专利名称：焊接用自动调光防护面罩的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种专用工具，特别是—种电焊用能自动调光的防护面罩。
老式的防护面罩采用的是有色玻璃作为遮光元件，透光率低，无光时看不见焊接物体，操作工人必须用裸眼来观看引弧后再用其来遮光，其结果给电焊造成职业性眼病，焊接质量不稳定。随着科学技术的发展，国内外出现各种电子自动变色焊接防护面罩，其原理是光信号经微电子器件转换成电信号，用电信号控制遮光元件液晶合的开关，基本上解决了上述问题。但是又出现了新的问题。其主要的问题表现有易受外界背景干扰(即外界光达到一定的强度时就将其遮光器件打开)，液晶合透光率不均匀，遮光强弱需人工调节，需经常更换电池等。
本实用新型的目的在于提供一种在防护面罩上装有弧光传感器、电子线路及遮光元件等，使用时通过电信号传递，使面罩玻璃遇光瞬间自动变深，平时保持为透明状达到自动调光的使用目的。
本实用新型的目的是通过以下措施来实现的它由罩体、传感器、遮光元件、线路盒、光电池组，定位片与十二块电子模片电路所组成，传感器装于线路盒上成三点式结构，遮光元件置于线路盒内，并装在罩体长型窗口的中部，光电池组置于线路盒的前方的下部，定位片将罩体与头套相联；其电路中的模片组成分别为光电转换、信号放大、信号整形、多路转换开关、遮光器件、光传感器、电压放大、模拟数字转换、光电池、储能器件、提升电压、系统电源；所述电路中光电转换是由D1与电阻R0连组合，信号放大由R1、R2、R3、C0及IC0连接构成交流耦合放大器，信号整形电路由电阻R4—R7，电容C1及IC1组成，多路转换开关由IC2构成，遮光器件由IC2的输出端O1—O4分别联接到相应的液晶盒上，光传感器由R8与B1组成分压电路，电压放大由R9—R13、C2、C3及IC3相连构成，模拟数字转换由R14—R18、BG组成的区间电压电路和IC4—IC7构成，光电池由B1和D3组成，储能器件由B2与C4组成，提升电压由IC8、L1、C5、C6及D4相连组成。
本实用新型的优点与效果是1.抗干扰性本产品具有不受外界自然光的干扰，即使在烈日下也不变色，只有在弧光下才能工作。
2.透光均匀安全以往产品透光不均匀，改变遮光器与光源角度不遮光的缺点，本产品不仅克服了这些缺点，还增加了消除对人眼有害的红外线紫外线装置。
以往的产品需根据弧光的强弱，更换遮光器。本产品无需更换遮光器，自动调整遮光器。
3.永久性电能以往产品需经常更换电池，本产品无需更换电池。
4.外观独特本产品采用的头戴式结构，解决了一只手，提高了焊接工效。
如下图1为本实用新型电路原理流程方框图；图2为本实用新型电路原理图；图3为本实用新型结构组成立体图。
下面将结合附图对本实用新型做进一步详述防护面罩罩体1，由高聚合塑料铸成，据有抗高温、阻燃，重量轻等特点。其外型是根据人体头部，脸部的特点设计，上部为圆型，中部为凸出的平面，平面中有一长方形的窗口，据有较高的视野范围。下部为椭圆型，据有较好的防飞溅物的特征。传感器2安装在电子线路安装保护盒上形成三点式结构，使感光信号无任何盲区。遮光元件3放在电子线路保护盒内并安装在防护罩长型窗口的中部，使其与人的眼光平行。线路盒4是一种长方型盒，把一切电子线路和外围器件均安装于内，具有安装方便，操作简单等特点。光电池组5安放在电子线路安装保护盒前方的下部，具有较强的吸收光线的特点。头套6套在人的头部上面设计为可调整的方式，与侧头套和防护面罩组合成头戴式防护面罩，具有戴着舒适，调整方便的特点。定位片7是头套与面罩间联接时固定在某一位置的固定装置。调整旋钮内一螺丝杆，螺丝杆穿过定位片与定位片内的螺丝帽联接，当定位片的位置调整好后，使用调整旋钮将其锁紧。侧头套8套在人的头部前额部分的四周，并有调整锁紧装置。
其电路由弧光检测、弧光强度检测、电源、遮光四大部分组成。
弧光检测部分由光电转换、信号放大、整形、多路开关四部分组成。光电转换采用高灵敏度的光敏器件，它把采集到的弧光信号转换成电压信号(非脉动光不能转换)，再由信号放大部分将其进行放大。放大后的交流信号经整形电路整形后通过多路开关去控制遮光部分。
弧光强度栓测部分由光电传感器、电压放大、模拟数字转换三部分组成。采用光电池作为光电传感器，其特征是当光线照射到光电池上的时候，就能产生一定的电压和电流，这个电压与光强度成正比。当光电传感器产生的电压信号经电压信号放大器放大后，输出到模拟数字转换部分，由模拟数字转换器将其转变成数字量去控制多路开关，选择某几个通道导通，从而去控制遮光器的工作。这样就实现了遮光器的遮光强弱随着弧光的强弱自动调节的目的。
电源部分由光电池、储能元件、升压元件三部分组成。根据光电池的特点，当外界光源达到光电池工作的强度时由光电池产生的电能一部分用于系统的供电，一部分给储能元件补充能量。外界光源未达到光电池工作的强度时由储能元件释放能量仍继续给系统供电，当有弧光时系统供电即由光电池供电，由于光电池和储能元件所释放的电压比较低本实用新型使用提高电压的器件使其达到系统所需的正常工作电压。解决了更换电池的问题。
遮光部分主要由液晶盒组组成，液晶盒组是由数个液晶盒组成，当没有弧光时液晶处于正常状态，液晶盒处于完全透明状态，当有弧光时液晶盒处于偏转状态，阻挡光线的穿透起着遮光的作用。由于液晶在液晶盒内分部不均匀等原因造成了液晶盒遮光时穿透光线出现不均匀状态，这个问题一般均采用在液晶盒前加一个有色玻璃的办法来解决，但效果仍不令人满意。
本实用新型采用的是将液晶盒与液晶盒之间反偏方式叠架的方法，不仅解决了遮光不均的问题，还增加透明状态下的透光度，其效果非常令人满意。遮光器自动调节的方法是由数个反偏方式叠加的液晶盒组合成液晶盒组，当弧光较强时，弧光强度检测部分输出的数字信号控制多个液晶盒处于偏转遮光状态，阻挡强光的穿透。当弧光较弱时则减少液晶盒偏转遮铫状态的数量的方法来完成的。
本电路的结构由十二个功能模块组成。
光电转换器(1)采用硅光电二极管D1，经光照射后D1把光信号变成电信号，作为电阻R0的电压降进行电压变换。信号放大(2)由电阻器R1、R2、R3，电容器C0及运算放大器IC0，构成的交流耦合交流放大器。稳压二极管D0给运算放大器同相输入端保持一稳定的电压，交流放大器的增益由反馈电阻R3的阻值决定，光电转换的输出经交流放大器放大后输出。信号整形(3)由电阻器R4、R5、R6、R7、电容器C1及运算放大器IC1组成。它将交流放大器输出的交流信号进行整形，变成同频率，同相的方波信号输到多路开关。转换开关(4)为单片集成电路IC2组成。整形电路输出的方波信号分别联接到多路开关IC2的输入通道I1和I4上，由控制端CON1到CON4控制它们的断开和导通。遮光器件(5)由集成电路IC2多路开关的输出端O1到O4分别联接到相应的液晶盒上。光传感器(6)由电阻器R8和光电池B1组成分压电路。将弧光强度信号转换成电压信号送给放大器。电压放大(7)由电阻器R9、R10、R11、R12、R13电容器C2、C3及运算放大器IC3组成的比例积分放大器。电阻器R11与电容器C3是运算放大器同相输入端的下偏置电阻和旁路电容，电阻器R9、R10电容器C2为运算放大器IC3的反馈电阻及积分电容，电阻器R12、R13为运算放大器输出端的下偏置电阻。它把弧光强度部分检测到的电压信号进行放大。模拟数字转换(8)由电阻器R14、R15、R16、R17、R18晶体三极管BG组成的区间电压电路和四个比较器IC4、IC5、IC6、IC7构成模拟数字转换器。区间电压信号接到相应的比较器的同相输入端。电压放大级的输出信号与比较器同相输入端的区间电压进行比较从而将模拟量变为数字量。为保证区间电压的稳定使用晶体三极管BG作为恒流源，为区间电压电路提供稳定的电流。光电池(9)由光电池B1和晶体二极管组成电源采集电路，晶体二极管D3起隔离作用，当有光线时，由光电池采集能量为系统供电源并为储能元件提供能量。储能器件(10)采用可冲电电池B2，在没有光线时冲电电池B2为系统供电，电容器C4为滤波电容。提升电压(11)采用专用开关式升压集成电路IC8，其它元件电感器L1电容器C5、C6及萧特基二极管D4，为集成电路IC8的专用外围电路。同时还备有系统电源(12)。
权利要求1.焊接用自动调光防护面罩，由罩体1、传感器2、遮光元件3、线路盒4、光电池组5，定位片7与十二块电子模片电路所组成，其特征在于传感器2装于线路盒4上成三点式结构，遮光元件3置于线路盒4内，并装在罩体1长型窗口的中部，光电池组5置于线路盒4的前方的下部，定位片7将罩体1与头套6相联；其电路中的模片组成分别为光电转换(1)、信号放大(2)、信号整形(3)、多路转换开关(4)、遮光器件(5)、光传感器(6)、电压放大(7)、模拟数字转换(8)、光电池(9)、储能器件(10)、提升电压(11)、系统电源(12)。
2.如权利要求1所述的调光防护面罩，其特征在于所述电路中光电转换(1)是由D1与电阻R0相连组合，信号放大(2)由R1、R2、R3、C0及IC0连接构成交流耦合放大器，信号整形电路(3)由电阻R4—R7，电容C1及IC1组成，多路转换开关(4)由IC2构成，遮光器件(5)由IC2的输出端O1—O4分别联接到相应的液晶盒上，光传感器(6)由R8与B1组成分压电路，电压放大(7)由R9—R13、C2、C3及IC3相连构成，模拟数字转换(8)由R14—R18、BG组成的区间电压电路和IC4—IC7构成，光电池(9)由B1和D3组成，储能器件(10)由B2与C4组成，提升电压(11)由IC8、L1、C5、C6及D4相连组成。
专利摘要本实用新型涉及一种电焊用能自动调光的防护面罩。传感器装于线路盒上成三点式结构，遮光元件置于线路盒内，并装在罩体长型窗口的中部，光电池组置于线路盒的前方的下部，使用时通过电信号传递，使面罩玻璃遇光瞬间自动变深，平时保持为透明状达到自动调光的使用目的。
文档编号A61F9/06GK2232264SQ95232309
公开日1996年8月7日 申请日期1995年9月25日 优先权日1995年9月25日
发明者高锦 申请人:高锦