粉末筛分方法及系统与流程

本发明涉及靶材材料制备技术领域，尤其涉及一种粉末筛分方法及系统。

背景技术：

现有的薄膜太阳能电池芯片通常采用磁控溅射方式在基板上形成窗口层、吸收层等功能性膜层，而靶材是磁控溅射中的溅射源。薄膜太阳能电池芯片制备中采用的靶材通常包括背衬管和涂覆在背衬管外周面的一层合金粉末涂层，靶材所用合金粉末的制备一般要经过熔炼、雾化、筛分三步，其中粉末筛分是将不同粒径的粉末根据筛网的不同分别流向不同的粉末收料桶中，从而得到满足工艺要求的粒径范围的粉末，以用来喷涂背衬管进行靶材制备。为了提高筛分的精确度，更准确的得到满足工艺要求的粒径范围的粉末，以保证后续靶材的喷涂质量，目前需要人为的拆装粉末收料桶，并用人力将粉末收集料桶内的粉末倒回筛分机中，这种方式的粉末筛分效率低下，进而导致靶材生产成本较高。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种粉末筛分方法及系统，解决了现有技术中粉末筛分精确度低且粉末筛分效率低下的问题。

本发明实施例的一种粉末筛分方法，包括：

对一定重量的待筛分粉末进行筛分处理得到多个粉末集，所述多个粉末集包括细粒径粉末集、适中粒径粉末集和粗粒径粉末集；

获取筛分得到的所述多个粉末集的重量；

根据筛分得到的所述多个粉末集的重量计算得到粉末筛分率信息；

如果所述粉末筛分率信息满足预设回筛条件，则对所述适中粒径粉末集进行回筛处理。

本发明实施例的粉末筛分方法通过每次筛分后获取筛分得到的多个粉末集的重量计算得到粉末筛分率信息，之后根据粉末筛分率信息以及预设回筛条件判断每次筛分的效果以及确定是否需要对适中粒径粉末集进行回筛处理。通过本实施例的粉末筛分方法实现粉末的自动回筛处理，将适中粒径粉末集中混杂的不在合格粒径范围内的粉末剔除掉，从而提高粉末筛分的精确度，进而提高后续靶材的生产质量，同时能够降低了粉末生产的人力和时间成本。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明的粉末筛分方法的一些实施例的流程示意图；

图2为本发明的粉末筛分方法的步骤s40的一些实施例的流程示意图；

图3为本发明的粉末筛分系统的一些实施例的结构框图；

图4为本发明的粉末筛分系统的一些实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本本发明实施例的附图，对本发明实施例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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1所示，图中示出了本发明实施例的粉末筛分方法的一些实施例的流程示意图。本实施例的粉末筛分方法包括：

步骤s10：对一定重量的待筛分粉末进行筛分处理得到多个粉末集，多个粉末集包括细粒径粉末集、适中粒径粉末集和粗粒径粉末集；

需要说明的是，本实施例中待筛分粉末可以为直接从雾化腔室的出料口得到的雾化后的粉末，也可以为经过筛分处理后需要投入筛分装置进行再次筛分处理的粉末。这里，粉末集是指具有相同特性的粉末的集合，本实施例中多个粉末集按照粉末的粒径范围划分为细粒径粉末集、适中粒径粉末集和粗粒径粉末集，其中适中粒径粉末集是指满足工艺要求的粒径范围(即合格粒径范围)的粉末集，该适中粒径粉末集中的粉末粒径应在合格粒径范围内，而细粒径粉末集中的粉末粒径小于合格粒径范围的下限阈值，粗粒径粉末集中的粉末粒径大于合格粒径范围的上限阈值，在本实施例中合格粒径范围根据靶材生产工艺要求确定，在此不做具体限定。

本步骤中待筛分粉末经筛分装置处理后筛分得到的多个粉末集可以装载在多个收集容器中，例如：收集料桶。

步骤s20：获取筛分得到的多个粉末集的重量；

本步骤中可以通过检重传感器直接检测得到各个粉末集的粉末重量，包括细粒径粉末集的重量、适中粒径粉末集的重量和粗粒径粉末集的重量，当然还可以通过检测各个粉末集的体积，综合粉末的密度等信息间接计算得到各个粉末集的粉末重量，以作为后续确定本次粉末筛分效果的依据。

步骤s30：根据筛分得到的多个粉末集的重量计算得到粉末筛分率信息；

本步骤中可以根据待筛分粉末的重量、细粒径粉末集的重量、适中粒径粉末集的重量和粗粒径粉末集的重量等计算得到本次筛分的粉末筛分率信息，例如：待筛分粉末中合格粒径范围的粉末比例、待筛分粉末中粗粉末的比例以及待筛分粉末中细粉末的比例等。

步骤s40：如果粉末筛分率信息满足预设回筛条件，则对适中粒径粉末集进行回筛处理。

由于粉末的粒径大小对喷涂靶材的质量影响较大，需要严格粉末筛分的准确度，尽量减少适中粒径粉末集中混入不在合格粒径范围内的粉末，因此，在筛分后需要根据粉末筛分率信息判断本次筛分的效果，与预设回筛条件进行比较，如果本次筛分得到的粉末筛分率信息满足预设回筛条件，则需要对适中粒径粉末集进行回筛处理，进一步剔除适中粒径粉末集中不在合格粒径范围内的粉末，提高粉末筛分的准确度。

需要说明的是，本实施例中的预设回筛条件可以为适中粒径粉末集的粉末重量与待筛分粉末的重量之比满足一定的预设比例阈值，或者细粒径粉末集的粉末重量与待筛分粉末的重量之比满足一定的预设比例阈值，或者粗粒径粉末集的粉末重量与待筛分粉末的重量之比满足一定的预设比例阈值，而预设比例阈值是根据实际粉末制备过程中总结的经验数据确定的，在此不做具体限定。

综上，本发明实施例的粉末筛分方法通过每次筛分后获取筛分得到的多个粉末集的重量计算得到粉末筛分率信息，之后根据粉末筛分率信息以及预设回筛条件判断每次筛分的效果以及确定是否需要对适中粒径粉末集进行回筛处理。通过本实施例的粉末筛分方法实现粉末的自动回筛处理，将适中粒径粉末集中混杂的不在合格粒径范围内的粉末剔除掉，从而提高粉末筛分的精确度，进而提高后续靶材的生产质量，同时能够降低了粉末生产的人力和时间成本。

可选地，如图2所示，本实施例的步骤s40中对适中粒径粉末集进行回筛处理包括：

步骤s41：抽取适中粒径粉末集的粉末；

本实施例中可以通过抽取装置抽取适中粒径粉末集的粉末至筛分装置中，该抽取装置可以为吸尘装置或者抽真空装置，只要能够提供足够的吸力将粉末抽取到筛分装置内即可，在此不做具体限定。

步骤s42：实时检测适中粒径粉末集的粉末剩余重量；

本实施例在抽取适中粒径粉末集的粉末过程中需要实时检测适中粒径粉末集的粉末剩余重量，当然也可以实时检测装载适中粒径粉末集的收集容器的粉末容量，以便确定抽取过程是否完成。

步骤s43：如果适中粒径粉末集的粉末剩余重量小于预设重量阈值，则对抽取的适中粒径粉末集的粉末进行再筛分处理。

本实施例中当适中粒径粉末集的粉末剩余重量小于预设重量阈值时，抽取过程结束，开启筛分装置进行粉末回筛处理。

本发明实施例的粉末筛分方法在确定需要对适中粒径粉末集进行回筛处理后，将适中粒径粉末集的粉末作为待筛分粉末，抽取至筛分装置中进行再一次筛分处理，实现了粉末的自动回筛控制，提高粉末筛分的自动化程度，进而提高了粉末生产效率。

可选地，为了保证粉末的自动回筛过程的顺畅，本实施例中预设重量阈值为30g-60g。优选地，本实施例中预设重量阈值为30g。

在一些实施例中，步骤30中粉末筛分率信息包括细粉率和粗粉率，根据细粒径粉末集的重量与待筛分粉末的重量计算得到细粉率；根据粗粒径粉末集的重量与待筛分粉末的重量计算得到粗粉率。通过计算得到的细粉率或粗粉率可以快速且直接地判断出每次筛分得到的适中粒径粉末集的粉末的准确度。

在一些实施例中，步骤40中判断粉末筛分率信息是否满足预设回筛条件的步骤包括：

如果细粉率大于第一回筛阈值，则对筛分得到的适中粒径粉末集进行回筛处理；

和/或，如果粗粉率大于第二回筛阈值，则对筛分得到的适中粒径粉末集进行回筛处理。

由于细粉在高速喷涂的过程中比较容易变形，而粗粉容易发生团聚，若适中粒径粉末集中混杂的细粉或粗粉的含量较高会对喷涂靶材的质量产生较大影响，因此，如果筛分得到的细粉率较大或粗粉率较大，则说明待筛分粉末中可能存在较多的细粉或粗粉，需要对适中粒径粉末集进行再次筛分以尽可能地剔除适中粒径粉末集混杂的细粉或粗粉，因此，本实施例中可以设定预设回筛条件为细粉率大于第一回筛阈值或粗粉率大于第二回筛阈值时对适中粒径粉末集进行回筛处理，当然，若细粉率和粗粉率均较大，此时粉末的良率较低，在需要对适中粒径粉末集进行回筛处理的同时需要检查筛分装置或者粉末雾化装置确定导致粉末良率较低的原因。

需要说明的是，本实施例中第一回筛阈值和第二回筛阈值根据实际粉末生产情况确定，在此不做具体限定。

可选地，本实施例中第一回筛阈值的范围为8％-12％，第二回筛阈值为4％-6％。优选地，本实施例中第一回筛阈值为10％，第二回筛阈值为4％。

可选地，本实施例中细粒径粉末集的粒径范围为小于38um，粗粒径粉末集的粒径范围为大于95um，适中粒径粉末集的粒径范围为大于或等于38um且小于或等于95um。

参见图3所示，本发明实施例还提供了一种粉末筛分系统，包括：

筛分装置10，用于对一定重量的待筛分粉末进行筛分处理得到多个粉末集，多个粉末集包括细粒径粉末集、适中粒径粉末集和粗粒径粉末集；

检重装置20，用于获取筛分得到的多个粉末集的重量；

计算处理装置30，用于根据筛分得到的多个粉末集的重量计算得到粉末筛分率信息，以及根据粉末筛分率信息判断是否需要对适中粒径粉末集进行回筛处理；

抽取装置40，用于抽取适中粒径粉末集的粉末至筛分装置以进行再筛分处理。

本发明实施例的粉末筛分系统通过筛分装置筛分待筛分粉末得到多个粉末集，经检重装置检测多个粉末集的重量，并经计算处理装置得到粉末筛分率信息，以及根据粉末筛分率信息和预设回筛条件判断每次筛分的效果，并确定是否需要对适中粒径粉末集进行回筛处理，当需要对适中粒径粉末集进行回筛处理时通过抽取装置将适中粒径粉末集的粉末抽取到筛分装置中进行再次筛分。通过本实施例的粉末筛分系统实现粉末的自动回筛处理，将适中粒径粉末集中混杂的不在合格粒径范围内的粉末剔除掉，从而提高粉末筛分的精确度，进而提高后续靶材的生产质量，同时能够降低了粉末生产的人力和时间成本。

可选地，本实施例的计算处理装置30可以为可编程逻辑控制器(programmablelogiccontroller，plc)，当然还可以为其他类型的控制器，在此不一一举例说明。

在一些实施例中，如图4所示，检重装置20包括多个检重传感器单元21，分别设置于筛分装置10的多个粉末收集单元11上，每个粉末收集单元11用来承装相应的粉末集。可选地，本实施例的筛分装置10包括三个粉末收集单元11，分别用于装载细粒径粉末集、适中粒径粉末集和粗粒径粉末集。

可选地，本实施例的检重装置20包括两个检重传感器单元21，分别设置于装载细粒径粉末集和适中粒径粉末集的粉末收集单元11的底部。

可选地，如图4所示，本实施例的检重装置20还包括称重检测平台22，设置于粉末收集单元11的下方，称重传感器21设置于称重检测平台22上。

在一些实施例中，为了实现粉末回筛的自动化控制，如图4所示，抽取装置40包括电磁阀单元41和抽取单元42，电磁阀单元41设置于粉末收集单元11的出料口上，抽取单元42分别与筛分装置10的进料口和粉末收集单元11的出料口连接，在需要对适中粒径粉末集进行回筛处理时，计算处理装置30控制电磁阀单元41的阀门打开，并控制抽取单元42抽取装载适中粒径粉末集的粉末收集单元11内的粉末至筛分装置10中。

需要说明的是，本实施例中电磁阀单元41的打开状态是指给电磁阀单元通电以控制电磁阀单元的阀门的打开，电磁阀单元41的关闭状态是指给电磁阀单元断电以控制电磁阀单元的阀门的关闭。

本实施例的粉末筛分系统通过计算处理装置根据检重装置检测的粉末收集单元的粉末重量确定粉末筛分率信息，并判断粉末筛分率信息是否满足预设回筛条件，当需要对适中粒径粉末集进行回筛处理时，发送控制信号，控制电磁阀单元的阀门打开，同时控制抽取装置开始工作，抽取装置将装载适中粒径粉末集的粉末收集单元内的粉末抽取到筛分装置中以进行粉末回筛，从而实现粉末的自动回筛控制。

本实施例中计算处理装置30与电磁阀单元41、检重装置20以及抽取单元42连接，只需要能实现控制信号传递就可以，可以是有线连接或者无线连接。无线连接例如可以是wifi、近场通信等连接方式。

可选地，本实施例中抽取单元42与筛分装置10的进料口和粉末收集单元11的出料口之间通过导管43连接。优选地，本实施例的导管43为非金属导管，以避免粉末与导管发生反应而污染粉末。进一步优选地，本实施例的导管为内壁光滑的透明导管，以避免粉末附着在导管内壁上，并可以及时观察粉末在导管内的运动情况，及时发现堵塞等现象。

下面举一个具体地实施例说明本发明的粉末筛分系统进行粉末自动筛分的实施过程：

其中，预设回筛条件为细粉重量与待筛分粉末(投入筛分装置的粉末)的重量之比大于10％。

1、开启筛分装置10对待筛分粉末进行第一次筛分处理；

2、待第一次筛分结束后，在plc控制器的面板上输入待筛分粉末总重量mkg，此时检重装置20自动称量粒径38μm～95μm的粉末收集单元11和粒径<38μm粉末收集单元11内的粉末重量，分别记为重量a和重量b；若计算得到细粉率<10％,即b/m*100％<10％，则此次筛分的粉末不需要进行重新筛分；

若细粉率>10％,即b/m*100％>10％，plc控制器将发送控制信号，控制电磁阀单元41的阀门打开，并控制抽取单元42开始工作，将粒径38μm～95μm的粉末收集单元中的粉末送到筛分装置10中，当检重装置20检测到38μm～95μm的粉末收集单元11中粉末重量<30g时，通过plc控制器控制电磁阀单元41的阀门关闭，并控制抽取单元42停止工作，粉末进入筛分装置10进行第二次筛分。

3、待第二次筛分结束后，在plc控制器的面板上输入待筛分粉末总重量a(即第一次筛分得到的粒径38μm～95μm的粉末收集单元11中的粉末重量)，将第二次筛分后检重装置20自动称量的粒径38μm～95μm的粉末收集单元11和粒径<38μm粉末收集单元11内的粉末重量分别记为重量a1和重量b1；若计算得到细粉率<10％,即(b1-b)/a*100％<10％，则第二次筛分后的粉末不需要进行重新筛分；若细粉率>10％，则对第二次筛分后的38μm～95μm的粉末收集单元11内的粉末进行第三次筛分。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。