专利名称：焊接用自动遮光防护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是用于电弧焊时遮挡强光的劳保用品。可安装在防护帽或防护罩上。
现有的绝缘手控电焊面罩(BG85023524)采用的是可开启的护目镜片，揿动手柄开关使护目镜片开启，形成6～13MM窗口，使工人在引弧前能观察焊接工作方位。由于弧光极亮，引弧往往在滤光片翻下后点燃，这对精确掌握操作点带来误差，使用也不方便。美国专利(U.S4237557)为一焊接防护帽的控制系统，其主要技术特征是在焊弧熄灭后，液晶光屏自动打开，并延时2～3秒钟，以便让焊工观察焊件以及作预热焊条等辅助工作，给出的电路采用交替延时法，即液晶遮光屏是周期地出现透明和不透明两种状态，焊工必须在这种周期的限制下观察焊件和焊接工件，使用不方便，而且控制电路不能保证是方波，这对液晶使用寿命带来严重影响。
本实用新型的目的是为了解决在电焊时无论焊弧熄灭或点燃，进入视网膜的光通量自动保持在人的眼睛能适应的正常范围，焊工可以方便操作。
为了达到上述目的，本实用新型的设计方案是采用液晶材料做成可变滤光器，经光敏元件对外界光检测后，改变控制电路的输出信号，控制液晶的透光度，使进入视网膜的光通量基本保持常量。
根据设计方案，本实用新型是用在防护帽或防护罩上的一种装置，在其与双目相应的部位镶上液晶滤光片(或滤光器)和光敏电阻，防护帽或防护罩上有一个控制电路，该电路与光敏电阻和液晶滤光片(或滤光器)连接，接上电源。
为满足最强弧光的遮光指标，液晶滤光片的最低透光率应达到4×10－5左右。目前我国生产的全透明液晶片，单片最低透光率在3％左右，可采用三片液晶片叠加的方法使最低透光率达到4×10－5，这种叠加是三片液晶片和四片偏振光片交替叠加。这种结构保证了无弧光时有较好的透光性，可以看清操作点；也保证了在强光时通过光敏传感器和控制电路的调节达到遮光护目的效果。
图1为本实用新型用在防护帽上的实体示意图。防护罩(5)可绕轴(10)转动，并控制半自动电源开关(6)将电源(9)接通与断开。其它有关部分是，调节电位器(1)(根据工件厚度不同调节)、控制电路(2)、光敏电阻(3)、液晶遮光屏(4)、开关(6)、防护帽(7)、电池夹(8)、电池(9)。
图2为控制电路(2)的原理图。以集成块(2、1)为核心，分别设置不同的外围元件达到控制功能。〔1〕电容器(16)、电阻(14)、(15)、(17)和(27)组成方波发生器，频率由电容(16)和电阻(17)决定。〔2〕电阻(26)、(28)、(29)是双极性波形形成电路。〔3〕引线(18)、(25)以后的信号输入电路是与控制有关的敏感元件和功能器件。其中有电阻(19)、(24)，电容(20)、(23)，电位器(1)，光敏电阻(3)，调光用液晶片(4.1)、(4.2)，电阻(19)与电容(20)并联，电位器(1)，光敏电阻(3)分别与并联的液晶片(4.1)、(4.2)并联，三个并联电路通过引线(18)、(25)串联，与集成块(2.1)相连。〔4〕由电池(9)、开关(6)、电阻(12)、三极管(13)、稳压管(30)组成的电源电路，它是为延长电池使用寿命和工作稳定性而设置的。
图3为
图1中液晶遮光屏(4)与光敏电阻(3)的并联接线示意图。
图4为图3中沿A～A线的剖视图。其中(32)为偏振光片，(33)为液晶组片，它们通过叠加组成。
图5为采用不同初始透光度滤光片时，电路元件作变更的原理图。光敏电阻(3、1)与电容器(20)并联，光敏电阻(3、2)与电容器(23)并联，分别与并联的液晶片的两端(21)、(22)相连，再与电位器(1)并联，两端分别与电阻(41)、(42)相联，通过引线(18)、(25)与集成块(2、1)联结。图中液晶滤光片(4、1)、(4、2)在加电信号为零时是透明的，称它为正片，与图2中滤光片(4、1)、(4、2)刚相反。
图6为用背景光光敏电阻(43)代替图2中可变电阻(1)的情况。光敏电阻(43)只检测由于焊接不同厚度工件时产生不同平均亮度的弧光。因此把光敏电阻(43)放置在直射不到的地方这种光的性质类似于背景光(L1)。由于有光敏电阻(43)，它可改手动为自动，而光敏电阻(3)是检测直射光(L)的。
图7为用背景光检测光敏电阻(43)代替图5中的可变电阻(1)的情况，液晶片(4、1)(4、2)是正片。
附图同时也给出了本实用新型的实施例，结合对其作进一步说明。当戴上防护帽时，图8中电源开关动片(34)和定片(35)接通，该电源通过由三极管(13)，稳压管(30)和电阻(12)组成的稳压电路加于集成块(2、1)上，这个电压，使由电阻(14)、(15)、(17)、(27)和电容器(16)产生一个稳定方波信号。但是该方波是单极性信号，不能加于液晶滤光片(4、1)、(4、2)的两端，因此，再经过外围电阻(26)、(28)、(29)组成的反极性变换电路，在引线(18)、(25)两端输出一个反极性信号，这个信号的特点是在引线(18)、(25)两端的平均电流和电压为零，信号的瞬时电压值接近于三极管(13)的输出幅度。
假定我们采用的液晶滤光片(4、1)、(4、2)是负片，图2的情况，即加于它两极的瞬时电压值为零时，是不透明的，这种情况下的遮光机理是当直射在光敏电阻(3)和液晶滤光片(4、1)、(4、2)上的光线强时，则光敏电阻(3)的阻值将更小，因此由电阻(19)、(24)，光敏电阻(3)的等效电阻与可变电阻(1)并联的等效电阻，和电容(20)、(23)与液晶滤光片所具的等效电容所组成的分压电路，使液晶滤光片两端的瞬时电压幅度变小，根据液晶滤光片是负片的特性，其透光性小，即液晶滤光片在强光下，它的透光性差。
其次，当直射光在光敏电阻(3)和液晶滤光片(4、1)、(4、2)上的光线是弱时，则光敏电阻(3)的阻值是大的。根据分压器原理，分配在液晶滤光片上的电压值将是较大的，根据液晶负片的功能，其透光度将是较好的。即光线弱时，滤光片透光性好。
当焊接厚钢板时，其弧光较亮，这时将可变电阻(1)调小些，使在液晶滤光片两端的电压变小些，因此透光度变得更小。如焊接薄钢板时，将可变电阻(1)调大些，以适应焊接各种不同厚度的工件。
为了达到0.02秒左右的光——电响应时间，电容器(20)、(23)起着重要作用，这是由于它们满足下述条件｛R(19)＋R(14)＋R(21)11R(3)｝·｛C(23)、串联C(20)｝＝R(19)·｛〔C(20)串联C(23)〕11C(液晶等效电容)｝图5是采用正片的情况当直射光是强时，光敏电阻(3、1)、(3、2)阻值变小，因此遮光屏(4、1)、(4、2)两端电压较高，并使透明度下降。相反的情况则也相反。
图6是将检测背景光(L1)的光敏电阻(43)代替了图2中的可变电阻(1)，使它能自动调节被加工件厚度不同而出现的不同平均弧光亮度，以致使进入眼睛的光通量可以根据人眼瞳孔的大小来改变。
图7是将光敏电阻(43)代替图5中的电位器(1)，分析同上。
权利要求1.一种焊接用自动遮光防护装置，由控制电路(2)，电源(9)、液晶滤光器(4)防护罩(5)组成，其特征是控制电路(2)中设有一个信号输入电路所述的信号输入电路采用光敏电阻为信号接收元件。
2.根据权利要求1所述的防护装置，其特征是液晶滤光器件(4)由一片或多片液晶滤光片(33)和偏振光片(32)交叉叠加而成。
3.根据权利要求1所述的防护装置，其特征是控制电路由集成块(2.1)、方波发生器、电源电路、双极性波形形成电路和信号输入电路组成。
4.根据权利要求3所述的防护装置，其特征是信号输入电路由电阻(19)、(24)，电容(20)、(23)，电位器(1)和光敏电阻(3)组成，电阻(19)与电容(20)并联，电位器(1)、光敏电阻(3)分别与并联的液晶片(4.1)、(4.2)并联，电阻(24)与电容(23)并联，三个并联电路通过引线(18)(25)串联，与集成块(2.1)相联。
5.根据权利要求4所述的防护装置，其特征是用光敏电阻(43)代替电位器(1)。
6.根据权利要求3所述的防护装置其特征是信号输入电路由电阻(41)、(42)，电位器(1)，电容器(20)、(23)，光敏电阻(3.1)、(3.2)组成，光敏电阻(3.1)与电容器(20)并联，光敏电阻(3.2)与电容器(23)并联，分别与并联的液晶片的两端(21)、(22)相连，再与电位器(1)并联，两端分别与电阻(41)、(42)相连，通过引线(18)、(25)与集成块(2.1)联结。
7.根据权利要求6所述的防护装置，其特征是用光敏电阻(43)代替电位器(1)。
专利摘要本实用新型是用于防护帽或防护罩上的一种自动遮光装置，由控制电路、液晶滤光片和光敏电阻组成。光敏电阻作用于控制电路后，液晶的透明度发生变化，使进入视网膜的光通量保持常量范围，实现有弧光时防止强光刺眼，无弧光时可以看清操作点。光—电响应时间达0.02秒，液晶电控透光度的变化范围适应各种不同弧光亮度的档次。
文档编号A61F9/06GK2032869SQ8820177
公开日1989年2月22日 申请日期1988年3月1日 优先权日1988年3月1日
发明者颜根深 申请人:杭州商学院