CN220104899U - 一种利用激光检测电池片缺陷的成像系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种利用激光检测电池片缺陷的成像系统，涉及电池片检测设备技术领域，包括图像采集组件，电池片设置在图像采集组件的下方，电池片与图像采集组件之间设有反射镜，反射镜的一侧设有光源组件；光源组件产生初始光并被反射镜反射至电池片，电池片产生辐射光并透过反射镜到达图像采集组件。本实用新型通过反射镜将光源组件的初始光反射至电池片并使其产生辐射光，然后辐射光透过反射镜到达图像采集组件被采集成像，从而图像采集组件只能采集到电池片的辐射光而不会采集到光源组件的初始光，避免了相机成像中受激光光源的不良影响，有效提高成像和检测结果精准度。

Description

一种利用激光检测电池片缺陷的成像系统

技术领域

本实用新型涉及电池片检测设备技术领域，尤其是涉及一种利用激光检测电池片缺陷的成像系统。

背景技术

能源是人类文明进步的基础和动力。能源需求量随着时代的发展越来越大。时至今日煤炭、石油、天然气等不可再生能源依然是人类生存发展的主要能源。随着不可再生能源储量的不断减少以及能源需求量的越来越大，能源不足问题越来越突出。同时不可再生能源的开采对人类生存环境也是一个巨大的挑战。所以建设多元清洁的能源供应体系是人类发展的重要目标。

太阳能是地球能源储量最多、最廉价的清洁能源。我国幅员辽阔，国土面积大，有丰富的太阳能资源。太阳能发展首当其冲成为我国新能源发展方向。近几年在国家“双碳”政策的支持下，太阳能光伏行业发展迅速，带动了以光伏行业上下游产业链的发展，同时也衍生出了很多为光伏服务的新兴行业。其中太阳能电池片生产过程中的缺陷直接影响着太阳能电池片的产能跟质量，因此缺陷检测成为了太阳能电池片生产过程中不可或缺的一环。

在太阳能电池片的各个生产工艺都有可能出现缺陷，同心圆、隐裂、崩边、脏污等缺陷。目前市场上的缺陷检测方式主要为电致发光、光致发光等缺陷检测方式。其中电致发光是将电池片接通一定电流后进行缺陷检测。其优点是缺陷检测清晰，检测设备成本低。缺点是检测方式属于接触式检测，容易对电池片造成二次伤害，且检测速度较慢。光致发光检测方式属于在线检测，不会影响产线生产速度。且检测质量较高，已经逐步成为缺陷检测领域的主要检测方式。

现有技术的光致发光检测中，是利用相机检测透射过电池片的光，来判断电池片缺陷的，例如2022-08-05公开的中国专利CN114858811A，这类现有技术的问题是相机可能同时检测到激光光源的光线，使相机成像中可能存在激光光源的影响，造成成像和检测结果不精准。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种利用激光检测电池片缺陷的成像系统，能够有效提高成像和检测结果的精确度；

本实用新型提供一种利用激光检测电池片缺陷的成像系统，包括图像采集组件，电池片设置在所述图像采集组件的下方，所述电池片与所述图像采集组件之间设有反射镜，所述反射镜的一侧设有光源组件；所述光源组件产生初始光并被所述反射镜反射至所述电池片，所述电池片产生辐射光并透过所述反射镜到达所述图像采集组件。

进一步地，所述图像采集组件包括相机和滤光片，所述滤光片用于将红外波长激光过滤，所述相机用于采集电池片激发出携带缺陷信息的荧光，将电池片缺陷成像。

进一步地，所述图像采集组件还包括调节机构，用于调节所述相机对所述电池片的最佳成像位置。

进一步地，所述光源组件包括激光光源和一字镜头，所述激光光源提供红外波长激光，所述一字镜头将所述激光光源的激光处理成均匀的一字光斑。

进一步地，所述反射镜倾斜设置，其倾斜角度为将一字光斑反射成与相机成像的同轴光源。

进一步地，所述光源组件的一侧还设有散热组件。

进一步地，所述散热组件包括散热器和紫铜板，所述紫铜板与所述光源组件接触导热，所述散热器对所述紫铜板散热。

进一步地，还包括封装壳体，所述图像采集组件、所述光源组件、所述反射镜和所述散热组件均安装在所述封装壳体内，所述封装壳体上设有安全门。

进一步地，所述封装壳体内还设有控制系统，所述控制系统连接控制所述图像采集组件、所述光源组件和所述散热组件。

进一步地，所述封装壳体外还有用于控制所述光源组件位置的摇把。

本实用新型的技术方案通过光致发光的原理用高功率激光对电池片进行缺陷检测，解决了不同工艺电池片同心圆、隐裂、崩边、赃污等缺陷检测，提高电池片成品率。反射镜将光源组件的初始光反射至电池片并使其产生辐射光，然后辐射光透过反射镜到达图像采集组件被采集成像，从而图像采集组件只能采集到电池片的辐射光而不会采集到光源组件的初始光，避免了相机成像中受激光光源的不良影响，有效提高成像和检测结果精准度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型的检测光路示意图；

图2为本实用新型的散热组件示意图；

图3为本实用新型的封装壳体示意图；

附图标记说明：

1-图像采集组件、101-相机、102-摇把、2-电池片、3-反射镜、4-光源组件、401-激光光源、5-初始光、6-辐射光、7-散热组件、701-紫铜板、702-制冷器、703-散热器、704-风扇、8-封装壳体、9-控制系统；

具体实施方式

下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

如图1所示，本实用新型提供一种利用激光检测电池片2缺陷的成像系统，包括图像采集组件1，电池片2设置在图像采集组件1的下方，电池片2与图像采集组件1之间设有反射镜3，反射镜3的一侧设有光源组件4；光源组件4产生初始光5并被反射镜3反射至电池片2，电池片2产生辐射光6并透过反射镜3到达图像采集组件1。

具体的，电池片2设置在图像采集组件1的正下方，或者电池片2设置在图像采集组件1采集图像的光路上，使电池片2的辐射光6可以到达图像采集组件1；而反射镜3对初始光5的反射方向也与图像采集组件1的光路相同，使电池片2的辐射光6与图像采集组件1的光路相同。

电池片2的底部为透明载片或孔，使初始光5穿过电池片2的缺陷位置，而在未缺陷位置电池片2被激发出另一波长幅射光向上辐射，穿过反射镜3后进入图像采集部分，最终形成图像。

反射镜3具体可以选择二向色镜，二向色镜对于一定范围波长的光几乎完全反射，而对于另一范围波长的光几乎完全透过，所以可实现使初始光5反射，而使辐射光6透过的效果，二向色镜的具体原理为现有技术，不再赘述。

实施例2

如图3所示，图像采集组件1包括相机101和滤光片(图中未示出)，滤光片用于将红外波长激光过滤，相机101用于采集电池片2激发出携带缺陷信息的荧光，将电池片2缺陷成像。图像采集组件1还包括调节机构(图中未示出)，用于调节相机101对电池片2的最佳成像位置。

具体的，调节结构例如丝杠，在丝杠上套设螺母座，将相机101的支架与螺母座连接，丝杠顶端伸出封装壳体8并连接一个摇把102，通过转动摇把102，即可调节相机101的高度位置，从而使相机101的焦距处于能够清晰成像的最佳位置。

实施例3

如图1所示，光源组件4包括激光光源401和一字镜头(图中未示出)，激光光源401提供红外波长激光，一字镜头将激光光源401的激光处理成均匀的一字光斑。反射镜3倾斜设置，其倾斜角度为将一字光斑反射成与相机101成像的同轴光源。

具体的，激光光源401提供200W红外波长的高功率激光光源401，配合成像系统进行电池片2缺陷检测。一字镜头选择例如一字线激光器等，可以通过扁嘴状小孔实现。反射镜3与激光镜头成45度角将激光光斑垂直发射到采集部分下方打到被测电池片2上。

激光光源401与相机101的同轴让激光利用率变得无限高，同时也让相机101视野与激光的标定更稳定，即使在不同物距下的使用，相机101视野与激光也可以达到最好的重合效果。

实施例4

如图2所示，光源组件4的一侧还设有散热组件7。散热组件7包括散热器703和紫铜板701，紫铜板701与光源组件4接触导热，散热器703对紫铜板701散热。

具体的，紫铜板701具有良好的导热性，散热组件7还包括制冷器702，制冷器702接触紫铜板701制冷降低紫铜传导温度，控制激光组件保持恒温；散热器703为热管散热器703，包括若干风扇704，热管散热器703配合风扇704将制冷器702件热量导到环境中，将制冷器702产生的热量物理降温。

传统散热组件7多采用水冷散热，本实施例将高功率激光的散热方式改进为风冷散热，相比传统水冷散热的方式大大减少了体积。同时减去了水冷循环系统，减少了水冷系统对生产产线的风险。也减去了水冷循环系统的设备成本。设备使用更加简单方便。

实施例5

如图3所示，还包括封装壳体8，图像采集组件1、光源组件4、反射镜3和散热组件7均安装在封装壳体8内，封装壳体8上设有安全门。封装壳体8内还设有控制系统9，控制系统9连接控制图像采集组件1、光源组件4和散热组件7。封装壳体8外还有用于控制光源组件4位置的摇把102。

具体的，一体化封装壳体8将系统整体封装便于使用安装，同时设有安全门开关，预防设备工作时人员操作造成的激光安全问题。一体化的封装让使用变得更加简洁方便，激光安全门的设置也避免了设备工作时人员操作造成的激光安全问题。

控制系统9电连接各组件部分，对系统整体的工作状态进行控制。摇把102转动连接在封装壳体8顶部，通过摇动摇把102控制相机101的高度位置。

本系统的具体原理：

相机101与激光光源401成90度角，激光光源401的初始光5通过一字镜头变成一字光斑并发射到反射镜3上，反射镜3与一字镜头成45度角将激光光斑垂直发射到采集部分下方打到被测电池片2上，电池片2由于高功率激光影响激发出另一波长幅射光向上辐射，穿过反射镜3后进入图像采集部分，最终形成图像，电池片2上的缺陷信息以图像形式表达出来。整个系统形成同轴光源，大大提高了激光利用率。

激光组件负责激发200W高功率激光，控制系统9控制散热组件7工作冷却激光组件。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种利用激光检测电池片缺陷的成像系统，其特征在于，包括图像采集组件，电池片设置在所述图像采集组件的下方，所述电池片与所述图像采集组件之间设有反射镜，所述反射镜的一侧设有光源组件；

所述光源组件产生初始光并被所述反射镜反射至所述电池片，所述电池片产生辐射光并透过所述反射镜到达所述图像采集组件。

2.根据权利要求1所述的利用激光检测电池片缺陷的成像系统，其特征在于，所述图像采集组件包括相机和滤光片，所述滤光片用于将红外波长激光过滤，所述相机用于采集电池片激发出携带缺陷信息的荧光，将电池片缺陷成像。

3.根据权利要求2所述的利用激光检测电池片缺陷的成像系统，其特征在于，所述图像采集组件还包括调节机构，用于调节所述相机对所述电池片的最佳成像位置。

4.根据权利要求1所述的利用激光检测电池片缺陷的成像系统，其特征在于，所述光源组件包括激光光源和一字镜头，所述激光光源提供红外波长激光，所述一字镜头将所述激光光源的激光处理成均匀的一字光斑。

5.根据权利要求4所述的利用激光检测电池片缺陷的成像系统，其特征在于，所述反射镜倾斜设置，其倾斜角度为将一字光斑反射成与相机成像的同轴光源。

6.根据权利要求1所述的利用激光检测电池片缺陷的成像系统，其特征在于，所述光源组件的一侧还设有散热组件。

7.根据权利要求6所述的利用激光检测电池片缺陷的成像系统，其特征在于，所述散热组件包括散热器和紫铜板，所述紫铜板与所述光源组件接触导热，所述散热器对所述紫铜板散热。

8.根据权利要求6所述的利用激光检测电池片缺陷的成像系统，其特征在于，还包括封装壳体，所述图像采集组件、所述光源组件、所述反射镜和所述散热组件均安装在所述封装壳体内，所述封装壳体上设有安全门。

9.根据权利要求8所述的利用激光检测电池片缺陷的成像系统，其特征在于，所述封装壳体内还设有控制系统，所述控制系统连接控制所述图像采集组件、所述光源组件和所述散热组件。

10.根据权利要求8所述的利用激光检测电池片缺陷的成像系统，其特征在于，所述封装壳体外还有用于控制所述光源组件位置的摇把。