CN103795342B - 一种利用声波检测eva交联度的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用声波检测EVA交联度的装置及方法，包括扫频信号发生器、换能处理器、扫频仪以及计算机，换能处理器由接收型换能器和发射型换能器组成，扫频信号发生器的输出端连接发射型换能器的输入端，接收型换能器的输出端连接扫频仪的信号输入端，扫频仪的信号输出端连接计算机，扫频信号发生器通过扫频仪连接到计算机上，发射型换能器将扫频信号发生器产生的电信号转换成声波，接收型换能器接收发射出的声波并转换成电信号，扫频仪扫描扫频信号发生器和接收型换能器的电信号转化为波形图并传送至计算机。本发明检测装置结构简单，检测时间短，经济环保，利用声波在EVA材料内的传播衰变特性，能快速判断出EVA的交联情况。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测EVA交联度的装置及方法，具体涉及一种利用声波检测EVA交联度的装置及方法，属于光伏领域。
背景技术
随着光伏新能源领域的不断发展，行业内各种配套设备也在不断的创新与更新。而在晶体硅光伏组件生产中检测组件交联度是必不可少的一个步骤，EVA交联度是EVA性能重要指标，EVA交联度的检测非常重要。目前国内的太阳能光伏企业大多采用二甲苯萃取和DSC的技术检测EVA的交联度。DSC是差热扫描量热法的英文缩写，DSC检测精度较高，但设备投资相对较大，检测样品数量少，很难满足工业化生产测试的需求。萃取实验周期比较长，是将EVA放入二甲苯中加热，在检测过程中，大部分二甲苯气体因为冷凝装置回流到容器中，但还有一部分二甲苯气体排出装置，二甲苯气体有一定的毒性对人体危害较大，对自然环境的影响也很大，且在萃取的过程中，未交联的EVA溶解不充分或萃取时EVA继续发生交联反应，会导致测量的结构偏大，由此，以上技术对EVA交联度的检测都还不成熟，一种能在保证检测精度的同时又能缩短检测时间，检测环境好，检测安全性高的检测EVA交联度的装置及方法成为本领域人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种利用声波检测EVA交联度的装置及方法，该装置结构简单，操作简便，该装置的检测方法检测时间短，且检测过程中不存在对人体有危害的有毒气体，不会污染环境，绿色环保。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种利用声波检测EVA交联度的装置，包括扫频信号发生器、换能处理器、扫频仪以及计算机，换能处理器由接收型换能器和发射型换能器组成，扫频信号发生器的输出端连接发射型换能器的输入端，接收型换能器的输出端连接扫频仪的信号输入端，扫频仪的信号输出端连接计算机，扫频信号发生器通过扫频仪连接到计算机上，其中，发射型换能器将扫频信号发生器产生的电信号转换成声波，接收型换能器接收发射型换能器发射出的声波并转换成电信号，扫频仪扫描扫频信号发生器和接收型换能器的电信号转化为波形图并分别传送至计算机。
一种利用声波检测EVA交联度的方法，包括以下步骤：
（1）光伏组件的背面设有背板，将光伏组件背板朝上平放在水平面上，再将发射型换能器和接收型换能器固定在光伏组件背面上背板的两端，发射型换能器和接收型换能器设置在同一水平线上且它们之间的间隔为40-60cm，将扫频信号发生器设置在所述发射型换能器或接收型换能器的一侧，将扫频仪的信号输入端与扫频信号发生器和接收型换能器连接，并将扫频仪的信号输出端与计算机相连；
（2）接通电源开启扫频信号发生器产生电信号，发射型换能器接收扫频信号发生器产生的电信号并将其转换成声波发射出去，声波在光伏组件中的EVA中传输至另一端的接收型换能器，接收型换能器接收所述声波并将其转换成电信号，扫频仪同时扫描来自扫频信号发生器和接收型换能器发出的电信号并将扫描到的电信号转换成波形图再发送至计算机；
（3）依据传送至计算机中的波形图，利用声波在EVA材料中传播的衰减特性，将发射型换能器发射出的声波和接收型换能器接收到的声波的波形振幅进行对比并将两波形振幅数值相减，记录下声波振幅衰减值；
（4）重复上述步骤（1）至（3）对至少九块不同EVA交联度的光伏组件利用声波进行检测并记录下每块光伏组件对应的声波振幅衰减值，采用二甲苯萃取法对上述经声波检测过的光伏组件依次进行检测，并记录每块光伏组件对应的EVA交联度，以所测的每个光伏组件的EVA交联度作为横坐标，以对应的声波振幅衰减值作为纵坐标，通过计算机绘制成EVA交联度与声波振幅衰减值的关系曲线图；
（5）重复上述步骤（1）至（3），对需测光伏组件利用声波进行检测，得到光伏组件相应的声波振幅衰减值，根据步骤（4）中得到的EVA交联度和声波振幅衰减值的关系曲线图，将得到的声波振幅衰减值带入关系曲线图中的纵坐标，即可得到相应横坐标上的EVA交联度。
本发明进一步限定的技术方案是：
前述一种利用声波快速检测EVA交联度的装置中，发射型换能器的频率为12-13kHz，输出幅度为1000-1500μm，输出功率为300-500mW/cm2；接收型换能器的频率12-13kHz，输出幅度为1000-1500μm，输出功率为300-500mW/cm2。
前述一种利用声波快速检测EVA交联度的方法中，在步骤（2）中接通电源开启扫频信号发生器产生电信号，电信号的频率为12-13kHz，输出幅度为1000-1500μm，输出功率为300-500mW/cm2。
本发明的有益效果是：
在本发明中摒弃了采用二甲苯萃取和DSC的技术检测EVA的交联度的方法而创造性的采用声波对EVA交联度进行检测，利用声波在EVA材料中传播的衰减特性，通过前后波形的对比，快速分析出EVA的交联度，在保证检测准确度的前提下，检测时间大大缩短，且检测方法简便。
本发明的装置在检测过程中不需要接触有害有毒气体，保证了工作人员的安全性，同时，在检测过程中也不会产生对人体、环境有危害的有毒气体，不会污染环境，绿色环保。
本发明由于采用声波进行检测相对于采用二甲苯萃取和DSC的技术检测EVA的交联度的方法避免了大量资源的浪费，降低了成本。
本发明在进行检测时，发射型换能器和接收型换能器在同一水平线上且它们之间间隔40-60cm，在同一水平线上有利于声波的传播和接收，间隔在40-60cm配合频率为12-13kHz，输出幅度为1000-1500μm，输出功率为300-500mW/cm2的发射型换能器以及频率为12-13kHz，输出幅度为1000-1500μm，输出功率为300-500mW/cm2的接收型换能器，最终形成的波形图明显，有利于快速分析出声波振幅衰减值。
本发明装置结构简单，操作方便，能适用于不同厂家或成分有差异的EVA，适用性强；按本发明方法进行检测，相比传统的EVA交联度检测方法检测的时间短且检测过程中不存在对人体有危害的有毒气体，不会污染环境，绿色环保，根据得到的声波振幅衰减值与EVA交联度关系曲线，利用已知的声波振幅衰减值采用坐标法来确定EVA的简练度，能够快速分析检测出该EVA的交联度。
附图说明
图1为本发明实施例检测装置的结构示意图。
图2为本发明实施例中EVA交联度与声波振幅衰减值的关系曲线图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种利用声波检测EVA交联度的装置，结构如图1所示，一种利用声波检测EVA交联度的装置，其特征在于：包括扫频信号发生器、换能处理器、扫频仪以及计算机，换能处理器由接收型换能器和发射型换能器组成，扫频信号发生器的输出端连接发射型换能器的输入端，接收型换能器的输出端连接扫频仪的信号输入端，扫频仪的信号输出端连接计算机，扫频信号发生器通过扫频仪连接到计算机上，其中，发射型换能器将扫频信号发生器产生的电信号转换成声波，接收型换能器接收发射型换能器发射出的声波并转换成电信号，扫频仪扫描扫频信号发生器和接收型换能器的电信号转化为波形图并分别传送至计算机。
在本实施例中：发射型换能器的频率为12-13kHz，输出幅度为1000-1500μm，输出功率为300-500mW/cm2；所述接收型换能器的频率12-13kHz，输出幅度为1000-1500μm，输出功率为300-500mW/cm2。
实施例2
本实施例提供一种利用声波检测EVA交联度的方法，包括以下步骤：
（1）光伏组件的背面设有背板，将光伏组件背板朝上平放在水平面上，再将发射型换能器和接收型换能器固定在光伏组件背面上背板的两端，所述发射型换能器和接收型换能器设置在同一水平线上且它们之间的间隔为40-60cm，将扫频信号发生器设置在所述发射型换能器或接收型换能器的一侧，将扫频仪的信号输入端与扫频信号发生器和接收型换能器连接，并将扫频仪的信号输出端与计算机相连；
（2）接通电源开启扫频信号发生器产生电信号，发射型换能器接收扫频信号发生器产生的电信号并将其转换成声波发射出去，声波在光伏组件中的EVA中传输至另一端的接收型换能器，接收型换能器接收发射型换能器发射出的声波并将其转换成电信号，扫频仪同时扫描来自扫频信号发生器和接收型换能器发出的电信号并将扫描到的电信号转换成正弦波的波形图再发送至计算机；
扫频信号发生器产生的电信号频率为12-13kHz，输出幅度为1000-1500μm，输出功率为300-500mW/cm2；
（3）依据传送至计算机中的波形图，利用声波在EVA材料中传播的衰减特性，将发射型换能器发射出的声波和接收型换能器接收到的声波的波形振幅进行对比并将两波形振幅数值相减，记录下声波振幅衰减值；
（4）重复上述步骤（1）至（3）对九块不同EVA交联度光伏组件利用声波进行检测并记录下每块光伏组件对应的声波振幅衰减值，采用二甲苯萃取法对上述经声波检测过的光伏组件依次进行检测，并记录每块光伏组件对应的EVA交联度，将记录的每块光伏组件对应的声波振幅衰减值和EVA交联度的数据绘制成表格，如表1所示，根据表1以所测的每个光伏组件的EVA交联度作为横坐标，以对应的声波振幅衰减值作为纵坐标，通过计算机绘制成EVA交联度与声波振幅衰减值的关系曲线图，结果如图2所示；
表1EVA交联度和对应声波振幅衰减值的检测数据
| 交联度（%） | 0 | 60 | 65 | 70 | 75 | 80 | 85 | 90 | 95 |
| 声波振幅衰减值（um） | 351.6 | 487.2 | 546.7 | 612.9 | 662.5 | 719.1 | 768.3 | 815.4 | 852.6 |
（5）重复上述步骤（1）至（3），对需测光伏组件利用声波进行检测，得到光伏组件相应的声波振幅衰减值，根据步骤（4）中得到的EVA交联度和声波振幅衰减值的关系曲线图，将得到的声波振幅衰减值带入关系曲线图中的纵坐标，即可得到相应横坐标上的EVA交联度。
本发明所提供的利用声波检测EVA交联度的装置及方法，通过扫频信号发生器产生一定频率的电信号再利用发射型换能器将电信号转换成声波，声波在光伏组件中的EVA内进行传播，产生一定程度的衰减，然后利用接收型换能器将衰减后的声波转换成电信号，最后通过声波振幅衰减值或是前后的电信号的特性差异判断EVA的交联情况，检测时间短，检测方式简单易操作，且检测过程中不存在对人体有危害的有毒气体，安全性高，检测过程中不会污染环境，绿色环保。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种利用声波检测EVA交联度的装置使用方法，该装置包括扫频信号发生器、换能处理器、扫频仪以及计算机，所述换能处理器由接收型换能器和发射型换能器组成，所述扫频信号发生器的输出端连接发射型换能器的输入端，所述接收型换能器的输出端连接扫频仪的信号输入端，所述扫频仪的信号输出端连接计算机，所述扫频信号发生器通过扫频仪连接到所述计算机上，其中，所述发射型换能器将扫频信号发生器产生的电信号转换成声波，所述接收型换能器接收发射型换能器发射出的声波并转换成电信号，扫频仪扫描扫频信号发生器和接收型换能器的电信号转化为波形图并分别传送至计算机，其特征在于：该使用方法包括以下步骤：
(1)将光伏组件背板朝上平放在水平面上，再将发射型换能器和接收型换能器固定在光伏组件背面上背板的两端，所述发射型换能器和接收型换能器设置在同一水平线上且它们之间的间隔为40-60cm，将扫频信号发生器设置在所述发射型换能器或接收型换能器的一侧，将扫频仪的信号输入端与扫频信号发生器和接收型换能器连接，并将扫频仪的信号输出端与计算机相连；
(2)接通电源开启扫频信号发生器产生电信号，所述发射型换能器接收扫频信号发生器产生的电信号并将其转换成声波发射出去，所述声波在光伏组件中的EVA中传输至另一端的所述接收型换能器，所述接收型换能器接收所述声波并将其转换成电信号，扫频仪同时扫描来自扫频信号发生器和接收型换能器发出的电信号并将扫描到的电信号转换成波形图再发送至计算机；
(3)依据传送至计算机中的波形图，利用声波在EVA材料中传播的衰减特性，将发射型换能器发射出的声波和接收型换能器接收到的声波的波形振幅进行对比并将两波形振幅数值相减，记录下声波振幅衰减值；
(4)重复上述步骤(1)至(3)对至少九块不同EVA交联度的光伏组件利用声波进行检测并记录下每块光伏组件对应的声波振幅衰减值，采用二甲苯萃取法对上述经声波检测过的光伏组件依次进行检测，并记录每块光伏组件对应的EVA交联度，以所测的每个光伏组件的EVA交联度作为横坐标，以对应的声波振幅衰减值作为纵坐标，通过计算机绘制成EVA交联度与声波振幅衰减值的关系曲线图；
(5)重复上述步骤(1)至(3)，对需测光伏组件利用声波进行检测，得到光伏组件相应的声波振幅衰减值，根据步骤(4)中得到的EVA交联度和声波振幅衰减值的关系曲线图，将得到的声波振幅衰减值带入关系曲线图中的纵坐标，即可得到相应横坐标上的EVA交联度。
2.根据权利要求1所述的一种利用声波检测EVA交联度的装置使用方法，其特征在于：所述发射型换能器的频率为12kHz-13kHz，输出幅度为1000-1500μm，输出功率为300-500mW/cm2；所述接收型换能器的频率为12kHz-13kHz，输出幅度为1000-1500μm，输出功率为300-500mW/cm2。
3.根据权利要求1所述的一种利用声波检测EVA交联度的装置使用方法，其特征在于：在步骤(2)中接通电源开启扫频信号发生器产生电信号，所述电信号的频率为12kHz-13kHz，输出幅度为1000-1500μm，输出功率为300-500mW/cm2。
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