一种模块化太阳能帆板的检测装置及方法与流程

1.本发明实施例涉及太阳能帆板检测技术领域，尤其涉及一种模块化太阳能帆板的检测装置及方法。


背景技术：

2.太阳能帆板是目前及今后很长时间内近地球轨道卫星的主要能量来源。一般地，太阳能帆板由大量的太阳能电池片串并联组合，并通过固定在铝蜂窝或碳纤维基板上构成。可以理解地，太阳能帆板从生产完成，直至卫星与火箭对接完成，在整个的中间过程会经历多次安装和拆卸的操作，由于组成太阳能帆板的太阳能电池片易碎，尽管在操作过程中工艺人员小心谨慎以避免太阳能电池片发生磕碰，但是在每次操作后也需要重新确认每一片太阳能电池片是否完好。
3.目前采用的检测太阳能电池片的方法分为人工检查和光照试验两种方法，其中人工检查方法需要逐一检查每一片太阳能电池片，检查效率低，容易漏过轻微裂纹的电池片；光照试验方法是采用强光束照射每一串太阳能电池片并获取这一串太阳能电池片产生的电流，进而通过比较获取的电流值是否和预先的设计值一样从而确认这一串太阳能电池片状态是否正常；若这一串太阳能电池片中某一片太阳能电池片有裂纹，根据其所处的位置不同，会导致该串太阳能电池片的输出电流降低或无输出电流。
4.但是，由于太阳能帆板上需要有与卫星本体、帆板铰链等的安装位置，因此卫星上能够贴装太阳能帆板的区域通常呈不规则形状，每一串太阳能电池片的连接关系和位置也不确定。目前常用的光照试验方法是手持大功率新闻灯，近距离照射太阳能帆板。由于上述限制，很难确保受光束照射的区域正好是一串太阳能电池片所在区域，因此导致检测结果不准确，难以发现某一片电池片的轻微裂纹。同时，新闻灯功率较大，通常使用卤素灯泡，光效率较低，近距离照射导致太阳能帆板温度升高，对太阳能帆板的可靠性和寿命有不良影响。同时检测过程中手持新闻等易发生晃动进而导致照射至太阳能帆板上的光强发生变化，影响检测结果。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明实施例期望提供一种模块化太阳能帆板的检测装置及方法；能够解决现有检测技术中检测效率低，检测结果不准确的问题，实现精确控制光束照射范围，批量式地检测太阳能帆板中的太阳能电池片是否产生裂纹。
6.本发明实施例的技术方案是这样实现的：
7.第一方面，本发明实施例提供了一种模块化太阳能帆板的检测装置，所述检测装置包括：
8.呈阵列分布的多组光源模块，所述光源模块用于向太阳能帆板中待测的太阳能电池片发射光束以使得所述待测的太阳能电池片产生电流；
9.分别位于对应的所述光源模块正下方的多个底座，所述底座与所述光源模块之间
通信连接；
10.与所述底座通信连接的控制器，所述控制器用于控制与所述待测太阳能电池片位置对应的所述光源模块被打开以发射光束。
11.第二方面，本发明实施例提供了一种模块化太阳能帆板的检测方法，所述检测方法应用于第一方面所述的检测装置，所述检测方法包括：
12.从太阳能帆板中选择一串待测的太阳能电池片作为第一检测目标，并根据所述第一检测目标的位置确定待打开的光源模块；
13.控制所述待打开的光源模块中的氙气灯泡被打开以向所述第一检测目标发射光束进行光照试验；
14.从所述太阳能帆板中选择下一串待测的太阳能电池片作为第二检测目标，并根据所述第二检测目标的位置确定待打开的光源模块；
15.控制所述待打开的光源模块中的氙气灯泡被打开以向所述第二检测目标发射光束进行光照试验；
16.待所述太阳能帆板中全部的太阳能电池片进行了光照试验，检测工作完成。
17.本发明实施例提供了一种模块化太阳能帆板的检测装置及方法；通过控制器控制光源模块向太阳能帆板中待测的太阳能电池片发射光束以使得待测的太阳能电池片产生电流，进而通过待测的太阳能电池片产生的电流数据即能够判断待测的太阳能电池片是否发生裂纹。与手持新闻灯进行光照测试的方法相比，本发明提供的检测装置中光源模块和太阳能帆板的位置可以保持恒定，因此检测精度高，操作方便。
附图说明
18.图1为本发明实施例提供的太阳能帆板上太阳能电池片的位置布局示意图。
19.图2为本发明实施例提供的一种模块化太阳能帆板的检测装置组成示意图。
20.图3为本发明实施例提供的光源块的结构示意图。
21.图4为本发明实施例提供的底座的正面结构示意图。
22.图5为本发明实施例提供的底座的背面结构示意图。
23.图6为本发明实施例提供的一种模块化太阳能帆板的检测方法流程示意图。
24.图7为本发明实施例提供的含有24组光源模块的检测装置示意图。
25.图8为本发明实施例提供的检测光源模块和底座连接的方法流程示意图。
26.图9为本发明实施例提供的根据图8所示的方法获得的控制图示意图。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
28.参见图1，其示出了一块太阳能帆板上太阳能电池片的位置布局示意图。由图1可以看出，在这块太阳能帆板上设置有多串太阳能电池片，并且太阳电池片的布局相互交错；而图1中的虚线表示基板的边缘以及不能贴装太阳能电池片的区域。由于在太阳能帆板上很难保证受光束照射的区域正好是一串太阳能电池片的所在区域，因此采用现有的检测技术难以保证能够检测出这一串太阳能电池片中某一片太阳能电池片的轻微裂纹。
29.基于上述阐述，参见图2，其示出了本发明实施例提供的一种模块化太阳能帆板的检测装置2，所述检测装置2包括：
30.呈阵列分布的多组光源模块21，所述光源模块用于向太阳能帆板中待测的太阳能电池片发射光束以使得所述待测的太阳能电池片产生电流；
31.分别位于对应的所述光源模块21正下方的多个底座22，所述底座22与所述光源模块之间通信连接；
32.与所述底座通信连接的控制器23，所述控制器用于控制与所述待测太阳能电池片位置对应的所述光源模块被打开以发射光束。
33.需要说明的是，图2中仅示出了阵列分布为2
×
3，即共6组光源模块21和3个底座22的检测装置2，但是在具体实施过程中，光源模块21和底座22的具体数量不限定于此，可以在横向方向和纵向方向扩展光源模块21，以使得组合后的光源模块21的光束照射面积不小于待检测的太阳能帆板的面积；可以理解地，当根据太阳能帆板的面积确定了光源模块21的数量时，即也能够确定底座22的数量。
34.对于图2所示的检测装置2，通过控制器23控制光源模块21向太阳能帆板中待测的太阳能电池片发射光束以使得待测的太阳能电池片产生电流，进而通过待测的太阳能电池片产生的电流数据即能够判断待测的太阳能电池片是否发生裂纹。与手持新闻灯进行光照测试的方法相比，本发明提供的检测装置2中光源模块21和太阳能帆板的位置可以保持恒定，因此检测精度高，操作方便。
35.对于图2所示的检测装置2，在一些可能的实施方式中，参见图3，所述光源模块21包括：
36.呈六面体状的外壳211；
37.固定地设置在所述外壳211前端表面上的多个反光杯202；
38.设置在每个所述反光杯212内且位于对应的所述反光杯202焦点处的多个氙气灯泡213，所述氙气灯泡213用于向所述待测的太阳能电池片发射光束以使得待测的太阳能电池片产生电流。
39.需要说明的是，对于图2所示的光源模块2，在本发明实施例中反光杯212的个数并不局限于图2中的4个，其具体数量可以根据实际的光强需求进行调整。
40.对于上述可能的实施方式，在一些示例中，如图3所示，所述外壳211的横截面积为100mm
×
100mm。可以理解地，目前卫星上常用的太阳能电池片的尺寸为40mm
×
60mm或40mm
×
80mm两种，因此可通过一组光源模块2的发射光束实现对一片太阳能电池片的检测。
41.对于上述可能的实施方式，在一些示例中，每个所述氙气灯泡213能够被单独地控制开关。
42.对于上述可能的实施方式，在一些示例中，在所述外壳211的左侧表面、上侧表面、右侧表面及下侧表面中的任意相邻的两个侧表面上分别设置有第一阴导轨214，其余相邻的两个侧表面上分别设置有与所述第一阴导轨214配合连接的第一阳导轨215；
43.以及，在所述外壳的左侧表面、上侧表面、右侧表面及下侧表面中的任意相邻的两个侧表面上分别设置有弹片触点216，其余相邻的两个侧表面上分别设置有与所述弹片触点216配合连接的平面触点217。
44.举例来说，如图3所示，所述外壳211的左侧表面和上侧表面分别设置有第一阴导
轨214；右侧表面和下侧表面分别设置有与所述第一阴导轨214配合连接的第一阳导轨215；且在每个所述第一阴导轨214的后部分别设置有弹片触点216，在所述第一阳导轨215的后部分别设置有与所述弹片触点216配合连接的平面触点217。
45.需要说明的是，对于光源模块21中，本发明实施例中并不局限于在外壳211的左侧表面和上侧表面上设置有第一阴导轨214及弹片触点216，右侧表面及下侧表面上设置有第一阳导轨215及平面触点217，在具体实施过程中，只要外壳211的左侧表面、上侧表面、右侧表面及下侧表面中的任意相邻的两个侧表面上设置有第一阴导轨214，另外相邻的两个侧表面上设置有与第一阴导轨214相配合的第一阳导轨215即可，此外同样地，在具体实施过程中，只要在外壳211的左侧表面、上侧表面、右侧表面及下侧表面中的任意相邻的两个侧表面上设置有弹片触点216，另外相邻的两个侧表面上设置有与弹片触点216配合连接的平面触点217，能够实现检测装置2的通信连接即可。
46.当然，弹片触点216和平面触点217也不局限于设置在第一阴导轨214或第一阳导轨215的后部位置处，可以理解地，组合的模型过程中，只要弹片触点216和平面触点217的位置对应能够配合连接即可。
47.另一方面，可以理解地，在光源模块21中采用第一阴导轨214和第一阳导轨215的配合连接，能够便于多组光源模块21的组合或拆卸；其次，在具体实施过程中，在第一阴导轨214所处的侧表面上设置有弹片触点216，在第一阳导轨215所处的侧表面上设置有平面触点217，因此在多组光源模块21组合时，弹片触点216和平面触点217能够配合连接，以实现光源模块21的电能传输和通信传输。
48.此外，在一些可能的实施方式中，所述光源模块21的内部设置有控制电路和氙气灯泡控制电源(图中未示出)。与此同时，为了在检测过程中及时进行散热，所述光源模块21的后端位置处设置有散热风扇(图中未示出)，用于为所述控制电路和所述氙气灯泡控制电源进行散热。
49.对于图2所示的检测装置2，在一些可能的实施方式中，参见图4和图5，所述底座的上侧表面上设置有第一阳导轨或第一阴导轨，以与所述光源模块下侧表面配合连接；
50.以及，所述底座的上侧表面上设置有弹片触点或平面触点，以与所述光源模块下侧表面配合连接；
51.以及，所述底座的左侧表面上设置有第二阳导轨或第二阴导轨，且所述底座的左侧表面上设置有弹片触点或平面触点；
52.以及，所述底座的右侧表面上设置有第二阴导轨或第二阳导轨，且所述底座的右侧表面上设置有平面触点或弹片触点；
53.其中，所述第二阳导轨与所述第二阴导轨能够配合连接。
54.举例来说，如图4和图5所示，所述底座22的上侧表面设置有与所述第一阳导轨215配合连接的第一阴导轨214；且在所述第一阴导轨214的后部设置有弹片触点216；
55.以及，所述底座22的左侧表面设置有第二阳导轨221，且所述第二阳导轨221上设置有弹片触点216；
56.以及，所述底座22的右侧表面设置有与所述第二阳导轨221配合连接的第二阴导轨222；且所述第二阴导轨222上设置有与所述弹片触点216配合连接的平面触点217。
57.需要说明的是，对于底座22，本发明实施例中并不局限于底座22的上侧表面上设
置有第一阴导轨214及弹片触点216，只要底座22的上侧表面上设置的导轨类型及触点类型能够与光源模块22下侧表面上设置的导轨类型及触点类型进行配合连接即可；同样地，本发明实施例中也不局限于底座22的左侧表面上设置有第二阳导轨221及弹片触点216，右侧表面上设置有第二阴导轨222及平面触点217，在具体实施过程中，只要底座22的左侧表面及右侧表面上设置的导轨类型及触点类型能够配合连接以实现检测装置2的通信连接即可。
58.可以理解地，在检测装置2中，多个底座22之间通过其侧表面的弹片触点216和平面触点217配合连接，每个底座22与正上方的光源模块21之间通过弹片触点216与平面触点217配合连接；当然，应理解的是，光源模块21之间采用通信连接，所有光源模块21串联至同一条或两条总线上。
59.需要说明的是，在具体实施过程中，在每个底座22的下侧表面上还设置有螺丝孔223，以与三脚架、升降支架等螺纹连接。
60.另一方面，底座22的下侧表面上还设置有供电接口和通信接口(图中未示出)，以分别与供电电源以及控制器23连接，从而实现光源模块21的电能传输和通信传输。可以理解地，当多个底座21配合连接后，在单个供电接口功率允许的情况下，所有的光源模块21可通过一个底座22上的供电接口供电，多个底座22之间通过底座22左侧表面和右侧表面的弹片触点216和平面触点217配合连接以传输电能。当然若单个底座22的供电功率不够，也可连接多个底座22的供电接口，此时多个底座22供电电路之间为并联关系，所有可用的底座22的供电电路共同分担所有光源模块21所需供电功率；但是，不论是通过一个底座22传输电能还是多个底座21传输电能，在具体实施过程中，与控制器23之间的通信传输只需通过一个底座21的通信接口即能够完成。需要说明的是，不同底座22之间、底座22与光源模块21之间、不同光源模块22之间均通过弹片触点216和平面触点217的配合连接来进行通信连接。
61.参见图6，其示出了一种模块化太阳能帆板的检测方法，所述检测方法应用于前述技术方案所述的检测装置2，所述检测方法包括：
62.s601、从太阳能帆板中选择一串待测的太阳能电池片作为第一检测目标，并根据所述第一检测目标的位置确定待打开的光源模块；
63.s602、控制所述待打开的光源模块中的氙气灯泡被打开以向所述第一检测目标发射光束进行光照试验；
64.s603、从所述太阳能帆板中选择下一串待测的太阳能电池片作为第二检测目标，并根据所述第二检测目标的位置确定待打开的光源模块；
65.s604、控制所述待打开的光源模块中的氙气灯泡被打开以向所述第二检测目标发射光束进行光照试验；
66.s605、待所述太阳能帆板中全部的太阳能电池片进行了光照试验，检测工作完成。
67.对于图6所示的检测方法，其整个检测过程无需人工参与，且光源模块发射的光束与太阳能帆板的距离可控且可以保持恒定，同时太阳能帆板上受光束照射的太阳能电池片的面积可以较为精确控制，能够实现同时照射一串太阳能电池片，太阳能帆板上的其余太阳能电池片不受光束照射的影响，，利于更准确地掌握太阳能帆板中每一片太阳能电池片的状态。
68.对于图6所示的检测方法，在一些可能的实施方式中，在开始检测之前，所述检测方法还包括：
69.对所述检测装置中的光源模块和底座进行标记，获得所述光源模块和所述底座的id编号；
70.检测所述光源模块之间的连接关系，并根据所述光源模块和所述底座的id编号形成所述光源模块的连接关系控制图。
71.具体来说，参见图7，以6
×
4组光源模块，且每组光源模块中设置有4个氙气灯泡为例，对光源模块连接关系进行检测，首先对光源模块22和底座21进行标记，具体的标记方法如图7所示，左下角为1号底座，向右依次为2号底座，
……
，6号底座；与1号底座相连接的光源模块为1号光源模块，依次向上为2号光源模块，3号光源模块，4号光源模块4，再向右按照z字形顺序依次为5号光源模块，6号光源模块，
……
，23号光源模块，24号光源模块。整个检测装置的供电以及与控制器的通信从底座1的下侧表面的接口进行连接。
72.光源模块连接关系的具体检测过程如图8所示，从1号底座开始，首先读取与1号底座相连接的光源模块的id编号1，并从1号光源模块的左侧开始检测，若1号光源模块的左侧存在通信连接，则说明1号光源模块的左侧存在通信连接的x号光源模块，读取该光源模块的id编号x；之后从x号光源模块开始同样的检测；若1号光源模块的左侧不存在通信连接，则开始检测1号光源模块的上侧是否存在通信连接，若1号光源模块的上侧存在通信连接，则说明1号光源模块的左侧存在连接的光源模块，比如图7中的2号光源模块2，此时读取2号光源模块的id编号2，之后从2号光源模块开始同样的检测；若1号光源模块1的上侧不存在通信连接，则开始检测1号光源模块的右侧是否存在通信连接，若1号光源模块的右侧存在通信连接，则说明1号光源模块的右侧存在连接的光源模块，比如图7中的5号光源模块，此时读取5号光源模块的id编号5，之后从5号光源模块开始同样的检测。
73.需要说明的是，对于中间某号光源模块，在其上一级光源模块检测完成后，记录上一级光源模块的连接方位，并以上一级光源模块的连接方位为下侧检测方位参考，依次检测其左侧，上侧，右侧是否存在光源模块，若存在，则读取下一级光源模块的id编号，并与已经记录的所有光源模块的id编号进行比较，以确认下一级光源模块是否已经记录。
74.当所有光源模块检测完成后，按照每组光源模块的安装位置(左侧，上侧，右侧)和光源模块的id编号，生成光源模块的连接关系控制图，具体如图9所示。
75.需要说明的是，图7中的每组光源模块中的每个氙气灯泡均可以独立控制开关，并可保存为控制状态供后续试验使用。因此，若某组光源模块未安装，例如，在图7所示的检测装置中，若21号光源模块未安装，则在检测完成后图9所示的光源模块连接关系控制图中21号光源模块对应的四个控制开关不显示。
76.基于上述阐述，开始检测待测太阳能帆板中的太阳能电池片是否发生裂纹时，按照太阳能帆板中某一串待测的太阳能电池片的位置确定对应的需要打开的光源模块；之后打开对应的光源模块，点亮上述光源模块中的氙气灯泡以对待测的太阳能电池片发射光束进行光照试验，之后测量对应的这串待测的太阳能电池片的输出电流，以从输出电流的大小判断上述待测的太阳能电池片的状态是否完好。当一串待测的太阳能电池片测试完成后，重复以上操作，根据下一串待测的太阳能电池片的位置打开对应的光源模块并进行光照试验，直至所有的待测的太阳能电池片完成检测。
77.需要说明的是：本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。
78.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。