Hennecke分選機測試分選係統工作原理簡析
技術交流
作者：胡禹銘
摘要：文章研究了Hennecke分選機測試分選係統的工作原理，重點研究了矽片測量係統的工作原理，並從原理出發，解析了分選機測量係統常見的故障及解決方法。
關鍵詞：分選機；測試分選係統；矽片測量係統
中圖分類號：TN305 文獻標識碼：A 文章編號：1009—2374（2012）25—0071—02
隨著光伏市場的不斷發展，客戶對光伏組件的要求也越來越高。傳統的人工判斷矽片質量的方法已經落伍甚至已被淘汰，Hennecke分選機的應用推動了光伏行業的進步。它的應用不僅提高了工作效率，還反映了每一張矽片的質量，為後續製造出更高發電效率的光伏組件提供了有力保障。為了使設備技術人員更好地對設備進行維護，本文對分選機的測量係統進行解析，並對常見故障進行分析提出解決方法和預防措施。
1 Hennecke分選機的基本組成
Hennecke分選機主要是由上料台、測量係統和分選係統3個部分組成。其中測量係統為整台設備的核心部分，它又包含了厚度模組、線痕模組、隱形裂紋模組、髒汙模組、邊緣模組和尺寸、翹曲模組。當矽片從上料台入片經過測量係統時，會被這6個模組分別檢測、對比，是否達到設定的要求，然後根據所測量的數值分選到對應的倉盒裏麵，最終將矽片分選出不同的等級。
2 測量係統各個模組的結構及工作原理
下麵我們簡單分析一下各個模組的結構及工作原理。
厚度檢測模組又稱為E+H厚度檢測模塊，其工作原理是采用電容耦合的方法測量矽片的厚度。該模塊上有3對傳感器，各有上下兩個電容傳感器，會根據與矽片距離（Ttop、Tbottom）產生不同的電壓值，距離與電壓一般成正比。電壓信號為模擬信號，通過A/D轉換器轉化為數字信號。上下兩個傳感器之間的距離為固定值Ttotal，所以矽片的厚度T＝Ttotal—（Ttop+Tbottom）。當矽片通過傳感器時，正常情況下會檢測900個點左右的厚度。然後計算出平均厚度和TTV即厚度偏差。所以檢測出來的厚度數值是非常精確的。
線痕檢測模組是用來檢測矽片表麵的平整度的，主要由4個鏡頭和4個激光發射器組成。它是用激光以14°入射到矽片表麵，矩陣相機在矽片傳送過程中一共拍攝11張圖片，對圖片進行分析。矽片表麵高低不平，在角度固定的紅色激光線下，會呈現高低不平的圖像。對圖像進行放大、處理，計算出線痕。其表現形式一般有3種：V形凹槽式、階梯式和平緩波浪式。
隱形裂紋檢測模組簡稱NVCD檢測模塊，它是使用線性相機和紅外光源，檢測矽片的隱形裂紋（也稱微裂紋，micro crack）的模塊。該模塊也可以檢測雜質（inclusion）。在正常區域，紅外線會透射過矽片，但是因為晶向不同（晶粒），會在圖像中顯示出不同的顏色（出現散射光），和肉眼觀察的矽片外觀基本一致。如果矽片有裂紋，在紅外線照射時，在裂紋區域紅外光不會發生透射，而會大部向各個方向反射，從而使得裂紋區域呈現
黑色。
髒汙檢測模組是使用白光LED陣列，線性相機。矽片被分為若幹區塊，每個區塊有20個基本像素（可調，每個像素大小約為100um），每個區塊分別計算自身內部的平均灰度（RGB value），並與相鄰的其他8個區塊做比較，如果灰度差值大於15（可調），即認定該區塊為汙漬區塊。LED陣列發出的強度極高的白光，在被遮光罩反射後，成全角度射向矽片表麵的各個區域，這樣每個晶粒都受到全方向的光照射，不會因為自身晶向的不同，而產生灰度的差異。