专利名称：光电控制黑度可调电焊面罩的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光电控制黑度可调电焊面罩，属于焊接防护面罩。
传统的电焊面罩由于遮光片不能改变黑度，操作者为了准确定位，在起焊前往往移开面罩，引弧后再遮上面罩，因而被紫外线、红外线和强弧光所灼伤，造成“电光眼”焊工职业病。为了解决上述问题，人们将液晶光阀自动变光的特性用于电焊面罩护目镜上，在引弧起焊前可以清晰观察焊件的工作面和焊缝，引弧后光阀立即变黑，迅即阻断强弧光，避免灼伤眼睛。
中国实用新型专利2108536U公开了一种“光控自动电焊面罩”，该面罩采用超前时控电路，减少闪光时间，使电焊工人受闪光刺激控制在允许范围内。但是，①该面罩的液晶光阀的变光速度高达＞50毫秒，达不到人眼对光的感应速度(即≤20毫秒)，使用时有眩闪现象，使人很不舒服。②该面罩的护目镜前置保护片仍沿用光学玻璃片，不仅质重，且易被飞溅的焊渣烧蚀而其表面形成斑点，降低透明性，必须按GB3609规定每小时更换一片。③该面罩护目镜不具备区别太阳光与弧光的分辨能力，不能用于阳光下操作，因为强光下其光敏部分感应而导致液晶光阀已变到工作黑度，操作者无法看清焊接面。④该面罩护目镜光阀黑度不可调，不能适应不同焊接方法和不同焊接功率下应有不同黑度的要求。
现有的光控面罩均采用普通电池，不仅需要经常更换，且在潮湿工作环境下，易因电池漏液而腐蚀电路。
本实用新型的目的是避免现有技术的上述不足之处，而提供一种能满足ISO4850和GB3609标准规定要求，采用引弧瞬间触发电控制电路使液晶变黑，以液晶高速响应时间消除人眼不再感到起弧的闪光、消灭“电光眼”职业病、使用范围扩大、可连续焊接操作、提高作业安全性、黑度可调的光电自动控制电焊面罩。
本实用新型的任务是通过下列技术措施来完成的，并将(结合附图)对实施例进行详述。
图1为本实用新型正视图。
图2为本实用新型侧视图。
图3为镜片组件结构示意图。
图4为控制电路方框图。
图5为控制电路原理图。
图6为太阳能电源线路图。
图1和图2所示的本实用新型由面罩壳［1］和护目镜［2］组成。面罩壳［1］由高分子材料注塑料而成，有手持式和头盔式两种。面罩壳［1］和头箍［13］上有限位装置［11］，由面罩壳［1］上的椭圆形孔［12］和穿过孔［12］与头箍孔［13］联接的螺帽［14］组成，以调节面罩仰俯角度。
护目镜(见图2和3)由镜片组件［21］、及其上方的控制电路［22］及其下方的与控制电路［22］的VDD端相接的太阳能电源［23］组成。镜片组件［21］由前、后保护片［211］、该两保护片［221］之间的液晶光阀［212］和防红外滤色片［213］叠合组成。液晶光阀［212］的［E］端与控制电路［22］联接。前、后保护片［211］由耐高温、耐磨、高清晰度的高分子材料注塑而成，成品厚度为1mm，该片能抗电焊飞溅，并可擦试，使用寿命半年以上，并保护液晶光阀［212］免受异物冲击。
LC－07液晶光阀［212］是高速响应液晶体，其表面镀有含稀土金属材料的光学膜，能有效防止紫外线。液晶光阀［212］在不加电时为透明态，光阀上加特定频率、一定幅值的对称方波电压而变黑，调节方波电压幅值即可调节其工作黑度，不论是透明态还是工作黑态，均能达到GB3609的要求。
控制电路［22］由传感放大电路［221］、单稳触发电路［222］、电子开关［223］、方波发生器［224］和可调电源［225］组成，其方框图如图3所示。传感放大电路［221］依次联接单稳触发电路［222］、电子开关［223］和方波发生器［224］，可调电源［225］接在电子开关［223］上。
为区别太阳光与弧光，本实用新型利用太阳光与电焊弧光频谱的不同，即太阳光为直流光，弧光为交流光。本实用新型的传感放大电路［221］放大器是TJ031交流放大器［2212］。交流放大器［2212］将光敏探头［2211］(见图5)接受的信号放大成单边脉冲，输出给触发电路［222］。
单稳触发电路［222］主要由CD14548单稳重复触发器［2221］构成，当弧光起后，从交流放大器［2212］来的脉冲连续触发该电路，使其维持一高电平输出以控制电子开关［223］。当弧光消失后，经一定的延迟，该输出翻转，这个信号的高低变化决定电子开关［223］的导通。另外，该延迟的存在为了防止焊接结束时过热焊体发光灼伤眼睛。
电子开关［223］由一个模拟传输／分离器［2231］组成，受来自触发电路［222］的控制，给方波发生器［224］提供电源开关。
MC14551方波发生器［224］由集成电路［2241］和［2242］组成，当电源接通后，集成电路［2241］经C2241、R2251形成一振荡信号，经集成电路［2242］整形形成对称方波输出，该输出加在LC两端，即液晶光阀［212］上。
可调电源［225］由三极管［2251］和稳压管［2252］组成。稳压管［2252］保证方波发生器［224］振荡，可变电阻R2253可改变加于液晶光阀［212］的方波幅度，令其工作黑度随之改变。
太阳能电源［23］由太阳能电池［231］和蓄电池［232］组成，如图6所示。太阳能电池［231］将阳光及弧光转变成电压提供给电路，并对蓄电池［232］充电，当光线微弱时，则由蓄电池［232］供电。
本实用新型与现有技术相比具有下列优点由于采用了全塑壳，故重量较轻，用高分子材料取代了传统的保护片，不仅质轻，且使用寿命长，消除了频繁更换的烦恼和降低了费用。由于保证了高速响应时间，在焊接时无闪光现象，其工作黑度在10°～14°范围内调节可适应不同焊接场合的需求，扩大了电焊面罩的使用范围。节省各种辅助时间，使焊接操作连续进行，提高了焊接质量和劳动生产率，为消除“电光眼”职业病提供了可能，提高了高空作业的安全性。另外，面罩壳［1］和头箍［13］上装有限位装置［11］，可以调节面罩的俯视角度。
权利要求1.一种光电控制黑度可调电焊面罩，由面罩壳[1]和护目镜[2]组成，其特征是护目镜[2]由镜片组件[21]、及其上方的控制电路[22]及其下方的与控制电路[22]的VDD端相接的太阳能电源[23]组成。
2.根据权利要求1所述的光电控制黑度可调电焊面罩，其特征是面罩壳［1］由高分子材料注塑而成。
3.根据权利要求1所述的光电控制黑度可调面罩，其特征是镜片组件［21］由前、后保护片［211］、该两保护片［211］之间的液晶光阀［212］和防红外滤色片［213］叠合组成，液晶光阀的［E］端与控制电路［22］联接。
4.根据权利要求1和3所述的光电控制黑度可调电焊面罩，其特征是前、后保护片［211］由耐高温，耐磨、高清晰度的高分子材料注塑而成。
5.根据权利要求1或3所述的光电控制黑度可调电焊面罩，其特征是液晶光阀［212］上镀有含稀土金属材料的光学膜，液晶光阀［212］是高速响应液晶体。
6.根据权利要求1所述的光电控制黑度可调电焊面罩，其特征是控制电路［22］由传感放大电路［221］、单稳触发电路［222］、电子开关［223］、方波发生器［224］和可调电源［225］组成，传感放大电路［221］依次联接单稳触发电路［222］、电子开关［223］和方波发生器［224］，可调电源［225］接在电子开关［223］上。
7.根据权利要求1或6所述的光电控制黑度可调电焊面罩，其特征是传感放大电源［221］的放大器是交流放大器［2212］，光敏探头［2211］接受的信号放大成单边脉冲，输出给单稳触发电路［222］，单稳触发电路［222］主要由单稳重复触发器［2221］构成。
8.根据权利要求1或6所述的光电控制黑度可调电焊面罩，其特征是电子开关［223］由一个模拟传输／分离器［2231］组成，其电源由单稳触发电路［222］控制。
9.根据权利要求1或6所述的光电控制黑度可调电焊面罩，其特征是方波发生器［224］由集成电路［2241］和2242］组成，集成电路［2241］经C2241和R2241形成一振荡信号，集成电路［2242］整形形成对称方波输出，加在LC两端。
10.根据权利要求1或6所述的光电控制黑度可调电焊面罩，其特征是可调电源［225］由三极管［2251］和稳压管［2252］组成。
11.根据权利要求1所述的光电控制黑度可调电焊面罩，其特征是面罩壳［1］和头箍［13］上设有限位装置［11］，由面罩壳［1］上的椭圆形孔［12］和穿过孔［12］与头箍［13］联接的螺帽［14］组成。
专利摘要一种光电控制黑度可调电焊面罩，属于电焊防护面罩，由面罩壳和护目镜组成，护目镜内装设镜片组件、控制电路和太阳能电源，镜片组件由前、后保护片、液晶光阀和防红外滤色片组成，它利用引弧瞬间触发控制电路使液晶变黑，以液晶高速响应时间消除了人眼不再感到起弧的闪光。电焊时可根据不同要求调整黑度，扩大电焊面罩使用范围，节省辅助时间，焊接可连续进行，从而提高了焊接质量、劳动产率和作业安全性。
文档编号A61F9/06GK2168572SQ9323717
公开日1994年6月15日 申请日期1993年6月26日 优先权日1993年6月26日
发明者顾小雷 申请人:常州市新丰电焊面具制造厂