专利名称：自调透光度的遮光装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种可根据光源的光强度变化自动调整透光度的护目器材，它由保护玻璃，液晶器件，强光信号提取及信号处理，控制电路构成，本实用新型适用于作为焊工面罩的观察窗或有弧光等其它强光工作场合的护目器材。
中国专利CN87213259中公开了一种自动遮光片，该专利的目的是提供一种在光照强度经常大幅度变化的环境里使透射光强度基本恒定的遮光玻片，它由夹在透明玻璃片间的液晶材料，透明导电电极及光敏电阻材料，设置于透明玻璃片外的光偏振片组成，该专利的不足在于当装置的电路发生故障时，将使操作人员的眼睛直接处于强光照射下而损害其视力，其次，该专利中的遮光玻片的遮光度是在强光到达后才开始改变，而目前成本允许，且能大批量生产的液晶盒，扭曲向列型，其反应时间一般为几十毫秒，那么在强光到达后到玻片处于低透过率状态前这一段时间内，使用者眼睛仍处于强光照射下(人的眼睛每天允许的紫外线照射量在30mW／cm″情况下为0.1S，择自美国工业卫生医师会议ACGIH)，因此专利CN87213259所提供的装置是不能实际应用于焊接的。
本实用新型的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种具有保护功能的自调透光度的遮光装置，该装置在使用中发生故障时，保护电路使遮光装置可处于低透光状态，并可使遮光装置在强光到达之前即转为低透光状态。
本实用新型目的可通过下述措施实现设置监测电路，由强光信号取出电路和监测电路输出的强光信号及故障信号通过逻辑电路控制液晶器件处于高透光状态或低透光状态。
本实用新型中保护电路部分的基本思想是采用多路信号，当其中任何一个电路发生故障时，都能使遮光装置处于低透光状态，使使用者眼睛不受伤害，其基本逻辑关系为“或”逻辑。
为克服专利CN87213259中响应时间的困难，本实用新型采用了新的信号提取方式，即在焊接回路中联接电阻，或在焊接回路附近设置感应线圈，以及使用长波限在红外线波段的光敏材料，它是立足于以下实验事实焊接时发光的部分主要是电弧，它由阴极部分、弧柱、阳极部分组成。电弧的产生先进行引弧，将焊条与焊件接触短路，因电流密度大，使焊条末端和焊件迅速加热至白热熔化状态，然后将焊条稍稍提起，这个瞬间大电流由熔化状的金属细颈通过，当焊条与焊件分开，空气变热电离而产生电弧，从短路时开始，随着焊点温度的升高即已开始辐射出大量的红外线，在短路时有超过焊接最大电流50％以上的短路电流通过。
引弧时空气瞬间受热还不够，为了使阴极上有高速电子飞出，要求引弧开始时的电压比电弧正常燃烧时的电压高。
从接触短路开始至将接触点拉开引弧，发出强弧光，有一短暂的时间，一般手工焊，这个反应时间大约在0.1S以上，已足够液晶盒关闭。
高频引弧情况下可以采用将高频输出信号延迟的办法，在高频信号输出前通过控制电路将液晶盒关闭。
以下结合附图对本实用新型作进一步解说。
附
图1为本实用新型的基本实现方式，其中1为强光信号取出电路，2为监测电路，3为“或”逻辑电路，4为液晶器件，5为报警装置。
当无强光时，强光信号取出电路1输出非强光信号，在被监测电路无故障时，监测电路2输出无故障信号，“或”逻辑电路3输出低电平信号，使液晶器件4处于高透光率状态；当有强光时，强光信号取出电路1输出强光信号，“或”逻辑电路3即输出高电平信号，使液晶器件4处于低透光状态。当被监测电路发生故障时，监测电路2输出故障信号，此时无论强光信号取出电路1有无强光信号输出，“或”逻辑电路3均输出高电平使液晶器件4处于低透光率状态，一般来讲，易发生故障的电路主要是强光信号提取电路1，因此，被监测电路应是强光信号提取电路为好。此外，以上所述的液晶器件是在高电平下处于低透光状态，只需在附
图1中的“或”逻辑电路3和液晶器件4之间加一反相器即可使液晶器件在低电平下处于低透光状态。当然，也可采用相应的其它逻辑电路来代替“或”逻辑电路3实现，报警装置的设置，使被监测电路发生故障时，除予以保护外，还可报警，报警装置可采用声响装置或光显示装置。
附图2为一种监测方式，其中6为被检测电路，通过电源在电阻上建立一电势，当被检测电路产生故障时，电阻电势发生改变，而这一电势的改变值即作为故障信号。
附图3为采用电阻的强光信号取出方式，它是在焊接回路7中串接一个电阻，取出电阻两端电压，利用焊接回路的通断所引起的电压的变化作为强光信号。
电阻取出方式中的电阻，可使用电阻柱，也可使用电阻缆线，还可利用焊接回路中的固有电阻，如接触电阻或是电缆电阻，手工焊可将电阻柱封在焊枪焊把内，电阻缆线一端可与焊枪相接，另一端与焊接电缆相接，串于焊接回路中，这种方式交直流通用，但其发热问题必须考虑，且需大倍数放大器。
附图4为电感取出方式，它是在焊接回路附近设置感应线圈，感应出电焊的通断信号，比较好的方式是将其套在电缆线上，手工焊时可将其封在焊枪把手里。
附图5是另一种强光信号取出装置，它使用光敏元件。该光敏元件应采用长波限在红外波段的元件为佳，最好以金属在500℃所发出的红外波长为限。实验表明弧光产生前，首先有剧烈温升，并且有大量红外线辐射，采用长波限在红外波段的光敏元件｀保障在强光到达前遮光片变为低透过率状态。
附图6为本实用新型的又一种实现方式，其中1为强光信号取出电路，它可以是附图3至附图5中的任一种，强光信号送入调制振荡器8，处理后经天线9发射出去，天线9′接收后经调谐放大器10选频送入逻辑电路3，控制液晶器件4处于不同的透光状态，当有强光时或被检测电路发生故障时，使液晶器件4处于低透光状态，采用本方式可使信号取出电路与控制电路分离。
附图7提供另一种类型的信号输入，它由两个强光信号提取线路构成，其输出分别接“或”门的两个输入端，两个电路互为备用电路，信号提取电路也可以是其它形式，49为振荡器，4为液晶盒。
其次，本实用新型也可采用信号无线传输的方式实现。
附图8为观察窗几种器件的组合方式，22为防护玻璃，使用普通平板玻璃即可，其作用是保护黑玻璃和液晶盒，21为低标号黑玻璃或半透半反射式，其作用是不让红外线和紫外线通过，而让大部分可见光通过，4为液晶盒，其作用是调节可见光的强度。
本实用新型的优点在于1.可以最大限度更可靠地保护操作人员免受强光的伤害。
2.采用电阻法或感应法以获取电焊信号，不仅更为可靠，并且因焊接时从引弧到电弧稳定燃烧有一段时间，从焊点短路到发出强光也有一段时间，使用电阻或电感是从电路刚一接通即开始反应，在强光到达之前使液晶盒处于低透光状态，保护效果更佳，使用长波限在红外波段并且峰值也近红外波段，可以使焊点升温尚未发出强可见光时即开始反应，也可达到同样效果。
3.整个电路没有机械装置，大大提高了装置的可靠性。
4.在液晶材料外加置低遮光号玻璃或半透半反射玻璃，既可更为有效地保护液晶器件，又可进一步增强对有害光线的遮挡效果。
5.使用电阻电感取出电焊信号比从焊机上取更为方便，它们可以接在焊枪上，大大缩短了引线的长度，特别是感应线圈，更为方便，它可以直接套在电缆线上，对现有的焊工设备不需改装即可，而且对各种焊机通用。
6.使用无线传输信号，可以不受引线的制约，更为方便，并且使同一焊点使用面具的数量不受限制，而且避免了数个焊点间的相互干扰。
以下提供本实用新型的几个实施例。
附图9是本实用新型的第一个实施例，其中电阻12设置于电焊回路中，其两端引线与放大器输入端相接，信号回路中用电源16建立起一电流，13的输出端与“或”逻辑电路3的输出端联结，3的输出端与逻辑电路11联结，并控制液晶器件4工作，在13输出端上接另一放大器14，放大器14的输出端与另一“非”门25相接，非门的输出与“或”逻辑3的另一输入端连结。本图工作原理为当焊机接通时，在12两端有电压降，此时13向3输出高电平，使液晶器件4处于低透状态，在无强光时16所建立的电势为一定值，13据此输出一相对于3的低电平，该电平经放大器14放大后对“非”门为高电平，“非”门输出相对3的低电平，使4处于高透光率状态，当有强光信号时，在12两端原有电压降基础上再加一个信号电压，两个电压加起来经13放大后对“或”门3输出为高电平，使3输出高电平，使4处于低透光状态。当被检测电路发生故障开路时，电源16的电动势将主要降在焊点处，13据此输出一低电平经14放大后对“非”门为低电平，使“非”门对“或”门3输出高电平，而控制4处于低透光状态，其中5为故障报警装置，可采用声响或光显示装置，假如4采用的液晶器件是在低电平时处于高透率状态，则用反相的方式完成与上述相同的功能。
附
图10，11是无线传输的实施例，附
图10是信号发送装置电路图，附
图11是信号控制装置电路图。
图10中放大器13前的电路与图9的类似，也是在信号提取回路上建立电势。无强光信号时由此电势使13输出一信号使开关管T2导通，振荡器50输出一等幅振荡波作为无故障信号；当有强光时，由12两端产生一电压降，13输出一强光信号通过T2进行调制，振荡器50产生一等幅波经天线9输出。当被监测回路发生故障时，13无信号输出，使T2关闭，50无信号发出，以无信号发出作为故障信号。
附
图11中，天线9′收到的信号经选频回路18选频后送T4放大，高频部分也即振荡器发出的等幅振荡基波，经C3、D2送入“异或”门20中作为故障信号，低频部分，即强光信号经L2、C4、D3送入“异或”门20作为强光信号，当装置不工作时，
图11所示装置没信号输入，“异或”门20输出低电平，振荡器不起振，液晶盒处于低透光状态；工作时，无强光信号，
图11所示装置收到一等幅高频信号，“异或”门20输出高电平，振荡器起振，液晶盒处于高透光状态。当有强光信号时，
图11所示装置收到一调幅波，高低频回路都有信号输入，“异或”门20输出低电平，液晶盒处于低透光状态。当
图10和
图11的任何地方发生故障时，都使液晶盒两端没有电压，液晶盒处于低透光状态。为防止液晶盒4老化，本例中采用19所示的硬激励振荡器供给4交流电压。
附
图12为本实用新型的另一实施例，其中23为液晶器件组，1强光信号提取装置。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，如此处理的液晶盒，在低电平时呈透光状态，而在加高电平后呈低透光状态。本例当无强光时1的电阻远大于R1，电压因加在23两端，而使液晶盒处于高透光状态，当有强光时，1电阻下降近零，两端电压也下降，使4处于低透光状态。如电路中任一点开路，也使23两端电压下降，使23中的液晶盒呈低透光状态，从而实现保护的功能，23包括硬激励振荡器和液晶盒4。
附
图13为本实用新型的又一实施例，其中27为设置在电焊回路旁的感应线圈，当然也可是其它如电阻或光敏材料等，4为液晶盒，25为“非”门，28为电容，35为一电阻。
本例工作原理为当装置无故障工作时，电源在电阻35两端建立一电势差，对“非”门25输出高电平，使25对液晶盒4输出低电平，当电路中任一点出现断路或导通不良时，电动势将主要降在故障点，从而使电阻35两端输出为低电平，“非”门输出高电平，使液晶盒呈低透光状态，电容的作用是隔断直流，而只让感应圈27感应出的交流信号通过。
图14、15为本实用新型的又一实施例，27为设置于焊接回路旁的感应线圈，41为整流二极管，42为振荡器，9为发射天线，
图15中，44为选频接收回路，4为液晶盒，46为振荡器，47为倒相器，48为光敏电阻。
工作原理当有焊接信号时，感应线圈27两端感应出一电动势，经41整流后，对硬激励振荡器供电，使其发出一调频波，被
图15所示装置中选频接收回路44收到，经T5管放大后加至液晶盒上，在稍后的极短时间内，光敏电阻48收到强光信号，电阻降低，使与之并联的“非”门输出高电平，振荡器46起振，将信号加至液晶盒4上，这两种装置构成“或”逻辑，互为备用电路。
权利要求1.一种自调透光度的遮光装置，由保护玻璃，液晶盒，信号提取与处理电路及控制电路构成，其特征在于液晶盒由逻缉电路控制，逻缉电路的一输入端接强光信号，另一输入端接故障信号，在被监测电路中建立用于取出故障信号的电势。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于遮光器件由保护玻璃，对红外线和紫外线为低透过率或不透过而对可见光为高透过率的材料及液晶盒组成。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于强光提取装置为设置于电焊回路旁的感应线圈。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于强光提取装置为设置于电焊回路中的电阻。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于强光提取装置为一光敏元件，其长波限在红外波段。
6.根据权利要求1、2、3、4所述的装置，其特征在于信号提取装置与调制振荡器相连，调制振荡器与发射天线相接，信号处理控制系统由接收天线、选频放大器、逻辑电路和液晶盒组成。
7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于电感信号提取装置与一整流二极管相接，二极管与一硬激励振荡器相接，振荡器与发射天线相接，接收天线与选频放大器相接，放大器经电容与液晶盒相接，光敏电阻与一“非”门并联，“非”门与一硬激励振荡器相连，振荡器与液晶盒相连。
专利摘要本实用新型公开一种具有自我故障监测和可根据外界光强变化而自动改变其透光度的护目器材。本实用新型利用液晶屏作为可见光遮光装置，与以前的专利相比，本实用新型采用了新的强光提取装置，它可使液晶屏在强光到达前即关闭。故障监测和保护电路，可使装置在出现故障时呈低透过状态，保护使用者的眼睛不受伤害。液晶屏由接入强光信号及故障信号的逻辑电路来控制。使用无线传输信号的方式，可使其使用更为方便。本实用新型特别适用于电焊工作者使用。
文档编号G02C7/16GK2088701SQ89218449
公开日1991年11月13日 申请日期1989年10月23日 优先权日1989年10月23日
发明者李朝晖 申请人:李朝晖