專利名稱：自調(diào)透光度的遮光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種可根據(jù)光源的光強(qiáng)度變化自動調(diào)整透光度的護(hù)目器材，它由保護(hù)玻璃，液晶器件，強(qiáng)光信號提取及信號處理，控制電路構(gòu)成，本實(shí)用新型適用于作為焊工面罩的觀察窗或有弧光等其它強(qiáng)光工作場合的護(hù)目器材。
中國專利CN87213259中公開了一種自動遮光片，該專利的目的是提供一種在光照強(qiáng)度經(jīng)常大幅度變化的環(huán)境里使透射光強(qiáng)度基本恒定的遮光玻片，它由夾在透明玻璃片間的液晶材料，透明導(dǎo)電電極及光敏電阻材料，設(shè)置于透明玻璃片外的光偏振片組成，該專利的不足在于當(dāng)裝置的電路發(fā)生故障時，將使操作人員的眼睛直接處于強(qiáng)光照射下而損害其視力，其次，該專利中的遮光玻片的遮光度是在強(qiáng)光到達(dá)后才開始改變，而目前成本允許，且能大批量生產(chǎn)的液晶盒，扭曲向列型，其反應(yīng)時間一般為幾十毫秒，那么在強(qiáng)光到達(dá)后到玻片處于低透過率狀態(tài)前這一段時間內(nèi)，使用者眼睛仍處于強(qiáng)光照射下(人的眼睛每天允許的紫外線照射量在30mW／cm″情況下為0.1S，擇自美國工業(yè)衛(wèi)生醫(yī)師會議ACGIH)，因此專利CN87213259所提供的裝置是不能實(shí)際應(yīng)用于焊接的。
本實(shí)用新型的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種具有保護(hù)功能的自調(diào)透光度的遮光裝置，該裝置在使用中發(fā)生故障時，保護(hù)電路使遮光裝置可處于低透光狀態(tài)，并可使遮光裝置在強(qiáng)光到達(dá)之前即轉(zhuǎn)為低透光狀態(tài)。
本實(shí)用新型目的可通過下述措施實(shí)現(xiàn)設(shè)置監(jiān)測電路，由強(qiáng)光信號取出電路和監(jiān)測電路輸出的強(qiáng)光信號及故障信號通過邏輯電路控制液晶器件處于高透光狀態(tài)或低透光狀態(tài)。
本實(shí)用新型中保護(hù)電路部分的基本思想是采用多路信號，當(dāng)其中任何一個電路發(fā)生故障時，都能使遮光裝置處于低透光狀態(tài)，使使用者眼睛不受傷害，其基本邏輯關(guān)系為“或”邏輯。
為克服專利CN87213259中響應(yīng)時間的困難，本實(shí)用新型采用了新的信號提取方式，即在焊接回路中聯(lián)接電阻，或在焊接回路附近設(shè)置感應(yīng)線圈，以及使用長波限在紅外線波段的光敏材料，它是立足于以下實(shí)驗(yàn)事實(shí)焊接時發(fā)光的部分主要是電弧，它由陰極部分、弧柱、陽極部分組成。電弧的產(chǎn)生先進(jìn)行引弧，將焊條與焊件接觸短路，因電流密度大，使焊條末端和焊件迅速加熱至白熱熔化狀態(tài)，然后將焊條稍稍提起，這個瞬間大電流由熔化狀的金屬細(xì)頸通過，當(dāng)焊條與焊件分開，空氣變熱電離而產(chǎn)生電弧，從短路時開始，隨著焊點(diǎn)溫度的升高即已開始輻射出大量的紅外線，在短路時有超過焊接最大電流50％以上的短路電流通過。
引弧時空氣瞬間受熱還不夠，為了使陰極上有高速電子飛出，要求引弧開始時的電壓比電弧正常燃燒時的電壓高。
從接觸短路開始至將接觸點(diǎn)拉開引弧，發(fā)出強(qiáng)弧光，有一短暫的時間，一般手工焊，這個反應(yīng)時間大約在0.1S以上，已足夠液晶盒關(guān)閉。
高頻引弧情況下可以采用將高頻輸出信號延遲的辦法，在高頻信號輸出前通過控制電路將液晶盒關(guān)閉。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步解說。
附


圖1為本實(shí)用新型的基本實(shí)現(xiàn)方式，其中1為強(qiáng)光信號取出電路，2為監(jiān)測電路，3為“或”邏輯電路，4為液晶器件，5為報警裝置。
當(dāng)無強(qiáng)光時，強(qiáng)光信號取出電路1輸出非強(qiáng)光信號，在被監(jiān)測電路無故障時，監(jiān)測電路2輸出無故障信號，“或”邏輯電路3輸出低電平信號，使液晶器件4處于高透光率狀態(tài)；當(dāng)有強(qiáng)光時，強(qiáng)光信號取出電路1輸出強(qiáng)光信號，“或”邏輯電路3即輸出高電平信號，使液晶器件4處于低透光狀態(tài)。當(dāng)被監(jiān)測電路發(fā)生故障時，監(jiān)測電路2輸出故障信號，此時無論強(qiáng)光信號取出電路1有無強(qiáng)光信號輸出，“或”邏輯電路3均輸出高電平使液晶器件4處于低透光率狀態(tài)，一般來講，易發(fā)生故障的電路主要是強(qiáng)光信號提取電路1，因此，被監(jiān)測電路應(yīng)是強(qiáng)光信號提取電路為好。此外，以上所述的液晶器件是在高電平下處于低透光狀態(tài)，只需在附
圖1中的“或”邏輯電路3和液晶器件4之間加一反相器即可使液晶器件在低電平下處于低透光狀態(tài)。當(dāng)然，也可采用相應(yīng)的其它邏輯電路來代替“或”邏輯電路3實(shí)現(xiàn)，報警裝置的設(shè)置，使被監(jiān)測電路發(fā)生故障時，除予以保護(hù)外，還可報警，報警裝置可采用聲響裝置或光顯示裝置。
附圖2為一種監(jiān)測方式，其中6為被檢測電路，通過電源在電阻上建立一電勢，當(dāng)被檢測電路產(chǎn)生故障時，電阻電勢發(fā)生改變，而這一電勢的改變值即作為故障信號。
附圖3為采用電阻的強(qiáng)光信號取出方式，它是在焊接回路7中串接一個電阻，取出電阻兩端電壓，利用焊接回路的通斷所引起的電壓的變化作為強(qiáng)光信號。
電阻取出方式中的電阻，可使用電阻柱，也可使用電阻纜線，還可利用焊接回路中的固有電阻，如接觸電阻或是電纜電阻，手工焊可將電阻柱封在焊槍焊把內(nèi)，電阻纜線一端可與焊槍相接，另一端與焊接電纜相接，串于焊接回路中，這種方式交直流通用，但其發(fā)熱問題必須考慮，且需大倍數(shù)放大器。
附圖4為電感取出方式，它是在焊接回路附近設(shè)置感應(yīng)線圈，感應(yīng)出電焊的通斷信號，比較好的方式是將其套在電纜線上，手工焊時可將其封在焊槍把手里。
附圖5是另一種強(qiáng)光信號取出裝置，它使用光敏元件。該光敏元件應(yīng)采用長波限在紅外波段的元件為佳，最好以金屬在500℃所發(fā)出的紅外波長為限。實(shí)驗(yàn)表明弧光產(chǎn)生前，首先有劇烈溫升，并且有大量紅外線輻射，采用長波限在紅外波段的光敏元件｀保障在強(qiáng)光到達(dá)前遮光片變?yōu)榈屯高^率狀態(tài)。
附圖6為本實(shí)用新型的又一種實(shí)現(xiàn)方式，其中1為強(qiáng)光信號取出電路，它可以是附圖3至附圖5中的任一種，強(qiáng)光信號送入調(diào)制振蕩器8，處理后經(jīng)天線9發(fā)射出去，天線9′接收后經(jīng)調(diào)諧放大器10選頻送入邏輯電路3，控制液晶器件4處于不同的透光狀態(tài)，當(dāng)有強(qiáng)光時或被檢測電路發(fā)生故障時，使液晶器件4處于低透光狀態(tài)，采用本方式可使信號取出電路與控制電路分離。
附圖7提供另一種類型的信號輸入，它由兩個強(qiáng)光信號提取線路構(gòu)成，其輸出分別接“或”門的兩個輸入端，兩個電路互為備用電路，信號提取電路也可以是其它形式，49為振蕩器，4為液晶盒。
其次，本實(shí)用新型也可采用信號無線傳輸?shù)姆绞綄?shí)現(xiàn)。
附圖8為觀察窗幾種器件的組合方式，22為防護(hù)玻璃，使用普通平板玻璃即可，其作用是保護(hù)黑玻璃和液晶盒，21為低標(biāo)號黑玻璃或半透半反射式，其作用是不讓紅外線和紫外線通過，而讓大部分可見光通過，4為液晶盒，其作用是調(diào)節(jié)可見光的強(qiáng)度。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于1.可以最大限度更可靠地保護(hù)操作人員免受強(qiáng)光的傷害。
2.采用電阻法或感應(yīng)法以獲取電焊信號，不僅更為可靠，并且因焊接時從引弧到電弧穩(wěn)定燃燒有一段時間，從焊點(diǎn)短路到發(fā)出強(qiáng)光也有一段時間，使用電阻或電感是從電路剛一接通即開始反應(yīng)，在強(qiáng)光到達(dá)之前使液晶盒處于低透光狀態(tài)，保護(hù)效果更佳，使用長波限在紅外波段并且峰值也近紅外波段，可以使焊點(diǎn)升溫尚未發(fā)出強(qiáng)可見光時即開始反應(yīng)，也可達(dá)到同樣效果。
3.整個電路沒有機(jī)械裝置，大大提高了裝置的可靠性。
4.在液晶材料外加置低遮光號玻璃或半透半反射玻璃，既可更為有效地保護(hù)液晶器件，又可進(jìn)一步增強(qiáng)對有害光線的遮擋效果。
5.使用電阻電感取出電焊信號比從焊機(jī)上取更為方便，它們可以接在焊槍上，大大縮短了引線的長度，特別是感應(yīng)線圈，更為方便，它可以直接套在電纜線上，對現(xiàn)有的焊工設(shè)備不需改裝即可，而且對各種焊機(jī)通用。
6.使用無線傳輸信號，可以不受引線的制約，更為方便，并且使同一焊點(diǎn)使用面具的數(shù)量不受限制，而且避免了數(shù)個焊點(diǎn)間的相互干擾。
以下提供本實(shí)用新型的幾個實(shí)施例。
附圖9是本實(shí)用新型的第一個實(shí)施例，其中電阻12設(shè)置于電焊回路中，其兩端引線與放大器輸入端相接，信號回路中用電源16建立起一電流，13的輸出端與“或”邏輯電路3的輸出端聯(lián)結(jié)，3的輸出端與邏輯電路11聯(lián)結(jié)，并控制液晶器件4工作，在13輸出端上接另一放大器14，放大器14的輸出端與另一“非”門25相接，非門的輸出與“或”邏輯3的另一輸入端連結(jié)。本圖工作原理為當(dāng)焊機(jī)接通時，在12兩端有電壓降，此時13向3輸出高電平，使液晶器件4處于低透狀態(tài)，在無強(qiáng)光時16所建立的電勢為一定值，13據(jù)此輸出一相對于3的低電平，該電平經(jīng)放大器14放大后對“非”門為高電平，“非”門輸出相對3的低電平，使4處于高透光率狀態(tài)，當(dāng)有強(qiáng)光信號時，在12兩端原有電壓降基礎(chǔ)上再加一個信號電壓，兩個電壓加起來經(jīng)13放大后對“或”門3輸出為高電平，使3輸出高電平，使4處于低透光狀態(tài)。當(dāng)被檢測電路發(fā)生故障開路時，電源16的電動勢將主要降在焊點(diǎn)處，13據(jù)此輸出一低電平經(jīng)14放大后對“非”門為低電平，使“非”門對“或”門3輸出高電平，而控制4處于低透光狀態(tài)，其中5為故障報警裝置，可采用聲響或光顯示裝置，假如4采用的液晶器件是在低電平時處于高透率狀態(tài)，則用反相的方式完成與上述相同的功能。
附
圖10，11是無線傳輸?shù)膶?shí)施例，附
圖10是信號發(fā)送裝置電路圖，附
圖11是信號控制裝置電路圖。
圖10中放大器13前的電路與圖9的類似，也是在信號提取回路上建立電勢。無強(qiáng)光信號時由此電勢使13輸出一信號使開關(guān)管T2導(dǎo)通，振蕩器50輸出一等幅振蕩波作為無故障信號；當(dāng)有強(qiáng)光時，由12兩端產(chǎn)生一電壓降，13輸出一強(qiáng)光信號通過T2進(jìn)行調(diào)制，振蕩器50產(chǎn)生一等幅波經(jīng)天線9輸出。當(dāng)被監(jiān)測回路發(fā)生故障時，13無信號輸出，使T2關(guān)閉，50無信號發(fā)出，以無信號發(fā)出作為故障信號。
附
圖11中，天線9′收到的信號經(jīng)選頻回路18選頻后送T4放大，高頻部分也即振蕩器發(fā)出的等幅振蕩基波，經(jīng)C3、D2送入“異或”門20中作為故障信號，低頻部分，即強(qiáng)光信號經(jīng)L2、C4、D3送入“異或”門20作為強(qiáng)光信號，當(dāng)裝置不工作時，
圖11所示裝置沒信號輸入，“異或”門20輸出低電平，振蕩器不起振，液晶盒處于低透光狀態(tài)；工作時，無強(qiáng)光信號，
圖11所示裝置收到一等幅高頻信號，“異或”門20輸出高電平，振蕩器起振，液晶盒處于高透光狀態(tài)。當(dāng)有強(qiáng)光信號時，
圖11所示裝置收到一調(diào)幅波，高低頻回路都有信號輸入，“異或”門20輸出低電平，液晶盒處于低透光狀態(tài)。當(dāng)
圖10和
圖11的任何地方發(fā)生故障時，都使液晶盒兩端沒有電壓，液晶盒處于低透光狀態(tài)。為防止液晶盒4老化，本例中采用19所示的硬激勵振蕩器供給4交流電壓。
附
圖12為本實(shí)用新型的另一實(shí)施例，其中23為液晶器件組，1強(qiáng)光信號提取裝置。本例中采用扭曲向列型液晶材料，其前后置偏振面互相平行的偏振片，如此處理的液晶盒，在低電平時呈透光狀態(tài)，而在加高電平后呈低透光狀態(tài)。本例當(dāng)無強(qiáng)光時1的電阻遠(yuǎn)大于R1，電壓因加在23兩端，而使液晶盒處于高透光狀態(tài)，當(dāng)有強(qiáng)光時，1電阻下降近零，兩端電壓也下降，使4處于低透光狀態(tài)。如電路中任一點(diǎn)開路，也使23兩端電壓下降，使23中的液晶盒呈低透光狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)的功能，23包括硬激勵振蕩器和液晶盒4。
附
圖13為本實(shí)用新型的又一實(shí)施例，其中27為設(shè)置在電焊回路旁的感應(yīng)線圈，當(dāng)然也可是其它如電阻或光敏材料等，4為液晶盒，25為“非”門，28為電容，35為一電阻。
本例工作原理為當(dāng)裝置無故障工作時，電源在電阻35兩端建立一電勢差，對“非”門25輸出高電平，使25對液晶盒4輸出低電平，當(dāng)電路中任一點(diǎn)出現(xiàn)斷路或?qū)ú涣紩r，電動勢將主要降在故障點(diǎn)，從而使電阻35兩端輸出為低電平，“非”門輸出高電平，使液晶盒呈低透光狀態(tài)，電容的作用是隔斷直流，而只讓感應(yīng)圈27感應(yīng)出的交流信號通過。
圖14、15為本實(shí)用新型的又一實(shí)施例，27為設(shè)置于焊接回路旁的感應(yīng)線圈，41為整流二極管，42為振蕩器，9為發(fā)射天線，
圖15中，44為選頻接收回路，4為液晶盒，46為振蕩器，47為倒相器，48為光敏電阻。
工作原理當(dāng)有焊接信號時，感應(yīng)線圈27兩端感應(yīng)出一電動勢，經(jīng)41整流后，對硬激勵振蕩器供電，使其發(fā)出一調(diào)頻波，被
圖15所示裝置中選頻接收回路44收到，經(jīng)T5管放大后加至液晶盒上，在稍后的極短時間內(nèi)，光敏電阻48收到強(qiáng)光信號，電阻降低，使與之并聯(lián)的“非”門輸出高電平，振蕩器46起振，將信號加至液晶盒4上，這兩種裝置構(gòu)成“或”邏輯，互為備用電路。
權(quán)利要求1.一種自調(diào)透光度的遮光裝置，由保護(hù)玻璃，液晶盒，信號提取與處理電路及控制電路構(gòu)成，其特征在于液晶盒由邏緝電路控制，邏緝電路的一輸入端接強(qiáng)光信號，另一輸入端接故障信號，在被監(jiān)測電路中建立用于取出故障信號的電勢。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于遮光器件由保護(hù)玻璃，對紅外線和紫外線為低透過率或不透過而對可見光為高透過率的材料及液晶盒組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于強(qiáng)光提取裝置為設(shè)置于電焊回路旁的感應(yīng)線圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于強(qiáng)光提取裝置為設(shè)置于電焊回路中的電阻。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于強(qiáng)光提取裝置為一光敏元件，其長波限在紅外波段。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4所述的裝置，其特征在于信號提取裝置與調(diào)制振蕩器相連，調(diào)制振蕩器與發(fā)射天線相接，信號處理控制系統(tǒng)由接收天線、選頻放大器、邏輯電路和液晶盒組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于電感信號提取裝置與一整流二極管相接，二極管與一硬激勵振蕩器相接，振蕩器與發(fā)射天線相接，接收天線與選頻放大器相接，放大器經(jīng)電容與液晶盒相接，光敏電阻與一“非”門并聯(lián)，“非”門與一硬激勵振蕩器相連，振蕩器與液晶盒相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種具有自我故障監(jiān)測和可根據(jù)外界光強(qiáng)變化而自動改變其透光度的護(hù)目器材。本實(shí)用新型利用液晶屏作為可見光遮光裝置，與以前的專利相比，本實(shí)用新型采用了新的強(qiáng)光提取裝置，它可使液晶屏在強(qiáng)光到達(dá)前即關(guān)閉。故障監(jiān)測和保護(hù)電路，可使裝置在出現(xiàn)故障時呈低透過狀態(tài)，保護(hù)使用者的眼睛不受傷害。液晶屏由接入強(qiáng)光信號及故障信號的邏輯電路來控制。使用無線傳輸信號的方式，可使其使用更為方便。本實(shí)用新型特別適用于電焊工作者使用。
文檔編號G02C7/16GK2088701SQ89218449
公開日1991年11月13日 申請日期1989年10月23日 優(yōu)先權(quán)日1989年10月23日
發(fā)明者李朝暉 申請人:李朝暉