Name: Pomiar temperatury powierzchni in situ w piecu przenośnika taśmowego za pomocą termografii w podczerwieni inline (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-05-30T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 3 s
Description: Poznaj termografię inline do bezdotykowego pomiaru temperatury powierzchni ogniw słonecznych z krzemu w piecach przenośnikowych. Ta metoda umożliwia ciągły monitoring produkcji bez przerywania procesu.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Ta praca jest wspierana przez niemieckie Federalne Ministerstwo Spraw Gospodarczych w ramach projektu "Feuerdrache" (0324205B). Autorzy dziękują współpracownikom, którzy przyczynili się do powstania tych prac, oraz partnerom projektu (InfraTec, Rehm Thermal Systems, Heraeus Noblelight, Trumpf Photonic Components) za współfinansowanie i wyjątkowe wsparcie.

1. Instalacja kamery na podczerwień w piecu przenośnika taśmowego
<ol>
	<li>Zdecyduj, która część pieca powinna być mierzona przez kamerę na podczerwień. 
	UWAGA: W tym miejscu wybierana jest strefa szczytowa procesu wypalania (patrz podświetlona na pomarańczowo strefa w obszarze wypalania <silna klasa="xfig">Rysunek 1A).</li>
	<li>Określ zakres temperatur zainteresowania, który powinna wykrywać kamera na podczerwień (np. 700−900 °C, typowy zakres temperatur szczytowych procesu wypalania).</li>
	<li>Określ lub przynajmniej oszacuj (za pomocą eksperymentów lub literatury) zależne od temperatury, widma i kąta emisji obiektu (obiektów) będącego przedmiotem zainteresowania (np. krzemowego ogniwa słonecznego), aby określić zakresy długości fal o najwyższej emisji dla interesującego nas zakresu temperatur (pod określonym kątem kamery). 
	UWAGA: W tym przypadku emisja jest szacowana na podstawie wcześniejszej literatury3 oraz oprogramowania o nazwie RadPro10, które oblicza emisyjność zależną od widma, kąta i temperatury dla interesujących materiałów.</li>
	<li>Wybór typu kamery na podczerwień 
	UWAGA: W tym przypadku używana jest kamera z antymonkiem indu (InSb) w podczerwieni (MWIR) (tabela materiałów).
	<ol>
		<li>Wybierz kamerę, która może wykryć interesujący Cię zakres temperatur.</li>
		<li>Wybierz kamerę, której zakres długości fali wykrywania odpowiada zakresowi długości fal najwyższej emisji obiektu zainteresowania w zakresie temperatur będących przedmiotem zainteresowania.</li>
		<li>Unikaj w jak największym stopniu wykrywania promieniowania pasożytniczego przez kamerę, unikając obiektów, które emitują lub odbijają promieniowanie w polu widzenia kamery (np. lampy podczerwieni w piecu). </li>
		<li>Zdecyduj o niezbędnej rozdzielczości przestrzennej i czasowej kamery (np. 640 px x 512 px i 125 Hz [pełny obraz] dla używanej kamery tutaj).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Zrealizuj wystarczającą ścieżkę optyczną od kamery na podczerwień do obiektu (patrz Rysunek 1B).
	<ol>
		<li>Unikaj przeszkadzających obiektów na ścieżce optycznej (np. lamp podczerwieni powodujących światło bezpośrednie lub odbite).</li>
		<li>Jeśli to możliwe, umieść kamerę na zewnątrz komory pieca. 
		UWAGA: Większość kamer ma niskie temperatury pracy (np. do 50 °C). Upewnij się wcześniej, że w razie potrzeby pozycję kamery można zmienić.</li>
		<li>Zdejmij ścianę pieca i izolację w miejscu, w którym powinna znajdować się ścieżka optyczna i zastąp otwór izolacyjnym oknem IR.
		<ol>
			<li>Wybierz odpowiedni materiał dla okna, który spełnia następujące wymagania: 1) jak najbardziej przezroczysty dla zakresu długości fali detekcji (λ) kamery (np. okno ze szkła kwarcowego dla ~0,2 μm < λ < 3 μm, okienko szafirowe dla ~0,4 μm < λ < 4,2 μm) oraz 2) zdolne do izolacji termicznej komory pieca. 
			UWAGA: Wynikowe temperatury okna mogą mieć wpływ na transmisję okna.</li>
			<li>Unikaj uszkodzenia okna podczerwieni. Nie dokręcaj okna, aby uniknąć pęknięcia podczas rozszerzalności cieplnej. 
			UWAGA: Materiał okna powinien mieć wystarczającą ilość miejsca, aby rozszerzyć się po podgrzaniu.</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Sprawdź wynikowe pole widzenia (FOV) kamery na podczerwień, badając obraz termowizyjny za pomocą oprogramowania kamery na podczerwień. Zidentyfikuj docelowy obiekt i jego temperaturę na obrazie termograficznym. W razie potrzeby dostosuj pole widzenia.</li>
</ol>
2. Globalna korekta temperatury kamery na podczerwień skalibrowanej fabrycznie
UWAGA: Zakłada się, że produkcja kamery na podczerwień obejmuje kalibrację radiometryczną.
<ol>
	<li>Wykrywaj lokalne artefakty optyczne, takie jak odbicia i promieniowanie tła.</li>
	<li>Przeprowadzaj klasyczne pomiary termopar obiektu, jednocześnie rejestrując płytkę wraz z termoparą za pomocą kamery na podczerwień.
	<ol>
		<li>Sprawdź ważność zastosowanych termopar. Szukaj znanych charakterystycznych punktów temperatury w profilu temperaturowym obrabianego obiektu, które można wyraźnie wykryć (np. przerwanie w gładkiej linii). Jeśli termopara prawidłowo mierzy te punkty temperatury, najprawdopodobniej jest prawidłowo skalibrowana.</li>
		<li>Przykład użycia krzemowych ogniw słonecznych
		<ol>
			<li>Umieść termoparę na tylnej aluminiowej stronie wafla. Weź profil temperatury dla standardowego procesu wypalania11.</li>
			<li>Sprawdzić poprawność termopar, określając, czy występuje zakłócenie w profilu temperatury z kroku 2.2.2.1 wokół temperatury eutektycznej Al-Si wynoszącej 577 °C w postaci bardziej płaskiej krzywej (jak ma to miejsce w <silna klasa="xfig">Rysunek 2D). 
			UWAGA: Jeśli zakłócenie nastąpi w temperaturze około 577 °C, jest to znak, że pomiar temperatury przez termoparę jest dokładny. Do poniższych kroków należy używać tylko zwalidowanych termopar.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Przeprowadzaj pomiary termopar w interesującym nas zakresie temperatur w tym samym punkcie obiektu (wielokrotnie ze względów statystycznych), a następnie w przestrzennie różnych losowych punktach (ze względów statystycznych), aby uzyskać profile czasowo-temperaturowe.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Określić lokalną nieskorygowaną temperaturę obiektu termograficznego pod termoparami na podstawie pomiarów termopary z kroku 2.2.3, umieszczając termoparę po górnej stronie obiektu.
	<ol>
		<li>Sprawdź, czy nie ma możliwego lokalnego spadku temperatury wokół stykającej się termopary (z powodu rozpraszania ciepła i zacienienia). Przyjmij temperaturę w pobliżu termopary jako temperaturę obiektu bezpośrednio pod termoparą, jeśli nie występuje lokalny spadek temperatury.</li>
		<li>Wykonaj następujące czynności, jeśli występuje lokalny spadek temperatury.
		<ol>
			<li>Określ przestrzenny gradient temperatury obecnego spadku temperatury w części, która nie jest objęta termoparą. 
			UWAGA: Zaleca się wyznaczenie gradientu w wielu miejscach wokół spadku temperatury (promieniowo) i wyznaczenie średniego gradientu.</li>
			<li>Oszacuj udział możliwych artefaktów optycznych indukowanych przez termoparę (przykładowy protokół dla przypadku, w którym zakłada się jednorodną temperaturę wzdłuż kierunku głębokości komórki, np. w ogniwach słonecznych Si).
			<ol>
				<li>Umieść termoparę na powierzchni przeciwnej do mierzonej powierzchni i powtórz pomiar termopary i termografii w tej konfiguracji (jak pokazano na <silna klasa="xfig">Rysunek 3A). Obróć obiekt, w tym termoparę, tak, aby termopara nie znajdowała się na ścieżce optycznej między kamerą a obiektem. 
				UWAGA: Jeśli gradient lokalnego spadku temperatury jest taki sam dla termopary znajdującej się wewnątrz i na zewnątrz ścieżki optycznej (tj. przymocowanej do mierzonej lub przeciwnej powierzchni), jest to znak, że termopara najprawdopodobniej nie wywołuje artefaktów optycznych.</li>
				<li>Ekstrapoluj gradient spadku temperatury w przypadku termopary stykającej się z mierzoną powierzchnią (tj. wewnątrz ścieżki optycznej) na obszar pokryty przez termoparę, aby uzyskać temperaturę obiektu znajdującego się pod termoparą.</li>
				<li>Powtórzyć czynności 2.3.2.2.2 dla każdego pomiaru od kroku 2.2.3.</li>
			</ol>
			</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Alternatywa dla 2.3: Określ lokalną nieskorygowaną temperaturę obiektu termograficznego pod termoparami na podstawie pomiarów termopary z kroku 2.2.3, umieszczając termoparę na dolnej stronie obiektu. Aby określić lokalną nieskorygowaną termografię temperatury ogniwa słonecznego pod termoparą, wyodrębnij temperaturę lokalną w pozycji termopary. 
UWAGA: Trzymanie termopary z tyłu zapobiega blokowaniu przez termoparę celownika na obiekcie przez kamerę. Dlatego z jednej strony korekta temperatury jest znacznie prostsza. Z drugiej strony, termopary zwykle nie są umieszczane w dolnej części obiektu podczas procesu wypalania, co może prowadzić do komplikacji operacyjnych, dlatego ta alternatywa musi być przeprowadzana bardzo ostrożnie. </li>
	<li>Skorygować nieskorygowany obraz termograficzny w odniesieniu do zmierzonych temperatur termopary za pomocą danych wygenerowanych z kroków 2.3 lub 2.4.
	<ol>
		<li>Wykreślić zmierzone temperatury za pomocą termopar w stosunku do wyznaczonych temperatur za pomocą nieskorygowanej termografii w podczerwieni. Przeprowadź dopasowanie krzywej.</li>
		<li>Zastosuj uzyskane pasowanie krzywej jako ogólny jednolity wzór na globalną korekcję dla nieskorygowanego obrazu termograficznego.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Powtórz korekcję temperatury dla każdego nowego typu obiektu lub konfiguracji, zwłaszcza gdy parametry optyczne się różnią.</li>
</ol>
3. Ocena przestrzennego rozkładu temperatury powierzchni za pomocą termografii IR
UWAGA: Zakłada się, że warunki odpalania są identyczne dla tej sekcji.
<ol>
	<li>Stworzenie dwuwymiarowej mapy rozkładu temperatury szczytowej (patrz Rysunek 4A)
	<ol>
		<li>Napisz skrypt z odpowiednim językiem programowania, aby śledzić temperaturę powierzchni obiektu dla każdego punktu powierzchni obiektu wzdłuż całego pola widzenia kamery, tj. działając jako "wirtualna termopara" umieszczona we wszystkich miejscach obiektu jednocześnie. 
		UWAGA: Tutaj skrypt jest napisany w MATLAB.</li>
		<li>Wyodrębnij wartość maksymalną, tj. temperaturę szczytową, dla każdej plamki obiektu i wykreśl te temperatury na odpowiedniej mapie rozkładu 2D.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Średni rozkład temperatury w kierunku przepustowości obiektu i prostopadły do niego (patrz <silna klasa="xfig">Rysunek 4B)
	<ol>
		<li>W kierunku przepustowości: uśrednić rozkład temperatury 2D w wymiarze przeciwnym do kierunku przepustowości. To, co pozostaje, to średni rozkład temperatury 1D w kierunku przepustowości.</li>
		<li>Prostopadle do kierunku przepustowości: uśrednić rozkład temperatury 2D w wymiarze, który jest w kierunku przepustowości. To, co pozostaje, to średni rozkład temperatury 1D prostopadły do kierunku przepustowości. 
		UWAGA: Zaleca się pominięcie ostatniego centymetra (co najmniej) krawędzi do uśredniania, ponieważ artefakty optyczne na krawędzi obiektu mogą zafałszować wynikową średnią temperatury.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Xu, J., Zhang, J., Kuang, K. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aXu%2C+J+%22Conveyor+Belt+Furnace+Thermal+Processing%22">Conveyor Belt Furnace Thermal Processing</a>. , Springer. Heidelberg, Germany. (2018).</li>
<li>Breitenstein, O., Warta, M. W. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBreitenstein%2C+O+%22Langenkamp+Lock-in+Thermography%3A+Basics+and+Use+for+Evaluating+Electronic+Devices+and+Materials%22">Langenkamp Lock-in Thermography: Basics and Use for Evaluating Electronic Devices and Materials</a>. , Springer. Heidelberg, Germany. (2010).</li>
<li>Ravindra, N. M., Ravindra, K., Mahendra, S., Sopori, B., Fiory, A. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modeling+and+Simulation+of+Emissivity+of+Silicon-Related+Materials+and+Structures%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Electronic+Materials%22%5BJournal%5D)">Modeling and Simulation of Emissivity of Silicon-Related Materials and Structures.</a> Journal of Electronic Materials. 32 (10), 1052-1058 (2003).</li>
<li>Ourinson, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+Situ+Solar+Wafer+Temperature+Measurement+during+Firing+Process+via+Inline+IR+Thermography%5BTitle%5D)+AND+%22Physica+Status+Solidi+%28RRL%29+-+Rapid+Research+Letters%22%5BJournal%5D)">In Situ Solar Wafer Temperature Measurement during Firing Process via Inline IR Thermography.</a> Physica Status Solidi (RRL) - Rapid Research Letters. 13 (10), 1900270(2019).</li>
<li>Ourinson, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In-situ+wafer+temperature+measurement+during+firing+process+via+inline+infrared+thermography%5BTitle%5D)+AND+%22AIP+Conference+Proceedings%22%5BJournal%5D)">In-situ wafer temperature measurement during firing process via inline infrared thermography.</a> AIP Conference Proceedings. 2156, 020013(2019).</li>
<li>Cooper, I. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Understanding+and+Use+of+IR+Belt+Furnace+for+Rapid+Thermal+Firing+of+Screen-Printed+Contacts+to+Si+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Electron+Device+Letters%22%5BJournal%5D)">Understanding and Use of IR Belt Furnace for Rapid Thermal Firing of Screen-Printed Contacts to Si Solar Cells.</a> IEEE Electron Device Letters. 31 (5), 461-463 (2010).</li>
<li>Schubert, G., Huster, F., Fath, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physical+understanding+of+printed+thick-film+front+contacts+of+crystalline+Si+solar+cells-Review+of+existing+models+and+recent+developments%5BTitle%5D)+AND+%22Solar+Energy+Materials+and+Solar+Cells%22%5BJournal%5D)">Physical understanding of printed thick-film front contacts of crystalline Si solar cells-Review of existing models and recent developments.</a> Solar Energy Materials and Solar Cells. 90 (18-19), 3399-3406 (2006).</li>
<li>Rauer, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aluminum+Alloying+in+Local+Contact+Areas+on+Dielectrically+Passivated+Rear+Surfaces+of+Silicon+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Electron+Device+Letters%22%5BJournal%5D)">Aluminum Alloying in Local Contact Areas on Dielectrically Passivated Rear Surfaces of Silicon Solar Cells.</a> IEEE Electron Device Letters. 32 (7), 916-918 (2011).</li>
<li>Pawlik, M., Vilcot, J. -P., Halbwax, M., Gauthier, M., Le Quang, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+the+firing+step+on+Al+2+O+3+passivation+on+p-type+Czochralski+Si+wafers%3A+Electrical+and+chemical+approaches%5BTitle%5D)+AND+%22Japanese+Journal+of+Applied+Physics%22%5BJournal%5D)">Impact of the firing step on Al 2 O 3 passivation on p-type Czochralski Si wafers: Electrical and chemical approaches.</a> Japanese Journal of Applied Physics. 54 (8), 21(2015).</li>
<li>Lee, B. J., Zhang, Z. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((RAD-PRO%3A+Effective+Software+for+Modeling+Radiative+Properties+in+Rapid+Thermal+Processing%5BTitle%5D)+AND+%222005+13th+International+Conference+on+Advanced+Thermal+Processing+of+Semiconductors%22%5BJournal%5D)">RAD-PRO: Effective Software for Modeling Radiative Properties in Rapid Thermal Processing.</a> 2005 13th International Conference on Advanced Thermal Processing of Semiconductors. , Santa Barbara, CA. (2005).</li>
<li>Temperature Measurements. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://meettechniek.info/measuring/temperature.html">https://meettechniek.info/measuring/temperature.html</a> (2020).</li>
<li>Blakers, A. W., Wang, A., Milne, A. M., Zhao, J., Green, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((22.8%25+efficient+silicon+solar+cell%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">22.8% efficient silicon solar cell.</a> Applied Physics Letters. 55 (13), 1363-1365 (1989).</li>
<li>Dullweber, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PERC%2B%3A+industrial+PERC+solar+cells+with+rear+Al+grid+enabling+bifaciality+and+reduced+Al+paste+consumption%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+Photovoltaics%3A+Research+and+Applications%22%5BJournal%5D)">PERC+: industrial PERC solar cells with rear Al grid enabling bifaciality and reduced Al paste consumption.</a> Progress in Photovoltaics: Research and Applications. 24 (12), 1487-1498 (2016).</li>
<li>Ourinson, D., Emanuel, G., Lorenz, A., Clement, F., Glunz, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+the+burnout+phase+of+the+contact+firing+process+for+industrial+PERC%5BTitle%5D)+AND+%22AIP+Conference+Proceedings%22%5BJournal%5D)">Evaluation of the burnout phase of the contact firing process for industrial PERC.</a> AIP Conference Proceedings. 2147 (1), 040015(2019).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Zwykle temperatura termograficzna jest korygowana poprzez pomiar i dostosowanie parametrów optycznych obiektu, okna i ścieżki transmisyjnej oraz temperatury otoczenia obiektu i okna transmisyjnego2. Jako metodę alternatywną w niniejszym protokole opisano technikę korekcji temperatury opartą na pomiarach termopary. W przypadku tej ostatniej metody znajomość wyżej wymienionych parametrów nie jest wymagana. W przypadku przedstawionego tutaj zastosowania ta metoda jest wystarczająca. Nie można jednak ...

Kontrola procesu i zapewnienie jakości obiektów przetwarzanych w piecach przenośnika taśmowego1 jest ważne i realizowane poprzez pomiar temperatury powierzchni obiektu. Obecnie temperatura jest zwykle mierzona za pomocą termopary1. Ponieważ pomiary termoparami wymagają kontaktu z obiektem, termopary nieuchronnie uszkadzają obiekt. Dlatego często wybiera się reprezentatywne próbki z partii do pomiarów temperatury, które nie są dalej przetwarzane, ponieważ ulegają uszkodzeniu. Zmierzone temperatury tych uszkodzonych obiektów są następnie uogólniane na pozostałe próbki z partii, które są dalej przetwarzane. W związku z tym produkcja musi zostać przerwana w celu pomiarów termopar. Ponadto styk jest lokalny, musi być ponownie regulowany po każdym pomiarze i wpływa na lokalną temperaturę.
Termografia w podczerwieni (IR)2 ma wiele zalet w porównaniu z klasycznymi pomiarami termopar i stanowi bezdotykową, in-situ, oszczędzającą czas i przestrzennie rozdzielczą metodę pomiaru temperatury. Za pomocą tej metody można zmierzyć każdą próbkę z partii, w tym te, które są dalej przetwarzane, bez przerywania produkcji. Ponadto można zmierzyć rozkład temperatury powierzchni, co zapewnia wgląd w jednorodność temperatury podczas procesu. Funkcja czasu rzeczywistego umożliwia korektę ustawień temperatury w locie. Do tej pory możliwymi powodami niestosowania termografii w podczerwieni w piecach przenośnika taśmowego są: 1) nieznane parametry optyczne gorących obiektów (szczególnie w przypadku niemetali3) oraz 2) pasożytnicze promieniowanie środowiskowe w piecu (tj. promieniowanie odbite wykrywane przez kamerę IR oprócz promieniowania emitowanego przez obiekt), co prowadzi do fałszywej temperatury wyjściowej2.
Tutaj, jako reprezentatywny przykład dowodu koncepcji termografii w podczerwieni w piecu przenośnika taśmowego, udało nam się zainstalować wbudowany system termograficzny w piecu solarnym zasilanym lampą IR (<silna klasa="xfig">Rysunek 1), który jest używany podczas procesu wypalania kontaktowego przemysłowych ogniw słonecznych Si (Rysunek 2A,B)4,5. Proces wypalania jest kluczowym krokiem na końcu przemysłowej produkcji ogniw słonecznych6. Na tym etapie kontakty komórki są tworzone7,8, a pasywacja powierzchni jest aktywowana9. Aby skutecznie osiągnąć to ostatnie, należy dokładnie zrealizować profil czasowo-temperaturowy podczas procesu wypalania (<silna klasa="xfig">Rysunek 2C). Dlatego wymagana jest wystarczająca i wydajna kontrola temperatury. Protokół ten opisuje, jak zainstalować kamerę na podczerwień w piecu przenośnika taśmowego, przeprowadzić korekcję klienta fabrycznie skalibrowanej kamery na podczerwień i ocenić przestrzenny rozkład temperatury powierzchni obiektu docelowego.

<table><tbody><tr><td>Rejestrator danych z barierą termiczną</td><td>Datapaq Sp. z o.o.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Kamera termowizyjna na podczerwień "Image IR 8300"</td><td>InfraTec GmbH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Oprogramowanie do termowizji na podczerwień "IRBIS Professional 3.1"</td><td>InfraTec GmbH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ogniwa słoneczne</td><td>Fraunhofer ISE</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Piec solarny do wypalania "RFS 250 Plus"</td><td>Rehm Thermal Systems GmbH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Termopary osłonowe typu K</td><td>TMH GmbH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Termopara rama kwarcowa</td><td>Heraeus Noblelight GmbH</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

pomiar temperatury powierzchni in situ w piecu przenośnika taśmowego za pomocą termografii w podczerwieni inline

In Situ Surface Temperature Measurement in a Conveyor Belt Furnace via Inline Infrared Thermography

Pomiar temperatury powierzchni obiektów, które są przetwarzane w piecach przenośnika taśmowego, jest ważnym narzędziem w kontroli procesów i zapewnieniu jakości. Obecnie temperatura powierzchni obiektów obrabianych w piecach przenośników taśmowych jest zwykle mierzona za pomocą termopar. Jednak termografia w podczerwieni (IR) ma wiele zalet w porównaniu z pomiarami termoparowymi, ponieważ jest to metoda bezdotykowa, w czasie rzeczywistym i rozdzielczona przestrzennie. Tutaj, jako reprezentatywny przykład potwierdzający słuszność koncepcji, system termografii inline został z powodzeniem zainstalowany w piecu solarnym zasilanym lampą podczerwieni, który jest używany do procesu wypalania kontaktowego przemysłowych ogniw słonecznych Si. W protokole tym opisano, jak zainstalować kamerę na podczerwień w piecu przenośnika taśmowego, przeprowadzić korekcję klienta fabrycznie skalibrowanej kamery na podczerwień i przeprowadzić ocenę przestrzennego rozkładu temperatury powierzchni na obiekcie docelowym.

Jak pokazano na Rysunku 3B−D, przykładowy obiekt (w tym przypadku krzemowe ogniwo słoneczne; ściślej mówiąc, ogniwo z pasywacyjnym emitterem i tylną powierzchnią [PERC]12; Rysunek 2A,B) może zostać wyraźnie wykryty przez kamerę IR w różnych konfiguracjach4. Różne konfiguracje to próbki PERC z metalizacją jednostronną (Rysunek 3B), metalizacją dwustronn...

Ten protokół opisuje, jak zainstalować kamerę na podczerwień w piecu przenośnika taśmowego, przeprowadzić korektę klienta fabrycznie skalibrowanej kamery na podczerwień i ocenić przestrzenny rozkład temperatury powierzchni obiektu będącego przedmiotem zainteresowania. Przykładowe obiekty to przemysłowe krzemowe ogniwa słoneczne.

Pomiar temperatury powierzchni in situ w piecu przenośnika taśmowego za pomocą termografii w podczerwieni inline

Measuring the surface temperature of objects that are processed in conveyor belt furnaces is an important tool in process control and quality assurance. ...

Ponieważ pomiar temperatury obiektów przetwarzanych w piecach liniowych ma kluczowe znaczenie, przedstawiamy termografię inline jako obiecującą alternatywę dla klasycznych pomiarów temperatury za pomocą termopar. Termopary uszkadzają obiekt, mierzą temperaturę lokalnie i wymagają przerwy w produkcji. Nasza kamera termowizyjna na linii produkcyjnej mierzy jednak temperaturę obiektu w sposób bezdotykowy, w czasie rzeczywistym, z rozdzielczością przestrzenną.Używamy pieców liniowych do kontaktowego wypalania krzemowych ogniw słonecznych. W związku z tym zainstalowaliśmy kamerę termowizyjną w naszym piecu, aby zbadać te zalety. Wybierz kamerę z zakresem długości fali detekcji, który w jak największym stopniu odpowiada zakresowi długości fal największej emisji obiektu zainteresowania w zakresie temperatur, który Cię interesuje.Aby zainstalować kamerę na zewnątrz komory pieca, należy zdjąć ścianę pieca i izolację w miejscu, w którym powinna znajdować się ścieżka optyczna, unikając przeszkadzających przedmiotów, takich jak lampy podczerwone, w torze optycznym. Zamknij otwór okienkiem, które izoluje termicznie komorę pieca, a jednocześnie jest jak najbardziej przezroczyste dla zakresu dług

in-situ-surface-temperature-measurement-conveyor-belt-furnace-via

Research

JoVE Journal

Engineering

Inżynieria

Tenadrifluoroacetonian europu (EuTFC) ma linię luminescencji optycznej o długości fali 612 nm, której skuteczność aktywacji znacznie spada wraz z temperaturą. Jeśli próbka pokryta cienką warstwą tego materiału zostanie zmikroobrazowana, intensywność odpowiedzi luminescencyjnej 612 nm może zostać przekształcona w bezpośrednią mapę temperatury powierzchni próbki.

Mikroobrazowanie termiczne o wysokiej rozdzielczości z wykorzystaniem powłok luminescencyjnych z chelatem europu

Demonstrujemy użycie rozproszonego czujnika światłowodowego do mapowania pola temperatury mieszających strumieni powietrza. Czujnik oparty na rozpraszaniu Rayleigha generuje tysiące punktów danych wzdłuż jednego włókna, aby zapewnić wyjątkową rozdzielczość przestrzenną, która jest nieosiągalna w przypadku tradycyjnych czujników, takich jak termopary.

Rozproszone czujniki światłowodowe do mapowania pola temperatury o wysokiej rozdzielczości

Ta metoda ma na celu zlokalizowanie pionowych defektów podpowierzchniowych. W tym przypadku łączymy laser z przestrzennym modulatorem światła i uruchamiamy jego wejście wideo, aby deterministycznie podgrzać powierzchnię próbki za pomocą dwóch modulowanych linii antyfazowych, uzyskując jednocześnie obrazy termiczne o wysokiej rozdzielczości. Pozycja defektu jest uzyskiwana z oceny minimów zakłóceń fal termicznych.

Lokalizacja defektów podpowierzchniowych poprzez ogrzewanie strukturalne za pomocą laserowej termografii fototermicznej

Przedstawiono technikę wykorzystującą długości fal 1150 i 1412 nm do pomiaru temperatury wody otaczającej małą kulę magnetyczną ogrzewaną indukcyjnie.

Technika pomiaru temperatury w bliskiej podczerwieni dla wody otaczającej małą kulę magnetyczną ogrzewaną indukcyjnie

Ten manuskrypt opisuje metody mające na celu pomiar lokalnych współczynników chwilowej konwekcyjnej wymiany ciepła w jednofazowym lub dwufazowym przepływie rurowym. Przedstawiono również prostą metodę optyczną służącą do wyznaczania długości i prędkości rozchodzenia się wydłużonego (Taylora) pęcherzyka powietrza poruszającego się ze stałą prędkością.

Pomiary lokalnej chwilowej konwekcyjnej wymiany ciepła w rurze - przepływ jednofazowy i dwufazowy

Prezentowany tutaj jest protokół wykorzystujący stolik mikroskopowy o kontrolowanej temperaturze, który pozwala na zamontowanie pojemnika na próbkę na mikroskopie pionowym.

Wykonanie stolika mikroskopowego do obserwacji pionowej z funkcją kontroli temperatury

Ten artykuł przedstawia protokół, który umożliwia oprzyrządowanie losowo uzwojonych cewek elektrycznych z czujnikami termicznymi światłowodowej siatki Bragga (FBG) w celu rozproszonego monitorowania stanu wewnętrznych termicznych gorących punktów.

Projektowanie, oprzyrządowanie i protokoły użytkowania do rozproszonego monitorowania gorących punktów termicznych in situ w cewkach elektrycznych za pomocą multipleksowania czujników FBG

Nanokompozyty CdSe-SnSe są wytwarzane przez konsolidację cząstek SnSe zaprojektowanych powierzchniowo. Do produkcji cząstek SnSe stosuje się prostą syntezę wodną. Powlekanie cząstek SnSe kompleksami molekularnymi CdSe pozwala na kontrolowanie wielkości ziaren i zwiększenie liczby defektów występujących w nanokompozycie, a tym samym obniżenie przewodnictwa cieplnego.

Polikrystaliczny CdSe-SNSE o niskiej przewodności cieplnej poddany obróbce w roztworze, poddany inżynierii powierzchniowej

Tutaj prezentujemy protokół syntezy dwóch chalkogenków metali (Cu1.8S i SnSe) odpowiednich dla termoelektryki poprzez ultraszybką (drugi zakres), bezrozpuszczalnikową i jednoetapową syntezę mechanochemiczną przy użyciu prekursorów pierwiastkowych. Jednocześnie demonstrujemy monitorowanie temperatury w słoiku podczas planetarnego mielenia kulowego in situ przez nowo opracowane urządzenie.

Demonstracja prostoty i monitorowania temperatury in situ mechanochemicznej syntezy chalkogenków metali odpowiednich do zastosowań termoelektrycznych

Niniejszy artykuł przedstawia porównawcze badanie zachowania termicznego i efektywności energetycznej elementu grzewczego w kotle kolumnowym destylacji, zasilanego prądem zmiennym (AC) i prądem stałym (DC), oceniając jego wydajność na podstawie wyników statystycznych, takich jak minimalna i maksymalna temperatura, średnia danych termicznych oraz współczynnik zmienności.

Porównanie zachowania termicznego i efektywności energetycznej AC i DC ogrzewania elektrycznego w kolumnie destylacyjnej za pomocą analizy termografii podczerwieni

Poznaj termografię inline do bezdotykowego pomiaru temperatury powierzchni ogniw słonecznych z krzemu w piecach przenośnikowych. Ta metoda umożliwia ciągły monitoring produkcji bez przerywania procesu.

Pomiar temperatury powierzchni in situ w piecu przenośnika taśmowego za pomocą termografii w podczerwieni inline

Przeglądaj więcej filmów