CN107192467B - 一种电池片焊接的温度监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池片焊接的温度监测装置，红外加热装置与监测电路电连接，还包括：温度测量电路和监测电路，温度测量电路用于测量汇流条的实时温度，并得到初始温度值，温度测量电路与汇流条感应接触，温度测量电路与监测电路电连接，监测电路与在线温度检测仪电连接，监测电路用于调整红外加热装置的加热电压。本发明有益效果：通过温度测量电路用于测量所述汇流条的实时温度，并得到初始温度值，监测电路监测电路用于调整所述红外加热装置的加热电压并传送给所述在线温度检测仪，温度测量电路与汇流条感应接触，响应速度快，能实时精确测量电池片汇流条焊接温度，避免焊点过焊或欠焊，避免测量头及电池片的损坏。

Description

一种电池片焊接的温度监测装置

技术领域

本发明涉及温度监测领域，具体涉及一种电池片焊接的温度监测装置。

背景技术

5栅电池片目前采用红外灯管进行加热焊接，加热焊接时需要检测汇流条(串焊栅线)的实时温度，目前采用红外测温探头进行温度的接触式测量，但是这种接触式测量的效应速度慢，无法得到精确的即时温度，容易使产生焊点过焊或欠焊的情况，而且由于电池片薄而脆的，红外测温探头接触式测量时，容易损坏电池片的表面或者红外测温探头自身损坏，造成成本的增加，接触式的安装十分麻烦，很难找到精确的温度测量点。

因此，亟需要一种非接触式，响应速度快，能实时精确测量电池片汇流条焊接温度的电池片焊接的温度监测装置。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种非接触式，响应速度快，能实时精确测量电池片汇流条焊接温度的电池片焊接的温度监测装置。

为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种电池片焊接的温度监测装置，用于实时监测并调整汇流条串焊温度，包括在线温度检测仪和红外加热装置，所述红外加热装置与下述监测电路电连接，其特征在于，还包括：温度测量电路和监测电路，所述温度测量电路用于测量汇流条的实时温度，并得到初始温度值，所述温度测量电路与所述汇流条感应接触，所述温度测量电路与所述监测电路电连接，所述监测电路与所述在线温度检测仪电连接，所述监测电路用于调整所述红外加热装置的加热电压。

采用上述技术方案的有益效果是：通过温度测量电路用于测量所述汇流条的实时温度，并得到初始温度值，监测电路监测电路用于调整所述红外加热装置的加热电压并传送给所述在线温度检测仪，温度测量电路与汇流条感应接触，非接触式，响应速度快，能实时精确测量电池片汇流条焊接温度，避免了焊点过焊或欠焊，避免了测量头及电池片的损坏。

进一步地，所述监测电路包括与温度测量电路电连接的第一数据生成电路，用于记录所述初始温度值；温度放大电路，所述温度放大电路用于接收所述初始温度值，并将所述初始温度值经处理得到放大温度值；第二数据生成电路，所述第二数据生成电路用于记录所述放大温度值；主控电路，所述主控电路分别与所述第一数据生成电路和所述第二数据生成电路电连接，用于向所述红外加热装置发送高电平和低电平信号。

采用上述技术方案的有益效果是：将初始温度值进行电路处理，生成放大温度值，使得测量结果更加精确，调整红外加热装置的加热电压。

进一步地，所述温度测量电路包括至少2个以上相互独立的K分度热电偶。

进一步地，所述K分度热电偶的数量为5个，包括相互并联并与所述汇流条感应接触的第一热电偶、第二热电偶、第三热电偶、第四热电偶和第五热电偶，所述温度放大电路包括分别与第一热电偶、第二热电偶、第三热电偶、第四热电偶、第五热电偶串联电连接的第一放大器、第二放大器、第三放大器、第四放大器和第五放大器，所述主控电路采用STC15F系列单片机，所述第一放大器、第二放大器、第三放大器、第四放大器和第五放大器分别与所述单片机的ADC-1、ADC-2、ADC-3、ADC-4、ADC-5接口电连接。

采用上述技术方案的有益效果是：采用5个相互独立的热电偶对5栅电池片的焊接处的汇流条，同时进行测量，大大提高测量和焊接的精度，进一步保证焊点不会过焊或欠焊。

进一步地，所述在线温度检测仪通过接插件与所述K分度热电偶电连接，采用1602LCD显示器分别显示5路温度值。

进一步地，所述主控电路通过采用RS485接口，内部设有温度监测阈值，所述主控电路用于将所述放大温度值与所述温度监测阈值进行比较，当所述放大温度值大于所述温度监测阈值时，向所述红外加热装置发送一低电平信号，降低所述红外加热装置的加热电压；当所述放大温度值小所述温度监测阈值时，向所述红外加热装置发送一高电平信号，调高所述红外加热装置的加热电压。

采用上述技术方案的有益效果是：在线温度监测器又以1602LCD显示屏实行可视化方式及通过设置数据校验电路，验证数据通信接口，保证数据的准确性。

进一步地，所述K分度热电偶通过热电偶支架进行固定。

进一步地，还包括供电电路，所述供电电路用于对所述温度测量电路、温度放大电路、第一数据生成电路、第二数据生成电路和主控电路进行供电。

采用上述技术方案的有益效果是：保证电路的供电电压，增强稳定性。

进一步地，所述第一热电偶的感应头与所述第二热电偶的感应头之间的距离为汇流条与汇流条之间距离的2倍。

采用上述技术方案的有益效果是：保证测量点与汇流条位置相应。

进一步地，所述第一放大器或第二放大器或第三放大器或第四放大器或第五放大器采用一倍系数进行放大初始温度值。

采用上述技术方案的有益效果是：针对光伏电池片串焊栅线非接触在线温度监测器的工作原理，K分度热电偶以K氏度每度0.04mY左右变化，在较好的线性度条件下运算放大器以一系数倍关系进行放大，测量范围标定到0℃～500℃对应模拟量电压0～5V。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。

图1是本发明的结构示意图之一。

图2是本发明的结构示意图之二。

图3是本发明监测电路的结构示意图。

图4是本发明的结构示意图之三。

图5是本发明的结构示意图之四。

图6是本发明电压调节的结构示意图。

图中数字和字母所表示的相应部件的名称：

1-电池片；2-热电偶支架；3-接插件；4-在线温度检测仪；5-1602LCD显示器；6-电源接口；7-RS485接口；21-第一热电偶；22-第二热电偶；23-第三热电偶；24-第四热电偶；25-第五热电偶；31-红外灯管；32-热电偶组；33-运算放大器；34-STC15F单片机；41-第一放大器；42-第二放大器；43-第三放大器；44-第四放大器；45-第五放大器；101-汇流条。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细说明：

为了达到本发明的目的，如图所示，在本发明一种电池片焊接的温度监测装置的一些实施方式为：包括在线温度检测仪4和红外加热装置，电源接口、RS485接口和LCD显示器，用于实时监测并调整汇流条101串焊温度，还包括：温度测量电路和监测电路，温度测量电路用于测量汇流条101的实时温度，并得到初始温度值，温度测量电路与汇流条101感应接触，温度测量电路与监测电路电连接，监测电路与在线温度检测仪4电连接，监测电路用于调整所述红外加热装 置的加热电压，监测电路包括与温度测量电路电连接的第一数据生成电路，用于记录所述初始温度值；温度放大电路，所述温度放大电路用于接收所述初始温度值，并将所述初始温度值经处理得到放大温度值；第二数据生成电路，所述第二数据生成电路用于记录所述放大温度值；主控电路，所述主控电路分别与所述第一数据生成电路和所述第二数据生成电路电连接，用于向所述红外加热装置发送高电平和低电平信号，并通过LCD显示器进行显示经处理后的温度值。采用上述技术方案的有益效果是：通过温度测量电路用于测量所述汇流条的实时温度，并得到初始温度值，监测电路监测电路用于调整所述红外加热装置的加热电压并传送给所述在线温度检测仪，温度测量电路与汇流条感应接触，将初始温度值进行电路处理，生成放大温度值，使得测量结果更加精确，调整红外加热装置的加热电压，非接触式，响应速度快，能实时精确测量电池片汇流条焊接温度，避免了焊点过焊或欠焊，避免了测量头及电池片的损坏。

在一些实施例中，为了达到控制并调整加热电压目的，主控电路通过采用RS485接口，内部设有温度监测阈值，主控电路用于将放大温度值与温度监测阈值进行比较，当放大温度值大于温度监测阈值时，向红外加热装置发送一低电平信号，降低红外加热装置的加热电压；当放大温度值小所述温度监测阈值时，向红外加热装置发送一高电平信号，调高红外加热装置的加热电压。采用上述技术方案的有益效果是：根据实测温度反馈值调整红外加热电压实现闭环温度控制，从而达到控制并调整加热电压的目的。

在一些实施例中，为了达到非接触测量以及准确测量目的，温度测量电路包括5个相互独立的K分度热电偶，各个K分度热电偶分别对汇流条进行实时温度测量，相互之间测量的数据相互独立，互不影响，K分度热电偶通过热电偶支架2进行固定，包括相互并联并与汇流条101感应接触的第一热电偶21、第二热电偶22、第三热电偶23、第四热电偶24和第五热电偶25，温度放大电路包括分别与第一热电偶21、第二热电偶22、第三热电偶23、第四热电偶24、第五 热电偶25串联电连接的第一放大器41、第二放大器42、第三放大器43、第四放大器44和第五放大器45，主控电路采用STC15F系列单片机34，通过5个接口与放大器进行连接，第一放大器41、第二放大器42、第三放大器43、第四放大器44和第五放大器45分别与所述单片机的ADC-1、ADC-2、ADC-3、ADC-4、ADC-5接口电连接，通过电源接口6进行供电，第一放大器41、第二放大器42、第三放大器43、第四放大器44和第五放大器45构成运算放大器33，第一热电偶21、第二热电偶22、第三热电偶23、第四热电偶24、第五热电偶25组成热电偶组32。采用上述技术方案的有益效果是：采用5个相互独立的热电偶对5栅电池片的焊接处的汇流条，同时进行测量，大大提高测量和焊接的精度，进一步保证焊点不会过焊或欠焊。

在一些实施例中，为了达到连接可靠性、保证数据的准确性和实时显示温度的目的，在线温度检测仪4通过接插件3与多个K分度热电偶组成的热电偶组32电连接，具体采用1602LCD显示器5分别显示5路温度值，确保分段显示每个热电偶的实时温度值，监测电路通过RS485接口7实行modbus协议.CRC16验证所述初始温度值和/或放大温度值。所述采用上述技术方案的有益效果是：在线温度监测器又以1602LCD显示屏实行可视化方式及RS485实行modbus协议CRC16验证数据通信接口到上位机，保证数据的准确性。

在一些实施例中，为了达到数据准确性的目的，还包括内部设有温度阈值的数据校验电路，该数据校验电路一端与第一数据生成电路电连接，另一端与温度放大电路电连接，用于验证初始温度值，当初始温度值大于或等于所述温度阈值时，得到验证温度值，将验证温度值传送给温度放大电路，该数据校验电路通过RS485接口7实行modbus协议.CRC16验证所述初始温度值。所述采用上述技术方案的有益效果是：在传送数据时对数据进行验证，保证数据的准确性。

在一些实施例中，为了达到数据准确性的目的，还包括内部设有温度阈值的第二数据校验电路，该第二数据校验电路一端与第二数据生成电路电连接，另一端与主控电路电连接，用于验证放大温度值， 当放大温度值大于或等于所述温度阈值时，得到第二验证温度值，将第二验证温度值传送给主控电路，该第二数据校验电路通过RS485接口7实行modbus协议.CRC16验证所述放大温度值。所述采用上述技术方案的有益效果是：在传送数据时对数据进行验证，保证数据的准确性

在一些实施例中，为了达到保证供电的目的，还包括供电电路，该供电电路用于对温度测量电路、温度放大电路、第一数据生成电路、第二数据生成电路和主控电路进行供电，也可以为上述电路设置单独的供电电路进行单独供电。采用上述技术方案的有益效果是：保证电路的供电电压，增强稳定性。

在一些实施例中，为了达到保证测量点与汇流条位置相应的目的，第一热电偶的感应头与第二热电偶之间的距离为汇流条与汇流条之间距离的2倍，也可以根据实际情况，使的各个热电偶的感应头测量不同汇流条的初始温度值，也可以采用多组相互串联的热电偶在汇流条上进行多个点位的温度值测量，然后对各个点位的温度值进行数据处理。采用上述技术方案的有益效果是：保证测量点与汇流条位置相应，使各个感应头与汇流条的位置相互独立，单独测量每条汇流条的温度值。

在一些实施例中，为了达到达到较高的测量精度的目的，第一放大器41或第二放大器42或第三放大器43或第四放大器44或第五放大器45采用一倍系数进行放大初始温度值，当然也可以采用更大倍数的放大器进行倍数的放大。采用上述技术方案的有益效果是：针对光伏电池片串焊栅线非接触在线温度监测器的工作原理，K分度热电偶以K氏度每度0.04mV左右变化，在较好的线性度条件下运算放大器以一系数倍关系进行放大，测量范围标定到0℃～500℃对应模拟量电压0～5V。STC15F系列单片机及片内10位ADC模数转换其分辨率就等于500℃/1024＝0.488℃，以此达到较高的测量精度。

为了适合在光伏组件串焊设备上实时监测栅线、汇流条的焊接、快速温度的掌控，将热电偶设计和制作成微热惯性的特性，通过放大 器电路、STC15F系列单片机应用完备了系统温度采样、分析计算、显示、个点温度与上位机接口输出。该发明具有很高的测试速度、工作可靠稳定、有效的控制了焊点无过焊、欠焊。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种电池片焊接的温度监测装置，用于实时监测并调整汇流条串焊温度，包括在线温度检测仪和红外加热装置，所述红外加热装置与下述监测电路电连接，其特征在于，还包括：温度测量电路和监测电路，所述温度测量电路用于测量汇流条的实时温度，并得到初始温度值，所述温度测量电路与所述汇流条感应接触，非接触式，所述温度测量电路与所述监测电路电连接，所述监测电路与所述在线温度检测仪电连接，所述监测电路用于调整所述红外加热装置的加热电压；

所述温度测量电路包括至少2个以上相互独立的K分度热电偶；

所述红外加热装置包括红外灯管；

红外灯管设置在热电偶感应头的上方，汇流条设置在热电偶感应头的下方；

所述监测电路包括与温度测量电路电连接的第一数据生成电路，用于记录所述初始温度值；温度放大电路，所述温度放大电路用于接收所述初始温度值，并将所述初始温度值经处理得到放大温度值；第二数据生成电路，所述第二数据生成电路用于记录所述放大温度值；主控电路，所述主控电路分别与所述第一数据生成电路和所述第二数据生成电路电连接，用于向所述红外加热装置发送高电平和低电平信号。

2.根据权利要求1所述的一种电池片焊接的温度监测装置，其特征在于：所述K分度热电偶的数量为5个，包括相互并联并与所述汇流条感应接触的第一热电偶、第二热电偶、第三热电偶、第四热电偶和第五热电偶，所述温度放大电路包括分别与第一热电偶、第二热电偶、第三热电偶、第四热电偶、第五热电偶串联电连接的第一放大器、第二放大器、第三放大器、第四放大器和第五放大器，所述主控电路采用STC15F系列单片机，所述第一放大器、第二放大器、第三放大器、第四放大器和第五放大器分别与所述单片机的ADC-1、ADC-2、ADC-3、ADC-4、ADC-5接口电连接。

3.根据权利要求2所述的一种电池片焊接的温度监测装置，其特征在于：所述在线温度检测仪通过接插件与所述K分度热电偶电连接，采用1602LCD显示器分别显示5路温度值。

4.根据权利要求3所述的一种电池片焊接的温度监测装置，其特征在于：所述主控电路通过采用RS485接口，内部设有温度监测阈值，所述主控电路用于将所述放大温度值与所述温度监测阈值进行比较，当所述放大温度值大于所述温度监测阈值时，向所述红外加热装置发送一低电平信号，降低所述红外加热装置的加热电压；当所述放大温度值小于所述温度监测阈值时，向所述红外加热装置发送一高电平信号，调高所述红外加热装置的加热电压。

5.根据权利要求4所述的一种电池片焊接的温度监测装置，其特征在于：所述K分度热电偶通过热电偶支架进行固定。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种电池片焊接的温度监测装置，其特征在于：还包括供电电路，所述供电电路用于对所述温度测量电路、温度放大电路、第一数据生成电路、第二数据生成电路和主控电路进行供电。

7.根据权利要求2-5任一所述的一种电池片焊接的温度监测装置，其特征在于：所述第一热电偶的感应头与所述第二热电偶的感应头之间的距离为汇流条与汇流条之间距离的2倍。

8.根据权利要求7所述的一种电池片焊接的温度监测装置，其特征在于：所述第一放大器或第二放大器或第三放大器或第四放大器或第五放大器采用一倍系数进行放大初始温度值。