一种自动变光焊接滤光镜遮光号和响应时间检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于动变光焊接滤光镜检测领域，具体涉及一种自动变光焊接滤光镜遮光 号和响应时间检测装置。
【背景技术】
[0002] 在焊接作业时，会产生大量紫外线、红外线、强光伤害眼睛。因此人们研制出变光 焊接滤光镜来保护焊工。变光焊接滤光镜由光检测器、光阀、控制电路、电源、框架、内外保 护片等组成，通过弧光的引发和熄灭来自动控制滤光镜的遮光号转换，实现明暗态转换，从 而有效地提高对劳动者的保护以及工作效率。响应时间和遮光号是自动变光焊接滤光镜最 重要的指标，是决定这种产品质量是否合的关键，国家标准中也对这些指标做出了明确的 规定。然而我国目前依然缺乏能够有效测量自动变光焊接滤光镜响应时间的设备，这主要 是由于已有测试设备在响应时间测量精度上无法达到目前市场上多数焊接滤光镜的需求。 如浙江大学研制的响应时间测试装置响应时间测试精度为目前国内最高，然而该测试设备 也仅能测量响应时间〇. 5ms的滤光镜，目前很多滤光镜的响应时间都低于此值，致使该测 试设备应用范围依然较窄。除此以外，已有的测试装置系统构成都很复杂，需要连接上位 机，成本较高，使用不便，很难进行商业化推广。因此，我国仍然缺乏有效的自动变光焊接滤 光镜质量检测设备，研制一种新型检测设备，对这种产品的普及和质量监督都会起到有益 作用。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于克服现有测试设备的不足，提供一种自动变光焊接滤光镜遮光 号和响应时间检测装置，能够准确测量自动变光焊接滤光镜响应时间和遮光号，准确地测 量自动变光焊接滤光镜的响应时间和透射比，同时还能测量透射比均匀性，角度依赖性。
[0004] 本发明是通过以下技术方案实现的：
[0005] -种自动变光焊接滤光镜遮光号和响应时间检测装置，包括准直光源2、暗室10 以及检测和控制电路6;
[0006] 在所述暗室10中设置有直角反射镜3、四维运动样品台9、光电传感器5和触发光 源8 ;
[0007] 被测滤光镜样品4安装在所述四维运动样品台9上，所述触发光源8压在被测滤 光镜样品4上的光电探测器上；
[0008] 所述检测和控制电路6分别通过线缆与暗室10内的触发光源8、光电传感器5及 四维运动样品台9连接。
[0009] 在所述暗室10的一侧设有通光孔，所述准直光源2发出的准直光束通过所述通光 孔入射到暗室10内，经直角反射镜3反射后与被测滤光镜样品4、光电传感器5处于同一光 轴上，透过被测滤光镜样品4后，由光电传感器5进行接收，并将检测信号传递给检测和控 制电路6。
[0010] 所述通光孔的直径为5-10mm。
[0011] 所述四维运动样品台9包括电动X轴直线平移台、电动Y轴直线平移台、电动X轴 摆动台和电动Y轴摆动台；
[0012] 所述电动X轴直线平移台实现样品的X轴方向的移动；所述电动Y轴直线平移台 实现样品的Y轴方向的移动；所述电动X轴摆动台实现在X轴的垂直面内绕X轴方向的正 负15度的摆动；所述电动Y轴摆动台实现在Y轴的垂直面内绕Y轴方向的正负15度的摆 动；
[0013] 在所述电动Y轴摆动台上安装有底座44,在所述底座44上安装有夹持器，所述夹 持器为弹性元件，用于夹持滤光镜样品；
[0014] 所述夹持器包括两个弹性压片，弹性压片的一端固定在底座44上，两个弹性压片 配合能够夹持住不同尺寸厚度的被测滤光镜样品；
[0015] 在所述底座44上安装有螺杆，在螺杆上从上往下依次安装有第一滑杆41和第二 滑杆43,两个滑杆能够以螺杆为中心进行旋转；在所述第一滑杆41上设有滑块，所述滑块 能够沿第一滑杆41自由滑动；
[0016] 触发光源筒通过螺纹拧入所述滑块中，拧入深度可调；触发光源8安装在所述触 发光源筒的内部；
[0017] 在所述第二滑杆43上安装有LED板，LED板上加工有与第二滑杆43相配合的通 孔，LED板能够沿第二滑杆43自由滑动，调好位置后通过紧固螺钉固定；在所述LED板上安 装有白光LED;LED板与样品不直接接触，但其发出的光能够照射到样品上。
[0018] 所述光电传感器5采用光电二级管，所述触发光源8采用高速红外LED。
[0019] 所述检测装置进一步包括显示器7,用于显示测量结果；所述显示器7采用点阵式 LED。
[0020] 所述准直光源2包括放置在密闭容器内的测量光源、椭球面金属反射镜、光阑和 平凸透镜；所述测量光源、光阑分别位于椭球面金属反射镜的左、右焦点处；平凸透镜焦点 与椭球面金属反射镜的右焦点重合；由平凸透镜出射的平行光光斑直径为5mm(平行光光 斑直径必须为5mm，根据国标要求确定，通光孔的直径可以比该尺寸略大，以便于调试）。
[0021] 所述测量光源采用24V50W卤素灯。
[0022] 所述装置进一步包括高稳定恒流源1，准直光源2由高稳定恒流源1供电；
[0023] 所述高稳定恒流源1包括变压器、整流滤波器、并联扩流电路、线性稳压器、精密 基准电压源、轨对轨运算放大器、电流放大器和电流采样反馈电阻；所述并联扩流电路与线 性稳压器并联；
[0024] 所述电流采样反馈电阻和电流放大器与测量光源相接，能够为其提供恒定电流； 交流电信号经过变压器、整流滤波器后，通过线性稳压器变为直流电压信号，直流电压信号 通过精密基准电压源后作为参考基准信号输入到轨对轨运算放大器；轨对轨运算放大器的 输出信号经电流放大器后输入到测量光源，同时由电流采样反馈电阻反馈回到轨对轨运算 放大器的输入端。
[0025] 所述检测和控制电路6包括I/V变换器、信号滤波器、高精度A/D转换器、微 控制器、双路脉冲发生器、输出放大器、档位控制电路、电机驱动电路和外部按键；
[0026] 所述光电传感器5生成的传感器信号通过I/V变换器转变成电压信号；所述微 控制器通过档位控制电路控制I/V变换器的放大倍数；输出放大器能够输出驱动触发光 源8的脉冲驱动信号；
[0027] 电机驱动电路能够输出驱动四维运动样品台9运动的四维运动台控制信号；所述 四维运动样品台9由步进电机驱动，全部运动都在微控制器的控制下自动完成；电机驱动 电路采用步进电机驱动器，通过三极管和微控制器连接；
[0028] 微控制器通过输出IXD控制信号驱动显示器7 ;显示器7与微控制器的连接信号 为串行通信信号；
[0029] 所述高精度A/D转换器为16位，500khzA / D转换器；A/D转换器输出的数据 传递给微控制器，进行数据处理、存储和运算；双路脉冲发生器用于产生驱动触发光源8的 驱动信号；双路脉冲发生器输出的信号经过输出放大器以提高负载能力。
[0030] 所述档位控制电路包括至少2个继电器及其驱动三极管；所述继电器的线圈端接 入三极管的集电极；三极管的基级通过限流电阻连接单片机IO口；不同继电器的触点端连 接不同阻值的电阻以使I/V变换器具有不同放大倍数；微控制器通过I/ 0 口选择不同 的继电器导通，实现不同档位的选择。
[0031] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0032] 1.由于采用了高速启动的触发光源和低滞后时间的测量电路，本发明对响应时间 的测量精度可达到〇.lms，满足国家标准要求，可适用于市场上的大多数自动变光焊接滤光 镜；
[0033] 2.本发明针对自动变光焊接滤光镜透射比变化范围大的特点，设计了不同档位转 换电路，能够有效解决大动态范围高精度测量。
[0034] 3.本发明首次针对国家标准中对自动变光滤光镜透射比均运性和角度依赖性的 要求，设计了四维运动样品台和弹性夹持机构，能够对不同型号的滤光镜样品进行透射比 均匀性和角度依赖性测量。
[0035] 4.本发明创新性地采用了嵌入式微处理器作为核心元件，使测试装置结构紧凑， 能够完全独立进行测量工作而无需连接上位机，不仅使用方便，更具有很高的经济性。
[0036] 5.针对国家标准对测量光源的要求，本发明特别设