带自动 LCD 快门的电焊面罩。 无线电电子电气工程百科全书
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据了解,在进行焊接工作时,焊工必须用特殊的面罩保护眼睛和面部皮肤。
对眼睛有害的是紫外线和红外线辐射。 如果眼睛没有受到减弱光通量的滤光器的保护,那么由于视觉系统的惯性,视网膜有时间接收大部分辐射(捕捉“兔子”)。 现在广泛使用的纤维面罩包含一组可更换的滤光器。 其操作原理很简单:将面罩向后折叠,焊工进行准备工作,然后点燃电弧,然后放下面罩。 这是可能发生视觉损害的地方。
在焊工面罩中使用动态快门的想法出现在几十年前。 第一个动态快门是机械的,就像相机一样,它们的可靠性和效率很低。 20 多年前,出现了基于高速 LCD 调制器(有时称为“变色龙”)的自动快门。 自动快门使您能够解放焊工的双手,专注于焊接质量。 它的使用提供了超可靠的眼睛保护并减少焊工疲劳。
现在法国、日本、德国、瑞典和瑞士的多家公司都生产带有自动液晶快门的口罩。 欧洲这些口罩的主要制造商是瑞典公司ESAB和瑞士公司OPTREL。 LCD快门盒是一个单独的模块,连接到面罩的前部,形成单个头盔结构。
光模块或动态滤波器的装置如图1所示。 他包含:
- 由 1,2 毫米厚的聚碳酸酯制成的保护滤光片,保护外部光学表面免受机械环境影响、焊接区域的有害气体烟雾、焊接材料的熔化滴、沙子和灰尘;
- 复合紫外和红外滤光片;
- 两个或三个连续的高速 LCD 单元(图 2),一方面提供从透明到不透明状态的快速转变,另一方面提供光谱可见部分的必要透射率对于所选的焊接模式;
- 由 1,2 毫米厚的聚碳酸酯制成的保护过滤器。
液晶盒(图2)包含在紫外线范围内具有高吸收系数的偏光膜,解决了紫外线过滤问题。 如果在电弧辐射的IR范围内使用吸收型IR滤光片,则滤光片本身和整个LCD快门将变得非常热。 因此,设计中采用基于复合干涉膜涂层的液晶反射滤光片,该滤光片由交替的薄金属(银)和氧化物膜(SiO2或In2O3)组成。 使用品牌 С3С21 的特殊玻璃作为基材。
LCD 单元由电子模块控制,该模块包含:
- 两个光电传感器(液晶快门盒左右两侧各一个)和一个来自它们的信号放大器;
- 两个LCD调制器的控制电路;
- 微控制器,提供快门操作模式(关闭状态下的透射率)的选择,与光传感器配对,在LCD显示屏上指示焊工选择的焊接模式,并形成LCD调制器控制电路图;
- 太阳能电池由9节或更多节非晶硅太阳能电池组成,提供4,5至8V的电压,工作模式下电流高达2-3mA;
- 3 V 锂电池、高容量低漏电电容器或太阳能电池充电电池作为备用电源;
- 功能键盘(3-4 个按钮),通常是薄膜类型;
- 编码器或可变电阻来控制光密度(保护级别)。
图3所示为LCD自动快门控制电路。 控制方案的复杂程度取决于焊工面罩的等级和成本。 LCD 快门速度较低(10-20ms)的简单廉价型号通常没有微控制器、LCD 显示屏或功能键盘。 电源由“Krona”型电池供电,可手动激活。
在昂贵的型号(400-500 美元)中,提供了多种保护级别,焊工接近时自动激活,使用功能键盘和显示屏选择焊接和保护模式。
作者:A.萨马林
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