CN214201211U - 一种光伏电池板隐裂检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种光伏电池板隐裂检测装置，解决现有隐裂检测相机通常需要微光或无光环境下进行检测作业，造成作业效率较的问题。该装置包括镜头组件、偏振调整组件、分光元件、可见光成像组件和短波红外成像组件；镜头组件包括宽波段镜头、设置在宽波段镜头前端的滤光片以及用于驱动宽波段镜头的调焦环转动的调焦部；偏振调整组件包括位于宽波段镜头后端的偏振镜和驱动偏振镜转动的驱动部；分光元件位于偏振镜的出射光路上；可见光成像组件用于对入射光束进行光电转换，获得可见光场景图像；短波红外成像组件用于对入射光束进行光电转换，获得光伏电池板的短波红外场景图像。

Description

一种光伏电池板隐裂检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种光伏电池板检测技术，具体涉及一种光伏电池板隐裂检测装置。

背景技术

光伏组件巡检是光伏电站运维过程中的重要环节。光伏组件中光伏电池板产生的电流，主要通过相互垂直的栅线收集和导出。当隐裂产生并导致细栅线断裂时，光伏电池板上电流将无法被有效输送至主栅线，从而导致电池板局部乃至整片失效，引起光伏组件的功率衰减，因此在光伏组件生产和电站运维过程中，对光伏电池板检测至关重要。

目前，对光伏电池板的检测采用隐裂检测相机，但现有隐裂检测相机通常需要微光或无光环境下进行检测作业，很大程度上制约了隐裂检测的作业效率及普适性。因此，急需一种能够在多种光照条件下作业的光伏电池板隐裂检测装置。

实用新型内容

为了解决现有隐裂检测相机通常需要微光或无光环境下进行检测作业，造成作业效率较的技术问题，本实用新型提供了一种光伏电池板隐裂检测装置。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案是：

一种光伏电池板隐裂检测装置，其特殊之处在于：包括镜头组件、偏振调整组件、分光元件、可见光成像组件和短波红外成像组件；

所述镜头组件包括宽波段镜头、设置在宽波段镜头前端的滤光片以及用于驱动宽波段镜头的调焦环转动的调焦部；

所述偏振调整组件包括位于宽波段镜头后端的偏振镜和驱动偏振镜转动的驱动部；

所述分光元件位于偏振镜的出射光路上；

所述可见光成像组件位于分光元件的透射光路上，用于对入射光束进行光电转换，获得可见光场景图像；

所述短波红外成像组件位于分光元件的反射光路上，用于对入射光束进行光电转换，获得光伏电池板的短波红外场景图像。

进一步地，所述可见光成像组件包括可见光图像探测器和设置在可见光图像探测器入射面的可见光截止滤光片；

所述短波红外成像组件包括InGaAs短波红外图像探测器和设置在InGaAs短波红外图像探测器入射面的短波红外截止滤光片。

进一步地，所述滤光片表面镀有截止滤光膜。

进一步地，所述截止滤光膜的截止光谱段为450nm～1150nm；

所述可见光截止滤光片的截止光谱段为450nm～650nm；

所述短波红外截止滤光片的截止光谱段为950nm～1150nm。

进一步地，所述调焦部包括调焦电机、传动齿轮组和齿轮盘，齿轮盘套装在调焦环上，调焦电机设置在宽波段镜头；

所述调焦电机通过传动齿轮组驱动调焦环转动。

进一步地，所述驱动部包括驱动电机和偏振镜传动器，驱动电机通过偏振镜传动器驱动偏振镜转动。

进一步地，所述调焦电机的中心线与宽波段镜头的轴线平行，驱动电机的中心线与宽波段镜头的轴线垂直。

进一步地，所述宽波段镜头上设置有安装支耳，安装支耳上设有用于与外部设备连接的安装孔。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

1、本实用新型采用偏振滤光方式对环境杂光进行消除，能够实现准全天时作业；通过可见光成像探测，确定偏振镜的最优转动位置(偏振方向)，并在该转动位置下，对入射光束进行光电转换，获得光伏电池板的短波红外场景图像，肉眼即可识别光伏电池板隐裂。

2、本实用新型通过驱动电机完成360°全向偏振图像检测，输出杂光最小的、最优短波红外图像，从而实现在阴天、多云、微光等多种光照条件下，进行巡检作业中光伏电池板隐裂的检测。

3、本实用新型短波红外成像组件采用InGaAs短波红外图像探测器并加装截止滤光片，在光伏电池板电致发光950nm-1150nm有效波段内，具有较高的灵敏度和良好的成像效果。

4、本实用新型检测装置结构紧凑，可集成于各种有人、无人巡检作业设备中。

附图说明

图1是本实用新型光伏电池板隐裂检测装置结构示意图；

其中，附图标记如下：

1-镜头组件，11-宽波段镜头，12-滤光片，13-调焦部，131调焦电机，132-第一传动齿轮，133-第二传动齿轮，134-齿轮盘，14-安装支耳，2-偏振调整组件，21-偏振镜，22-驱动部，221-驱动电机，222-偏振镜传动器，3-分光元件，4-可见光成像组件，5-短波红外成像组件。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型的内容作进一步详细描述。

如图1所示，一种光伏电池板隐裂检测装置，包括镜头组件1、偏振调整组件2、分光元件3、可见光成像组件4和短波红外成像组件5。

镜头组件1包括宽波段镜头11、滤光片12、安装支耳14及调焦部13，滤光片12位于宽波段镜头11前端入射光路上，滤光片12通过螺纹或法兰连接至宽波段镜头11上，滤光片12表面镀450nm-1150nm截止滤光膜，安装支耳14为对称形式，位于宽波段镜头11下方左右两侧，安装支耳14上设有安装孔，用于通过螺丝与其他外部设备连接固定；调焦部13通过接收外部调焦指令驱动宽波段镜头11的调焦环进行调校控制，调焦部13包括调焦电机131、第一电位计、传动齿轮组和齿轮盘134，传动齿轮组包括啮合的第一传动齿轮132和第二传动齿轮133，调焦电机131通过电机安装板设置在宽波段镜头11上，调焦电机131的输出端与第一传动齿轮132的中心轴连接，第二传动齿轮133的中心轴通过轴承安装在电机安装板上，齿轮盘134套装在调焦环上，且与第二传动齿轮133啮合，第一电位计用于检测不同转动角度。

偏振调整组件2位于宽波段镜头11的后端，偏振调整组件2包括偏振镜21和驱动部22，偏振镜21通过法兰连接至宽波段镜头11的出射光路上，偏振镜21呈圆形，其直径与宽波段镜头11出光口径相同，并镀单一方向偏振膜，驱动部22包括驱动电机221、偏振镜传动器222和第二电位计，偏振镜传动器222采用现有结构，偏振镜传动器222用于配合驱动电机221驱动偏振镜360°自由转动，实现全向偏振功能；驱动电机221驱动偏振镜传动器222顺时针或逆时针转动，进而带动偏振镜21转动，第二电位计用于检测不同转动角度。

分光元件3具有半透半反结构，能够延宽波段镜头11的主光轴方向透射可见光波段光线，并延主光轴垂直方向反射短波红外波段光线。

可见光成像组件4位于分光元件3透射可见光方向一侧；可见光成像组件4包含可见光图像探测器及驱动电路；可见光图像探测器前端加装450nm～650nm可见光截止滤光片；可见光图像探测器靶面与宽波段镜头11光轴垂直，其靶面中心为分光元件3透射的可见光光心。

短波红外成像组件5位于分光元件3反射短波红外光方向一侧，短波红外成像组件5包含InGaAs短波红外图像探测器及驱动电路；InGaAs短波红外图像探测器前端加装950nm-1150nm短波红截止滤光片；InGaAs短波红外图像探测器靶面与分光元件3反射的短波红外光光轴垂直，靶面中心为分光元件3反射的短波红外光光心。

本实施例通过驱动电机221驱动偏振镜21转动，获取偏振镜21不同转动方向下的可见光场景图像，确定偏振镜21的最优转动方向；波红外成像组件在偏振镜21的最优转动方向下，对入射光束进行光电转换，获得光伏电池板的短波红外场景图像。

本实施例检测装置工作过程：

装置加电后，可见光成像组件4与短波红外成像组件5同时启动，外部光线通过宽波段镜头11汇聚后，透过偏振镜21到达分光元件3，延主光轴方向的光线透过分光元件3到达可见光成像组件4，被可见光图像探测器接收并进行光电转化，输出可见光图像；光线经分光元件3反射到达垂直于主光轴的短波红外成像组件5；

当设备捕获外部场景图像生成可见光图像时，可实时观测可见光图像中的目标反射区域杂光光斑情况。通过驱动部22旋转偏振镜方向，反射区域杂光光斑面积随偏振方向不同发生变化。偏振镜21旋转一周，获得不同偏振镜21方向下的可见光图像，对比多张可见光图像，从中寻找光斑面积最小的可见光图像，该可见光图像对应的偏振方向，即为最优滤光偏振方向。在最优滤光偏振方向处，短波红外成像组件5实时捕获目标图像，该图像即为消杂光后的最优短波输出图像，根据该最优短波输出图像，可人眼识别判定光伏电池板是否有隐裂。

本实施例采用偏振滤光方式对环境杂光进行消除，能够实现准全天时作业；以及采用可见光和可红外双光探测方式，判定杂光区域与最优偏振方向，获得最优短波红外图像，进行光伏电池板隐裂检测，可提高检测准确性。

以上仅是对本实用新型的优选实施方式进行了描述，并不将本实用新型的技术方案限制于此，本领域技术人员在本实用新型主要技术构思的基础上所作的任何变形都属于本实用新型所要保护的技术范畴。

Claims (8)

1.一种光伏电池板隐裂检测装置，其特征在于：包括镜头组件(1)、偏振调整组件(2)、分光元件(3)、可见光成像组件(4)和短波红外成像组件(5)；

所述镜头组件(1)包括宽波段镜头(11)、设置在宽波段镜头(11)前端的滤光片(12)以及用于驱动宽波段镜头(11)的调焦环转动的调焦部(13)；

所述偏振调整组件(2)包括位于宽波段镜头(11)后端的偏振镜(21)和驱动偏振镜(21)转动的驱动部(22)；

所述分光元件(3)位于偏振镜(21)的出射光路上；

所述可见光成像组件(4)位于分光元件(3)的透射光路上，用于对入射光束进行光电转换，获得可见光场景图像；

所述短波红外成像组件(5)位于分光元件(3)的反射光路上，用于对入射光束进行光电转换，获得光伏电池板的短波红外场景图像。

2.根据权利要求1所述光伏电池板隐裂检测装置，其特征在于：所述可见光成像组件(4)包括可见光图像探测器和设置在可见光图像探测器入射面的可见光截止滤光片；

所述短波红外成像组件(5)包括InGaAs短波红外图像探测器和设置在InGaAs短波红外图像探测器入射面的短波红外截止滤光片。

3.根据权利要求2所述光伏电池板隐裂检测装置，其特征在于：所述滤光片(12)表面镀有截止滤光膜。

4.根据权利要求3所述光伏电池板隐裂检测装置，其特征在于：所述截止滤光膜的截止光谱段为450nm～1150nm；

所述可见光截止滤光片的截止光谱段为450nm～650nm；

所述短波红外截止滤光片的截止光谱段为950nm～1150nm。

5.根据权利要求1至4任一所述光伏电池板隐裂检测装置，其特征在于：所述调焦部(13)包括调焦电机(131)、传动齿轮组和齿轮盘(134)，齿轮盘(134)套装在调焦环上，调焦电机(131)设置在宽波段镜头(11)；

所述调焦电机(131)通过传动齿轮组驱动调焦环转动。

6.根据权利要求5所述光伏电池板隐裂检测装置，其特征在于：所述驱动部(22)包括驱动电机(221)和偏振镜传动器(222)，驱动电机(221)通过偏振镜传动器(222)驱动偏振镜(21)转动。

7.根据权利要求6所述光伏电池板隐裂检测装置，其特征在于：所述调焦电机(131)的中心线与宽波段镜头(11)的轴线平行，驱动电机(221)的中心线与宽波段镜头(11)的轴线垂直。

8.根据权利要求1所述光伏电池板隐裂检测装置，其特征在于：所述宽波段镜头(11)上设置有安装支耳(14)，安装支耳(14)上设有用于与外部设备连接的安装孔。

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