专利名称：电焊弧光的遮光方法及其防护面罩的制作方法
技术领域：
本发明是一种防止电焊弧光的方法及其焊工的防护面罩，它属于弧光的遮光方法及其装置，由感光元件把电焊弧光信号转为电信号控制电子电路、在液晶光阀上施加电压以控制其工作，该防护面罩由面罩、液晶光阀观察镜及电路部分构成。
现有的电焊弧光的遮光方法及装置，例如中国专利CN87216264U公开了一种全自动光阀式电焊防护面罩，它是根据互感原理直接从焊把电缆上取出能量控制液晶光阀工作，其不足之处是仅适用于交流焊接，而不适于直流焊接;防护面罩与焊把之间用导线连接，给焊工造成一定不便。日本公开专利JP61-94654公开了一种焊接弧光的遮光方法及装置，由检测焊接电流升高的瞬时电流控制光电元件PLZT工作，其不足之处是光电元件PLZT产生影响焊工视野清晰度的十字光斑;其电流检测装置只能安装于焊把上，使整个防护装置不能成为一体，而是由防护面罩和焊把两部分组成，造成线路复杂，同时焊把与防护面罩要匹配给使用带来不便;瞬时电流信号由焊把上套环孔发出的红外线传递，易受焊把方向干扰。日本公开专利64-80360公开了一种弧光的遮光方法及装置，由紫外线传感器接收弧光产生初期发出的紫外线信号控制液晶光阀，其不足之处是紫外线信号产生于弧光的初期，紫外线接收电路及PLZT光阀的应答都需一定时间，所以仍有一定的漏光，对于应答速度快的PLZT元件不容易得到。英国专利GB2122366A公开了一种自动液晶光阀，由光电管接收焊接时的弧光信号控制液晶工作，其不足之处是弧光产生后在一定时间间隔液晶光阀才变黑、所以产生一定的漏光时间。
本发明的目的在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种用于交流、直流焊接、完全遮住电焊弧光、控制准确、不易受干扰、不产生漏光时间的电焊弧光的遮光方法以及完成其上述方法的元器件简单、省电、控制电路与面罩为一体的防护面罩。
本发明的目的可通过如下措施达到。其电焊弧光的遮光方法如以下构成感光元件将电焊弧光信号转为电信号控制电子电路、在液晶光阀上施加控制电压以控制液晶光阀作用，其特征是由磁信号接收及放大电路对焊接开始时的磁信号进行接收及放大、再经磁信号延时电路、脉冲发生电路、脉冲控制及脉冲整形电路控制液晶光阀提前工作;采用该方法的装置、即防护面罩，包括面罩、液晶光阀观察镜、弧光信号接收电路，其特征是还包括磁信号接收及放大电路、磁信号延时电路、脉冲发生电路、脉冲控制及脉冲整形电路。
本发明的目的还可以通过以下措施达到。本发明的防护面罩，其中磁信号接收及放大电路包括感应线圈、二级放大器和数字转换电路，都安装在防护面罩上，在焊接时感应线圈可接收1.5m以内交流或直流电焊时的磁场信号(在直流焊接时磁场瞬时消失)，磁感应线圈是由直径0.25mm铜线、线圈匝数50匝、线圈直径0.8cm制成。
在本发明的防护面罩，其磁信号延时电路中电阻(21)为30～80kΩ，最佳值为50kΩ;电容(22)为4～5μF，最佳值为4.7μF，在这一参数下可得到最优工作状态。
在本发明的防护面罩，其脉冲发生电路中设计频率为50～100Hz，可得到最优工作状态。
下面结合实施例图进一步说明本发明。
图1-本发明的防护面罩的正视图;
图2-本发明的防护面罩的电路图;
图3-本发明的防护面罩的电路工作时序图。
本发明的防护面罩(见图1)包括帽壳1、液晶观察镜2、光传感器3(放入光电管6)、以及磁感应线圈及电路部分4。
本发明的防护面罩的电路图(图2)包括弧光信号接收电路(A)、磁信号接收及放大电路(B)、磁信号延时电路(C)、脉冲发生电路(D)、以及脉冲控制及脉冲整形电路(E)。
弧光信号接收电路A是由光电管6和分压电阻5组成。当没有电弧时光电管处于截止状态，输出电压近似等于电源电压，在数字电路中为高电平;当弧光产生时，光电管接到弧光的作用而处于导通状态，输出电压为零，在数字电路中为低电平。
磁信号接收及放大电路B包括感应线圈7、二级放大器和数字转换电路。焊接开始时(直流焊或交流焊)磁场的变化感应到线圈7、并通过电容8、12耦合到一级、二级放大电路，再由电容16耦合到开关管19，使其处于截止状态;无电流流过电阻18输出为高电平，经与非门20变为低电平。即磁信号接收及放大电路的作用是在焊接开始时(焊条触及焊接工件尚未产生电弧)焊接电流剧增时磁场强度也剧增的条件下使输出信号为低电平。
磁信号延时电路C由与非门23、24、电阻21和电容22组成。该电路的作用是将磁信号延长一定时间，致使弧光信号到来之前由磁信号作用。
脉冲发生电路D由与非门26、28、电阻29、30、电容25、27组成，设计频率为50～100Hz。
脉冲控制及脉冲整形电路E由与非门31、32、33及液晶光阀34组成。其作用是合并磁信号与弧光信号产生控制信号。在焊接开始时即焊条接触工件时便产生控制信号，它优先于焊接起弧一段时间△t1。控制信号作用于液晶滞后一段时间△t2(一般＜50ms，由液晶片而定)液晶才由透明变为黑色遮住弧光，一般情况下△t1＞△t2，故液晶变黑先于起弧故消除了漏光时间。
实施例1本发明的防护面罩的实施例的电路图如图2所示，其各参数及元件如下5-30～80kΩ(最佳值50kΩ);
6-光电管;
7-磁感应线圈(直径0.25mm、圈数50匝、线圈直径0.8cm制成);
8-电容(1～100μF);
9-电阻(3～5MΩ);
10-电阻(30～100kΩ);
11-晶体三极管;
12-电容(1～100μF);
13-电阻(3～6MΩ);
14-电阻(50～100kΩ);
15-电阻(50～100kΩ);
16-电容(1～100μF);
17-电阻(500kΩ～2MΩ);
18-电阻(50～300kΩ);
19-晶体三极管;
20-与非门;
21-电阻(30～80kΩ，最佳值为50kΩ);
22-电容(4～5μF，最佳值为4.7μF);
23-与非门;
24-与非门;
25-电容(0.01～0.1μF);
26-与非门;
27-电容(0.01～0.1μF);
28-与非门;
29-电阻(100kΩ～1.1MΩ);
30-电阻(100kΩ～1.1MΩ);
31-与非门;
32-与非门;
33-与非门;
34-液晶光阀。
(上述元器件均为市售品)本发明与现有技术相比具有如下优点1、除可用于交流焊接还可以用于直流焊接;
2、完全消除液晶光阀漏光时间，克服液晶光阀滞后变黑的问题，完全避免了电焊弧光的照射;
3、电路部分全都与防护面罩为一体，使焊工操作方便;
4、结构简单、元器件易取、装置灵敏度高并不容易受干扰。
本发明的防护面罩，在不焊接时液晶观察镜是透明的，当焊接时液晶观察镜变为黑色，阻挡弧光(包括对人体有害的紫外线)并可观察到焊接时状态。这就免去以往焊工在焊接过程频繁掀翻面罩的麻烦，特别是在高空焊接作业可提高焊工安全性、减轻焊工劳动强度、提高劳动效率、保证质量。
权利要求
1.一种电焊弧光的遮光方法，由光敏元件将电焊时发生的弧光信号转变为电信号控制液晶光阀工作，其特征是由磁信号接收及放大电路对焊接开始时的磁信号进行接收及放大、再经磁信号延时电路、脉冲发生电路、脉冲控制及脉冲整形电路控制液晶光阀提前工作。
2.一种采用上述电焊弧光遮光方法的防护面罩，包括面罩、液晶光阀观察镜、弧光信号接收电路，其特征是还包括磁信号接收及放大电路、磁信号延时电路、脉冲发生电路、脉冲控制及脉冲整形电路。
3.一种如权利要求2所述的防护面罩，其特征是磁信号接收及放大电路、磁信号延时电路与其它电路一同安装在面罩上为一整体。
4.一种如权利要求2所述的防护面罩，其特征是磁信号接收及放大电路包括磁感应线圈、二级放大器和数字转换电路。
5.一种如权利要求2所述的防护面罩，其特征是磁信号延时电路中电阻(21)为30～80KΩ，最佳值为50KΩ，电容(22)为4～5μF，最佳值为4.7μF。
6.一种如权利要求2所述的防护面罩，其特征是脉冲发生电路中设计频率为50～100Hz。
7.一种如权利要求2所述的防护面罩，其特征是磁感应线圈是由直径0.25mm铜线、圈数50匝、线圈直径0.8cm制成。
全文摘要
本发明提供一种电焊弧光的遮光方法及其防护面罩。它是由电感应接收线圈和光敏元件分别接收电焊过程中的磁场信号和弧光信号以控制液晶光阀遮住焊接弧光。用于上述方法的本发明的防护面罩包括面罩，液晶光阀观察镜及其有关电路，可用于交流或直流焊接完全遮住弧光，结构简单、工作可靠，可免去以往焊工频繁掀翻面罩的操作。
文档编号A61F9/06GK1061148SQ9010895
公开日1992年5月20日 申请日期1990年11月9日 优先权日1990年11月9日
发明者刘连增, 王路强, 李春润 申请人:中国石油天然气总公司工程技术研究所