少子寿命检测仪的检测行程加长的改造方法

张龙飞（江苏协鑫软控设备科技发展有限公司,江苏　徐州　221000）

少子寿命检测仪的检测行程加长的改造方法

张龙飞
（江苏协鑫软控设备科技发展有限公司,江苏徐州221000）

摘要：简要说明了少子寿命检测仪设备的结构原理，详细说明了加长检测行程的改造方法及手段，并进行了实际测试与应用，具有推广应用的实际意义。

关键词:少子寿命检测仪;检测行程;改造;加长

1　引言

在太阳能行业的硅锭加工生产工艺中，普遍使用少子寿命检测仪设备来检测硅锭的少子寿命参数，是利用微波光电导衰减法（u-PCD）来测试少数载流子寿命的。在工作时仪器的检测头在水平面的X与Y两个方向上进行扫描被检测的硅锭侧平面，从而进行检测各项数据。设备在结构上包括：机架、两个方向上的拖动机构（电机驱动）、硅锭基座、安装底板、工控检测系统等，该类设备基本上是从国外进口的设备。随着生产产能的增加，硅锭的长度不断增加，原检测设备的检测行程已不能适应硅锭的长度了，即检测仪不能全长度检测硅锭的少子寿命，该设备面临被淘汰的命运。如采购长行程的国外某品牌的检测设备，不仅采购周期长且费用高昂；如将旧设备进行改造升级，使其加长到能检测长硅锭的范围内，则可充分利用旧设备资源并产生可观的经济效益。

2　改造方法

（1）因左右检测行程要加长，故相应地整机左右方向要加长。改造的重点是检测仪的机械部分，即加长原安装板、框架及外壳，增加长度方向（下图左右方向）的内部空间。因检测的前后方向行程未变，故设备宽度方向保持不变。据实测最长的硅锭，长度（左右）方向需要增加400毫米的内空尺寸，即改造时以左边为基准不动，向右加长，原检测仪外形如下图:

图1　改造前的检测仪

（2）在电气、软件控制方面，仍然使用原设备自带的软件控制系统和工控机，原软件只需适当调整左右行程参数即可。这方面可以进行模拟测试，事实上已通过试验证明是可行的。

3　具体施工

基于上述的设计思想，需要重新设计、加工的零部件有：外壳体、左右方向的导轨架、传动带托架、拖链架、安装底板、支承框架等；同时配套采购导轨滑块组件、传动带、排线、光纤等。又因原左右行程加长了，设备原左端仅有滚轮而无导向机构，故需要另行增加左端的导向机构，使得机构前后运行时不致于左右两处不同步，出现摇摆的现象，影响设备的检测性能。

在加工材料的选用方面，尽量与原设备相同。实际上原设备使用的均为铝合金材料，现使用6061、2A11等牌号的国产型材，符合质量较轻又有一定刚度及强度的要求。

在设备上需要安装配合的零部件较多，考虑机械加工工艺时，尽量采用数控设备加工，如数控折弯、下料、磨削等，保证机械加工精度；相关零部件的安装位置尺寸，多次测绘并校对，加工后严格检验，安装一次成功，避免返修。

改造后的产品外观上，尽量与原设备一致，表面处理工艺相应一致，如外壳板喷塑、安装底板黑色氧极化等。

因被检测的硅锭加长，质量加大了，故安装底板下需另增加支承点，以承受较大的硅块质量。初步改造后的检测仪如下图示：

图2　改造后

因设备的左右行程加长了，故原来的左右移动的拖缆长度不够，需要更换，相应地，该方向上的相关的电气接线也需要更换，如光纤、通讯排线等。又因设备的前后行程没有改变，故前后运行的拖缆、电气接线等可用原系统而不需改变。

精密加工好的机械零部件、加长的相关电气接线与原来设备总装到一起，适当调整控制系统检测行程的参数，即可形成一台满足用户使用要求的新设备。

图3　改造前左端导轨　

图4　改造后左端导轨

4　应用效果

改造好的检测仪经装组、调试好后，在生产线上试运行了一段时间，并经用标准硅锭进行各项技术指标的测试，均符合要求。不过因为生产车间硅粉较多，硅粉尘进入了新更换的加长的导轨内，很快导致该导轨发出异响及运动阻力明显增大，最后拖动电机因过载而报警停机。因此又重新采购了具有防尘效果的较高质量的导轨，整机使用效果反映良好。

5　结论

旧的少子寿命检测仪改造后，其检测行程变长了，可以检测较长的硅锭，能够满足日益增长的硅锭产能需要。事实证明，该改造方法是可行的，并且能节约大量的设备投资，具有推广普及的实际重大意义。