一种太阳能电池片的外观检测装置的制作方法

本实用新型涉及检测设备技术领域，具体涉及一种太阳能电池片的外观检测装置。

背景技术：

随着地球自然资源的减少、环境污染严重，作为可再生资源的太阳能逐渐被人们关注，太阳能电池的应用越来越广泛，而与其品质直接相关的外观缺陷检测则显得尤为重要。

据统计，太阳能电池片的外观缺陷检测项目主要包括栅线检测、颜色检测、脏污检测、划痕检测、色斑检测、脱晶检测等。目前，电池片外观品质的自动化检测装置和方法较多，经检索，专利cn206490044a公开了一种太阳能电池片表面缺陷检测系统，主要是对电池片正面的缺陷检测和颜色分选，但未对检测装置和具体检测方法进行详细描述；专利cn107768269a公开了一种多晶硅太阳能电池片外观脏污缺陷检测的方法，实现了对脏污缺陷特征的检测，只具备单个缺陷检测功能，而其他表面缺陷则无法检测；专利cn108674026a公布了一种太阳能电池片印刷品质检测方法和系统，实现了电池片正背面栅线印刷质量问题的检测，但不能检测电池片表面的缺陷；专利cn106990120a公布了一种太阳能电池片的质量检测方法及其检测装置，利用otc检测系统获取三维图像，实现无接触、无损伤检测，但此方法检测速度较慢，且无法检测电池片颜色缺陷，不适用于工厂大规模生产检测；所以现在市场急需的是一种检测速度快、检测较为全面的系统。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种太阳能电池片的外观检测装置，具有检测速度快、检测全面的特点。

本实用新型解决上述问题的技术方案为：一种太阳能电池片的外观检测装置，包括相机、镜头、环形光源、暗箱、光源桶、导光板、白色垫板、电源、光源控制器、计算机、相机电源线、光控电源线、外触发线、数据线、工业相机接口、被检太阳能电池片；

暗箱内设有支撑板，支撑板固定在暗箱上部，相机垂直固定在支撑板上，镜头安装在相机上，镜头朝下；

暗箱内设有光源桶，光源桶固定在暗箱下部；光源桶包括半球形上盖、圆柱侧围，半球形上盖位于圆柱侧围上方，半球形上盖与圆柱侧围连接成一体；

暗箱内设有环形光源，环形光源固定在暗箱底部，环形光源位于光源桶下方；环形光源与光源桶之间设有导光板，导光板截面为圆弧形，导光板两端分别与暗箱侧壁、暗箱底面连接；

白色垫板位于暗箱正下方，被检太阳能电池片置于白色垫板，被检太阳能电池片与镜头之间的距离为306-380mm。

进一步的，电源通过相机电源线、光控电源线分别与相机、光源控制器连接，光源控制器通过外触发线与相机连接；光源控制器通过数据线与环形光源连接；相机通过工业相机接口连接计算机，计算机控制相机的实时采集与结果分析，计算机通过数字图像处理方法进行缺陷分析。

进一步的，数字图像处理方法包括表面缺陷检测、栅线缺陷检测、颜色缺陷分档；

表面缺陷检测是先用中值滤波将栅线过滤，再动用动态阈值将缺陷从背景中分割，通过灰度和形状特征进行筛选，测出缺陷面积；

栅线缺陷检测是先提取栅线区域，然后分析区域的形状特征来对栅线的断栅、栅线过粗进行筛选，最后通过测量得到线粗和断栅高度；

颜色缺陷分档是用色调空间进行分档，遇到颜色过深的区域色调无法区分的时候再用其他颜色空间辅助判断。

本实用新型具有有益效果：

（1）本实用新型可实现对太阳能电池片栅线缺陷、表面缺陷、颜色分档等多种外观品质的并行检测，提高了太阳能电池片检测的智能化和全面性。

（2）本实用新型在暗箱中设置光源桶与导光板，保障光源照射的均匀度，避免外界环境的干扰，提高了检测精度。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型电气连接图。

图3为本实用新型对被检太阳能电池片的外观缺陷检测流程图。

图中：1-相机，2-镜头，3-环形光源，4-暗箱，5-光源桶，6-导光板，7-白色垫板，8-电源，9-光源控制器，10-计算机，11-相机电源线，12-光控电源线，13-外触发线，14-数据线，15-工业相机接口。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

一种太阳能电池片的外观检测装置，包括相机1、镜头2、环形光源3、暗箱4、光源桶5、导光板6、白色垫板7、电源8、光源控制器9、计算机10、相机电源线11、光控电源线12、外触发线13、数据线14、工业相机接口15；

暗箱4可以避免环境光对检测的影响，暗箱4内设有支撑板，支撑板固定在暗箱4上部，相机1垂直固定在支撑板上，镜头2安装在相机1上，镜头2朝下；

暗箱4内设有光源桶5，光源桶5固定在暗箱4下部；光源桶5包括半球形上盖、圆柱侧围，半球形上盖位于圆柱侧围上方，半球形上盖与圆柱侧围连接成一体；

暗箱4内设有环形光源3，环形光源3固定在暗箱4底部，环形光源3位于光源桶5下方；环形光源3与光源桶5之间设有导光板6，导光板6截面为圆弧形，导光板6两端分别与暗箱4侧壁、暗箱4底面连接；导光板6盖住环形光源3，使光均匀导出，避免光直射被检太阳能电池片；

白色垫板7位于暗箱4正下方，被检太阳能电池片置于白色垫板7上，通过白色垫板7可以有效滤除杂乱背景，更好的进行电池片图像的提取；被检太阳能电池片与镜头2之间的距离为306-380mm；

电源8通过相机电源线11、光控电源线12分别与相机1、光源控制器9连接，光源控制器9通过外触发线13与相机1连接，以实现图像采集与光源补光的同步性；光源控制器9通过数据线14与环形光源3连接，实现光源的光照控制；相机1通过工业相机接口15连接计算机10，计算机10控制相机1的实时采集与结果分析，计算机10通过数字图像处理方法实现对被检太阳能电池片缺陷分析。

数字图像处理方法包括表面缺陷检测、栅线缺陷检测、颜色缺陷分档；

表面缺陷检测是先用中值滤波将栅线过滤，再动用动态阈值将缺陷从背景中分割挑出，通过灰度和形状特征识别筛选缺陷种类和晶格，测出缺陷面积；

栅线缺陷检测是先动用动态阈值提取栅线区域，然后闭操作闭合断栅，闭合后区域与闭合前区域做差运算，得到断栅区域，测量得到断栅高度；然后灰度开操作增强粗线与其他栅线对比度，均值阈值将于周围对比度较大的线粗部分提取，测量得到线粗；

颜色缺陷分档是用色调空间进行分档，提取色调颜色空间，动用全局阈值剔除栅线，再计算整体色调均值，当遇到颜色过深的区域色调无法区分的时候再用其他颜色空间辅助判断，转换入其他平面进行分色。

不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。

技术特征：

1.一种太阳能电池片的外观检测装置，其特征在于，包括相机、镜头、环形光源、暗箱、光源桶、导光板、白色垫板、电源、光源控制器、计算机、相机电源线、光控电源线、外触发线、数据线、工业相机接口、被检太阳能电池片；

暗箱内设有支撑板，支撑板固定在暗箱上部，相机垂直固定在支撑板上，镜头安装在相机上，镜头朝下；

暗箱内设有光源桶，光源桶固定在暗箱下部；光源桶包括半球形上盖、圆柱侧围，半球形上盖位于圆柱侧围上方，半球形上盖与圆柱侧围连接成一体；

暗箱内设有环形光源，环形光源固定在暗箱底部，环形光源位于光源桶下方；环形光源与光源桶之间设有导光板，导光板截面为圆弧形，导光板两端分别与暗箱侧壁、暗箱底面连接；

白色垫板位于暗箱正下方，被检太阳能电池片置于白色垫板上，被检太阳能电池片与镜头之间的距离为306-380mm。

2.如权利要求1所述的一种太阳能电池片的外观检测装置，其特征在于，所述电源通过相机电源线、光控电源线分别与相机、光源控制器连接，光源控制器通过外触发线与相机连接；光源控制器通过数据线与环形光源连接；相机通过工业相机接口连接计算机，计算机控制相机的实时采集与结果分析。

技术总结
本实用新型提供了一种太阳能电池片的外观检测装置，本实用新型包括暗箱，设置在暗箱内的相机、光源桶、环形光源，位于暗箱正下方的白色垫板，置于白色垫板上的被检太阳能电池片；相机固定在暗箱上部，光源桶固定在暗箱下部，环形光源固定在暗箱底部，环形光源位于光源桶下方。相机通过工业相机接口连接计算机，计算机控制相机的实时采集与结果分析，利用数字图像处理方法可实现对太阳能电池片栅线缺陷、表面缺陷、颜色分档等多种外观品质的并行检测，提高了太阳能电池片检测的智能化和全面性；通过在暗箱中设置光源桶与导光板，保障光源照射的均匀度，避免外界环境的干扰，提高了检测精度。

技术研发人员：孙智权;宋奔腾;王杰
受保护的技术使用者：镇江苏仪德科技有限公司
技术研发日：2019.03.14
技术公布日：2020.04.14