專利名稱：一種變光液晶焊接護目鏡的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于焊接器材領域，涉及一種焊接用護目鏡，特別是一種基于DSP控制的模擬人眼感光的智能型自動變光液晶焊接護目鏡。
背景技術：
焊接過程中，焊接弧光光線強烈，對焊接人員的眼睛傷害較大，因此焊接過程中焊接人員均需佩戴焊接護目鏡，以避免弧光對眼睛的傷害。目前焊接人員所使用的焊接護目鏡有普通焊接護目鏡和自動變光焊接護目鏡普通焊接護目鏡因為色彩單一、無法變光，佩戴時不便于焊接操作；而自動變光焊接護目鏡可以根據弧光的自動進行變光，一定程度上解決了普通焊接護目鏡的問題。但目前使用的自動變光焊接護目鏡僅只具有明態(tài)和暗態(tài)兩種變光狀態(tài)，當焊接起弧時液晶鏡片變暗，當弧光消失時液晶鏡片變亮。在暗態(tài)時由于設置的透光率單一，當護目鏡的距離焊接物越遠，越看不清焊接物，焊接者只能近距離操作，這樣就大大限制了焊接人員操作的靈活性。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種可以模擬人眼感光的智能型自動變光液晶焊接護目鏡，使焊接人員在焊接過程中，根據弧光的強弱自動進行變光，有效隔離有害光線的同時，使人能夠在強光或弱光下，接近弧光和遠離弧光時，均能看清焊接物，增加焊接人員操作的靈活性。本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下一種變光液晶焊接護目鏡，包括控制模塊、光觸發(fā)模塊、感光模塊、手動設置模塊、調節(jié)模塊、液晶鏡片；其中，控制模塊分別與光觸發(fā)模塊、感光模塊、手動設置模塊、調節(jié)模塊電連接，液晶鏡片與調節(jié)模塊電連接；手動設置模塊用于進行靈敏度參數、延遲參數和透光率參數信息的設定，并把該設定信息傳送給控制模塊；光觸發(fā)模塊用于感應焊接時弧光的光強，當其感應到弧光的光強時即觸發(fā)控制模塊進行工作；感光模塊用于采集焊接時弧光的強弱信息，并將該信息傳送給控制模塊； 控制模塊根據從感光模塊接收到的弧光強弱信息、以及通過手動設置模塊所設定的參數信息，向調節(jié)模塊發(fā)送控制信號；調節(jié)模塊根據從控制模塊接收到控制信號，對液晶鏡片的透光率進行調節(jié)。本發(fā)明的有益效果是在焊接過程中，可以實現隨著弧光的強弱變化，以及焊接人員距離弧光的遠近，變光液晶焊接護目鏡自動進行變光調節(jié)，使焊接人員能夠在強光或弱光下，接近弧光和遠離弧光時，均能看清焊接物，增加焊接人員操作的靈活性。在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明還可以做如下實施。進一步，所述控制模塊為DSP (Digital Signal Processing，數字信號處理)處理
ο采用上述進一步方案的有益效果是，采用DSP處理器可以手動設定狀態(tài)參數，并實時的對感光模塊信號進行全數字處理，實時的向調節(jié)模塊發(fā)出控制信號，從而實現變光液晶焊接護目鏡實時的明暗調節(jié)效果，達到智能操作的目的。進一步，光觸發(fā)模塊包括紅外接收管和觸發(fā)電路，觸發(fā)電路分別與紅外接收管和控制模塊電連接，紅外接收管接收到焊接的弧光信號，并通過觸發(fā)電路向控制模塊發(fā)出觸發(fā)信號，告知控制模塊焊接過程已經開始，以便于控制模塊自動開啟工作。采用上述進一步方案的有益效果是，使得控制模塊不必始終處于工作狀態(tài)，僅當焊接時進行觸發(fā)，從而避免了因控制模塊和感光模塊以及調節(jié)模塊始終處于工作狀態(tài)所帶來的電能浪費。進一步，感光模塊包括環(huán)境光亮度傳感器和光強度信號放大電路，光強度信號放大電路分別與環(huán)境光亮度傳感器和控制模塊電連接，環(huán)境光亮度傳感器采集焊接弧光的光強信息并通過光強度信號放大電路發(fā)送給控制模塊。采用上述進一步方案的有益效果是，可以對焊接弧光光強信息進行實時的采集， 并實時將表示弧光光線強弱的信號傳送給控制模塊，便于控制模塊及時根據當時的光強信息向調節(jié)模塊發(fā)出控制信號。進一步，手動設置模塊包括靈敏度設置電路、延時設置電路、透光率設置電路，靈敏度設置電路、延時設置電路、透光率設置電路分別與控制模塊電連接。采用上述進一步方案的有益效果是，通過靈敏度設置電路、延時設置電路、透光率設置電路對變光液晶焊接護目鏡的靈敏度、延時、透光率的調節(jié)，可以使變光液晶焊接護目鏡的使用更加靈活，方便身體條件不同、對光線感應不同的焊接人員的使用。進一步，調節(jié)模塊包括信號處理電路，信號處理電路分別與控制模塊和液晶鏡片電連接；信號處理電路根據從控制模塊接收到的控制信號，調整液晶鏡片的透光率。采用上述進一步方案的有益效果是，信號處理電路根據從控制模塊接收到的控制信號給液晶片加載一定電壓時，使液晶內部的液晶分子開始改變方向，從而不斷調整液晶鏡片的透光率，以達到調節(jié)變光液晶焊接護目鏡明暗的效果。進一步，還包括無色玻璃和濾光片，所述液晶鏡片為2片，所述無色玻璃、液晶鏡片、濾光片依次重疊在一起。采用上述進一步方案的有益效果是，無色玻璃保護液晶鏡片，以使液晶鏡片壽命更長，濾光片可以濾掉紫外線和紅外線，保證人眼免受紫外線和紅外線的刺激。進一步，還包括電源模塊，所述電源模塊為變光液晶焊接護目鏡電路提供電力。


圖1為本發(fā)明變光液晶焊接護目鏡的邏輯框圖；圖2為本發(fā)明變光液晶焊接護目鏡中控制模塊實施例DSP處理器SH69P56電路圖；圖3為本發(fā)明變光液晶焊接護目鏡中光觸發(fā)模塊實施例觸發(fā)電路圖；圖4為本發(fā)明變光液晶焊接護目鏡中感光模塊實施例光強度信號放大電路圖；圖5為本發(fā)明變光液晶焊接護目鏡中手動設置模塊實施例電路圖；圖6為本發(fā)明變光液晶焊接護目鏡中調節(jié)模塊實施例信號處理電路圖。附圖中，各標號所代表的部件列表如下
4
1、控制模塊，2、光觸發(fā)模塊，3、感光模塊，4、手動設置模塊，5、調節(jié)模塊，6、液晶鏡片，201、放大電路，202、靈敏度控制電路，301、光強度信號放大電路，501、液晶鏡片電路， 502、高電壓截止電路，503、庶光號電壓檢測電路，504、脈沖輸出電路
具體實施例方式以下結合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。如圖1所示，本發(fā)明變光液晶焊接護目鏡包括控制模塊1、光觸發(fā)模塊2、感光模塊 3、手動設置模塊4、調節(jié)模塊5、液晶鏡片6 ；其中，光觸發(fā)模塊2與控制模塊1電連接，光觸發(fā)模塊2采集到焊接弧光發(fā)光信號時，觸發(fā)控制模塊1開始工作；感光模塊3與控制模塊 1電連接，在焊接過程中，感光模塊3采集焊接弧光的發(fā)光強度，并把發(fā)光強度信息發(fā)送給控制模塊1 ；手動設置模塊4與控制模塊1電連接，通過手動設置模塊4對變光液晶焊接護目鏡進行相關參數的設置，并將參數信息發(fā)送給控制模塊1 ；調節(jié)模塊5與控制模塊1電連接，當光觸發(fā)模塊2觸發(fā)控制模塊1進行工作后，控制模塊1根據從感光模塊3接收的焊接弧光強弱信息以及手動設置模塊4所設置的參數信息，實時地向調節(jié)模塊5發(fā)送控制信號； 調節(jié)模塊5與液晶鏡片6電連接，調節(jié)模塊5根據從控制模塊1接收到控制信號，對液晶鏡片6的透光率進行調節(jié)，從而實現液晶鏡片的明暗變化，達到智能操作的目的。實施例一本實施例中，控制模塊1采用了臺灣的欣楊科技有限公司生產的SH69P56型DSP 處理器，如圖2所示，其主要作用在于，可以實時的通過從感光模塊3接收光強信號以及手動設置模塊4所設定的參數進行數字化處理，轉化成PWM波，通過對調節(jié)模塊5發(fā)出PWM波進行調節(jié)，以使調節(jié)模塊5根據焊接弧光的強弱對液晶鏡片6的透光率進行及時的調節(jié)，以保護焊接人員的視力，并增強焊接人員操作的靈活性。圖2DSP處理器SH69P56中，9號管腳為液晶鏡片的供電充電控制管腳，10號管腳為高壓充電管腳，17號管腳為液晶供電檢測管腳，7號管腳為充電管腳，2號管腳和4號管腳為脈沖輸出管腳，62號管腳、11號管腳和12 號管腳為鍵盤掃描管腳，5號管腳和6號管腳為充電控制管腳，16號管腳為電池電量檢測管腳，13號管腳、64號管腳和1號管腳為靈敏度控制管腳，63號管腳和18號管腳為溫度檢測管腳，15號管腳為弧光亮度管腳，14號管腳為信號觸發(fā)管腳，另外，VDD管腳接5V工作電壓， GND管腳和TEST管腳接地。本實施例中，光觸發(fā)模塊2包括紅外接收管和觸發(fā)電路，如圖3所示，觸發(fā)電路包括放大電路201和靈敏度控制電路202，紅外接收管⑶3和紅外接收管⑶4并聯，用于接收焊接弧光的光強信號，紅外接收管GD3和紅外接收管GD4的并聯電路經過電容C6與放大電路201連接，放大電路201與DSP處理器SH69P56的14號管腳連接。同時，紅外接收管⑶3 和紅外接收管GD4的并聯電路與靈敏度控制電路202連接，靈敏度控制電路202中的場效應管T14、場效應管T15和場效應管T16的柵極端分別與DSP處理器SH69P56的64號管腳、 13號管腳和1號管腳電連接，以對紅外接收管GD3和紅外接收管GD4所接收的焊接弧光的光強信號進行感光靈敏度的調節(jié)。如圖4所示，感光模塊3包括環(huán)境光亮度傳感器GDI、環(huán)境光亮度傳感器GD2和光強度信號放大電路301，環(huán)境光亮度傳感器GDl和環(huán)境光亮度傳感器GD2并聯，用于接收焊接弧光的不同強度的光線，環(huán)境光亮度傳感器GDl和環(huán)境光亮度傳感器GD2的并聯電路與光強度信號放大電路301電連接，光強度信號放大電路301與DSP處理器SH69P56的15號管腳連接。光強度信號放大電路301將環(huán)境光亮度傳感器GDl和環(huán)境光亮度傳感器GD2所接受到的焊接弧光的不同強度的光線信息向DSP處理器SH69P56的15號管腳輸出不同的電壓，DSP處理器SH69P56根據15號管腳的不同的輸入電壓，向調節(jié)模塊5的輸出相應的控制信號。本實施例中，采用環(huán)境光亮度傳感器模似人眼感光，峰值感光波長520nm，內置紅外濾光片，可抗紅外線干擾。如圖5所示，手動設置模塊4包括靈敏度設置電路、延時設置電路和透光率設置電路，靈敏度設置電路、延時設置電路和透光率設置電路均采用按鍵設置電路形式；靈敏度設置電路的靈敏度調節(jié)按鍵SW3分別與DSP處理器SH69P56的11號管腳和地連接，設定液晶鏡片對弧光的敏感程度；延時設置電路的延時按鍵SW5與DSP處理器SH69P56的11號管腳以及62號管腳電連接，設定液晶鏡片從接收信號到改變透光率的延遲時間；透光率設置電路的透光率調節(jié)按鍵SW4與DSP處理器SH69P56的12號管腳和地連接，設定液晶鏡片工作時的最小透光率。本實施例中，靈敏度按鍵SW3設有四個檔，根據需要實現打磨或切割狀態(tài)的切換， 最高靈敏度會使得一個較弱的光信號得以觸發(fā)系統(tǒng)；延時按鍵SW5可設置快(fast)和慢(slow)兩檔；透光率微調按鍵包括五個檔的“RESET/ADJ”鍵和“OFFSET”鍵，每按一下 “RESET/ADJ”鍵，便增加或減小0. 5個黑度，在五個檔之間來回切換。按下“OFFSET”鍵的時候，改變當前的采集數值，將DSP對光強的參數復位。使用者根據用眼習慣的不同可手動設置不同的透過率以得到液晶鏡片不同的暗態(tài)程度。本實施例中，調節(jié)模塊5的信號處理電路如圖6所示，調節(jié)模塊5的信號處理電路包括液晶鏡片電路501、高電壓截止電路502、庶光號電壓檢測電路503和脈沖輸出電路 504;其中，液晶鏡片電路501分別與液晶鏡片J2、高電壓截止電路502、庶光號電壓檢測電路503、脈沖輸出電路504以及DSP處理器SH69P56的2號管腳和4號管腳電連接；高電壓截止電路502分別與DSP處理器SH69P56的5號管腳和14號管腳電連接，用以在液晶鏡片J2的基礎電壓上調整作用于其兩端的工作電壓；庶光號電壓檢測電路503與DSP處理器 SH69P56的17號管腳電連接，用于檢測液晶鏡片組的供電電壓，使DSP處理器SH69P56跟蹤不同的工作電壓值以作出相應的補償計算；脈沖輸出電路504分別與DSP處理器SH69P56 的6號管腳和9號管腳電連接。DSP處理器SH69P56通過2號管腳和4號管腳輸出基準脈沖信號給液晶鏡片電路501，以及通過6號管腳和9號管腳輸出控制信號給脈沖輸出電路 504，根據從手動設置模塊4所設定的靈敏度和最小透光率，來調整向液晶鏡片J2施加脈沖輸出電壓的基礎電壓值。本實施例中，還包括了無色玻璃和濾光片，液晶鏡片6為2片，無色玻璃、液晶鏡片 6和濾光片依次重疊在一起。這樣，在保證液晶鏡片6根據弧光光強調整透光率的同時，無色玻璃也同時保護了液晶鏡片6免受焊接火花灼燒，以使液晶鏡片6的使用壽命更長，濾光片濾掉紫外線和紅外線，保證人眼免受紫外線和紅外線的刺激。本實施例的的電源模塊采用鋰電池為其他各組模塊的電路提供電力支持，保證了本發(fā)明變光液晶焊接護目鏡電路電流更穩(wěn)定，使用壽命更長。
以下結合附圖對本實施例工作過程進行進一步詳細描述。使用時，如圖5所示，靈敏度調節(jié)按鍵SW3將靈敏度調節(jié)信號傳送給DSP處理器 SH69P56的11號管腳，由DSP處理器SH69P56的1號管腳、13號管腳和64號管腳將信號輸出給圖3光觸發(fā)模塊2電路中的靈敏度控制電路202，實現對靈敏度的調節(jié)。如圖5所示，透光率調節(jié)按鍵SW4將透光率調節(jié)信號傳送給DSP處理器SH69P56 的12號管腳，延時按鍵SW5將延時設置信息通過62號管腳和11號管腳傳送給DSP處理器 SH69P56。如圖3所示，當接收到弧光信號時紅外接收管⑶3和紅外接收管⑶4導通，通過放大電路201將導通信號傳送給DSP處理器SH69P56的14號管腳，DSP處理器SH69P56開始根據設定的以上三個參數進行數據處理。如圖4所示，在環(huán)境光亮度傳感器GDl和環(huán)境光亮度傳感器GD2接收到不同強度的光線時，經光強度信號放大電路301將光強度信號傳送給DSP處理器SH69P56的15號管腳。如圖6所示，DSP處理器SH69P56通過2號管腳和4號管腳輸出基準脈沖信號給液晶鏡片電路501，以及通過6號管腳和9號管腳輸出控制信號給脈沖輸出電路504，根據手動設置模塊4所設定的靈敏度和最小透光率，來調整向液晶鏡片J2施加脈沖輸出電壓的基礎電壓值。用于檢測液晶鏡片J2的供電電壓的庶光號電壓檢測電路503通過DSP處理器SH69P56的第17號管腳，使DSP處理器SH69P56跟蹤不同的工作電壓值，以作出相應的補償計算。高電壓截止電路502用于在液晶鏡片J2的基礎電壓上調整作用于其兩端工作電壓，DSP處理器SH69P56通過5號管腳和14號管腳輸出控制信號至高電壓截止電路502， 并通過液晶鏡片電路501，輸出所需要的電壓，以驅動液晶鏡片J2，實現液晶鏡片J2透光率的調節(jié)。總的來說，DSP處理器SH69P56通過2號管腳、4號管腳、6號管腳、9號管腳、5號管腳和14號管腳對調節(jié)模塊5電路輸出控制信號，并通過17號管腳跟蹤不同的工作電壓值，作出相應的補償計算，進一步調整對調節(jié)模塊5電路輸出的控制信號，從而改變對液晶鏡片J2的脈沖輸出電壓大小，使其達到設定的靈敏度和最小透光率，并能隨弧光強弱自動調節(jié)液晶鏡片的透光率。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種變光液晶焊接護目鏡，其特征在于包括控制模塊、光觸發(fā)模塊、感光模塊、手動設置模塊、調節(jié)模塊、液晶鏡片；所述控制模塊分別與光觸發(fā)模塊、感光模塊、手動設置模塊、調節(jié)模塊電連接，所述液晶鏡片與調節(jié)模塊電連接；所述手動設置模塊用于進行靈敏度參數、延遲參數和透光率參數信息的設定，并把這些設定的參數信息傳送給控制模塊；所述光觸發(fā)模塊用于感應焊接時弧光的光強，當其感應到弧光的光強時即觸發(fā)控制模塊進行工作；所述感光模塊用于采集焊接時弧光的強弱信息，并將該信息傳送給控制模塊；所述控制模塊根據從感光模塊接收到的弧光強弱信息、以及通過手動設置模塊所設定的參數信息，向調節(jié)模塊發(fā)送控制信號；所述調節(jié)模塊根據從控制模塊接收到控制信號，對液晶鏡片的透光率進行調節(jié)。
2.根據權利要求1所述的變光液晶焊接護目鏡，其特征在于所述控制模塊為DSP處理器。
3.根據權利要求1所述的變光液晶焊接護目鏡，其特征在于所述光觸發(fā)模塊包括紅外接收管和觸發(fā)電路，所述觸發(fā)電路分別與紅外接收管和控制模塊電連接；所述紅外接收管接收焊接的弧光信號，并通過觸發(fā)電路向控制模塊發(fā)出觸發(fā)信號，觸發(fā)控制模塊進行工作。
4.根據權利要求1所述的變光液晶焊接護目鏡，其特征在于所述感光模塊包括環(huán)境光亮度傳感器和光強度信號放大電路，所述光強度信號放大電路分別與環(huán)境光亮度傳感器和控制模塊電連接；所述環(huán)境光亮度傳感器采集焊接弧光的光強信息并通過光強度信號放大電路發(fā)送給控制模塊。
5.根據權利要求1所述的變光液晶焊接護目鏡，其特征在于所述手動設置模塊包括靈敏度設置電路、延時設置電路、透光率設置電路，所述靈敏度設置電路、延時設置電路、透光率設置電路分別與控制模塊電連接。
6.根據權利要求1所述的變光液晶焊接護目鏡，其特征在于所述調節(jié)模塊包括信號處理電路，所述信號處理電路分別與控制模塊和液晶鏡片電連接；所述信號處理電路根據從控制模塊接收到的控制信號，調整液晶鏡片的透光率。
7.根據權利要求1至6任一項所述的變光液晶焊接護目鏡，其特征在于還包括無色玻璃和濾光片，所述液晶鏡片為2片，所述無色玻璃、液晶鏡片、濾光片依次重疊在一起。
8.根據權利1至6任一項所述的變光液晶焊接護目鏡，其特征在于還包括電源模塊， 所述電源模塊為變光液晶焊接護目鏡電路提供電力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于DSP控制的模擬人眼感光的智能型自動變光液晶焊接護目鏡，包括控制模塊、光觸發(fā)模塊、感光模塊、手動設置模塊、調節(jié)模塊、液晶鏡片。使用時通過手動設置模塊進行變光液晶焊接護目鏡相關參數的設定，當焊接時，光觸發(fā)模塊采集到焊接弧光的光強信號觸發(fā)變光液晶焊接護目鏡工作，工作過程中，感光模塊采集焊接弧光強度并將弧光強度信息傳送給控制模塊，控制模塊根據從感光模塊接收到的弧光強弱信息、以及通過手動設置模塊所設定的參數信息，向調節(jié)模塊發(fā)送控制信號，調節(jié)模塊根據從控制模塊接收到控制信號，對液晶鏡片的透光率進行調節(jié)。在保護焊接人員眼睛的同時增加焊接人員操作的靈活性。
文檔編號A61F9/06GK102217988SQ20101014545
公開日2011年10月19日 申請日期2010年4月13日 優(yōu)先權日2010年4月13日
發(fā)明者楊樂 申請人:楊樂