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随着科技的日新月异,我国光伏产业也在飞速发展,单晶硅材料也越来越得到重视。但在单晶硅的制备过程中会存在许多的不确定因素,导致产生诸如气泡、裂纹等缺陷,这将对单晶硅的后续加工产生不利影响。为保护生产设备、提高单晶硅材料的成品质量,在单晶硅制备加工之前进行无损检测有着极其重要的意义。 目前比较常用的有五大无损检测技术,从上述实际问题出发经过认真分析比对,得出超声波的检测方法最为合适。由于单晶硅棒相比一般材料较为特殊,本文中选用透反结合并配合圆周遍历的方法进行检测,以期达到最佳效果。为了将采集到的数据以更加直观的方式显现出来,本文采用了极坐标成像与三维重构的方法进行图像处理。本文所做的主要工作如下: 介绍了课题背景、超声无损检测的历史、现状以及未来发展,并对超声波非金属材料检测进行讲解。对于单晶硅棒在超声无损检测方面我国目前尚无相关报道。 对超声波的特征量及传播特性进行研究,介绍了单晶硅棒相对于一般材料的特殊性。对超声波的反射法和透射法进行对比,说明其各自优缺点。详细介绍了透反结合法与圆周遍历检测,并对缺陷定位和缺陷定深度的方法进行讲述。给出极坐标成像与三维重构方法的详细说明。 构建了单晶硅棒的超声检测系统,其中包括:超声波发射电路和接收电路,圆周遍历检测平台,数据采集与数据处理环节,极坐标成像与三维重构。通过硬件部分对采集的数据进行初步的滤波、放大,再使用NI公司的数据采集板卡进行数据采集并传输到上位机,由Matlab及Labview软件进行数据处理并实现极坐标成像和三维重构。 通过大量的实验来验证此超声检测方法的合理性及准确性,经过比对验算,在误差允许范围内实验结果与实际情况相吻合。