焊接防护用自动变光过滤器及焊接面罩的制作方法

本申请总的涉及焊接作业防护器具，且更具体地涉及一种适于在低温多变环境中使用的自动变光过滤器(auto darkening filter,adf)及配备有该自动变光过滤器的焊接面罩。

背景技术：

1、焊接作业产生的强光、红外辐射、紫外线、飞溅物及有害气体等会不利地损害作业工人的眼睛、皮肤及呼吸系统等，因此在进行焊接作业时工人需佩戴防护器具以过滤有害射线、遮挡强光并阻隔人体皮肤与高热作业环境的直接接触。

2、近年来开发的自动变光过滤器运用光谱探测和光电控制技术实现了遮光片响应于环境光强自动改变遮光性的自动变光调节，能够为焊接作业工人提供更为舒适灵活的眼部保护。为确保安全，遮光片须在焊接起弧光瞬时变暗，因此要求遮光片具有快速响应性。也即，在响应于检测到弧光被激励时遮光片从明亮透光状态变化为暗黑遮光状态的响应时间应小于规定的阈值时间。

3、常见的用作遮光片的液晶材料大体可分为如下几种形式，即适于在0～50℃条件下工作的常温型液晶材料、适于在-20℃～70℃条件下工作的宽温型液晶材料，以及适于在-30℃～80℃条件下工作的超宽温型液晶材料。根据具体的作业环境，可选择具有相适工作温度区间的液晶材料作为遮光片。然而，对于更冷的环境温度(比如，在高纬度地区，冬季自然环境温度可低于-30℃)，并没有相适宜的液晶材料可供选择。此外，温度除影响分子的相态外还会影响分子的移动速率并进而影响材料的响应速度。因此，自动变光过滤器在一些高纬度地区的使用受到极大制约。

4、另一方面，自动变光过滤器在恶劣环境中面临的另一重挑战是温度变化。尤其，在一些恶劣环境条件下，局地天气变化往往很难预测，并伴有快速的温降。由此，使用自动变光过滤器将要求佩戴其的作业工人时刻关注环境温度变化并在注意到环境温度变化时根据个人经验判断或亲身试验自动变光过滤器是否仍安全可用。这是麻烦、危险且不受欢迎的。

5、因此，期望的是，提供一种自动变光过滤器及自动变光焊接面罩，其适于寒冷低温地区的使用并使焊接工人免于时刻关注环境温度变化的烦扰。

技术实现思路

1、本申请旨在解决如上所述现有技术中存在的一项或多项问题。

2、根据本申请的一个方面，提供一种焊接防护用自动变光过滤器，其包括：弧光感测模块，所述弧光感测模块配置为检测焊接弧光；控制模块，所述控制模块与弧光感测模块电连接以接收来自弧光感测模块的检测信号，并且所述控制模块配置为基于所述检测信号来调制向变光防护模块输出的控制信号；变光防护模块，所述变光防护模块包括用于调节通过自动变光过滤器的光通量的遮光片和用于驱动遮光片的变光驱动电路，所述变光驱动电路电连接到控制模块以响应于来自控制模块的控制信号而驱动遮光片改变透光率；以及温度调节模块，所述温度调节模块与控制模块电连接并配置用于使遮光片周围的局域温度保持高于预限定的温度阈值。

3、可选地，所述温度调节模块包括配置用于在遮光片周围产生热的加热膜片。

4、可选地，所述加热膜片包括ito镀膜玻璃，和/或所述加热膜片具有在5欧姆至30欧姆的范围内的方阻。

5、可选地，所述加热膜片贴靠所述遮光片设置，和/或所述加热膜片设置在自动变光过滤器的包含所述遮光片的观察视窗的面向佩戴者的一侧。

6、可选地，所述温度调节模块还包括与控制模块电连接的用于检测遮光片周围的局域温度的温度传感器，其中，所述温度传感器附接到所述加热膜片。

7、可选地，所述温度调节模块还包括用于为所述加热膜片供能的加热供电区块和电连接在加热供电区块与加热膜片之间的加热控制开关。

8、可选地，所述加热控制开关电连接到控制模块以响应于来自控制模块的控制信号而接通和断开加热供电区块与加热膜片的电连接。

9、可选地，所述自动变光过滤器还包括人机交互模块，所述人机交互模块电连接到控制模块并具有能够由佩戴者使用来指示启用或停用温度调节模块和向佩戴者反馈温度调节模块的当前工作状态的配置构造。

10、可选地，所述控制模块配置为，在所述温度调节模块被启用时，响应于来自温度传感器的检测信号指示遮光片周围的局域温度低于或等于预限定的温度阈值，向加热控制开关输出第一控制信号来促使加热控制开关接通加热供电区块与加热膜片的电连接，并向人机交互模块输出第二控制信号来促使人机交互模块以第一显示模式显示温度调节模块当前处于加热状态；和/或所述控制模块配置为，在所述温度调节模块被启用时，响应于来自温度传感器的检测信号指示遮光片周围的局域温度高于预限定的温度阈值，向加热控制开关输出第三控制信号来促使加热控制开关断开加热供电区块与加热膜片的电连接，并向人机交互模块输出第四控制信号来促使人机交互模块以第二显示模式显示温度调节模块当前处于加热到高于预限定的温度阈值的状态；和/或所述控制模块配置为，在所述温度调节模块被停用和/或检测到所述加热供电区块不可用时，向人机交互模块输出第五控制信号来促使人机交互模块以第三显示模式显示温度调节模块当前处于未加热状态。

11、根据本申请的另一方面，还提供一种焊接面罩，其包括配置用于使佩戴者的面部与焊接作业局域环境隔开的面罩本体和以能够移除的方式附接到所述面罩本体的如上所述的自动变光过滤器。

12、根据本申请的原理的自动变光过滤器提供在低于预想的温度范围的温度条件下的响应于焊接弧光的及时自动变光防护，并能够自动地适应温度变化来保障这种自动变光防护的持续可靠提供。

技术特征：

1.一种焊接防护用自动变光过滤器，其特征在于包括：

2.根据权利要求1所述的焊接防护用自动变光过滤器，其特征在于，所述温度调节模块包括配置用于在遮光片周围产生热的加热膜片。

3.根据权利要求2所述的焊接防护用自动变光过滤器，其特征在于，所述加热膜片包括ito镀膜玻璃，和/或所述加热膜片具有在5欧姆至30欧姆的范围内的方阻。

4.根据权利要求2或3所述的焊接防护用自动变光过滤器，其特征在于，所述加热膜片贴靠所述遮光片设置，和/或所述加热膜片设置在自动变光过滤器的包含所述遮光片的观察视窗的面向佩戴者的一侧。

5.根据权利要求4所述的焊接防护用自动变光过滤器，其特征在于，所述温度调节模块还包括与控制模块电连接的用于检测遮光片周围的局域温度的温度传感器，其中，所述温度传感器附接到所述加热膜片。

6.根据权利要求5所述的焊接防护用自动变光过滤器，其特征在于，所述温度调节模块还包括用于为所述加热膜片供能的加热供电区块和电连接在加热供电区块与加热膜片之间的加热控制开关。

7.根据权利要求6所述的焊接防护用自动变光过滤器，其特征在于，所述加热控制开关电连接到控制模块以响应于来自控制模块的控制信号而接通和断开加热供电区块与加热膜片的电连接。

8.根据权利要求7所述的焊接防护用自动变光过滤器，其特征在于，所述自动变光过滤器还包括人机交互模块，所述人机交互模块电连接到控制模块并具有能够由佩戴者使用来指示启用或停用温度调节模块和向佩戴者反馈温度调节模块的当前工作状态的配置构造。

9.根据权利要求8所述的焊接防护用自动变光过滤器，其特征在于，

10.一种焊接面罩，其特征在于包括配置用于使佩戴者的面部与焊接作业局域环境隔开的面罩本体和以能够移除的方式附接到所述面罩本体的如权利要求1至9中任一项所述的自动变光过滤器。

技术总结
本申请涉及一种焊接防护用自动变光过滤器，其包括：弧光感测模块，所述弧光感测模块配置为检测焊接弧光；控制模块，所述控制模块与弧光感测模块电连接以接收来自弧光感测模块的检测信号，并且所述控制模块配置为基于所述检测信号来调制向变光防护模块输出的控制信号；变光防护模块，所述变光防护模块包括用于调节通过自动变光过滤器的光通量的遮光片和用于驱动遮光片的变光驱动电路，所述变光驱动电路电连接到控制模块以响应于来自控制模块的控制信号而驱动遮光片改变透光率；以及温度调节模块，所述温度调节模块与控制模块电连接并配置用于使遮光片周围的局域温度保持高于预限定的温度阈值。

技术研发人员：范成法,胡鹏
受保护的技术使用者：泰克曼（南京）安全防护设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24