In Situ Medición de Temperatura de Superficie en un Horno de Cinta Transportadora a través de Termografía Infrarroja Inline

Como es crucial medir la temperatura de los objetos procesados en hornos en línea, aquí presentamos la termografía en línea como una alternativa prometedora a las mediciones clásicas de temperatura por termopares. Los termopares dañan el objeto, miden la temperatura localmente y requieren una interrupción de la producción. Nuestra cámara termográfica en línea, sin embargo, mide la temperatura del objeto de una manera sin contacto, en tiempo real, resuelta espacialmente.

Utilizamos hornos en línea para la cocción de contacto de células solares de silicio. Por lo tanto, instalamos una cámara termográfica en línea en nuestro horno para investigar estas ventajas. Seleccione una cámara con un rango de longitud de onda de detección que coincida con el rango de longitud de onda de la emisión más alta del objeto de interés en el rango de temperatura de interés tanto como sea posible.

Para instalar la cámara fuera de la cámara del horno, retire la pared del horno y el aislamiento en el lugar donde debe ubicarse la trayectoria óptica, evitando objetos perturbadores, como lámparas infrarrojas, en la trayectoria óptica. Cierre el orificio con una ventana que aísle la cámara del horno térmicamente mientras es lo más transparente posible para el rango de longitud de onda de detección de la cámara. A continuación, coloque la cámara encima de las ventanas para que la cámara tenga un objeto visual en la correa móvil.

Evite la mayor detección de radiación parasitaria posible por parte de la cámara evitando los objetos cercanos que emiten o reflejan la radiación en el rango de longitud de onda de detección de la cámara. A continuación, examine la imagen de termografía a través del software de cámara infrarroja para comprobar el campo de visión resultante de la cámara. Para una corrección de la temperatura del cliente para las células solares de silicio, primero revise la celda solar en busca de artefactos ópticos locales.

Como la corrección de temperatura se basa en termopares, para comprobar la validez del termopar, monte el termopar en el lado trasero de aluminio de la oblea y mida el perfil de temperatura de tiempo para un proceso de cocción estándar. Si el perfil de temperatura de tiempo muestra una interrupción en forma de curva más plana a la temperatura eutéctica de silicio de aluminio de 577 grados Celsius, lo más probable es que el termopar esté correctamente calibrado. Realice mediciones de termopar con el termopar validado montado en la parte posterior de la célula solar y registre la oblea con la cámara infrarroja.

Realice múltiples mediciones de termopar en el rango de temperatura de interés en el mismo punto del objeto y en varios puntos de objeto aleatorios espacialmente para obtener perfiles de temperatura de tiempo estadísticamente significativos. Para determinar la temperatura local de la célula solar de termografía no corregida bajo el termopar, extraiga la temperatura local en la posición del termopar. Registre las temperaturas medidas a través de termopares contra las temperaturas determinadas a través de la termografía infrarroja no corregida, y obtenga un ajuste de curva como una fórmula de corrección global uniforme general para la imagen termografía no corregida.

A continuación, utilice estos datos de ajuste de curva para corregir la imagen termografía no corregida globalmente. Para crear un mapa de distribución de temperatura máxima bidimensional, escriba un script en un lenguaje de programación adecuado para realizar un seguimiento simultáneo de la temperatura de la superficie del punto de superficie de cada objeto a lo largo de todo el campo de visión de la cámara para que actúe como un termopar virtual colocado en todos los puntos de oblea simultáneamente. A continuación, extraiga el valor de temperatura máxima para cada punto y trace estas temperaturas en un mapa de distribución 2D correspondiente.

Para realizar una distribución de temperatura media en la dirección de rendimiento, promede la distribución de temperatura 2D en la dimensión perpendicular a la dirección de rendimiento. Para realizar una distribución de temperatura media perpendicular a la dirección de rendimiento, promede la distribución de temperatura 2D en la dimensión en la dirección de rendimiento. Como se muestra en esta figura, la temperatura corregida de esta célula solar de silicio puede ser claramente detectada por la cámara infrarroja en diferentes configuraciones.

Muestras de ventajas metalizadas, bifacialmente y no metalizadas. En estos análisis, el rango de temperatura de interés se asemejaba al rango de temperatura máxima típico del proceso de cocción. Como se observa en esta imagen, el termopar en contacto en la parte posterior de la célula solar causa una caída de temperatura alrededor de sí misma, probablemente debido a la disipación de calor y el sombreado.

Esta última caída es importante para estimar la temperatura celular durante la cocción sin termopares, en comparación con la temperatura medida por el termopar, como para esta célula colocada en un marco cuando se contacta con un termopar. Si se coloca directamente en la correa, la cámara infrarroja permite la observación de la disipación de calor local de las células por la cinta transportadora. Esta imagen muestra una distribución representativa de la temperatura máxima de la célula solar espacial bidimensional y la distribución media deducida en y perpendicular a la dirección de transporte.

A medida que utilizamos hornos en línea para la cocción de contacto de células solares de silicio, instalamos una cámara infrarroja en nuestro horno para crear una innovadora aplicación de termografía. La obtención de distribuciones de temperatura máxima resueltas espacialmente durante el proceso de cocción permite investigar las correlaciones de distribución de temperatura con los parámetros de células solares resueltos espacialmente que se ven significativamente realizados por el disparo.