本实用新型属于利用光学手段来测试和分析材料的技术领域，具体的为一种硅晶电池蓝膜检测系统及其图像采集装置。
背景技术：
太阳能电池又称为“太阳能芯片”或“光电池”，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。太阳能电池的应用已从军事领域、航天领域进入工业、商业、农业、 通信、家用电器以及公用设施等部门，尤其可以分散地在边远地区、高山、沙漠、海岛和农村使用，以节省造价很贵的输电线路。尤其是晶体硅太阳能电池片,设备成本相对较低，光电转换效率也高，在室外阳光下发电比较适宜。硅晶电池主要有8个生产流程，包括硅片检测、表面制绒、扩散制结、去鳞硅玻璃、等离子刻蚀、渡减反射膜、丝网印刷、快速烧结等。
晶硅电池生产中为了提高晶体硅对太阳光的利用效率，通常通过等离子体增强化学气相沉积法（简称PECVD）在抛光硅表面沉积氮化硅薄膜（多为蓝色，故称蓝膜片）。在PECVD之前遗留以及在PECVD过程中可能会产生的白点、脏污、异物、白边、色差、刻蚀印、水纹等缺陷，这些缺陷严重影响了晶硅电池片的质量，因此，在PECVD工序后，需对含有缺陷的晶硅片电池进行返工，以有效提高晶硅片电池的质量。
在传统的电池片生产过程中，蓝膜缺陷片的挑选多数由经过严格训练的工人进行手工筛选，费事费力。随着电池片生产企业自动化程度的提高，对于蓝膜缺陷片的自动筛选的需求越来越高。
本发明提出利用机器视觉的方案提高人工对蓝膜缺陷片进行自动筛选，检测精度与准确度高于一般检测工人，能够替代人工实现自动筛选。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种硅晶电池蓝膜检测系统及其图像采集装置，能够实现对硅晶电池蓝膜缺陷的检测，并提高生产效率，降低工人劳动强度和成本。
为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
本实用新型首先提出了一种硅晶电池蓝膜图像采集装置，包括用于遮蔽外界光线且下端开口的箱体组件，所述箱体组件的下方设有位于被测硅晶电池片下方的背景板，所述箱体组件内设有位于所述被测硅晶电池片上方并照射所述被测硅晶电池片的光源组件，且所述箱体组件内还设有用于对所述被测硅晶电池片拍照的相机。
进一步，所述箱体组件内设有光源安装板，所述光源安装板上设有位于所述背景板正上方的透光孔，且所述光源安装板上设有位于所述透光孔四周的面板灯。
进一步，所有的所述面板灯围成一周，且所有的所述面板灯围成几何尺寸沿着竖直向下的方向逐渐增大的圆锥形或方锥形结构。
进一步，所述箱体组件内设有相机固定板，所述相机固定板上设有相机安装调节机构；所述相机安装调节机构包括摆动调节块和设置在所述相机固定板上的水平转轴，所述摆动调节块旋转配合安装在所述水平转轴上；所述相机上设有与所述摆动调节块单自由度滑动配合的调节轴；所述调节轴的轴线水平并与所述水平转轴的轴线之间空间垂直。
进一步，所述箱体组件内设有第一竖直导向轴，所述光源安装板滑动配合安装在所述第一竖直导向轴上；所述第一竖直导向轴上还安装设有与其滑动配合的中间固定板，所述中间固定板位于所述光源安装板与所述相机固定板之间，且所述中间固定板上设有第二竖直导向轴，所述相机固定板设有用于与所述第二竖直导向轴滑动配合的导向轴支座，所述中间固定板上设有位于所述透光孔上方的透光通孔。
进一步，还包括用于检测所述被测硅晶电池片是否到位的检测机构；所述检测机构包括位于所述被测硅晶电池片下方的反射传感器。
本实用新型还提出了一种硅晶电池蓝膜检测系统，包括：
输送机构：用于连续输送被测硅晶电池片；
如上所述的硅晶电池蓝膜图像采集装置：设置在所述输送机构上方、并用于采集被测硅晶电池片的图像数据；
工控机：接收来自所述硅晶电池蓝膜图像采集装置采集到的图像数据，并对该图像数据进行处理；
剔除机构：用于剔除缺陷硅晶电池片；
电气柜：接收来自所述工控机的控制指令、并控制所述剔除机构动作。
进一步，所述剔除机构包括机架，所述机架上安装设有位于所述输送机构上方的横梁，所述横梁上安装设有滑轨，所述滑轨上与其滑动配合设有滑块，所述机架上设有用于驱动所述滑块在所述滑轨上移动的驱动机构；所述滑块上安装设有用于吸附缺陷硅晶电池片的吸盘机构；所述吸盘机构包括位于所述输送机构上方的吸盘，所述吸盘的一侧设有用于检测缺陷硅晶电池片是否到位的接近开关；所述驱动机构包括驱动电机和与所述驱动电机传动连接并用于驱动所述滑块移动的带传动机构或螺纹丝杆机构。
进一步，所述输送机构的一侧设有用于存放由所述吸盘放下的缺陷硅晶电池片的缺陷料盒，
进一步，还包括显示单元，所述显示单元与所述工控机相连并用于显示所述相机拍摄的被测硅晶电池片的图像信息。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型的硅晶电池蓝膜图像采集装置，通过设置背景板，使用时，输送台输送硅晶电池片，将背景板安装在输送台的下面，目的是使相机拍摄出的硅晶电池片以外区域的图像颜色统一，便于提取背景板上的照片并进行处理，实现对硅晶电池蓝膜缺陷的检测，并提高生产效率，降低工人劳动强度和成本。
通过将光源组件采用面板灯，并将所有面板灯围成一周并呈圆锥形或方锥形，根据硅晶电池片的结构，以实现对硅晶电池片进行低角度照射，使被测硅晶电池片表面缺陷的对比度更加明显；面板灯不仅可以适用单晶硅电池，也可以适用多晶硅电池。
通过设置检测机构，将被测硅晶电池片被输送到光源组件下方时，信号发射器发送的光信号被被测硅晶电池片遮挡，信号发射器和信号接收器之间的信号传输被中断；相机即可根据该检测信号进行拍摄。
本实用新型的硅晶电池蓝膜检测系统，通过设置输送机构连续输送被测硅晶电池片，并利用硅晶电池蓝膜图像采集装置采集被测硅晶电池片的图像信息后，将图像数据传输至工控机，工控机对图像数据进行分析处理，并判断被测硅晶电池片是否存在缺陷；若被测硅晶电池片不存在缺陷，则输送机构将其输送至下一工序；若被测硅晶电池片存在缺陷，则工控机向电气柜发出控制指令，电气柜控制剔除机构将该缺陷硅晶电池片剔除；如此，即可实现硅晶电池片的自动筛选，能够有效提高准确度和工作效率，减少人力劳动强度。
附图说明
为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：
图1为本实用新型硅晶电池蓝膜检测系统实施例的结构示意图；
图2为硅晶电池蓝膜图像采集装置的结构示意图
图3为图2的左视图；
图4为剔除机构的结构示意图。
附图标记说明：1-第一竖直导向轴；2-传感器固定座；3-背景板；4-被测硅晶电池片；5-光源安装板；6-箱体组件；7-中间固定板；8-导向轴支座；9-第二竖直导向轴；10-相机固定板；11-相机；12-调节轴；13-摆动调节块；14-反射传感器；15-面板灯；
30-剔除机构；31-显示单元；33-工控机；34-电气柜；35-输送机构；36-硅晶电池蓝膜图像采集装置；
51-驱动电机；52-接近开关；53-吸盘；54-滑轨；55-滑块；56-机架；57-横梁。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
如图1所示，为本实用新型硅晶电池蓝膜检测系统实施例的结构示意图。本实施例的硅晶电池蓝膜检测系统，包括：输送机构35：用于连续输送被测硅晶电池片4；硅晶电池蓝膜图像采集装置36：设置在输送机构上方、并用于采集被测硅晶电池片4的图像数据；工控机33：接收来自硅晶电池蓝膜图像采集装置36采集到的图像数据，并对该图像数据进行处理；剔除机构30：用于剔除缺陷硅晶电池片；电气柜34：接收来自工控机33的控制指令、并控制剔除机构动作。
如图2所示，为硅晶电池蓝膜图像采集装置的结构示意图。本实施例的硅晶电池蓝膜检测系统，包括用于遮蔽外界光线且下端开口的箱体组件6，箱体组件6的下方设有位于被测硅晶电池片4下方的背景板3，箱体组件6内设有位于被测硅晶电池片4上方并照射被测硅晶电池片4的光源组件，且箱体组件内还设有用于对被测硅晶电池片拍照的相机11。本实施例的相机显示的图像为黑白图像，相机镜头接口为C口，分辨率为2452*2065，镜头接口为C口，焦距为16mm。
本实施例的箱体组件6内设有光源安装板5，光源安装板5上设有位于背景板3正上方的透光孔，且光源安装板5上设有位于透光孔四周的面板灯15。本实施例的所有的面板灯15围成一周，且所有的面板灯15围成几何尺寸沿着竖直向下的方向逐渐增大的圆锥形或方锥形结构。通过将光源组件采用面板灯，并将所有面板灯围成一周并呈圆锥形或方锥形，根据硅晶电池片的结构，以实现对硅晶电池片进行低角度照射，使被测硅晶电池片表面缺陷的对比度更加明显；面板灯不仅可以适用单晶硅电池，也可以适用多晶硅电池。
本实施例的箱体组件6内设有相机固定板10，相机固定板10上设有相机安装调节机构。相机安装调节机构包括摆动调节块13和设置在相机固定板10上的水平转轴，摆动调节块13旋转配合安装在水平转轴上；相机11上设有与摆动调节块13单自由度滑动配合的调节轴12。调节轴12的轴线水平并与水平转轴的轴线之间空间垂直。
本实施例的箱体组件6内设有第一竖直导向轴1，光源安装板5滑动配合安装在第一竖直导向轴1上。如此，即可调节光源安装板5与被测硅晶电池片之间的距离，本实施例光源安装板5与被测硅晶电池片之间的距离为64mm。本实施例的第一竖直导向轴1上还安装设有与其滑动配合的中间固定板7，中间固定板7位于光源安装板5与相机固定板10之间，且中间固定板7上设有第二竖直导向轴9，相机固定板10设有用于与第二竖直导向轴9滑动配合的导向轴支座8，中间固定板7上设有位于透光孔上方的透光通孔。如此，即可调节相机11与被测硅晶电池片4之间的距离，本实施例的相机11与被测硅晶电池片4之间的距离为397.5-417.5mm，具体的为407.5mm。
本实施例的硅晶电池蓝膜图像采集装置还包括用于检测被测硅晶电池片4是否到位的检测机构。本实施例的检测机构包括位于被测硅晶电池片4下方的反射传感器14。当被测硅晶电池片被输送机构35输送到背景板3上方及发射传感器14上方时，反射传感器14发出的信号被被测硅晶电池片4反射回来，反射回来的信号被反射传感器14接收，如此，即可判断被测硅晶电池片4是否被输送到硅晶电池蓝膜图像采集装置的设定拍摄位置处；当被测规定电池片4到达硅晶电池蓝膜图像采集装置的设定拍摄位置处时，相机11即可对该被测硅晶电池片4进行拍摄，采集图像数据。
本实施例的硅晶电池蓝膜检测系统，通过设置背景板，使用时，输送机构35输送硅晶电池片，将背景板安装在输送机构35的下面，目的是使相机拍摄出的硅晶电池片以外区域的图像颜色统一，便于提取背景板上的照片并进行处理，实现对硅晶电池蓝膜缺陷的检测，并提高生产效率，降低工人劳动强度和成本。
进一步，剔除机构30包括机架56，机架56上安装设有位于输送机构35上方的横梁57，横梁57上安装设有滑轨54，滑轨54上与其滑动配合设有滑块55，机架56上设有用于驱动滑块55在滑轨54上移动的驱动机构；驱动机构包括驱动电机51和与驱动电机51传动连接并用于驱动滑块55移动的带传动机构或螺纹丝杆机构，采用带传动机构时，带传动机构的传送带与滑块55固定连接；采用螺纹丝杆机构时，螺纹丝杆机构的丝杆与滑块55螺纹配合。滑块55上安装设有用于吸附缺陷硅晶电池片的吸盘机构；吸盘机构包括位于输送机构35上方的吸盘53，吸盘53的一侧设有用于检测缺陷硅晶电池片是否到位的接近开关；当接近开关检测到缺陷硅晶电池片达到设定位置处后，启动吸盘53吸附该缺陷硅晶电池片。具体的，输送机构35的一侧设有用于存放由吸盘53放下的缺陷硅晶电池片的缺陷料盒。
进一步，本实施例的硅晶电池蓝膜检测系统还包括显示单元31，显示单元31与工控机33相连并用于显示相机11拍摄的被测硅晶电池片4的图像信息。工控机33内还设有存储器，用于存储缺陷硅晶电池片的图像数据，便于统计分析，并查找缺陷产生原因。
本实施例的硅晶电池蓝膜检测系统，通过设置输送机构连续输送被测硅晶电池片，并利用硅晶电池蓝膜图像采集装置采集被测硅晶电池片的图像信息后，将图像数据传输至工控机，工控机对图像数据进行分析处理，并判断被测硅晶电池片是否存在缺陷；若被测硅晶电池片不存在缺陷，则输送机构将其输送至下一工序；若被测硅晶电池片存在缺陷，则工控机向电气柜发出控制指令，电气柜控制剔除机构将该缺陷硅晶电池片剔除；如此，即可实现硅晶电池片的自动筛选，能够有效提高准确度和工作效率，减少人力劳动强度。
以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。