電焊弧光的遮光方法及其防護面罩的製作方法

2023-10-17 16:20:49 2

專利名稱：電焊弧光的遮光方法及其防護面罩的製作方法
技術領域：
本發明是一種防止電焊弧光的方法及其焊工的防護面罩，它屬於弧光的遮光方法及其裝置，由感光元件把電焊弧光信號轉為電信號控制電子電路、在液晶光閥上施加電壓以控制其工作，該防護面罩由面罩、液晶光閥觀察鏡及電路部分構成。
現有的電焊弧光的遮光方法及裝置，例如中國專利CN87216264U公開了一種全自動光閥式電焊防護面罩，它是根據互感原理直接從焊把電纜上取出能量控制液晶光閥工作，其不足之處是僅適用於交流焊接，而不適於直流焊接;防護面罩與焊把之間用導線連接，給焊工造成一定不便。日本公開專利JP61-94654公開了一種焊接弧光的遮光方法及裝置，由檢測焊接電流升高的瞬時電流控制光電元件PLZT工作，其不足之處是光電元件PLZT產生影響焊工視野清晰度的十字光斑;其電流檢測裝置只能安裝於焊把上，使整個防護裝置不能成為一體，而是由防護面罩和焊把兩部分組成，造成線路複雜，同時焊把與防護面罩要匹配給使用帶來不便;瞬時電流信號由焊把上套環孔發出的紅外線傳遞，易受焊把方向幹擾。日本公開專利64-80360公開了一種弧光的遮光方法及裝置，由紫外線傳感器接收弧光產生初期發出的紫外線信號控制液晶光閥，其不足之處是紫外線信號產生於弧光的初期，紫外線接收電路及PLZT光閥的應答都需一定時間，所以仍有一定的漏光，對於應答速度快的PLZT元件不容易得到。英國專利GB2122366A公開了一種自動液晶光閥，由光電管接收焊接時的弧光信號控制液晶工作，其不足之處是弧光產生後在一定時間間隔液晶光閥才變黑、所以產生一定的漏光時間。
本發明的目的在於避免上述現有技術的不足之處而提供一種用於交流、直流焊接、完全遮住電焊弧光、控制準確、不易受幹擾、不產生漏光時間的電焊弧光的遮光方法以及完成其上述方法的元器件簡單、省電、控制電路與面罩為一體的防護面罩。
本發明的目的可通過如下措施達到。其電焊弧光的遮光方法如以下構成感光元件將電焊弧光信號轉為電信號控制電子電路、在液晶光閥上施加控制電壓以控制液晶光閥作用，其特徵是由磁信號接收及放大電路對焊接開始時的磁信號進行接收及放大、再經磁信號延時電路、脈衝發生電路、脈衝控制及脈衝整形電路控制液晶光閥提前工作;採用該方法的裝置、即防護面罩，包括面罩、液晶光閥觀察鏡、弧光信號接收電路，其特徵是還包括磁信號接收及放大電路、磁信號延時電路、脈衝發生電路、脈衝控制及脈衝整形電路。
本發明的目的還可以通過以下措施達到。本發明的防護面罩，其中磁信號接收及放大電路包括感應線圈、二級放大器和數字轉換電路，都安裝在防護面罩上，在焊接時感應線圈可接收1.5m以內交流或直流電焊時的磁場信號(在直流焊接時磁場瞬時消失)，磁感應線圈是由直徑0.25mm銅線、線圈匝數50匝、線圈直徑0.8cm製成。
在本發明的防護面罩，其磁信號延時電路中電阻(21)為30～80kΩ，最佳值為50kΩ;電容(22)為4～5μF，最佳值為4.7μF，在這一參數下可得到最優工作狀態。
在本發明的防護面罩，其脈衝發生電路中設計頻率為50～100Hz，可得到最優工作狀態。
下面結合實施例圖進一步說明本發明。


圖1-本發明的防護面罩的正視圖;
圖2-本發明的防護面罩的電路圖;
圖3-本發明的防護面罩的電路工作時序圖。
本發明的防護面罩(見圖1)包括帽殼1、液晶觀察鏡2、光傳感器3(放入光電管6)、以及磁感應線圈及電路部分4。
本發明的防護面罩的電路圖(圖2)包括弧光信號接收電路(A)、磁信號接收及放大電路(B)、磁信號延時電路(C)、脈衝發生電路(D)、以及脈衝控制及脈衝整形電路(E)。
弧光信號接收電路A是由光電管6和分壓電阻5組成。當沒有電弧時光電管處於截止狀態，輸出電壓近似等於電源電壓，在數字電路中為高電平;當弧光產生時，光電管接到弧光的作用而處於導通狀態，輸出電壓為零，在數字電路中為低電平。
磁信號接收及放大電路B包括感應線圈7、二級放大器和數字轉換電路。焊接開始時(直流焊或交流焊)磁場的變化感應到線圈7、並通過電容8、12耦合到一級、二級放大電路，再由電容16耦合到開關管19，使其處於截止狀態;無電流流過電阻18輸出為高電平，經與非門20變為低電平。即磁信號接收及放大電路的作用是在焊接開始時(焊條觸及焊接工件尚未產生電弧)焊接電流劇增時磁場強度也劇增的條件下使輸出信號為低電平。
磁信號延時電路C由與非門23、24、電阻21和電容22組成。該電路的作用是將磁信號延長一定時間，致使弧光信號到來之前由磁信號作用。
脈衝發生電路D由與非門26、28、電阻29、30、電容25、27組成，設計頻率為50～100Hz。
脈衝控制及脈衝整形電路E由與非門31、32、33及液晶光閥34組成。其作用是合併磁信號與弧光信號產生控制信號。在焊接開始時即焊條接觸工件時便產生控制信號，它優先於焊接起弧一段時間△t1。控制信號作用於液晶滯後一段時間△t2(一般＜50ms，由液晶片而定)液晶才由透明變為黑色遮住弧光，一般情況下△t1＞△t2，故液晶變黑先於起弧故消除了漏光時間。
實施例1本發明的防護面罩的實施例的電路圖如圖2所示，其各參數及元件如下5-30～80kΩ(最佳值50kΩ);
6-光電管;
7-磁感應線圈(直徑0.25mm、圈數50匝、線圈直徑0.8cm製成);
8-電容(1～100μF);
9-電阻(3～5MΩ);
10-電阻(30～100kΩ);
11-晶體三極體;
12-電容(1～100μF);
13-電阻(3～6MΩ);
14-電阻(50～100kΩ);
15-電阻(50～100kΩ);
16-電容(1～100μF);
17-電阻(500kΩ～2MΩ);
18-電阻(50～300kΩ);
19-晶體三極體;
20-與非門;
21-電阻(30～80kΩ，最佳值為50kΩ);
22-電容(4～5μF，最佳值為4.7μF);
23-與非門;
24-與非門;
25-電容(0.01～0.1μF);
26-與非門;
27-電容(0.01～0.1μF);
28-與非門;
29-電阻(100kΩ～1.1MΩ);
30-電阻(100kΩ～1.1MΩ);
31-與非門;
32-與非門;
33-與非門;
34-液晶光閥。
(上述元器件均為市售品)本發明與現有技術相比具有如下優點1、除可用於交流焊接還可以用於直流焊接;
2、完全消除液晶光閥漏光時間，克服液晶光閥滯後變黑的問題，完全避免了電焊弧光的照射;
3、電路部分全都與防護面罩為一體，使焊工操作方便;
4、結構簡單、元器件易取、裝置靈敏度高並不容易受幹擾。
本發明的防護面罩，在不焊接時液晶觀察鏡是透明的，當焊接時液晶觀察鏡變為黑色，阻擋弧光(包括對人體有害的紫外線)並可觀察到焊接時狀態。這就免去以往焊工在焊接過程頻繁掀翻面罩的麻煩，特別是在高空焊接作業可提高焊工安全性、減輕焊工勞動強度、提高勞動效率、保證質量。
權利要求
1.一種電焊弧光的遮光方法，由光敏元件將電焊時發生的弧光信號轉變為電信號控制液晶光閥工作，其特徵是由磁信號接收及放大電路對焊接開始時的磁信號進行接收及放大、再經磁信號延時電路、脈衝發生電路、脈衝控制及脈衝整形電路控制液晶光閥提前工作。
2.一種採用上述電焊弧光遮光方法的防護面罩，包括面罩、液晶光閥觀察鏡、弧光信號接收電路，其特徵是還包括磁信號接收及放大電路、磁信號延時電路、脈衝發生電路、脈衝控制及脈衝整形電路。
3.一種如權利要求2所述的防護面罩，其特徵是磁信號接收及放大電路、磁信號延時電路與其它電路一同安裝在面罩上為一整體。
4.一種如權利要求2所述的防護面罩，其特徵是磁信號接收及放大電路包括磁感應線圈、二級放大器和數字轉換電路。
5.一種如權利要求2所述的防護面罩，其特徵是磁信號延時電路中電阻(21)為30～80KΩ，最佳值為50KΩ，電容(22)為4～5μF，最佳值為4.7μF。
6.一種如權利要求2所述的防護面罩，其特徵是脈衝發生電路中設計頻率為50～100Hz。
7.一種如權利要求2所述的防護面罩，其特徵是磁感應線圈是由直徑0.25mm銅線、圈數50匝、線圈直徑0.8cm製成。
全文摘要
本發明提供一種電焊弧光的遮光方法及其防護面罩。它是由電感應接收線圈和光敏元件分別接收電焊過程中的磁場信號和弧光信號以控制液晶光閥遮住焊接弧光。用於上述方法的本發明的防護面罩包括面罩，液晶光閥觀察鏡及其有關電路，可用於交流或直流焊接完全遮住弧光，結構簡單、工作可靠，可免去以往焊工頻繁掀翻面罩的操作。
文檔編號A61F9/06GK1061148SQ9010895
公開日1992年5月20日 申請日期1990年11月9日 優先權日1990年11月9日
發明者劉連增, 王路強, 李春潤 申請人:中國石油天然氣總公司工程技術研究所