专利名称：一种辉光设备可调节辉光监控系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种监控系统，尤其适用于硅太阳能电池制造过程中，对等离子体 刻蚀和等离子体镀膜等具有等离子辉光特性的设备的工作状态进行监控与相关数 据的实时采集。
背景技术：
在现有的硅太阳能电池制造工艺中， 一般的国产刻蚀机和平板式PECVD设备 (等离子增强化学气相沉积设备)不具有对等离子刻蚀和PECVD沉积镀膜过程予 以监控与数据实时釆集的功能，而在实际的生产过程中，由于上述刻蚀机和平板 式PECVD等辉光设备的本身故障、工作人员的操作失误及动力供应故障等因素， 往往会导致辉光设备腔体内的辉光强度发生波动，造成产品异常，以致生产出不 符合质量要求的产品，以刻蚀机为例，由于各种不稳定因素，比如工艺气体流量 的变化、反应仓内真空压力的变化、石英件的粉尘的堆积及老化及微波电源的功 率变化等等，都会造成对硅片质量的影响，而上述因素的变化也都可以从辉光的 变化上表现出来，这些不稳定因素造成硅片刻蚀不净等缺陷，这些缺陷会对太阳 能电池片的质量产生很大的影响，直接导致太阳能电池产品质量不合格。
长期以來，对等离子体辉光反应过程实施监控和对辉光功率进行控制是太阳能 电池制造行业一直梦寐攻克却难以解决的技术难题，目前， 一般的辉光监控方式 是对辉光功率进行监控，都是取样电流或电压通过反馈比较达到监控目的，但是 该种监控方式存在以下缺陷(l)因为微波电源都是在个高频(达到上千赫兹)高 压(达到一千多伏)，所以微波电源会干扰监控系统信号，引起监控系统的错误动 作，因此该种监控方式并不十分可靠；(2)因为只对微波电源的功率变化起到监控， 而对其它变化无法进行有效监控，因此不能直接的实现辉光反应的状态监控，也 就无法实现更为稳定的反应条件，辉光强度仍容易出现波动现象；(3)由于前述原 因，现有的监控系统并不能得知其它参数是否稳定的状况。
综上所述，现有只对辉光功率进行监控的辉光监控方式并不能对等离子体辉光 反应过程和对辉光功率实施有效的监控。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可靠性强、监控方式简单、可实现辉光稳定且能 够大幅度提高太阳能电池质量的辉光设备可调节辉光监控系统。
本发明的目的通过以下的技术措施来实现 一种辉光设备可调节辉光监控系 统，其特征在于包括用于监测辉光强度的光敏传感器、连接电缆及控制器，所述 光敏传感器通过连接电缆连接所述控制器，所述光敏传感器用于设在辉光设备中 辉光发生腔体的外围，光敏传感器监测辉光发生腔体的等离子体辉光强度获取监 测信号，该监测信号通过连接电缆传送至控制器，所述控制器接收所述监测信号 后采取相应的操控动作。
本发明的工作原理是当辉光设备正常生产辉光时，辉光设备的辉光发生腔 体内会产生可见光，随着气体流量、腔内压力、辉光电源等参数的变化，可见光 强度也会发生改变，光敏传感器监测到上述变化过程中的辉光强度变化，并将监 测数据发送给控制器，由控制器通过内部程序逻辑运算实现相关的操控动作。
本发明采用光敏传感器对辉光强度进行直接监测，与现有对辉光功率进行监 控的方式相比，微波电源对监控系统的信号干扰小，不易产生误动作，使得本发 明监控可靠性大大增强；本发明直接实现了对辉光反应的监控，进而实现了稳定 的反应条件，使得硅片能够在一个具有非常稳定反应条件的环境中进行反应，由 控制器接收监测信号后采取相应的操控动作，因此可避免辉光设备产生故障、人 为操作失误或者动力供应故障而导致的辉光波动，确保了太阳能电池产品的质量。
作为本发明的种实施方式，所述光敏传感器为开关量光敏传感器，所述控 制器上设有与其电力连接的警示装置，所述丌关量光敏传感器具有用于设定辉光 强度的控制电路，当开关量光敏传感器监测的辉光强度达到辉光强度的设定值时， 开关量光敏传感器向控制器发送一开关量信号，由控制器接收该信号并丌启警示 装置。
作为本发明的另一种实施方式，所述光敏传感器为模拟量光敏传感器，所述 模拟量光敏传感器对辉光强度进行模拟量转化并将转化信号传送至控制器，由控 制器进行辉光电源功率的数据记录及控制辉光电源功率的输出，以实现对辉光强 度的调节。
作为本发明的实施方式，所述光敏传感器包括开关量光敏传感器和模拟量光 敏传感器，所述控制器上设有与其电力连接的警示装置，所述开关量光敏传感器 具有用于设定辉光强度的控制电路，所述开关量光敏传感器和模拟量光敏传感器分别通过连接电缆连接至控制器；当开关量光敏传感器监测的辉光强度达到辉光 强度的设定值时，开关量光敏传感器向控制器发送开关量信号，由控制器接收该 信号并开启警示装置；而所述模拟量光敏传感器则对辉光强度进行模拟量转化并 将转化信号传送至控制器，由控制器进行辉光电源功率的数据记录及控制辉光电 源功率的输出，以实现对辉光强度的调节。
本发明的开关量光敏传感器及其控制电路实现对辉光强度的定量反馈，即当 反应辉光强度降低或者升高到设定强度时，输出开关量信号；模拟量光敏传感器 将现场辉光强度进行模拟量转化后，将转化信号传送至控制器，而控制器通过预 先得到的转化信号和辉光功率的对应关系，将转化信号转化为实际辉光电源功率 处理，即对辉光电源功率进行数据记录和反馈控制辉光电源功率输出。因此本发 明通过模拟信号和数字信号直接对辉光强度进行监控，微波电源对数字信号和模 拟信号的干扰小，使得本发明的可靠性较强。
作为本发明的一种改进，所述辉光设备中设有内护罩，所述内护罩将所述辉 光发生腔体围括于其中，所述光敏传感器设于内护罩的内侧壁上，光敏传感器与 辉光发生腔体侧壁之间的距离是5 20cm。
本发明还具有以下实施方式
所述控制器设于电器柜中，控制器上还设有可实现人工操控的操作界面，该操 作界面可采用触摸式显示屏，而控制器具有多种实施方式，例如采用可编程控制 器(PLC)或者工控机等；警示装置可采用嗡鸣器和/或以不同色彩灯管显示不同 报警级别的指示灯等以实现报警功能。
与现有技术相比，本发明具是有如下显著的效果
a)本发明是采用光敏传感器对辉光强度进行直接监测，监控信号所受到微波
电源的干扰较小，监测结果更为可靠；
(2) 本发明采用光敏传感器与控制器之间的信号传送，由控制器接收监控信号 并进行处理以实现对辉光强度的监控，监控方式比较简单；
(3) 本发明是对综合性能表现的监控，直接实现了对辉光反应状态的监控，使 得辉光更为稳定，可大幅度提高太阳能电池质量；
(4) 本发明辉光监控系统可普遍适用于辉光设备的辉光强度监控，适用范围比 较广泛。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。 图1是本发明实施例1工作状态示意图； 图2是本发明实施例1电路控制示意图。
具体实施例方式
实施例1
如图1所示，本发明一种辉光设备可调节辉光监控系统，包括用于监测辉光
强度的光敏传感器、连接电缆及控制器3，控制器3采用可编程控制器(PLC)， 光敏传感器包括开关量光敏传感器11和模拟量光敏传感器12，可编程控制器上设 有与其电力连接的警示装置，警示装置采用嗡鸣器6和以不同色彩灯管显示不同 报警级别的指示灯7，开关量光敏传感器11具有用于设定辉光强度的控制电路， 设定强度由控制电路中的调节器实施调节，开关量光敏传感器11和模拟量光敏传 感器12分别通过连接电缆2、 21连接至可编程控制器；关量光敏传感器11和模 拟量光敏传感器12设于辉光设备中辉光发生腔体5的外围，辉光设备中设有内护 罩6，内护罩6将辉光发生腔体5围括于其中，关量光敏传感器11和模拟量光敏 传感器12设于内护罩的内侧壁上，此时，上述两个光敏传感器与辉光发生腔体5 侧壁之间的距离是10cm，安装时，在内护罩6上开洞并调整好上述光敏传感器与 辉光发生腔体5的距离，并调节好角度后，用胶固定；为了使开关量光敏传感器 11和模拟量光敏传感器12不受其它光源的干扰，将辉光发生腔体5密封。 本发明的工作过程如下
当开关量光敏传感器11监测的辉光强度达到辉光强度的设定值时，开关量光 敏传感器11向可编程控制器发送开关量信号，由可编程控制器接收该信号后，通 过运算预编程程序实现丌启嗡鸣器6和指示灯7;另一方面，模拟量光敏传感器 12则对辉光强度进行模拟量转化并将转化信号传送至可编程控制器，可编程控制 器通过预先得到的转化信号与辉光电源功率的对应关系，将转化信号转化为实际 辉光电源功率处理，即进行辉光电源功率的数据记录及控制辉光电源功率的输出， 以实现对辉光强度的调节。
可编程控制器设于电器柜9中，可编程控制器具有可实现人工操控的操作界 面，在本实施例中，操作界面采用触摸式显示屏8。
如图2所示，是本发明的电路控制示意图，开关量光敏传感器SD采用JGK-2
7数字量输出，开关量光敏传感器SD的数字信号输出端与可编程控制器PLC的数 字信号输入端连接，可编程控制器PLC的各指示信号输出端与表示不同报警级别 指示灯HL的指示信号输入端连接，可编程控制器PLC的报警信号输出端与嗡鸣 器speaker的报警信号输入端连接；模拟量光敏传感器SA(模拟量控制，-10VDC +10￥00的模拟信号输出端与数/模转换模块？乂2^4八/0的模拟信号输入端连接， 模拟量光敏传感器SA通过数/模转换模块FX2N-4A/D对现场辉光强度进行模拟量 转化后，将转化信号(-10VDC—10VDC)传送至可编程控制器。
本发明通过数字信号和模拟信号直接对辉光强度实施监测，微波电源对该监 测信号干扰小，因此本发明的抗干扰性强，实践证明无误动作，可靠性高，能够 直接实现辉光反应的监控，实现更加稳定的反应条件。本实施例为本发明的最佳 实施方式。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于光敏传感器只采用开关量光敏传感器， 开关量光敏传感器与辉光发生腔体侧壁之间的距离是5cm，控制器采用工控机， 当丌关量光敏传感器监测的辉光强度升高或者降低到辉光强度的设定值时，开关 量光敏传感器向工控机发送一开关量信号，由工控机接收该信号，通过运算预编 程程序实现开启嗡鸣器和指示灯。
实施例3
本实施例与实施例1的不同之处在于光敏传感器只采用模拟量光敏传感器， 模拟量光敏传感器与辉光发生腔体侧壁之间的距离是20cm，模拟量光敏传感器对 辉光强度进行模拟量转化并将转化信号传送至可编程控制器，可编程控制器通过 预先得到的转化信号与辉光电源功率的对应关系，将转化信号转化为实际辉光电 源功率处理，即进行辉光电源功率的数据记录及控制辉光电源功率的输出，以实 现对辉光强度的调节。
本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技 术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做 出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。
权利要求
1、一种辉光设备可调节辉光监控系统，其特征在于包括用于监测辉光强度的光敏传感器、连接电缆及控制器，所述光敏传感器通过连接电缆连接所述控制器，所述光敏传感器用于设在辉光设备中辉光发生腔体的外围，光敏传感器监测辉光发生腔体的等离子体辉光强度获取监测信号，该监测信号通过连接电缆传送至控制器，所述控制器接收所述监测信号后采取相应的操控动作。
2、 根据权利要求1所述的辉光设备可调节辉光监控系统，其特征在于所述 光敏传感器为开关量光敏传感器，所述控制器上设有与其电力连接的警示装置， 所述开关量光敏传感器具有用于设定辉光强度的控制电路，当开关量光敏传感器 监测的辉光强度达到辉光强度的设定值时，开关量光敏传感器向控制器发送一开 关量信号，由控制器接收该信号并开启警示装置。
3、 根据权利要求1所述的辉光设备可调节辉光监控系统，其特征在于所述 光敏传感器为模拟量光敏传感器，所述模拟量光敏传感器对辉光强度进行模拟量 转化并将转化信号传送至控制器，由控制器进行辉光电源功率的数据记录及控制 辉光电源功率的输出，以实现对辉光强度的调节。
4、 根据权利要求1所述的辉光设备可调节辉光监控系统，其特征在于所述 光敏传感器包括开关量光敏传感器和模拟量光敏传感器，所述控制器上设有与其 电力连接的警示装置，所述开关量光敏传感器具有用于设定辉光强度的控制电路，所述丌关量光敏传感器和模拟量光敏传感器分别通过连接电缆连接至控制器；当 开关量光敏传感器监测的辉光强度达到辉光强度的设定值时，开关量光敏传感器 向控制器发送开关量信号，由控制器接收该信号并开启警示装置；而所述模拟量 光敏传感器则对辉光强度进行模拟量转化并将转化信号传送至控制器，由控制器 进行辉光电源功率的数据记录及控制辉光电源功率的输出，以实现对辉光强度的 调节。
5、 根据权利要求1所述的辉光设备可调节辉光监控系统，其特征在于所述 辉光设备中设有内护罩，所述内护罩将所述辉光发生腔体围括于其中，所述光敏 传感器设于内护罩的内侧壁上。
6、 根据权利要求5所述的辉光设备可调节辉光监控系统，其特征在于所述 光敏传感器与辉光发生腔体侧壁之间的距离是5 20cm。
7、 根据权利要求1 4任一所述的辉光设备可调节辉光监控系统，其特征在 于所述控制器是可编程控制器或工控机。
8、 根据权利要求2或4所述的辉光设备可调节辉光监控系统，其特征在于 所述警示装置为嗡鸣器和/或以不同色彩灯管显示不同报警级别的指示灯。
9、 根据权利要求1 4任一所述的辉光设备可调节辉光监控系统，其特征在于 所述控制器设于电器柜中，所述控制器上还设有可实现人工操控的操作界面。
10、 根据权利要求9所述的辉光设备可调节辉光监控系统，其特征在于所述操作界面为触摸式显示屏。
全文摘要
本发明公开了一种辉光设备可调节辉光监控系统，包括用于监测辉光强度的光敏传感器、连接电缆及控制器，所述光敏传感器通过连接电缆连接所述控制器，所述光敏传感器用于设在辉光设备中辉光发生腔体的外围，光敏传感器监测辉光发生腔体的等离子体辉光强度获取监测信号，该监测信号通过连接电缆传送至控制器，所述控制器接收所述监测信号后采取相应的操控动作。本发明采用光敏传感器对辉光强度进行直接监测，干扰小，不易产生误动作，可靠性强；本发明直接实现了对辉光反应的监控，进而实现了稳定的反应条件，可避免辉光设备产生故障、人为操作失误等导致的辉光波动，确保了太阳能电池产品的质量。
文档编号G05D25/00GK101598951SQ200910040490
公开日2009年12月9日 申请日期2009年6月23日 优先权日2009年6月23日
发明者戴德鹏 申请人:扬州晶澳太阳能研发有限公司