校准棒的长度确定检具定位销端与数显微分头端的预设距离)，然后将背衬管放置于检具上，让背衬管的一端与检具一端的定位销对齐并且端面保持良好接触，再将数显微分头(千分尺)调至背衬管的另一端面并微调至贴合，此时读出数显微分头读数(读数为产品的另一端与数显微分头初位置之间的距离)，背衬管的长度可能大于或小于上述预设距离，将标准棒的尺寸与数显微分头读数相加或相减即为该背衬管的真实长度。上述测定过程中，由于需要人为去调整数显微分头，存在操作误差，并且检测的效率低。

技术实现要素：

为解决现有技术中背衬管检测过程中存在人为操作误差、检测效率低的技术问题，本实用新型的主要目的在于，提供一种检测效率高、避免人为误差的管件检测装置。

本实用新型实施例提供了一种管件检测装置，包括：用于分别支撑待测管件两端的第一支撑块和第二支撑块；

第一支撑块的远离所述第二支撑块的一侧设置有第一位移传感器；

第二支撑块的远离所述第一支撑块的一侧设置有第二位移传感器；

所述第一位移传感器与第二位移传感器相对设置，且均位于与所述待测管件的轴线相平行的一条直线上；所述第一位移传感器用于测量所述第一位移传感器到所述待测管件的第一端面的距离；所述第二位移传感器用于测量所述第二位移传感器到所述待测管件的第二端面的距离。

进一步地，在本实用新型一个较佳的实施例中，所述第一支撑块的用于支撑所述待测管件的支撑部和所述第二支撑块的用于支撑所述待测管件的支撑部均设置有滚针轴承，所述滚针轴承与所述待测管件两端配合，所述滚针轴承用于驱动所述待测管件绕自身轴线转动。

进一步地，在本实用新型一个较佳的实施例中，还包括底板；所述第一支撑块和所述第二支撑块分别固定于所述底板的两端。

进一步地，在本实用新型一个较佳的实施例中，所述第一支撑块和所述第二支撑块中的至少一个能够相对所述底板滑动，以改变所述第一支撑块和所述第二支撑块之间的距离。

进一步地，在本实用新型一个较佳的实施例中，所述底板上设置有第一滑轨，所述第一支撑块和所述第二支撑块中的至少一个与所述第一滑轨滑动连接。

进一步地，在本实用新型一个较佳的实施例中，还包括锁定装置，用于将与所述第一滑轨滑动连接的支撑块锁定，使其不能相对所述第一滑轨滑动。

进一步地，在本实用新型一个较佳的实施例中，所述第一支撑块固定在所述底板上；所述第二支撑块与所述第一滑轨滑动连接；

所述第一支撑块上设置有第三位移传感器，所述第三位移传感器用于测定所述第二支撑块沿所述第一滑轨滑动的距离。

进一步地，在本实用新型一个较佳的实施例中，还包括：固定架，所述固定架用于设置用于测量待测管件直径的第四位移传感器和第五位移传感器；

所述第四位移传感器与第五位移传感器相对设置，且所述第四位移传感器与所述第五位移传感器的间距大于所述待测管件的直径。

进一步地，在本实用新型一个较佳的实施例中，所述底板上设置有第二滑轨，所述第二滑轨的延伸方向与所述待测管件的长度方向平行；所述固定架设置于所述第二滑轨上。

进一步地，在本实用新型一个较佳的实施例中，所述固定架包括：支撑板和固定于所述支撑板上的支架；

所述支撑板上设置有第三滑轨，所述第三滑轨的延伸方向与所述第二滑轨的延伸方向垂直，所述支架设置于所述第三滑轨上；

所述支架具有相对的第一端和第二端，所述支架的第一端设置有所述第四位移传感器，所述支架的第二端设置有所述第五位移传感器。

进一步地，在本实用新型一个较佳的实施例中，所述的管件检测装置还包括：与所述第一位移传感器、所述第二位移传感器均电连接的显示器。

进一步地，在本实用新型一个较佳的实施例中，所述的管件检测装置还包括：

第一驱动机构，用于驱动所述待测管件绕自身轴线转动；

第二驱动机构，用于驱动所述固定架沿与所述待测管件的长度方向平行的方向移动；

第三驱动机构，用于驱动所述固定架沿所述与所述待测管件的长度方向垂直的方向移动；

控制器，所述控制器与所述第一驱动机构、所述第二驱动机构和所述第三驱动机构相连。

本实用新型一实施例提供的管件检测装置，待检测的待测管件架通过第一支撑块及第二支撑块架设，并且第一位移传感器能测定到待测管件的第一端面的距离，第二位移传感器可测定到待测管件的第二端面的距离，其中，根据上述测量值可以得到待测管件的长度；不需要人为去调节测试元件，因此避免了人为操作误差，同时不需人为调节也会节省时间，提升检测的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型一实施例提供的管件检测装置的示意图；

图2是图1中a处放大示意图；

图3是本实用新型一实施例提供的背衬管长度测试点的示意图；

图4是本实用新型一实施例提供的背衬管直径测试点的示意图；

图5是本实用新型一实施例提供的靶材测试点的示意图。

附图标记：

11、第一位移传感器，12、第二位移传感器，13、第四位移传感器，14、第五位移传感器；2、背衬管，3、第三滑轨，4、底板，41、第一支撑块，42、第二支撑块，43、第二滑轨，5、滚针轴承，6、固定架。

具体实施方式

为了更清楚地说明本申请实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

下面以靶材的背衬管为例进行说明，实际上本装置至少还可以用于测量旋转靶材的尺寸。

如图1所示，本实用新型实施例提供的一种管件检测装置，用于背衬管2的尺寸检测。所述管件检测装置包括用于分别支撑待测管件两端的第一支撑块41和第二支撑块42。第一支撑块41的远离所述第二支撑块42的一侧设置有第一位移传感器11，第二支撑块42的远离所述第一支撑块41的一侧设置有第二位移传感器12，即第一位移传感器11和第二位移传感器12分别位于第一支撑块41和第二支撑块42的外侧，使得第一位移传感器11和第二位移传感器12分别位于待测的背衬管2的长度方向的两侧。

第一位移传感器11与第二位移传感器12相对设置，且均位于与所述背衬管的轴线相平行的直线上；第一位移传感器11用于测量第一位移传感器11到待测管件的第一端面的距离；第二位移传感器12用于测量第二位移传感12器到所述待测管件的第二端面的距离。

本实用新型一实施例提供的管件检测装置，待检测的背衬管2通过第一支撑块41及第二支撑块42架设，并且设置的第一位移传感器11可测定到背衬管2第一端面的距离、设置的第二位移传感器12可测定到背衬管2第二端面的距离。其中，第一位移传感器11与第二位移传感器12之间的距离是一个已知预设值，例如通过该预设值减去第一位移传感器11及第二位移传感器12测定的距离值之后，即可得到背衬管2的长度。或者通过别的计算方式也可得到背衬管2的长度。上述测试过程不需要人为去调节测试元件，无需操作千分尺，因此避免了人为操作误差，同时不需人为调节也会节省时间，提升检测的效率。

其中，背衬管是一空心组件，待测管件的第一端面或第二端面为背衬管一端面的环形边缘区域，不包括其内部空心区域，每次测定的可为环形边缘区域上的一对测试点。第一位移传感器11和第二位移传感器12均对准待测管件的端面上环形边缘区域测量。第一位移传感器11的测试采集点与第二位移传感器12的测试采集点是位于背衬管的同一轴线上的，也即第一位移传感器11、第二位移传感器12测定的长度值位于同一直线上，以保证测定的背衬管的长度准确。

在一种具体实施方式中，第一位移传感器11及第二位移传感器12均为激光位移传感器，激光位移传感器可自动得出测量数据，激光位移传感器检测精度高，可达到0.02μm，而且检测更迅速。

在一些实施例中，第一位移传感器11与第二位移传感器12之间的距离是一个已知的预设值，该预设值可通过校准棒进行标定；标定时，将校准棒放在第一位移传感器11与第二位移传感器12之间进行测定，校准棒为一个已知的棒料长度，并已经计量所送检验确认。校准棒与同背衬管2的放置方式大致类似，可参考图1所示。校准棒保证与底板4平行，并在两个激光位移传感器(第一位移传感器11和第二位移传感器12)之间，然后将显示器数值(第一位移传感器11和第二位移传感器12的测定值可通过独立设置的显示器或自身具有的显示器显示)设为校准棒的标准值。后续测试背衬管2的长度时，基于第一位移传感器11与第二位移传感器12的读数以及校准棒的标准值(测得的校准棒的长度或者，校准棒设置于支撑块时第一位移传感器11和第二位移传感器12的读数)，得到背衬管2的长度。

如图2所示，考虑到背衬管2局部变形的情况会导致长度的测定不准确，本实用新型一实施例提供的管件检测装置中，第一支撑块41的用于支撑所述背衬管的支撑部以及所述第二支撑块42的用于支撑所述背衬管的支撑部均设置有滚针轴承5。滚针轴承5与所述背衬管两端配合，滚针轴承5用于驱动所述背衬管绕自身轴线转动。其中，第一支撑块41或第二支撑块42上可设置放置滚针轴承5的安装位，同时使得安装完滚针轴承5的安装位的上边缘可以对背衬管实现周向限位。将背衬管2放置在滚针轴承5上，滚针轴承5便于带动背衬管2转起来，这样可以检测背衬管2多个点的长度。其中，可以人工转动背衬管；也可以使滚针轴承5传动连接有电机，由电机带动背衬管2转动。

如图3所示，在本实用新型的一些实施例中，可检测背衬管2上的四组测试点，得到四个长度数据，若四个长度数据均在误差范围内，可认定测试的长度结果准确。图3是背衬管2的一个端面示意图，检测a、b、c、d四个测试点(对应的另一端面的点为a’、b’、c’、d’，图中未示出)的距离。背衬管2放到检测位后，自动或手动开始自动检测，默认以背衬管2端面的周向边缘对应第一位移传感器11或第二位移传感器12的初始位置为a点，利用第一位移传感器11及第二位移传感器12进行测定，得到第一个长度数据；然后由电机带动背衬管2旋转到b点继续检测(背衬管2旋转45°)，第一位移传感器11及第二传感器对b点进行测试，得到第二个长度数据；继续旋转90°对c点进行测试，得到第三个长度数据；再进行旋转135°对d点进行测试，得到第四个长度数据，当四个数据均在误差范围内，则背衬管2的长度数据是准确的，未有变形情况。检测的测试点数量及位置可根据实际情况进行设定,并不限于图3所示的四个检测点。

如图1所示，本实用新型一实施例提供的管件检测装置中，还包括底板4；第一支撑块41和第二支撑块42分别固定于所述底板的两端。第一支撑块41固定设置于底板4的第一端，第二支撑块42滑动设置于底板4的第二端。

进一步可选地，第一支撑块41和第二支撑块42中的至少一个能够相对所述底板滑动，以改变第一支撑块41和第二支撑块42之间的距离。一些实施例中，第一支撑块41固定在底板4上，第二支撑块42能够沿背衬管长度方向滑动，第二支撑块42滑动设置，使得其与第一支撑块41之间的距离能够调整，从而适应不同长度的背衬管2测定。

例如，在一些实施例中，底板4上设置有第一滑轨，第二支撑块42与第一滑轨滑动连接；第一滑轨的延伸方向与底板4的长度方向平行，第二支撑块42与第一滑轨滑动连接，从而实现第二支撑块42的滑动。

另外，在一些实施例中，所述测试装置还包括锁定装置，用于将与所述第一滑轨滑动连接的支撑块锁定，使该支撑块不能相对所述第一滑轨滑动。所述支撑块可以是第一支撑块41或者第二支撑块42。例如，锁定装置可以设定为定位销的形式，在第二支撑块42设置一定位销，在底板上对应设置定位槽或定位孔，在将第二支撑块42移动到预设位置后，将定位销插入定位孔并固定，可以实现第二支撑块42的固定。

如果支撑块移动了，最好用校准棒校一次，第一位移传感器11与第二位移传感器12测得长度才准确。为解决重复校准问题，在本公开的一些实施例中，设置第三传感器。

例如，在一些实施例中，所述第一支撑块41固定在所述底板上；所述第二支撑块42与所述第一滑轨滑动连接；第一支撑块41上设置有第三位移传感器，第三位移传感器可用于测定第二支撑块42沿第一滑轨滑动的距离，记录第三位移传感器到第二支撑块42的初始距离值，当第二支撑块42滑动，第三位移传感器检测此时第二支撑块42的距离，测量值减去初始距离值即可得到第二支撑块42滑动的距离。此时第一位移传感器11与第二位移传感器12之间的距离为第一位移传感器11与第二位移传感器12之间的初始距离与第二支撑架滑动的距离之和，或者之差。

当然，在其他实施例中，也可以是所述第二支撑块42固定在所述底板上，所述第一支撑块41与所述第一滑轨滑动连接，此时第三位移传感器可设置于所述第二支撑块42，并用于测定第二支撑块42沿第一滑轨滑动的距离。或者也可以，第一支撑块41和第二支撑块42均与所述第一滑轨滑动连接，第一支撑块41和第二支撑块42均设置一个第三位移传感器，以便在第一支撑块41、第二支撑块42移动时，通过两个第三位移传感器得到第一支撑块41和第二支撑块42之间的距离。

如果可滑动的支撑块(第一支撑块41和/或第二支撑块42)移动的距离已知，即支撑块的当前位置可确定。在第一支撑块41和/或第二支撑块42可滑动以适应不同的背衬管长度时，如果可滑动支撑块的当前位置可确定，即可通过可滑动支撑块的当前位置校准第一位移传感器11和第二位移传感器12的读数，以便在第一支撑块41和/或第二支撑块42位置变动时也能测量出背衬管长度。第三位移传感器精度够，且固定结构稳定，可以都不用校准棒进行再次校准。

现有技术中背衬管2尺寸检测过程中，需采用另一个千分尺才能进行测量直径。本实用新型一实施例中提供的管件检测装置中，如图1所示，所述检测装置还包括：固定架6，所述固定架6用于设置用于测量待测管件直径的第四位移传感器13和第五位移传感器1。第四位移传感器13与第五位移传感器14相对设置，且第四位移传感器13与第五位移传感器14的间距大于所述待测管件的直径。

第四位移传感器13与第五位移传感器14位于所述背衬管2的周向上，其中第四位移传感器13与第五位移传感器14可为激光位移传感器。第四位移传感器13的测试采集点与第五位移传感器14的测试采集点位于同一直线上，测试状态下该直线过背衬管2的截面圆心；与测量长度原理类似，第四位移传感器13与第五位移传感器14之间的距离已知，第四位移传感器13测定背衬管2上端第一测试点的距离、第二位移传感器12测定背衬管2下端第二测试点的距离，第一测试点和第二测试点分别为背衬管2的截面圆的直径的两个端点，背衬管2的直径即为两传感器之间的已知距离减去两个传感器测定的距离值。本实施例中，固定架6与底板4滑动连接，因此可调节第四位移传感器13及第五传感器，以便测定的背衬管2上的不同位置处的直径。

可选地，固定架6与底板4滑动连接的方式可采用：底板4上设置有第二滑轨43，第二滑轨43的延伸方向与所述待测管件的长度方向平行；固定架6设置于第二滑轨43上。进一步优选地，第二滑轨43与本文上述第一滑轨为同一滑轨。

为便于背衬管2的安装，本实用新型一实施例中，固定架6包括：支撑板和固定于所述支撑板上的支架；所述支撑板上设置有第三滑轨3，第三滑轨3的延伸方向与第二滑轨43的延伸方向垂直，所述支架设置于第三滑轨3上。固定架6可沿第三滑轨3滑动，即沿垂直于背衬管2的长度方向移动。当背衬管2安装如图1所示测试位置后，再将固定架6沿第三滑轨3滑动，将第四位移传感器13及第五位移传感器14推入至背衬管2直径的测量位置进行直径测量，固定架6的滑动设置方便调节固定架6位置以便寻找直径的测量位置，固定架6的滑动设置也方便安装背衬管2。

支架具有相对的第一端及第二端，支架的第一端设置有第四位移传感器13，支架的第二端设置有第五位移传感器14，且第四位移传感器13与第五位移传感器14相对设置。

由于设置有第三滑轨3，背衬管2直径的检测可以寻找直径检测位置再检测，也可以在固定架6沿第三滑轨3移动过程中，第四位移传感器13与第五位移传感器14测出多组背衬管截面的弦长数据，其中最大的弦长即为背衬管的直径(外径)长度。

如图4所示，由于第二滑轨43的设置，背衬管2直径的检测可以实现沿背衬管2长度方向上选择多点进行直径数据测定。固定架沿第二滑轨43滑动以及支架沿第三滑轨3移动，可通过电机驱动实现。可以是两个电极分别驱动，也可以是同一单机通过传动机构分别驱动。

在背衬管2放到检测位之前，电机可带动固定架6沿第三滑轨3向远离背衬管2的方向移动，移出以便安装背衬管2，待背衬管2安装好了，固定架6移动至直径检测位测定初始位置的直径；测定完毕后，另一电机可带动固定架6沿背衬管2长度方向移动至e点，测定e点的直径；测定完成后再依次移至f、g点继续检测直径，检测的位置及测试点数量可根据实际需要进行测定。固定架6沿第二滑轨43移动的位置可由第一传感器或第二传感器检测。

固定架6沿第二滑轨43移动的位置还可以由光栅尺检测。

本实施例中，为实现自动测定，所述管件检测装置还包括第一驱动机构，用于驱动滚针轴承5转动，以带动背衬管2绕自身轴线转动，便于使得第一位移传感器11及第二位移传感器12能沿背衬管2的端面选择多个测试点，采集更多的长度测试数据。

所述管件检测装置还包括第二驱动机构，第二驱动机构用于驱动固定架6沿第二滑轨43移动，便于第四位移传感器13及第五位移传感器14沿与背衬管2的长度方向垂直的方向移动，从而便于采集更多点的直径的测试数据。

所述管件检测装置还包括第三驱动机构，第三驱动机构用于驱动固定架6沿第三滑轨3移动，便于第四位移传感器13及第五位移传感器14与背衬管2的长度方向垂直的方轴向移动至直径测量位置。

进一步地，所述管件检测装置还包括控制器，控制器与第一驱动机构、第二驱动机构和第三驱动机构均相连，上述第一驱动机构、第二驱动机构和第三驱动机构例如可为电机。

基于上述结构，结合软件编程，可以实现全自动化测试，提高效率，降低成本。

在一些实施例中，所述的管件检测装置还包括：重量传感器，所述重量传感器设置于所述底板上，用于测量所述待测管件的重量。

另外，上述管件检测装置除了检测背衬管2，在本实用新型另一些实施例中，上述管件检测装置还可以检测靶材的长度及直径，进而计算出靶材的喷涂层的厚度以及背衬管上喷涂层厚度的分布情况。此时，上述管件检测装置可作为靶材质量检测的一种装置。

在一些实施例中，如图5所示，靶材测试包括如下测试：

测量未喷涂区长度l1、l2的检测：通过激光位移传感器检测到的直径变化位置，得出l1、l2的数值，具体的以第一位移传感器11检测为例，第一位移传感器11检测靶材轴心位置距离，再检测靶材周向边缘的距离，二者之差则为l1。成品靶材l1、l2段的直径有明显变化，可配合光栅尺测得到l1、l2的长度。

直径的检测：同背衬管2的直径检测类似，由电机带动固定架6上的传感器移到多个至今检测为进行直径检测。其中，靶材直径测定中，测量喷涂区5个点d1-d5的数值。

重量的检测：可在检测机构的底部安装重量传感器，无背衬管2(或靶材)时，数据置零，放置背衬管2(或靶材)后，重量传感器检测实时测试重量数据。

现有技术中，利用千分尺测定需要手工录入测试数据，工作效率低，本实用新型一实施例中，可设置显示器，与所述第一位移传感器11、所述第二位移传感器12电连接，以及第三位移传感器、第四位移传感器13及第五位移传感器14也可以与显示器实现连接，将各自测试的数据在显示器上显示。进一步地，通过显示器的通迅口，可以将数据快速的上传至mes(manufacturingexecutionsystem，即制造企业生产过程执行系统)。

其中，上述实施例中测试数据的检测控制和数据采集可由plc等控制器完成，如位移传感器(上述的五个位移传感器)检测到的长度数据、重量传感器检测到的重量数据均由plc接收，如果长度数据和重量数据与所测背衬管2(或靶材)相近时，即判断背衬管2(或靶材)是否放置到位，可开始正常检测。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。