CN113340736A - 一种用于钨丝绳性能的检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于钨丝绳性能的检测装置及其检测方法，包括：测量背板、显示机构、以及控制机构，其中，测量背板一端安装有弹力检测机构，另一端安装有与所述弹力检测机构相配合的固定机构；弹力检测机构上安装有用于固定钨丝绳的固定机构，固定机构的下方安装有可滑动的位移检测机构，所述位移检测机构上安装有测量机构；弹力检测机构和测量机构均与显示机构以及控制机构相连接，能够对钨丝绳的柔韧性检测和弹性检测两个检验项目进行同时检测，并且两部分共用一套传感器及反馈系统，使得装置的机构简单，本发明装置弥补了没有关于钨丝绳柔韧性及回弹性的检测方法与设备，使得钨丝绳的性能检测更加客观准确，为钨丝绳的质量检测提供数据。

Description

一种用于钨丝绳性能的检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及钨丝绳性能检测技术领域，尤其涉及一种用于钨丝绳性能的检测装置及其检测方法。

背景技术

随着太阳能光伏行业高速发展，当前光伏行业直拉法单晶硅棒单棒增长增重，钨丝绳直径变粗后绳体最小弯曲半径变大，为满足钨丝绳在单晶炉卷丝轮直径不放大的情况下能够正常使用，也为避免造成单晶硅生长时晃晶及引晶偏的质量问题，晃晶是指在以＂直拉法＂生产单晶实践中，出现的晶体晃动现象，简称＂晃晶＂。其实质是生长系统受到某些干扰后的一种运动形式。晃动会引起生长瞬间微观扩散层的变化，造成有效分凝系数的变动，导致微观参杂剂浓度分布的径向不均匀性。引起溶液对流不稳定，固液界面过冷度的变化，产生枝晶生长。从而较大影响晶体生长的稳定性，单晶形体，电阻率和微缺陷等。该问题对单晶硅生长过程中提拉单晶硅棒的钨丝绳提高其产品本身柔韧性能和回弹性能已成为在单晶炉设备不进行改造前提下能够有效解决引晶偏和晃晶问题的主要技术方向，目前光伏行业十分清楚钨丝绳提拉软轴柔韧性和回弹性的重要性，但目前行业内除直接用手感评估外没有一种通过数据量化有效检测钨丝绳柔韧性、回弹性的方法及检测系统。

发明内容

针对上述缺陷或不足，本发明的目的在于提供一种用于钨丝绳柔韧性和回弹性的检测装置及其检测方法，能够测量钨丝绳在一定控制变量状态下的柔韧性和回弹性能。

为达到以上目的，本发明的技术方案为：

一种用于钨丝绳性能的检测装置，包括：测量背板、显示机构、以及控制机构，其中，所述测量背板一端安装有弹力检测机构，另一端安装有与所述弹力检测机构相配合的固定机构；所述弹力检测机构下方安装有可滑动的位移检测机构，所述位移检测机构上安装有测量机构；所述弹力检测机构和测量机构均与显示机构以及控制机构相连接，当进行检测时，钨丝绳的一端与弹力检测机构固定，另一端与固定机构固定。

所述弹力检测机构包括安装于测量背板上的弹力传感器，当钨丝绳在变形回弹后，检测钨丝绳弹性。

所述位移检测机构包括固定安装于测量背板上的滑槽，所述滑槽内安装有推杆，所述推杆前端安装有导轮。

所述推杆后端安装有第一限位开关。

所述测量机构为光栅尺。

所述固定机构包括与位移检测机构相垂直的电动推杆，所述电动推杆的端部安装有用于夹持钨丝绳的金属夹头。

所述电动推杆的端部安装有电磁铁，所述金属夹头与电磁铁吸附，固定钨丝绳尾部。

所述电动推杆后端安装有第二限位开关。

一种用于钨丝绳性能的检测装置的检测方法，包括：

1)、通过弹力检测机构固定钨丝绳一端，另一端自然放置，将位移检测机构移动到水平固定位置一点；

2)、沿方向拉住钨丝绳自由端端头，并将钨丝绳沿竖直方向下拉至测量背板一固定位置，使得钨丝绳产生弯曲变形；

3)、放开钨丝绳，使得钨丝绳在不与任何物体接触的前提下自然反复回弹，通过弹力检测机构的弹力传感器，采集并记录弹力数据，生成往返回弹曲线，通过往返回弹曲线的往返次数、往返周期、开始回弹到稳定时间、以及回弹曲线的峰值数据评估该段钨丝绳回弹性能；

4)、将钨丝绳的自由端与固定机构相连接，使得钨丝绳处于弯曲变形状态；

5)、推动位移检测机构向钨丝绳移动，光栅尺记录移动距离，同时，弹力检测机构记录弹力数据；

6)、生成横坐标为光栅尺位移量、纵坐标为单点式弹力传感器被拉动后的弹力，通过弹力值、应力应变曲线形状、倾斜度、曲率、以及拐点位置数据判断本段钨丝绳柔韧性。

与现有技术比较，本发明的有益效果为：

本发明提供了一种用于钨丝绳性能的检测装置及其检测方法，通过巧妙的设计弹力检测机构和测量机构，能够对钨丝绳的柔韧性检测和弹性检测两个检验项目进行同时检测，并且两部分共用一套传感器及反馈系统，使得装置的机构简单，检测方式方便，便于操作，本发明装置弥补了没有关于钨丝绳柔韧性及回弹性的检测方法与设备，使得钨丝绳的性能检测更加客观准确，为钨丝绳的质量检测提供数据。

附图说明

图1是本发明装置结构示意图；

图2是本发明的检测方法流程框图。

图中，1—测量背板；2—弹力检测机构；3—钨丝绳；4—弹力传感器；5—位移检测机构；6—控制机构；7—固定机构；8—显示机构；51—滑槽；52—推杆；53—导轮；54—第一限位开关；71—第二限位开关；72—金属夹头；73—电磁铁。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明的保护范围。

如图1所示，本发明提供了一种用于钨丝绳性能的检测装置，包括：测量背板1、显示机构8、以及控制机构6，其中，所述测量背板1一端安装有弹力检测机构2，另一端安装有与所述弹力检测机构2相配合的固定机构7；所述弹力检测机构2下方安装有可滑动的位移检测机构5，所述位移检测机构5上安装有测量机构6；所述弹力检测机构2和测量机构6均与显示机构8以及控制机构6相连接，当进行检测时，钨丝绳3的一端与弹力检测机构2固定，另一端与固定机构7固定。

具体的，所述弹力检测机构2包括安装于测量背板1上的弹力传感器4，当钨丝绳3在变形回弹后，检测钨丝绳3弹性。需要说明的是，本发明中弹力传感器为单点式弹力传感器。

另外，所述位移检测机构5包括固定安装于测量背板1上的滑槽51，所述滑槽51内安装有推杆52，所述推杆52前端安装有导轮53。所述推杆52后端安装有第一限位开关54。所述测量机构6为光栅尺。推杆52可以于水平方向自由滑动，推杆52在滑槽内的水平移动距离由光栅尺进行测量；第一限位开关54用于控制推杆52位移到固定位时发出信号。

进一步的，所述固定机构7包括与位移检测机构5相垂直的电动推杆，所述电动推杆的端部安装有用于夹持钨丝绳3的金属夹头72，所述电动推杆的端部安装有电磁铁73，所述金属夹头72与电磁铁73吸附，固定钨丝绳3尾部。

用于拉动钨丝绳3；所述电动推杆后端安装有第二限位开关71，用于接收第一限位开关54信号后控制电动推杆急停。

显示机构8为用于显示应力应变曲线的显示屏，控制机构6包括仪表控制界面。

单点式弹力传感器弹力检测信号和光栅尺位移检测信号通过电路及传感控制系统计算在应力应变曲线显示屏A上反馈为应力应变曲线，仪表控制界面B固定在背板，负责弹力传感器、光栅尺、电动推杆、限位开关的启动停止、数据采集、归零、反馈、计算等电控过程。

如图2所示，本发明还提供了一种用于钨丝绳性能的检测装置的检测方法，包括：

一、弹性检测过程：

1、通过弹力检测机构2固定钨丝绳3一端，另一端自然放置，将位移检测机构5移动到水平固定位置一点；

具体的，检测前裁取固定长度钨丝绳3，一端固定在固定机构4上，另一端自然放置，将推杆52移动到相对滑槽51的一水平固定位置(某一点a)；

2)、沿方向拉住钨丝绳3自由端端头，并将钨丝绳3沿竖直方向下拉至测量背板1一固定位置，使得钨丝绳3产生弯曲变形；

人手沿方向拉住钨丝绳3自由端端头，并将钨丝绳3沿竖直方向下拉至背板某一固定位置某一点b上下位置附件，保证钨丝绳3与推杆52的导轮53刚刚接触到达a点，此时固定长度固定上端位置的钨丝绳3产生较大弯曲变形，操作仪表控制系统，启动单点式弹力传感器、光栅尺并进行归零，启动应力应变显示屏。

3、放开钨丝绳3，使得钨丝绳3在不与任何物体接触的前提下自然反复回弹，通过弹力检测机构2的弹力传感器4，采集并记录弹力数据，生成往返回弹曲线，通过往返回弹曲线的往返次数、往返周期、开始回弹到稳定时间、以及回弹曲线的峰值数据评估该段钨丝绳回弹性能；

其中，人手猛然松开钨丝绳3，松开后保证钨丝绳3自由端全段绳体在不与任何物体接触的前提下自然反复回弹，此时单点式弹力传感器已经开始采集并记录弹力数据，并在应力应变曲线显示屏上生成往返回弹曲线，待自由端回弹停止，图像稳定后，结束本次检测。

也可以是通过金属夹头72固定钨丝绳3，然后电磁铁73释放后，绳子末端做自由震荡，检测震荡次数，获取绳子弹力数据。

可通过应力应变显示屏上生成的往返回弹曲线的往返次数、往返周期、开始回弹到稳定时间、回弹曲线的峰值等数据评估该段钨丝绳3回弹性能，往返次数越多、周期越短、回弹总时间越长、峰值越大则回弹性能越好。

二、柔韧性检测过程：

4)、将钨丝绳3的自由端与固定机构7相连接，使得钨丝绳3处于弯曲变形状态；

测前裁取固定长度钨丝绳3，一端固定在固定机构4上，另一端以较大弧度弯曲后固定在电动推杆头部，用光栅尺控制将推杆52移动到相对滑槽53的一水平固定位置(某一点c),此时须保证：

1、钨丝绳不与滑杆导轮接触，2、钨丝绳处于较大弧度的弯曲变形，弯曲半径远远大于绳体会产生塑性变形的最小弯曲半径，3、滑杆导轮应尽量靠近钨丝绳(尽量靠右侧)，保证滑杆水平向左有较大位移空间；

然后操作仪表控制系统，启动单点式弹力传感器、光栅尺并进行归零，启动应力应变显示屏和两个限位开关，其中应力应变曲线显示屏上横坐标为光栅尺位移量、纵坐标为单点式弹力传感器被拉动后的弹力。

5)、推动位移检测机构5向钨丝绳3移动，光栅尺记录移动距离，同时，弹力检测机构2记录弹力数据；

操作仪表控制系统，控制电动推杆竖直向下拉动钨丝绳，此时显示屏会生成竖直向上直线；当钨丝绳与滑杆导轮接触时，滑杆受钨丝绳推力作用向左侧滑槽内移动，光栅尺记录位移变化并反馈，此时显示屏向下的直线会变为曲线；

推杆52向右持续位移后，当推杆52接触到第一限位开关时(第一限位开关位置固定)立刻发出信号，第二限位开关接收信号后控制电动推杆停止拉动，这时本次检测结束，在电动推杆停止时，显示屏曲线同步停止延伸。

6)、生成横坐标为光栅尺位移量、纵坐标为单点式弹力传感器被拉动后的弹力，通过弹力值、应力应变曲线形状、倾斜度、曲率、以及拐点位置数据判断本段钨丝绳柔韧性。

读取此时单点式弹力传感器弹力值，通过弹力值大小，应力应变曲线形状、倾斜度、曲率、拐点位置等直观数据来判断本段钨丝绳柔韧性，结束时弹力越小证明柔软度越好。

对于本领域技术人员而言，显然能了解到上述具体事实例只是本发明的优选方案，因此本领域的技术人员对本发明中的某些部分所可能作出的改进、变动，体现的仍是本发明的原理，实现的仍是本发明的目的，均属于本发明所保护的范围。

Claims (9)

1.一种用于钨丝绳性能的检测装置，其特征在于，包括：测量背板(1)、显示机构(8)、以及控制机构(6)，其中，所述测量背板(1)一端安装有弹力检测机构(2)，另一端安装有与所述弹力检测机构(2)相配合的固定机构(7)；所述弹力检测机构(2)下方安装有可滑动的位移检测机构(5)；所述弹力检测机构(2)和位移检测机构(5)均与显示机构(8)以及控制机构(6)相连接，当进行检测时，钨丝绳(3)的一端与弹力检测机构(2)固定，另一端与固定机构(7)固定。

2.根据权利要求1所述的用于钨丝绳性能的检测装置，其特征在于，所述弹力检测机构(2)包括安装于测量背板(1)上的弹力传感器(4)，当钨丝绳(3)在变形回弹后，检测钨丝绳(3)弹性。

3.根据权利要求1或2所述的用于钨丝绳性能的检测装置，其特征在于，所述位移检测机构(5)包括固定安装于测量背板(1)上的滑槽(51)，所述滑槽(51)内安装有推杆(52)，所述推杆(52)前端安装有导轮(53)。

4.根据权利要求3所述的用于钨丝绳性能的检测装置，其特征在于，所述推杆(52)后端安装有第一限位开关(54)。

5.根据权利要求4所述的用于钨丝绳性能的检测装置，其特征在于，所述位移检测机构(5)上安装有光栅尺，记录推杆(52)的位移。

6.根据权利要求1所述的用于钨丝绳性能的检测装置，其特征在于，所述固定机构(7)包括与位移检测机构(5)相垂直的电动推杆，所述电动推杆的端部安装有用于夹持钨丝绳(3)的金属夹头(72)。

7.根据权利要求6所述的用于钨丝绳性能的检测装置，其特征在于，所述电动推杆的端部安装有电磁铁(73)，所述金属夹头(72)与电磁铁(73)吸附，固定钨丝绳(3)尾部。

8.根据权利要求6所述的用于钨丝绳性能的检测装置，其特征在于，所述电动推杆后端安装有第二限位开关(71)。

9.一种基于权利要求1-8任一项所述的用于钨丝绳性能的检测装置的检测方法，其特征在于，包括：

1)、通过弹力检测机构(2)固定钨丝绳(3)一端，另一端自然放置，将位移检测机构(5)移动到水平固定位置一点；

2)、沿方向拉住钨丝绳(3)自由端端头，并将钨丝绳(3)沿竖直方向下拉至测量背板(1)一固定位置，使得钨丝绳(3)产生弯曲变形；

3)、放开钨丝绳(3)，使得钨丝绳(3)在不与任何物体接触的前提下自然反复回弹，通过弹力检测机构(2)的弹力传感器(4)，采集并记录弹力数据，生成往返回弹曲线，通过往返回弹曲线的往返次数、往返周期、开始回弹到稳定时间、以及回弹曲线的峰值数据评估该段钨丝绳回弹性能；

4)、将钨丝绳(3)的自由端与固定机构(7)相连接，使得钨丝绳(3)处于弯曲变形状态；

5)、推动位移检测机构(5)向钨丝绳(3)移动，光栅尺记录移动距离，同时，弹力检测机构(2)记录弹力数据；

6)、生成横坐标为光栅尺位移量、纵坐标为单点式弹力传感器被拉动后的弹力，通过弹力值、应力应变曲线形状、倾斜度、曲率、以及拐点位置数据判断本段钨丝绳柔韧性。

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