HENNECKE分选机测试分选系统工作原理简析(20180720165514)

摘要： 文章研究了 hennecke 分选机测试分选系统的工作原理， 重点研究了硅片测量系统的工作原理，并从原理出发，解析了分选机测量系统常见的故障及解决方法。关键词：分选机；测试分选系统；硅片测量系统中图分类号： tn305 文献标识码： a 文章编号： 1009-2374 （ 2012）25-0071-02 随着光伏市场的不断发展，客户对光伏组件的要求也越来越高。传统的人工判断硅片质量的方法已经落伍甚至已被淘汰， hennecke 分选机的应用推动了光伏行业的进步。 它的应用不仅提高了工作效率，还反映了每一张硅片的质量，为后续制造出更高发电效率的光伏组件提供了有力保障。为了使设备技术人员更好地对设备进行维护，本文对分选机的测量系统进行解析，并对常见故障进行分析提出解决方法和预防措施。1 hennecke 分选机的基本组成hennecke 分选机主要是由上料台、 测量系统和分选系统 3 个部分组成。 其中测量系统为整台设备的核心部分，它又包含了厚度模组、线痕模组、隐形裂纹模组、脏污模组、边缘模组和尺寸、翘曲模组。当硅片从上料台入片经过测量系统时，会被这 6 个模组分别检测、对比，是否达到设定的要求，然后根据所测量的数值分选到对应的仓盒里面，最终将硅片分选出不同的等级。2 测量系统各个模组的结构及工作原理下面我们简单分析一下各个模组的结构及工作原理。厚度检测模组又称为 e+h 厚度检测模块，其工作原理是采用电容耦合的方法测量硅片的厚度。 该模块上有 3 对传感器， 各有上下两个电容传感器， 会根据与硅片距离 （ ttop 、 tbottom ）产生不同的电压值，距离与电压一般成正比。电压信号为模拟信号，通过 a/d 转换器转化为数字信号。上下两个传感器之间的距离为固定值 ttotal ，所以硅片的厚度 t ＝ ttotal －（ ttop+tbottom ） 。 当硅片通过传感器时， 正常情况下会检测 900 个点左右的厚度。 然后计算出平均厚度和 ttv 即厚度偏差。所以检测出来的厚度数值是非常精确的。线痕检测模组是用来检测硅片表面的平整度的， 主要由 4 个镜头和 4个激光发射器组成。它是用激光以 14°入射到硅片表面，矩阵相机在硅片传送过程中一共拍摄 11 张图片，对图片进行分析。硅片表面高低不平，在角度固定的红色激光线下，会呈现高低不平的图像。对图像进行放大、处理，计算出线痕。其表现形式一般有 3 种： v 形凹槽式、阶梯式和平缓波浪式。隐形裂纹检测模组简称 nvcd 检测模块， 它是使用线性相机和红外光源， 检测硅片的隐形裂纹（也称微裂纹， micro crack ）的模块。该模块也可以检测杂质（ inclusion ） 。在正常区域，红外线会透射过硅片，但是因为晶向不同（晶粒） ，会在图像中显示出不同的颜色（出现散射光） ， 和肉眼观察的硅片外观基本一致。 如果硅片有裂纹， 在红外线照射时， 在裂纹区域红外光不会发生透射，而会大部向各个方向反射，从而使得裂纹区域呈现黑色。脏污检测模组是使用白光 led 阵列，线性相机。硅片被分为若干区块，每个区块有 20个基本像素 （可调， 每个像素大小约为 100um） ， 每个区块分别计算自身内部的平均灰度 （ rgb value ） ，并与相邻的其他 8 个区块做比较，如果灰度差值大于 15（可调） ，即认定该区块为污渍区块。 led 阵列发出的强度极高的白光，在被遮光罩反射后，成全角度射向硅片表面的各个区域，这样每个晶粒都受到全方向的光照射，不会因为自身晶向的不同，而产生灰度的差异。边缘检测模组上下各有一个 line camera 和红光光源。线性相机为 2000 拍 / 秒，每次拍摄硅片的图形是一长条，拼接起来构成硅片的 edge 检测图像。并且通过分析不同 pixel （像素）的 rgb 值（灰度、灰阶）和像素间的 rgb 值，判断 chip 、 breakage 、 holes 、 cracks 。3 hennecke 分选机的常见故障及解决方法当设备出现故障时， 我们可以在 “ errors ” 窗口中查看当前的错误信息， 可以在 “ protocol ”窗口中查看所有被确认以及未被确认的错误信息， 以上这些信息都按时间先后顺序进行排列。3.1 厚度部分值（ ttv ）偏高：硅片碎裂残留在厚度传感器上；电气系统缺陷；布线缺陷。值（ ttv ）偏低：外侧传感器位置错误。 ttv 值显示为 0：供电电源被关闭。3.2 线痕部分无法在软件窗口中观察到白色激光图像： 如果正在检修设备， 请确认是否已经关闭电源，例如按下了红色的急停按钮；检查软件设置；控制相机间宽度的马达运动到了错误的位置；检查激光器是否正常工作；检查激光器供电状态；检查相机功能是否正常；检查连接相机与电脑的数据线是否损坏；检查电脑内部火线适配器是否正常工作。硅片边缘不可见：检查传送系统的速度设置；线痕测量值偏高；相机镜头未对焦准确；激光在硅片上的测量位置太靠近边缘。3.3 脏污部分无法在软件中观察到图像：检查光源。始终较差的质量：光源亮度偏暗；错误的相机设置（如对焦） ；错误的硅片位置；硅片碎落在下方相机镜头上。3.4 翘曲 / 几何尺寸部分无法在软件中观察到图像：检查 led 光源是否工作正常。始终较差的质量：光源亮度太暗；错误的相机设置（如对焦） ；错误的硅片位置。4 结语hennecke 自动测试分选机拥有高端的电子技术，利用相机的成像原理、激光、红外线以及电容耦合的应用将硅片的厚度、表面平整度、脏污情况、尺寸大小、垂直度等准确地测量出来， 提高了检测硅片质量的效率。 测量系统是 hennecke 分选机的核心部分， 只有熟悉了它的工作原理才能对设备的故障做出准确的判断，才能对其进行更好的维护和保养，保证设备的稳定运行。作者简介：胡禹铭（ 1987- ） ，男，河北涿州人，英利能源（中国）有限公司装备管理部助理工程师，研究方向：机电一体化、 机电工程。