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近些年来,随着太阳能光伏产业的迅速发展,国内外对单晶硅的需求量急剧增加。因此,单晶硅生产质量的检测要求也更多的引起了人们的关注。在单晶硅的拉制过程中,会由于一些不确定的因素,在单晶硅棒内形成杂质、裂纹、气泡等缺陷,影响到切片质量和切片设备的安全。因此,在切片之前,无损伤的检测出硅棒中缺陷的存在性,并对其进行准确的定位、定量分析,可以有效的提高成品质量、保护设备安全、降低生产成本、提高工作效率等。 在对五大常规无损检测优缺点的对比基础上,本文采用超声波无损检测对硅棒进行检测;为了提高检测的灵敏度和检测的准确性,采用了透反结合的圆周遍历检测方法,在径向与轴向上对硅棒全面扫查;为了得到更加直观的检测结果,本文在传统的超声A型、B型显示的基础上,对回波信号进行极坐标显示与三维重构显示。本文的主要工作、成果如下: 首先介绍了课题的相关研究背景与现状,超声检测技术的现状与发展趋势以及三维重构算法在超声检测中的应用。 研究了超声波的基本特性、传播规律以及超声波无损探伤的基本原理,分析了超声波透射法和反射法各自的优缺点,针对单晶硅棒材特点,采用了透反结合的圆周遍历检测方法,并设计搭建实验检测平台,利用平台进行检测实验。 研究了三维重构算法在超声检测中的应用,具体阐述了MC算法的原理与实现流程。对于底面回波不明显的现象,引入了底面回波构造法,并描述了具体实施方法,通过实验验证其可行性。 分析了实验采集到的回波数据,对回波数据进行极坐标映射,利用Matlab软件编写三维成像程序,对缺陷进行了三维重构,并分析了重构结果。