[发明专利]硅光伏电池扫描涡流热成像检测平台及缺陷分类方法

说明书

本发明提出了一种硅光伏电池扫描涡流热成像检测平台及缺陷分拣方法，本发明采取的技术方案为：首先，固定电磁感应线圈和热像仪位置，利用主位移传送带搭载硅光伏电池在生产线上向前移动，形成硅光伏电池的扫描涡流加热。然后，利用热像仪非接触、快速、高分辨率的获得缺陷温度信息，热成像获得的热辐射信号是图像序列。其次，采用特征提取算法提取光伏电池的缺陷特征。最后，采用图像分类算法对得到的硅光伏电池缺陷特征进行分类，并利用分拣传送带实现生产线上含有不同类型缺陷的硅光伏电池自动分拣。本发明大大提高了在线检测的效率和性能，检测过程主客观结合，分类结果准确。

技术领域

本发明涉及硅光伏电池缺陷检测技术领域，尤其涉及一种硅光伏电池扫描涡流热成像缺陷检测平台及缺陷分类方法。

背景技术

硅光伏电池的质量直接影响到整个光伏系统的效率。在硅光伏电池的工业生产制造和光伏电池或组件的使用过程，缺陷和损坏是不可避免的。例如，硅光伏电池的裂纹和划痕缺陷会逐渐降低模块的输出功率，甚至会导致热斑现象，直到光伏组件被破坏。因此，建立一种无损、快速、准确的硅光伏电池缺陷检测和损伤分拣方法是很有意义的。随着红外热像、机器视觉检测和卷积神经网络算法的迅速发展，满足了硅光伏电池高分辨率、非接触式、定量分析和缺陷分类的要求。

现有的静态涡流热成像缺陷检测方法存在以下不足：1)静态检测速度慢；2)加热不均匀、缺陷检测效果差；3)硅光伏电池检测数量小。并且现有工业生产线上人工检测存在缺陷检测效率低和检测误差率高的缺点。

发明内容

针对现有工业生产线上人工检测硅光伏电池缺陷效率低和检测数据量较小、检测误差率高等缺点，本发明建立动态扫描涡流热成像缺陷检测方法，提出一种高效、创新的硅光伏电池缺陷检测智能分类方法，目的是提高硅光伏电池检测的准确性，保障硅光伏电池生产过程中的安全可靠，实现高精度、大量的硅光伏电池缺陷检测与分类。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种硅光伏电池扫描涡流热成像检测平台，包括：

主位移平台，其上设有主位移传送带，硅光伏电池置于该主位移传送带上；

红外摄像机，实时采集光伏电池的热像图序列；

多个分拣位移平台，与主位移平台连接，其上放置分拣传送带，主位移传送带上带有不同缺陷的硅光伏电池通过不同的分拣传送带进行分拣；

感应加热模块，通过电磁感应对硅光伏电池进行感应加热；

热像仪，设置在主位移平台的光伏电池上方，实时捕捉多个硅光伏电池的表面热辐射信息；

计算机，与热像仪连接，实时获取热像仪捕捉的原始数据并进行热序列分析，提取可表征的缺陷特征值，并采用卷积神经网络算法对不同类型的硅光伏电池缺陷进行分类标记；根据标记结果控制分拣位移平台，将含有不同缺陷的硅光伏电池通过不同的分拣传送带进行分拣。

接上述技术方案，所述感应加热模块包括函数信号发生器、感应加热电源、电磁感应线圈和水冷系统，函数信号发生器控制感应加热电源的加热模式、输出功率和激励频率；电磁感应线圈设置在主位移平台的电池上方。

接上述技术方案，电磁感应线圈设置在主位移平台的电池上方5cm处；电磁感应线圈为内部空心的扁平矩形结构和长条形结构；

接上述技术方案，水冷系统往电磁感应线圈内部通水以降低电磁感应线圈的温度，冷却水压力为0.2～0.3Mpa。

接上述技术方案，热像仪设置在主位移平台的光伏电池上方60cm处；热像仪的测量精度为±2°，检测温度范围为-20℃～120℃，光谱响应范围为7.5μm～13μm。

接上述技术方案，红外摄像机的温度灵敏度为50mK。