基于光致发光的成像设备及检测系统的制作方法

1.本技术涉及检测技术领域，尤其涉及一种基于光致发光的成像设备及检测系统。


背景技术：

2.在晶体硅太阳能电池片的生产过程中，会产生隐裂、表面污染、电极不良、划伤、皮带印、脏污、断栅、虚焊等缺陷，这些缺陷限制晶体硅太阳能电池片的光电转化效率和使用寿命。
3.目前关于晶体硅太阳能电池片的缺陷检测主要是基于电致发光的检测系统，如图1所示，该系统包括直流电源101、待测电池片102、相机103、控制设备104以及图像处理设备，当控制设备104接收到直流电源101的金属探针与待测电池片102接触信号后，先通过金属探针给待测电池片102通电，然后通过相机103获取待测电池片102的电致发光图像，通过对电致发光图像的处理判断待测电池片102的缺陷。
4.然而，通过接触式检测晶体硅太阳能电池片的缺陷，仅适用于丝印后静止状态下具有电极的成片电池片，导致检测效率低，使得晶体硅太阳能电池片引入新的隐裂缺陷。


技术实现要素：

5.本技术提供了一种基于光致发光的成像设备及检测系统，以解决接触式检测仅适用于丝印后静止状态下具有电极的成片电池片，导致检测效率低的技术问题。
6.为了达到上述目的，本技术实施例采用以下技术方案：
7.第一方面，本技术实施例提供一种基于光致发光的成像设备，所述成像设备具有机壳，所述机壳内设有激光器、整形光筒、线阵相机、镜头和驱动控制板，所述机壳的底面上具有激光窗片和相机成像窗片。
8.所述驱动控制板与激光器、线阵相机电连接；所述镜头的镜头端与所述线阵相机连接，连接端与所述相机成像窗片相对应；所述整形光筒与所述激光器连接，激光出口端与所述激光窗片相对应；所述整形光筒的侧面具有俯仰微调机构和旋转微调机构，所述俯仰微调机构的调节面和所述旋转微调机构的调节面垂直设置，其中，所述俯仰微调机构具有第一螺旋测微器，所述旋转微调机构具有第二螺旋测微器。本实施例将激光器、整形光筒、线阵相机、镜头和驱动控制板整合在一个机壳中，便于安装使用。
9.在一种可能的实现方式中，在所述机壳的侧面外部设有散热器；所述激光器设在所述侧面内部，且与所述散热器相对应。散热器的设置保证激光器可长时间连续工作。
10.在一种可能的实现方式中，所述机壳背面设有微调背板，所述机壳的底部与所述微调背板活动连接，所述机壳的顶部与所述微调背板之间可调节角度的连接。所述微调背板具有条形孔，所述条形孔设在所述微调背板的板面，以及与所述机壳的连接处。微调背板通过高度以及角度的微调保证成像设备整机和电池片之间的位置合适。
11.在一种可能的实现方式中，所述激光窗片和所述相机成像窗片均为红外光学玻璃。所述镜头的镜头端具有红外滤光片。提高激光利用率，以及保证成像效果。
12.在一种可能的实现方式中，所述整形光筒的内部具有透镜，所述整形光筒的激光出口端端具有柱状透镜片；提高一字激光光路的均匀性。
13.在一种可能的实现方式中，所述驱动控制板具有通信接口和供电接口，所述通信接口和所述供电接口设在所述机壳的侧面或顶面。
14.本技术提供一种基于光致发光的成像设备，在机壳内设有激光器、整形光筒、线阵相机、镜头和驱动控制板，所述机壳的底面上具有激光窗片和相机成像窗片。所述驱动控制板与激光器、线阵相机电连接；所述镜头的连接端与所述线阵相机连接，镜头端与所述相机成像窗片相对应；所述整形光筒与所述激光器连接，激光出口端与所述激光窗片相对应；所述整形光筒的侧面具有俯仰微调机构和旋转微调机构，所述俯仰微调机构的调节面和所述旋转微调机构的调节面垂直设置，其中，所述俯仰微调机构具有第一螺旋测微器，所述旋转微调机构具有第二螺旋测微器。本技术的成像设备可实现被测物在运动的状态下完成检测，提高成像的效率，且不需要仅仅是对丝印后具有电极的成片电池片进行检测，可以应用在电池片生产线的多个过程。本技术的成像设备将激光器、整形光筒、线阵相机、镜头和驱动控制板整合在一个机壳中，便于安装使用，俯仰微调机构和旋转微调机构的设置提高成像设备的精度。
15.第二方面，本技术实施例提供一种基于光致发光的检测系统，所述检测系统设置在含传送带的生产线上，包括光电传感器、图像处理设备和第一方面提出的成像设备；所述成像设备与所述光电传感器、所述图像处理设备电连接。
16.所述光电传感器设在所述成像设备下的传送带所在的生产线区域。
17.所述成像设备具有机壳，所述机壳内设有激光器、整形光筒、线阵相机、镜头和驱动控制板，所述机壳的侧面上具有激光窗片和相机成像窗片，其中，所述镜头的连接端与所述线阵相机连接，镜头端与所述相机成像窗片相对应；所述整形光筒与所述激光器连接，激光出口端与所述激光窗片相对应，所述整形光筒的侧面具有俯仰微调机构和旋转微调机构。
18.本技术提供一种基于光致发光的检测系统，包括光电传感器、图像处理设备和成像设备；所述成像设备与所述光电传感器、所述图像处理设备电连接。所述光电传感器设在所述成像设备下的传送带所在的生产线区域。所述成像设备具有机壳，所述机壳内设有激光器、整形光筒、线阵相机、镜头和驱动控制板，所述机壳的侧面上具有激光窗片和相机成像窗片，其中，所述镜头的连接端与所述线阵相机连接，镜头端与所述相机成像窗片相对应；所述整形光筒与所述激光器连接，激光出口端与所述激光窗片相对应，所述整形光筒的侧面具有俯仰微调机构和旋转微调机构。本技术实施例的检测系统是基于光致发光，与被测物与接触，不会产生二次缺陷，降低碎片率，且在被测物移动的过程中完成检测，提高系统的检测效率。
附图说明
19.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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的附图。
20.图1为本技术相关技术中基于电致发光的检测系统的结构示意图；
21.图2为本技术实施例中基于光致发光的成像设备的结构示意图；
22.图3为本技术实施例中另一个角度下基于光致发光的成像设备的结构示意图；
23.图4为本技术图3中a处的放大图；
24.图5为本技术实施例中基于光致发光的成像设备的纵向剖面图；
25.图6为本技术实施例中基于光致发光的成像设备的后视图；
26.图7为本技术实施例中基于光致发光的检测系统的结构示意图；
27.其中：1-机壳；2-线阵相机；3-镜头；4-激光器；5-整形光筒；51-透镜；52-柱状透镜片；6-俯仰微调机构；61-第一螺旋测微器；7-旋转微调机构；71-第二螺旋测微器；8-驱动控制板；9-微调背板；91-条形孔；10-散热器；11-供电接口；12-通信接口；13-激光窗片；14-相机成像窗片；101-直流电源；102-待测电池片；103-相机；104-控制设备；201-成像设备；202-图像处理设备；203-光电传感器；204-传送带；205-被测物；206-成像光路；207-激光光路。
具体实施方式
28.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
29.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
30.晶体硅太阳能电池片的缺陷导致其等级降低或者报废，通过基于电致发光(el，electroluminescent)的检测系统，需要将电源的经书探针触碰待测电池片，因此在接触的过程中可能会导致碎片或者隐裂缺陷；基于电致发光的检测系统只适用于丝印后的待测电池片，由于丝印前的待测电池片上没有电极；因此，该系统只适用于电池片终检，不适合在工艺过程中检测，通过基于电致发光的检测系统需要拍摄静态下的被测电池片，因此检测效率低。
31.为了解决上述问题，下面结合附图对本技术做进一步详细描述。光致发光(pl，photoluminescence)是物质吸收光子(或电磁波)后,重新辐射出光子(或电磁波)的过程。本技术部分实施例提供一种基于光致发光的成像设备，如图2和图3所示，所述成像设备具有机壳1，所述机壳1内设有激光器4、整形光筒5、线阵相机2、镜头3和驱动控制板8，所述机壳1的底面上具有激光窗片13和相机成像窗片14。本实施例将激光器4、整形光筒5、线阵相机2、镜头3和驱动控制板8整合在一个机壳1中，便于安装使用。所述驱动控制板8与激光器
4、线阵相机2电连接，用于响应于接收到的触发信号控制激光器4的点亮、关闭，以及设置亮度、点亮时间、出发延迟等功能；还可以响应于接收到的外部行、帧信号，通过光耦隔离处理后，再发送给线阵相机2触发图像采集，保证成像设备信号的抗干扰性。
32.所述镜头3的连接端与所述线阵相机2连接，镜头3端设有红外滤光片，且与所述相机成像窗片14相对应；所述相机成像窗片14为红外光学玻璃和红外滤光片提高激光利用率，并保证成像效果。
33.在一些实施例中，线阵相机2可以是近红外线阵相机，可以是ccd线阵相机，也可以是cmos线阵相机。所述镜头3可以是线阵镜头，根据线阵相机2不同的分辨率以及于镜头3的几口型号选择对应需求的镜头3。镜头3连接端的接口可以有c、m42x1、f、t2、leica、m72x0.75等。
34.所述整形光筒5的一端与所述激光器4连接，另一端与所述激光窗片13相对应；所述激光窗片13为红外光学玻璃，所述激光窗片13倾斜设置，且与所述相机成像窗片14具有一定的角度，提高激光利用率，以及保证成像效果。
35.在一些实施例中激光器4是可以根据成像需求更换，根据激光器4的功率和谱段，其谱段可以在915nm以内。
36.如图4所示，所述整形光筒5的侧面具有俯仰微调机构6和旋转微调机构7，所述俯仰微调机构6的调节面和所述旋转微调机构7的调节面垂直设置，所述俯仰微调机构6和所述旋转微调机构7相互间不影响，保证相机和激光成像景深。
37.其中，所述俯仰微调机构6具有第一螺旋测微器61，用于调节整形光筒5的俯仰角度，所述旋转微调机构7具有第二螺旋测微器71，用于调节整形光筒5的旋转角度，通过设置的第一螺旋测微器61和第二螺旋测微器71保证调节的高精度。
38.如图5所示，所述整形光筒5的内部具有透镜51，所述整形光筒5的激光出口端具有柱状透镜片52；柱状透镜片52是由多个柱状透镜51平行排列构成的，通过透镜51和柱状透镜片52提高一字激光光路的均匀性。
39.在所述机壳1的侧面外部设有散热器10；在机壳1内与散热器10相对应的位置设有所述激光器4，所述散热器10可以具有散热鳍片，也可以具有散热风扇，还可以同时具有散热风扇和散热鳍片。散热器10的设置保证激光器4在正常工作的温度阈值下可长时间连续工作，正常工作的温度可以是在60
°
以下。
40.如图3和图6所示，在所述机壳1背面设有微调背板9，所述微调背板9具有条形孔91，所述条形孔91设在所述微调背板9的板面，以及与所述机壳1的连接处。通过设置在所述微调背板9的板面的条形孔91，可微调所述成像设备的安装高度；所述机壳1的底部与所述微调背板9活动连接，通过与所述机壳1的连接处的条形孔91，所述机壳1的顶部与所述微调背板9之间可调节角度的连接。。微调背板9通过高度以及角度的微调保证成像设备整机和电池片之间的位置合适。
41.所述驱动控制板8具有通信接口12和供电接口11，所述通信接口12和所述供电接口11设在所述机壳1的侧面或顶面。在不影响激光光路和成像光路的前提下，所述通信接口12和供电接口11也可以设置在机壳1的底面。成像设备中的通信接口12用于接收外部触发信号，外部行、帧信号，以及将采集到的图像数据输出至图像处理设备。
42.本技术提供一种基于光致发光的成像设备，在机壳内设有激光器、整形光筒、线阵
相机、镜头和驱动控制板，所述机壳的底面上具有激光窗片和相机成像窗片。所述驱动控制板与激光器、线阵相机电连接；所述镜头的连接端与所述线阵相机连接，镜头端与所述相机成像窗片相对应；所述整形光筒与所述激光器连接，激光出口端与所述激光窗片相对应；所述整形光筒的侧面具有俯仰微调机构和旋转微调机构，所述俯仰微调机构的调节面和所述旋转微调机构的调节面垂直设置，其中，所述俯仰微调机构具有第一螺旋测微器，所述旋转微调机构具有第二螺旋测微器。本技术的成像设备可实现被测物在运动的状态下完成检测，提高成像的效率，且不需要仅仅是对丝印后具有电极的成片电池片进行检测，可以应用在电池片生产线的多个过程。本技术的成像设备将激光器、整形光筒、线阵相机、镜头和驱动控制板整合在一个机壳中，便于安装使用，俯仰微调机构和旋转微调机构的设置提高成像设备的精度。
43.通过应用上述成像设备本技术部分实施例提供一种基于光致发光的检测系统，所述检测系统设置在含传送带的生产线上，所述被测物通过传送带依次通过成像设备201的成像区，如图7所示，包括光电传感器203、图像处理设备202和成像设备201；所述成像设备201与所述光电传感器203、所述图像处理设备202电连接。所述激光器产生的激光光路207通过整形光筒和激光窗片照射在被测物205上；所述线阵相机采集的成像光路206与所述激光光路207在所述被测物205上交汇，还可以将成像光路206与激光光路207并排平行式成像。
44.其中，所述光电传感器203设在所述成像设备201下的传送带204所在的生产线区域，用于感应被测物205是否达到成像设备201的成像区域，并将单端触发信号，经过成像设备201的通信接口，传输给成像设备201的驱动控制板处理。
45.所述成像设备201具有机壳，所述机壳内设有激光器、整形光筒、线阵相机、镜头和驱动控制板，所述机壳的侧面上具有激光窗片和相机成像窗片，其中，所述镜头的连接端与所述线阵相机连接，镜头端与所述相机成像窗片相对应；所述整形光筒与所述激光器连接，激光出口端与所述激光窗片相对应，所述整形光筒的侧面具有俯仰微调机构和旋转微调机构。
46.基于光致发光的检测系统的成像采集工作流程如下：生产线传送带204上有待测物经过时，生产线上光电传感器203感应并输出单端触发信号，经过成像设备201的通信接口传入成像设备201，经过驱动控制板处理后，将外部触发信号发送给到相机和激光器，激光器点亮，相机开始采集图像，输出待测物光致发光图片到图像处理设备202，再配合相关的软件系统进行缺陷的检测识别，然后将相关检测结果反馈给相关执行机构进行处理，保证无缺陷片流出该检测工位。
47.其中，为了更好的保证激光器点亮和相机图片采集同步，驱动控制板在接收到触发信号后可以通过外部对成像设备201的预设实现激光器触发信号延迟，保证每张待测物都可以在激光器点亮的过程中被完全采集到图片，保证生产线正常连续工作。
48.在一些实施例中，所述图像处理设备202可以是pc机、可以是工控机，也可以是其他的具有处理器的智能设备。
49.基于光致发光的检测系统的被测物，可以是成品电池片，也可以是原硅片、制绒、扩散、激光se、正膜、背膜、电注入、丝印后电池片，通过成像设备可以对电池片生产的不同阶段的产品进行图像获取。
50.本技术提供一种基于光致发光的检测系统，包括光电传感器、图像处理设备和成像设备；所述成像设备与所述光电传感器、所述图像处理设备电连接。所述光电传感器设在所述成像设备下的传送带所在的生产线区域。所述成像设备具有机壳，所述机壳内设有激光器、整形光筒、线阵相机、镜头和驱动控制板，所述机壳的侧面上具有激光窗片和相机成像窗片，其中，所述镜头的连接端与所述线阵相机连接，镜头端与所述相机成像窗片相对应；所述整形光筒与所述激光器连接，激光出口端与所述激光窗片相对应，所述整形光筒的侧面具有俯仰微调机构和旋转微调机构。本技术实施例的检测系统是基于光致发光，与被测物与接触，不会产生二次缺陷，降低碎片率，且在被测物移动的过程中完成检测，提高系统的检测效率。
51.以上内容仅为说明本技术的技术思想，不能以此限定本技术的保护范围，凡是按照本技术提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本技术权利要求书的保护范围之内。
52.此外，除非权利要求中明确说明，本技术所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本技术流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本技术实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。
53.同理，应当注意的是，为了简化本技术披露的表述，从而帮助对一个或多个实施例的理解，前文对本技术实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本技术对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
54.针对本技术引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本技术作为参考。与本技术内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本技术权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本技术中的)也除外。需要说明的是，如果本技术附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本技术所述内容有不一致或冲突的地方，以本技术的描述、定义和/或术语的使用为准。