CN109518152A - 金属源剩余量检测装置及检测方法、蒸镀设备 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种金属源剩余量检测装置及检测方法、蒸镀设备，涉及检测设备领域。主要采用的技术方案为：金属源剩余量检测装置，其包括：螺线圈，所述螺线圈与直流电源连接，所述螺线圈的中部设置有用于放置蒸镀坩埚的容纳空间；磁场强度测量器，所述磁场强度测量器设置在所述螺线圈附近，用于检测所述螺线圈通电时产生的磁感应强度；处理器，所述处理器与所述磁场强度测量器连接，用于根据所述磁场强度测量器检测到的磁感应强度确定所述蒸镀坩埚内的金属源余量。本发明实施例提供的金属源剩余量检测装置，能够在蒸镀生产的过程中准确的判断蒸镀坩埚中金属源的剩余量，有效的指导生产和用于生产设备的调试。
Description
技术领域
本发明涉及检测设备领域，特别是涉及一种金属源剩余量检测装置及检测方法、蒸镀设备。
背景技术
铜铟镓硒(CIGS)太阳能电池具有生产成本低、污染小、不衰退、弱光性能好等显著特点，成为太阳能电池研发的重点。
铜铟镓硒太阳能电池在生产和试制的过程中，需要使用蒸镀的手段在基板上制作功能膜层，具体的是在坩埚中放入金属源填料，然后通过加热的方式使金属源填料蒸发，然后沉积在基板上形成功能膜层。但是无论在试制还是规模化生产，在生产过程中坩埚中剩余的金属源填料的量，均是根据技术人员的经验进行判断，无法得到准确的剩余量，误差较大，无法准确的指导生产以及调试。
所以上述技术问题急需解决。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种具有全新的金属源剩余量检测装置及检测方法、蒸镀设备，使其能够检测蒸镀坩埚中金属源的余量，进而能够准确的指导生产以及指导调试工作。
本发明实施例请提供的一种金属源剩余量检测装置，其包括：
螺线圈，所述螺线圈与直流电源连接，所述螺线圈的中部设置有用于放置蒸镀坩埚的容纳空间；
磁场强度测量器，用于检测所述螺线圈通电时产生的磁感应强度；
处理器，所述处理器与所述磁场强度测量器连接，用于根据所述磁场强度测量器检测到的磁感应强度确定所述蒸镀坩埚内的金属源余量。
优选的，前述的金属源剩余量检测装置，其中所述螺线圈由一根线材盘绕成，所述线材的两端与所述直流电源连接。
优选的，前述的金属源剩余量检测装置，其中所述螺线圈中部的容纳空间在放置所述蒸镀坩埚时，所述螺线圈与所述蒸镀坩埚的外壁之间具有预设距离。
优选的，前述的金属源剩余量检测装置，其中所述磁场强度测量器包括磁通量传感器和控制器，所述磁通量传感器用于检测磁通量，所述控制器根据所述磁通量传感器检测到的磁通量确定磁感应强度。
优选的，前述的金属源剩余量检测装置，其中所述磁通量传感器与所述蒸镀坩埚的底端相对设置。
优选的，前述的金属源剩余量检测装置，所述处理器与预设的数据库连接，所述数据库中存储有与所述蒸镀坩埚中的金属源在不同余量时相对应的所述螺线圈的磁感应强度数据。
另外，依据发明请还提供的一种金属源剩余量检测方法，其包括：
接收磁场强度测量器检测到的磁感应强度信息；
根据磁感应强度信息确定蒸镀坩埚内的金属源余量。
优选的，前述的金属源剩余量检测方法，其中所述根据磁感应强度信息确定蒸镀坩埚内的金属源余量包括：
根据预先确定的磁感应强度信息与金属源余量的对应关系，确定所述蒸镀坩埚内的金属源余量。
优选的，前述的金属源剩余量检测方法，其中预先确定的磁感应强度信息与金属源余量的对应关系包括：
所述蒸镀坩埚中的金属源的量在能够生产一个周期的100％、80％、60％、40％、20％以及0％的情况与磁感应强度信息的对应关系。
另外，依据发明请还提供的一种蒸镀设备，其包括：蒸镀坩埚和金属源剩余量检测装置；
所述金属源剩余量检测装置包括：
螺线圈，所述螺线圈与直流电源连接，所述螺线圈的中部设置有用于放置蒸镀坩埚的容纳空间；
磁场强度测量器，所述磁场强度测量器设置在所述螺线圈附近，用于检测所述螺线圈通电时产生的磁感应强度；
处理器，所述处理器与所述磁场强度测量器连接，用于根据所述磁场强度测量器检测到的磁感应强度确定所述蒸镀坩埚内的金属源余量。
借由上述技术方案，本发明金属源剩余量检测装置及检测方法、蒸镀设备至少具有下列优点：
本发明技术方案中，金属源剩余量检测装置包括螺线圈、磁场强度测量器、处理器，这样通过对螺线圈施加直流电流，能够使螺线圈产生贯穿其中部空间的磁感线，即可以在螺线圈的两端产生一定强度的磁场，且螺线圈的中部设置有能够放置蒸镀坩埚的容纳空间，由于蒸镀坩埚为非金属材质，而在生产中蒸镀坩埚中的金属源为液体金属，所以金属源可以看作设置在螺线圈中部的金属芯，能够起到整合磁感线和导通磁场的作用，并随着生产的进行金属源的量发生变化，即随之会导致螺线圈两端的磁感应强度的变化。而本发明实施例中设置的磁场强度测量器，能够检测螺线圈端部的磁感应强度，即能够检测随金属源的量的变化而产生的变化的磁感应强度数据，并能够将检测得到的磁感应强度数据传输给处理器，进而处理器可以根据磁感应强度的数据对应得到蒸镀坩埚中金属源的余量。进而通过使用本发明实施例提供的金属源剩余量检测装置，能够在蒸镀生产的过程中准确的判断蒸镀坩埚中金属源的剩余量，能够有效的指导生产，以及用于生产设备的调试，缩短试制周期。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明的实施例一提供的一种金属源剩余量检测装置的结构示意图；
图2是本发明的实施例二提供的一种金属源剩余量检测方法的流程示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的金属源剩余量检测装置及检测方法、蒸镀设备，其具体实施方式、方法、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
实施例一
如图1所示，本发明的实施例一提出的一种金属源剩余量检测装置，其包括：螺线圈1、磁场强度测量器3、处理器5；所述螺线圈1与直流电源2连接，所述螺线圈1的中部设置有用于放置蒸镀坩埚4的容纳空间；所述磁场强度测量器3设置在所述螺线圈1附近，用于检测所述螺线圈1通电时产生的磁感应强度；所述处理器5与所述磁场强度测量器3连接，用于根据所述磁场强度测量器3检测到的磁感应强度确定所述蒸镀坩埚4内的金属源余量。
具体的，螺线圈1最好采用耐高温的金属线缠绕而成，螺线圈1的缠绕方式可以是正时针的旋转也可以是逆时针的旋转；螺线圈1所包含的圈数可以不做具体的要求，只要保证采集数据建立数据库时所使用的螺线圈1的数量，与生产中检测蒸镀坩埚4中金属源剩余量的圈数相同即可；螺线圈1缠绕的形状可以是圆形，也可以是其他多边形或者非规则形状，只要保证螺线圈1具有正时针旋向或者逆时针旋向即可；另外，最重要的一点是，螺线圈1中部的容纳空间需要保证能够放得下蒸镀坩埚4，即螺线圈1中部的容纳空间可以根据不同的蒸镀坩埚4的型号需要设置不同的容纳空间。磁场强度测量器3是用于检测螺线圈1通电后产生的磁感应强度的装置，并将检测到的磁感应强度传输给处理器，然后通过检测获得的磁场强度的数值可以与预先建立的数据库中的数值进行匹配，而匹配的过程可以由处理器5来实现，进而可以自动的得到对应的蒸镀坩埚4中金属源的剩余量。处理器5可以是蒸镀设备的主控制器，也可以是专用于控制蒸镀工作的控制器，该处理器5能够实现对检测到的磁场强度数据的自动处理，并获得对应的金属源剩余量的功能，能够实现自动的检测减少人工看管，提高效率。
本发明技术方案中，金属源剩余量检测装置包括螺线圈、磁场强度测量器、处理器，这样通过对螺线圈施加直流电流，能够使螺线圈产生贯穿其中部空间的磁感线，即可以在螺线圈的两端产生一定强度的磁场，且螺线圈的中部设置有能够放置蒸镀坩埚的容纳空间，由于蒸镀坩埚为非金属材质，而在生产中蒸镀坩埚中的金属源为液体金属，所以金属源可以看作设置在螺线圈中部的金属芯，能够起到整合磁感线和导通磁场的作用，并随着生产的进行金属源的量发生变化，即随之会导致螺线圈两端的磁感应强度的变化。而本发明实施例中设置的磁场强度测量器，能够检测螺线圈端部的磁感应强度，即能够检测随金属源的量的变化而产生的变化的磁感应强度数据，并能够将检测得到的磁感应强度数据传输给处理器，进而处理器可以根据磁感应强度的数据对应得到蒸镀坩埚中金属源的余量。进而通过使用本发明实施例提供的金属源剩余量检测装置，能够在蒸镀生产的过程中准确的判断蒸镀坩埚中金属源的剩余量，能够有效的指导生产，以及用于生产设备的调试，缩短试制周期。
如图1所示，在具体实施中，其中所述螺线圈1由一根线材盘绕成，所述线材的两端与所述直流电源2连接；且所述螺线圈1中部的容纳空间在放置所述蒸镀坩埚4时，所述螺线圈1与所述蒸镀坩埚4的外壁之间具有预设距离。
具体的，本发明实施例中螺线圈1是用于通电产生磁场的一个装置，其最好使用一根线材盘绕而成，以避免多个线材盘绕形成的螺线圈1产生相互干扰的磁感线，而影响磁场强度的检测。另外，由于蒸镀坩埚4在生产中温度很高，螺线圈1最好距离蒸镀坩埚4一定距离，最好不要缠绕在蒸镀坩埚4上，以避免因高温而发生损坏，置于预设的距离可以根据具体的需要来设定，只要能够对螺线圈1产生保护即可。
如图1所示，在具体实施中，其中所述直流电源2为额定功率在100-2000瓦的开关电源；其中较佳的开关电源的额定功率为100-500瓦。其中，开关电源是能够直接与交流电源连接，并经过转换输出直流电流的装置。
具体的，由于螺线圈1是设置在蒸镀坩埚4一周的，为了避免螺线圈1产生的磁场对蒸镀坩埚4中的金属源产生影响，即避免出现涡流加热的效果，最好将加载在螺线圈1上的直流电源2设置在合适的功率范围，其中最大的范围为100-2000瓦；而既能够实现通过磁场强度变化来检测金属源剩余量，又不会产生过多的加热影响的开关电源功率为100-500瓦。
进一步的，也可以将螺线圈1作为对蒸镀坩埚4加热的一个热源，即通过在螺线圈1上加载电流，使螺线圈1产生的涡流磁场作用在金属源中，产生辅助加热功能，此时需要适配的将整个生产系统中对蒸镀坩埚4加热的系统进行调整，保证金属源的蒸发速率。
如图1所示，在具体实施中，其中所述磁场强度测量器3包括磁通量传感器31和控制器32，所述磁通量传感器3用于检测磁通量，所述控制器32根据所述磁通量传感器31检测到的磁通量确定磁感应强度。所述磁通量传感器3与所述蒸镀坩埚4的底端相对设置。
具体的，在保证能够检测到螺线圈1所产生的磁感应强度的情况下，可以将磁通量传感器31设置在螺线圈的外侧一周的任何位置，或者在不影响蒸镀坩埚蒸镀工作的情况下，设置在蒸镀坩埚的顶部上方的位置；但是需要注意的是，磁通量传感器31需要距离蒸镀坩埚4一定距离，避免高温的坩埚对磁通量传感器31产生影响；进而可以使用磁通量传感器31检测螺线圈1随着蒸镀坩埚4中金属源的变化而发生的磁通量的变化，然后将检测的磁通量数据发送给控制器32，由控制器32计算得到磁感应强度的数据，并将磁感应强度数据发送给处理器5。
如图1所示，在具体实施中，所述处理器5与预设的数据库连接，所述数据库中存储有与所述蒸镀坩埚4中的金属源在不同余量时相对应的所述螺线圈1的磁场强度数据；其中，所述处理器5与所述磁场强度测量器3连接，用于将所述磁场强度测量器3检测得到的磁场强度数据与所述数据库中的磁场强度数据匹配，得到对应的所述蒸镀坩埚4中金属源的余量。
实施例二
如图2所示，本发明的实施例二提出的一种用于实施例一提供的金属源剩余量检测装置的金属源剩余量检测方法，其包括：
201、接收磁场强度测量器检测到的磁感应强度信息。
具体的，根据实施例一提供的金属源剩余量检测装置，磁感应磁场由通有直流电的螺线圈产生，由磁场强度测量器来检测螺线圈产生的磁感应强度，并将检测的磁感应强度发送给处理器。
进一步的，并蒸镀坩埚内部的金属源作为金属芯，当金属芯发生变化时，即蒸镀坩埚中的金属源发生变化时，磁场强度测量器检测的螺线圈产生的磁感应强度发生变化，并可以根据金属源余量的变化与磁感应强度的对应关系，可以建立数据库。
202、根据磁感应强度信息确定蒸镀坩埚内的金属源余量。
具体的，可以根据步骤201中所述的数据库，通过处理器将磁场强度测量器检测到的螺线圈的磁感应强度，与数据库中的对应关系数据匹配，得到蒸镀坩埚中金属源余量的相关数据。
在具体实施中，所述根据磁感应强度信息确定蒸镀坩埚内的金属源余量包括：根据预先确定的磁感应强度信息与金属源余量的对应关系，确定所述蒸镀坩埚内的金属源余量。
具体的，预先确定的磁感应强度信息与金属源余量的对应关系，即是存储在步骤201中数据库中的数据，该数据库的具体建立方式为：在模拟生产的条件下，设置多个实验变量，即在不同的金属源加入量的情况下，对多种不同的金属源的材料进行选择、对不同蒸镀坩埚的型号进行选择以及对螺线圈施加的电流的大小进行选择，进而获得一系列的相互对应的金属源加入量与磁感应强度的数据。
进一步的，为了简化数据库的建立，减少数据点的采集，以及匹配生产中实际情况下对蒸镀坩埚中金属源的量的检测点，可以将放入蒸镀坩埚的金属源的不同量设置为：能够生产一个周期的100％加入量、80％加入量、60％加入量、40％加入量、20％加入量以及0％加入量的情况。另外，如果需要对金属源的剩余量进行更加详细的检测，可以继续将一个生产周期的金属源的量作为100％，然后针对一个生产周期的金属源加入量的每个百分数均进行实验，并获取相应的数据，以及对应的建立数据库。
本发明技术方案中，提供一种用于金属源剩余量检测装置的检测方法，通过该方法对金属源剩余量检测装置进行控制，可以根据检测得到的磁场强度的数据与预先建立的数据库数据匹配，对应得到蒸镀坩埚中金属源的量。进而能够在蒸镀生产的过程中准确的判断蒸镀坩埚中金属源的剩余量，能够有效的指导生产，以及用于生产设备的调试，缩短试制周期。
实施例三
本发明的实施例三提出的一种蒸镀设备，其包括：蒸镀坩埚和如图1所示的金属源剩余量检测装置；所述金属源剩余量检测装置包括：螺线圈1、磁场强度测量器3、处理器5；所述螺线圈1与直流电源2连接，所述螺线圈1的中部设置有用于放置蒸镀坩埚4的容纳空间；所述磁场强度测量器3设置在所述螺线圈1附近，用于检测所述螺线圈1通电时产生的磁感应强度；所述处理器5与所述磁场强度测量器3连接，用于根据所述磁场强度测量器3检测到的磁感应强度确定所述蒸镀坩埚4内的金属源余量。
具体的，本实施例三中所述的金属源剩余量检测装置可直接使用上述实施例一提供的金属源剩余量检测装置，具体的实现结构可参见上述实施例一中描述的相关内容，此处不再赘述。其中，金属源剩余量检测装置的螺线圈套设在蒸镀设备的蒸镀坩埚一周，将蒸镀坩埚中的金属源作为金属芯，并在通电的情况下产生一定强度的磁场，并利用磁场强度随金属源量的变化而变化的特性，进行金属源剩余量的检测。
进一步的，在具体实施中，可以根据蒸镀设备中蒸镀坩埚的数量设置金属源剩余量检测装置的数量。
本发明技术方案中，蒸镀设备增设有金属源剩余量检测装置，该装置包括螺线圈、磁场强度测量器、处理器，这样通过对螺线圈施加直流电流，能够使螺线圈产生贯穿其中部空间的磁感线，即可以在螺线圈的两端产生一定强度的磁场，且螺线圈的中部设置有能够放置蒸镀坩埚的容纳空间，由于蒸镀坩埚为非金属材质，而在生产中蒸镀坩埚中的金属源为液体金属，所以金属源可以看作设置在螺线圈中部的金属芯，能够起到整合磁感线和导通磁场的作用，并随着生产的进行金属源的量发生变化，即随之会导致螺线圈两端的磁感应强度的变化。而本发明实施例中设置的磁场强度测量器，能够检测螺线圈端部的磁感应强度，即能够检测随金属源的量的变化而产生的变化的磁感应强度数据，并能够将检测得到的磁感应强度数据传输给处理器，进而处理器可以根据磁感应强度的数据对应得到蒸镀坩埚中金属源的余量。进而通过使用本发明实施例提供的金属源剩余量检测装置，能够在蒸镀生产的过程中准确的判断蒸镀坩埚中金属源的剩余量，能够有效的指导生产，以及用于生产设备的调试，缩短试制周期。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种金属源剩余量检测装置，其特征在于，其包括：
螺线圈，所述螺线圈与直流电源连接，所述螺线圈的中部设置有用于放置蒸镀坩埚的容纳空间；
磁场强度测量器，用于检测所述螺线圈通电时产生的磁感应强度；
处理器，所述处理器与所述磁场强度测量器连接，用于根据所述磁场强度测量器检测到的磁感应强度确定所述蒸镀坩埚内的金属源余量。
2.根据权利要求1中所述金属源剩余量检测装置，其特征在于，
所述螺线圈由一根线材盘绕成，所述线材的两端与所述直流电源连接。
3.根据权利要求1中所述金属源剩余量检测装置，其特征在于，
所述螺线圈中部的容纳空间在放置所述蒸镀坩埚时，所述螺线圈与所述蒸镀坩埚的外壁之间具有预设距离。
4.根据权利要求1中所述金属源剩余量检测装置，其特征在于，
所述磁场强度测量器包括磁通量传感器和控制器，所述磁通量传感器用于检测磁通量，所述控制器用于根据所述磁通量传感器检测到的磁通量确定磁感应强度。
5.根据权利要求1中所述金属源剩余量检测装置，其特征在于，
所述磁通量传感器与所述蒸镀坩埚的底端相对设置。
6.根据权利要求1-5任一项中所述金属源剩余量检测装置，其特征在于，
所述处理器与预设的数据库连接，所述数据库中存储有与所述蒸镀坩埚中的金属源在不同余量时相对应的所述螺线圈的磁感应强度数据。
7.一种金属源剩余量检测方法，其特征在于，其包括：
接收磁场强度测量器检测到的磁感应强度信息；
根据磁感应强度信息确定蒸镀坩埚内的金属源余量。
8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，所述根据磁感应强度信息确定蒸镀坩埚内的金属源余量包括：
根据预先确定的磁感应强度信息与金属源余量的对应关系，确定所述蒸镀坩埚内的金属源余量。
9.根据权利要求8中所述金属源剩余量检测方法，其特征在于，预先确定的磁感应强度信息与金属源余量的对应关系包括：
所述蒸镀坩埚中的金属源的量在能够生产一个周期的100％、80％、60％、40％、20％以及0％的情况与磁感应强度信息的对应关系。
10.一种蒸镀设备，其特征在于，其包括：
蒸镀坩埚和如权利要求1-6中任一所述金属源剩余量检测装置。
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Address after: 100076 6015, 6th floor, building 8, 9 Yingshun Road, Yinghai Town, Daxing District, Beijing Applicant after: Beijing Dingrong Photovoltaic Technology Co.,Ltd. Address before: 100176 Beijing Daxing District Beijing economic and Technological Development Zone Rongchang East Street 7 hospital 6 Building 3001 room. Applicant before: BEIJING APOLLO DING RONG SOLAR TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20210412 Address after: 518054 Room 201, building A, 1 front Bay Road, Shenzhen Qianhai cooperation zone, Shenzhen, Guangdong Applicant after: Shenzhen Zhengyue development and Construction Co.,Ltd. Address before: 100076 6015, 6th floor, building 8, 9 Yingshun Road, Yinghai Town, Daxing District, Beijing Applicant before: Beijing Dingrong Photovoltaic Technology Co.,Ltd. |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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Effective date of registration: 20210916 Address after: 201203 3rd floor, no.665 Zhangjiang Road, China (Shanghai) pilot Free Trade Zone, Pudong New Area, Shanghai Applicant after: Shanghai zuqiang Energy Co.,Ltd. Address before: 518054 Room 201, building A, 1 front Bay Road, Shenzhen Qianhai cooperation zone, Shenzhen, Guangdong Applicant before: Shenzhen Zhengyue development and Construction Co.,Ltd. |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20190326 |
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