CN209105121U - 一种el测试系统 - Google Patents

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唐峰成
沈坚
王祥
季旭
方超
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Abstract

本实用新型公开了一种EL测试系统,属于太阳能电池生产技术领域。该EL测试系统设置于机台上,包括夹持装置、拍摄装置和显示装置;所述夹持装置包括上电夹具,所述上电夹具能够与电池串电连接;所述拍摄装置包括红外相机,所述红外相机能够拍摄电池串以获得电池串图像;所述显示装置包括显示屏,所述显示屏能够显示所述电池串图像;其中,所述红外相机的镜头上设有滤光片,所述滤光片能够允许波长950nm‑1100nm的红外线通过。本实用新型在红外相机镜头的前方加设有滤光片,可以过滤掉自然环境中绝大部分的杂光,使得红外相机在自然环境下仍可以拍摄到清晰的电池串内部缺陷,也使得整个EL测试系统不必在暗室中操作,提高了该EL测试系统的适用性。

Description

一种EL测试系统
技术领域
本实用新型涉及太阳能电池生产技术领域,尤其涉及一种EL测试系统。
背景技术
光伏组件电池串的生产过程中,需要将多个电池片利用串焊机串联焊接形成各版型的电池串,但是电池串在完成生产后进行测试时会发现很多裂片,造成较高的返工率,严重影响了电池串的生产效率。因此需要EL测试(即电致发光测试)装置,随时测试电池串的生产质量、卡住不良电池串,及时分析裂片产生原因,从而调整设备,提高电池串的成品率和产能。
现有的EL测试系统都需要搭建暗房,在暗房中进行测试;而暗房的设置会占用空间和生产节拍,影响电池片的正常生产,限制了EL测试的应用范围。
因此,亟待提供一种EL测试系统,可以在自然光环境下实现电池串的EL测试。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种EL测试系统,能够实现自然光环境下对电池串的EL测试。
为实现上述目的,提供以下技术方案:
一种EL测试系统,其设置于机台上,该EL测试系统包括夹持装置、拍摄装置和显示装置;
所述夹持装置包括上电夹具,所述上电夹具能够与电池串电连接;
所述拍摄装置包括红外相机,所述红外相机能够拍摄所述电池串以获得所述电池串的图像;
所述显示装置包括显示屏,所述显示屏能够显示所述电池串图像;
其中,所述红外相机的镜头上设有滤光片,所述滤光片能够允许波长950nm-1100nm的红外线通过。
作为优选,所述机台包括支撑架,所述上电夹具安装于所述支撑架上,所述支撑架能够通过所述上电夹具固定所述电池串后翻转一定角度,以使所述电池串的正面或背面朝向所述红外相机。
作为优选,所述上电夹具为两个;两个所述上电夹具能够分别夹持在所述电池串的两端。
作为优选,所述上电夹具包括设于所述支撑架下部的电极部和设于所述支撑架上的夹持部,所述电极部和所述夹持部能够分别夹持于所述电池串的上下两侧。
作为优选,所述上电夹具包括设于所述支撑架上的第一夹具部和设于所述支撑架上的第二夹具部,所述第一夹具部和所述第二夹具部分别位于所述电池串的两端;
其中,所述第一夹具部与所述电池串的无汇流条端的电池片直接接触;所述第二夹具部用于夹持所述电池串的汇流条端的汇流条。
作为优选,所述机台还包括罩设于所述支撑架上方的机台外框架,所述拍摄装置还包括相机固定架,所述相机固定架连接于所述机台外框架,所述红外相机安装于所述相机固定架。
作为优选,所述相机固定架包括两个平行且间隔设置的第一支架和固设于两个所述第一支架之间的相机固定杆;所述第一支架连接于所述机台外框架,所述红外相机安装于所述相机固定杆上,并正对所述电池串设置。
作为优选,所述红外相机与所述相机固定杆滑动连接,以使所述红外相机能够在两个所述第一支架之间往复。
作为优选,所述红外相机为多个,且多个所述红外相机间隔设置,每个所述红外相机对应拍摄所述电池串的至多三个电池片图像。
作为优选,所述显示屏的长宽比例与所述电池串的长宽比例相同。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果:
(1)本实用新型在红外相机镜头的前方加设有滤光片,滤光片只允许波长在950nm-1100nm区间的红外线通过,进而可以过滤掉自然环境中绝大部分的杂光,使得红外相机在自然环境下仍可以拍摄到清晰的电池串内部缺陷,也使得整个EL测试系统不必在暗室中操作,提高了该EL测试系统的适用性;
(2)本实用新型的EL测试系统适用于各种车间以及各种生产机台,并且测试时不占用生产节拍,因此能够在电池串生产的各个环节进行推广应用;
(3)本实用新型的EL测试系统显示屏的长宽比例接近电池串的长宽比例,呈相效果好,目视更加舒适,减轻了人员目检的负担,提高了测试的准确率和速度;
(4)本实用新型通过在机台上加设有该EL测试系统,及时卡住不良电池串,提高了成品率,降低了6%的电池串返工率,即提高了6%的产能。
附图说明
图1为本实用新型实施例一中EL测试系统的整体结构示意图;
图2为图1中A处的放大示意图;
图3为图1中红外相机与相机固定杆在第一视角的连接示意图;
图4为图1中红外相机与安装板结构的连接示意图;
图5为图1中相机固定杆的结构示意图;
图6为图1中红外相机与相机固定杆在第二视角的连接示意图;
图7为本实用新型实施例二中上电夹具在支撑架上的安装示意图;
图8为图7中B处的放大示意图;
图9为图7中上电夹具的结构示意图;
图10为本实用新型实施例三中上电夹具在支撑架上的安装示意图;
图11为图10中C处的放大示意图;
图12为图10中D处的放大示意图。
附图标记:
1-夹持装置;11-上电夹具;2-拍摄装置;21-相机固定架;211-第一支架;2111-第一连接杆;2112-第二连接杆;2113-第三连接杆;212-第二支架;213-相机固定杆;2131-滑槽;2132-条形通孔;22-红外相机;23-安装板结构;231-安装板本体;232-滑轨;233-紧固螺栓;3-显示装置;31-显示屏;4-电池串;5-机台;51-机台外框架;52-支撑架。
111'-电极部;1111'-尼龙座;1112'-电极;112'-夹持部;1121'-压爪;1122'-滑动机构;1123'-升降机构;
111''-第一夹具部;1111''-第一尼龙座;1112''-第一电极;1113''-软质导电体;112''-第二夹具部;1121''-电极分部;1122''-夹持分部。
具体实施方式
为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚,下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步地详细描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域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,都属于本实用新型保护的范围。
实施例一
如图1-2所示,本实施例提供了一种EL测试系统,其安装于机台5上。具体地,本实施例以在串焊机的机台5上安装该EL测试系统为例进行详细说明。
该机台5包括机台外框架51及设置于机台外框架51内侧的若干支撑架52。该EL测试系统包括夹持装置1、拍摄装置2和显示装置3,夹持装置1包括设置于支撑架52上的上电夹具11,上电夹具11能够夹持住电池串4的两端并给电池串4上电;拍摄装置2包括设置于机台外框架51上的相机固定架21和设置于相机固定架21上的红外相机22,红外相机22对应电池串4的正面或背面设置,能够拍摄电池串4上电后的图像;显示装置3包括设置于机台外框架51外侧的显示屏31。进行EL测试时,上电夹具11夹持电池串4的两端并上电,使电池串通电,红外相机22拍摄通电后的电池串4的正面或背面图像,并由显示屏31显示上述图像,工作人员可以对电池串4进行目检以发现缺陷。
电池串4在串焊机上焊接完成后是以水平状态进行传输的,在电池串4传输至支撑架52下方时,需要将电池串4吸起,并使其朝向红外相机22设置,以便红外相机22拍摄;具体地,在支撑架52的侧壁上设置多个吸盘,吸盘用于吸取电池串4,在支撑架的端部还设有旋转驱动机构,用于驱动支撑架52旋转,该旋转驱动机构可选择使用驱动电机。当吸盘将电池串4吸起后,通过上电夹具11夹持上电,再使支撑架52在驱动电机的驱动下发生翻转,带动电池串4发生翻转,使电池串4的正面或背面朝向红外相机22设置;在红外相机22完成拍摄后,驱动电机驱动支撑架52翻转至原位,吸盘松开电池串4,电池串4以原状态继续进行传输。
进一步地,上述上电夹具11、红外相机22、显示屏31、吸盘以及旋转驱动机构均连接控制装置,通过控制装置控制上电夹具11、红外相机22、显示屏、吸盘以及旋转驱动机构31动作,能够实现自动化操作,提高工作效率,减少人工负担。
具体地,上述机台外框架51包括相互垂直连接的顶板和侧板,侧板设置有两个,且分别位于顶板的两端,支撑架52则设置在两个侧板之间,在支撑架52上安装有用于电池串焊接、传输的结构,能够实现电池串4的焊接、传输等动作。在此基础上,本实施例的上电夹具11安装在机台5固有的支撑架52上则很好地利用了串焊机本身的结构,在不影响串焊机工作的同时实现电池串4的夹持上电,充分地利用了串焊机的结构和空间。
具体地,如图2所示,相机固定架21包括两个平行且间隔设置的第一支架211,第一支架211为等腰直角三角形结构,包括相互垂直连接的第一连接杆2111和第二连接杆2112,以及连接第一连接杆2111和第二连接杆2112的第三连接杆2113。其中,第一连接杆2111呈水平固定连接于机台外框架51的顶板的前侧,第二连接杆2112呈竖向连接于第一连接杆2111远离顶板的端部。由此设置后,三角形形状可以提高整个相机固定架21的稳定性,且能够与支撑架52之间形成相对的空间,方便红外相机22与上电夹具11等的布局,还能少占用串焊机的上部空间,方便人员在串焊机前进行其他操作。
相机固定架21还包括固设于两个第一支架211之间的第二支架212,第二支架212设置于第二连接杆2112的上部,能够实现两个第一支架211的固定连接,使整个相机固定架21的结构更加稳固。
两个第二连接杆2112之间还设有相机固定杆213,相机固定杆213与第二支架212相互平行且间隔设置;红外相机22设置于相机固定杆213上,红外相机22朝向串焊机内部设置,用于对电池串4的拍摄。相机固定杆213与第二连接杆2112采用紧固螺钉固定,紧固螺钉依次穿过第二连接杆2112和相机固定杆213将二者固定。当需要调节相机固定杆213相对于第二连接杆2112的角度,使得红外相机22可正对电池串4的拍摄时,拧松紧固螺钉,转动调节相机固定杆213,进而改变红外相机22角度,调节好后再将紧固螺钉拧紧。
在实际应用时,由于不同电池串4的版型不同,电池串4的宽度和宽度方向上的电池片数目也不尽相同,因此为了使电池串4所有的电池片图像都能准确拍摄到,在相机固定杆213上一般设有多个红外相机22,每个红外相机22对应拍摄电池串的至多三个电池片图像,各自拍摄的图像经处理后显示于显示屏31上。
为了适应不同版型的电池串4的拍摄,如图3所示,红外相机22通过安装板结构23滑动设置于相机固定杆213上。如图4-5所示,安装板结构23包括安装板本体231,安装板本体231的一侧侧壁上固设有红外相机22,另一侧壁上固设有滑轨232;相应地,在相机固定杆213的侧壁上设有滑槽2131,滑槽2131贯穿整个相机固定杆213设置,通过滑轨232与滑槽2131的滑动配合,使得红外相机22可以在相机固定杆213上滑动,实现对不同版型电池串4的完整拍摄。上述滑轨232和滑槽2131均为T型结构,不会发生掉落。
为保证红外相机22工作的稳定性,防止机台5震动或者其他人为因素造成红外相机22移位,影响拍摄精度,在滑轨232的端面上开设有螺纹孔,在相机固定杆213的滑槽2131侧壁上开设有条形通孔2132,如图6所示,紧固螺栓233依次穿过所述条形通孔2132和所述螺纹孔,以将所述安装板结构23紧固于所述相机固定杆213上,实现红外相机22的稳定放置。
本实施例所提供的红外相机22的具体参数为:像素120W,物距700mm,镜头16mm,芯片尺寸1寸;为了实现整个EL测试系统在自然环境下就可实现电池串4的拍摄,在红外相机22的镜头上增设了滤光片,该滤光片只允许波长在950nm-1100nm区间的红外线通过,这样一来就可以去除自然环境下绝大部分的杂光,使得电池串4呈相质量较好。
本实施例提供的显示屏31选用长宽比例为21:9的宽屏,最大限度地接近电池串4的长宽比例,使得呈相效果更接近实物,方便工作人员查看。
本实施例所提供的EL测试系统可作为AOI(自动光学测试)的一种实施方式,目前串焊机每天需要焊接4000-6000串电池串4,仅靠人工目检,不仅会漏检还增加了繁重的工作量,因此在串焊机上加设有该EL测试系统,可以实现缺陷的自动识别,提高了测试效率,节省了人力。同时,在进行EL测试后,还可以将测试数据进行存储,将数据与MES系统进行连接,实现数据共享,MES是一套面向制造车间执行层的生产信息化管理系统。MES可以提供包括制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块,打造一个扎实、可靠、全面、可行的制造协同管理平台。因此,将电池串4的EL测试数据共享,可以及时反馈电池串4的不良缺陷,涉及电池串4生产的其他设备可以根据该反馈进行自我调整,实现时时闭环控制,直至电池串4的缺陷得以解决,从而利用大数据实现了串焊机的智能升级。
值得注意的是,本实施例所提供的EL测试系统不仅适用于串焊车间以及串焊机的机台5,还可以在其他需要检测的场所使用,此处不再赘述。
实施例二
本实施例提供了一种用于实施例一中的EL测试系统的上电夹具11,如图7所示,该上电夹具11设置于串焊机的支撑架52上,主要用于常规光伏组件电池串的夹持。该上电夹具11设置有两个,且分别位于电池串的两端。在电池串4焊接完成后,先利用支撑架52上的吸盘将电池串4吸起,再利用本实施例提供的上电夹具11进行电池串4的夹持,通电完成EL检测。
如图8所示,上电夹具11包括固设于支撑架52下部的电极部111'和设于支撑架52上的夹持部112',电极部111'和夹持部112'能够分别夹持于电池串4的上下两侧。
具体而言,如图9所示,电极部111'包括尼龙底座1111'和设于尼龙底座1111'上的电极1112';其中,尼龙底座1111'通过螺栓结构固设于支撑架52的下表面;尼龙底座1111'的下表面开设有凹槽,电极1112'设于上述凹槽中,并通过沉头螺钉与尼龙底座1111'固定连接。尼龙底座1111'为尼龙材料制作,可以起到绝缘作用,防止电流被传送至支撑架52上,干涉电池串4上电;电极1112'为采用黄铜材质制造的条状体结构,且电极1112'沿着电池串4的输送方向设置,可以增大电极1112'与电池片的接触长度,有利于与夹持部112'配合夹紧电池串4。
夹持部112'包括相互平行设置的压爪1121'与滑动机构1122'、垂直设置于压爪1121'与滑动机构1122'之间的升降机构1123'。压爪1121'与升降机构1123'的驱动端固定连接,并在升降机构1123'的驱动下沿着竖直方向做升降运动;滑动机构1122'设置于支撑架52上,升降机构1123'与滑动机构1122'的驱动端固定连接,使得滑动机构1122'可以带动升降机构1123'沿着支撑架52在水平方向滑动,进而带动压爪1121'滑动;滑动机构1122'的驱动方向与升降机构1123'的驱动方向相互垂直。
当支撑架52上设置的多个吸盘将电池串4吸起后,电池串4与电极1112'接触,但连接并不紧密,随后压爪1121'在滑动机构1122'的驱动下靠近电池串4滑动,直至滑动至电极1112'的正下方,再令升降机构1123'驱动压爪1121'上升,直至电池串4在压爪1121'和电极1112'的夹持作用下夹紧;随后将电池串4两端的两个电极1112'分别接通电源,进而通过电池串4形成电流回路,电池串4得以上电发光。待检测完成后,升降机构1123'驱动压爪1121'下降,松开电池串4,随后滑动机构1122'驱动升降机构1123'及压爪1121'远离电池串4滑动,直至压爪1121'不会干涉到电池串4的运动,支撑架52上的吸盘再松开电池串4,使得电池串4继续向下一工序输送。
实施例三
本实施例提供了另一种用于实施例一中的EL测试系统的上电夹具11,该上电夹具11设置于串焊机的支撑架52上,主要用于叠瓦组件电池串的夹持。叠瓦组件电池串的结构不同于常规电池串,它的一端设有汇流条,需要通过给汇流条上电将电流输送至电池串4的各个电池片。
如图10所示,上电夹具11包括设置于串焊机支撑架52上的第一夹具部111''和第二夹具部112'',第一夹具部111''和第二夹具部112''分别位于电池串4的两端;其中第一夹具部111''与电池串4的无汇流条端的电池片通过直接接触上电,第二夹具部112''用于夹持电池串4的汇流条端的汇流条实现上电。
具体而言,如图11所示,第一夹具部111''包括第一尼龙底座1111''、固设于第一尼龙底座1111''上的第一电极1112'';第一尼龙底座1111''通过螺栓结构固设于支撑架52的下表面;第一尼龙底座1111''的下表面开设有凹槽,第一电极1112''设于该凹槽内,并通过沉头螺钉与第一尼龙底座1111''固定连接。第一尼龙底座1111''为尼龙材料制作,可以起到绝缘作用,防止电流被传送至支撑架52上,干涉电池串4上电。第一电极1112''为铜材料制成的块状体,用于连接电源进行导电;当电池串4被支撑架52上的吸盘整体吸起时,电池串4的无汇流条端的电池片与第一电极1112''直接接触,并由第一电极1112''进行上电。
由于电池片和第一电极1112''均为硬金属,因此二者接触并不充分,导致通电不佳,影响上电效果,因此需要在第一电极1112''上设有软质导电体1113'',本实施例中优选导电海绵;具体地,在第一电极1112''的下表面开设有卡槽,导电海绵通过导电胶设于该卡槽内,由于导电海绵可以导电且具有一定的弹性,因此导电海绵与电池片可以达到充分的接触,提高第一电极1112''对电池串4的上电效果。此外,由于电池片在被吸盘快速吸取至第一电极1112''上时,电池片会相对于第一电极1112''产生一定强度的冲击力,而导向海绵则可以起到缓冲作用,避免电池片在与第一电极1112''接触时发生压裂现象。
如图12所示,第二夹具部112''包括电极分部1121''和夹持分部1122'';电极分部1121''与实施例二中电极部111'的结构基本相同,包括第二尼龙底座和固设于第二尼龙底座上的第二电极;当电池串4被支撑架52上的吸盘整体吸起后,第二电极与电池串4的汇流条直接接触,同时利用夹持分部1122''将汇流条紧紧夹持住,使汇流条与第二电极充分接触,第二电极连接电源进行导电,实现电池串4的上电。
进一步地,夹持分部1122''与实施例二中夹持部112'的结构基本相同,包括压爪、升降机构和滑动机构;其中压爪与升降机构的驱动端固定连接,并在升降机构的驱动下沿着竖直方向做升降运动;滑动机构设置于支撑架52的侧部,升降机构与滑动机构的驱动端固定连接,并在滑动机构的驱动下沿着支撑架52水平移动,进而带动压爪沿着水平方向滑动。
当支撑架52上设置的吸盘将电池串4吸起后,电池串4的汇流条与第二电极接触,但二者的连接并不紧密;压爪在滑动机构的驱动下靠近电池串4滑动,直至滑动至第二电极的正下方,再令升降机构驱动压爪上升,直至压爪和第二电极夹紧汇流条,实现了汇流条与第二电极的充分接触。
在第一夹具部111''和第二夹具部112''的电极与电池串4相应端的电池片或者汇流条进行充分接触后,将第一电极和第二电极分别接通电源的正负极,通过电池串4形成电流回路,电池串4得以上电发光;然后利用旋转驱动机构将整个支撑架52翻转,使电池串4朝向至红外相机22设置,利用红外相机22进行拍照成像,进而完成EL检测;待检测完成后,将支撑架52翻转至原位;升降机构驱动压爪下降,松开了汇流条,滑动机构驱动升降机构及压爪远离电池串4滑动,直至压爪不会干涉到电池串4的运动;最后支撑架52上的吸盘再松开电池串4,使得电池串4继续向下一工序输送。
注意,上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本实用新型不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明,但是本实用新型不仅仅限于以上实施例,在不脱离本实用新型构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种EL测试系统,其设置于机台(5)上,其特征在于,该EL测试系统包括夹持装置(1)、拍摄装置(2)和显示装置(3);
所述夹持装置(1)包括上电夹具(11),所述上电夹具(11)能够与电池串(4)电连接;
所述拍摄装置(2)包括红外相机(22),所述红外相机(22)能够拍摄所述电池串(4)以获得所述电池串(4)的图像;
所述显示装置(3)包括显示屏(31),所述显示屏(31)能够显示所述电池串(4)图像;
其中,所述红外相机(22)的镜头上设有滤光片,所述滤光片能够允许波长950nm-1100nm的红外线通过。
2.根据权利要求1所述的EL测试系统,其特征在于,所述机台(5)包括支撑架(52),所述上电夹具(11)安装于所述支撑架(52)上,所述支撑架(52)能够通过所述上电夹具(11)固定所述电池串(4)后翻转一定角度,以使所述电池串(4)的正面或背面朝向所述红外相机(22)。
3.根据权利要求2所述的EL测试系统,其特征在于,所述上电夹具(11)为两个;两个所述上电夹具(11)能够分别夹持在所述电池串(4)的两端。
4.根据权利要求3所述的EL测试系统,其特征在于,所述上电夹具(11)包括设于所述支撑架(52)下部的电极部(111')和设于所述支撑架(52)上的夹持部(112'),所述电极部(111')和所述夹持部(112')能够分别夹持于所述电池串(4)的上下两侧。
5.根据权利要求2所述的EL测试系统,其特征在于,所述上电夹具(11)包括设于所述支撑架(52)上的第一夹具部(111'')和设于所述支撑架(52)上的第二夹具部(112''),所述第一夹具部(111'')和所述第二夹具部(112'')分别位于所述电池串(4)的两端;
其中,所述第一夹具部(111'')与所述电池串(4)的无汇流条端的电池片直接接触;所述第二夹具部(112'')用于夹持所述电池串(4)的汇流条端的汇流条。
6.根据权利要求2-5任一项所述的EL测试系统,其特征在于,所述机台(5)还包括罩设于所述支撑架(52)上方的机台外框架(51),所述拍摄装置(2)还包括相机固定架(21),所述相机固定架(21)连接于所述机台外框架(51),所述红外相机(22)安装于所述相机固定架(21)。
7.根据权利要求6所述的EL测试系统,其特征在于,所述相机固定架(21)包括两个平行且间隔设置的第一支架(211)和固设于两个所述第一支架(211)之间的相机固定杆(213);所述第一支架(211)连接于所述机台外框架(51),所述红外相机(22)安装于所述相机固定杆(213)上,并正对所述电池串(4)设置。
8.根据权利要求7所述的EL测试系统,其特征在于,所述红外相机(22)与所述相机固定杆(213)滑动连接,以使所述红外相机(22)能够在两个所述第一支架(211)之间往复。
9.根据权利要求8所述的EL测试系统,其特征在于,所述红外相机(22)为多个,且多个所述红外相机(22)间隔设置,每个所述红外相机(22)对应拍摄所述电池串(4)的至多三个电池片图像。
10.根据权利要求1所述的EL测试系统,其特征在于,所述显示屏(31)的长宽比例与所述电池串(4)的长宽比例相同。
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