CN107242935A - 一种自动变光焊接滤光镜及自动变光焊接面罩 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动变光焊接滤光镜(1)，包括镜框(11)、液晶片(13)、光电传感器(15)、以及驱动所述液晶片(13)的驱动电路(17)，所述液晶片(13)以及所述光电传感器(15)均设于所述镜框(11)上，且所述光电传感器(15)设于所述液晶片(13)靠近人眼一侧，所述光电传感器(15)采集透过所述液晶片(13)的光信号，并反馈给所述驱动电路(17)，所述驱动电路(17)根据所述光电传感器(15)反馈的信号控制所述液晶片(13)的透光率，形成一个闭环控制***，使得透过所述自动变光焊接滤光镜的光线照度恒定。本发明提供的自动变光焊接滤光镜通过闭环控制***不断进行反馈调节，有效防止自动变光焊接滤光镜过暗或者过亮的情况。

Description

一种自动变光焊接滤光镜及自动变光焊接面罩
技术领域
本发明涉及电焊保护技术领域，具体涉及一种自动变光焊接滤光镜以及自动变光焊接面罩。
背景技术
金属焊接过程中常产生焊接电弧，焊接电弧是发生在电极与焊件之间的一种气体放电现象，其含有大量高强度的可见光、红外线和紫外线等射线，高强度可见光、红外线和紫外线带来的光辐射会伤害焊工的眼睛。
焊接电弧中可见光线的光度，比人眼能正常承受的光线光度可大一万倍，这样强烈的可见光，会烧灼视网膜，造成视网膜炎，此时焊工将感觉眼睛疼痛、视觉膜糊、有中心暗点，甚至暂时性失明，如长期反复作用，视力会逐渐减退。
焊接电弧中红外线对眼睛的损伤是一个慢性过程，眼睛晶状体长期吸收过量的红外线后，弹性变差、调节困难、视力减退，严重者会导致晶体状混浊，损害视力。焊接电弧中紫外线照射人眼后，会导致角膜和结膜发炎，产生的“电光性眼炎”，被列为是尘肺病之外的第二大职业病，紫外线和红外线对人的眼睛可能造成永久性伤害。
焊接面罩是用来帮助焊工防护来自焊接的职业危害，帮助其在焊接过程中既能保护眼睛又能准确定位、高效焊接。早期的焊接面罩是在手持式防护面罩上装一块黑玻璃以保护眼睛，但需要在起弧瞬间将眼睛遮蔽，如果焊工动作不及时，容易灼伤眼睛，影响焊接质量。
随着技术进步，自动变光焊接面罩随之出现，自动变光焊接面罩设有自动变光焊接滤光镜(ADF，Auto Darkening Filter)以达到自动变光功能。ADF在起弧前能提供给焊工一个明亮清晰的视野，透过ADF就可以精确定位焊点，一旦起弧后，无需焊工手动进行遮蔽，ADF能自动迅速变暗，既降低可见光的强度，又能有效阻挡弧光中的紫外线和红外线，防止眼睛被灼伤。
现有的ADF一般包括镜框、设于镜框上的液晶片、设于镜框外侧的弧光传感器、以及驱动电路，ADF主要利用液晶分子的排列方式随着驱动电路的施加电压大小而改变的特性，实现对光线透光率的控制。起弧前ADF为亮态，焊工能够透过ADF进行焊接准备工作，焊接电弧发生时，弧光传感器先感应到焊接产生的弧光，然后将信号传输给驱动电路，驱动电路施加电压给液晶片，从而调节入射进ADF的外界光的透光率，ADF由亮态转为暗态，从而防止焊工的眼睛受到光辐射损害。
当前大部分的ADF，弧光传感器只用于判断当前有没有焊接弧光，然后根据设定的液晶片驱动条件，在液晶片两端加适当的驱动电压，从而达到预设的透过率。少部分的为可自动调节透过率的ADF，如果焊接环境发生改变，则弧光传感器感应到不同亮度的焊接弧光，并将不同的强弱信号传输给驱动电路，再由驱动电路控制液晶片调节到不同的透光率。但上述两种ADF，液晶片的透光率均由弧光传感器感应到的焊接弧光决定，这种控制方式为单向开环控制，没有反馈过程，无法评估液晶片透光率的调节效果，结果可能是ADF的透光率过高，仍然是高强度可见光，还是可能伤害焊工的眼睛，或者是ADF的透光率过低，视野过暗，焊工看不清焊点，以致影响焊接工作的效率。
另外现有的弧光传感器因为价格昂贵，一般都比较小，常见的有1.5mm×1.5mm或3mm×3mm，但在焊接过程中，经常会产生热粒子、灼热液体或融化金属等焊渣，这些焊渣一旦飞溅到弧光传感器上，就可能遮挡甚至破坏弧光传感器，以至于影响弧光传感器的信号，有的ADF也会通过外保护片将弧光传感器以及液晶片保护起来，隔离焊接电弧，但由于弧光传感器的相对面积较小，如果焊渣飞溅到外保护片上或者焊点与外保护片之间存在遮挡物，同样容易覆盖住弧光传感器，弧光传感器失去作用，对弧光传感器感应焊接弧光的过程造成干扰。
故急需开发出一种新的自动变光焊接滤光镜以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动变光焊接滤光镜，用于解决现有的自动变光焊接滤光镜因单向开环控制方式而无法评估液晶片透光率的调节效果的技术问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自动变光焊接滤光镜包括镜框、至少一片液晶片、光电传感器、以及驱动所述液晶片的驱动电路，所述液晶片以及所述光电传感器均设于所述镜框上，且所述光电传感器设于所述液晶片靠近人眼一侧，所述光电传感器采集透过所述液晶片的光信号，并转换为电信号反馈给所述驱动电路，所述驱动电路根据所述光电传感器反馈的电信号控制所述液晶片的透光率，形成一个闭环控制***，使得透过所述自动变光焊接滤光镜的光线照度在0.05-1.0勒克斯的范围内恒定。
优选地，所述光电传感器为非晶硅太阳能电池。
非晶硅太阳能电池易于大面积化，成本较低，相较于晶体硅太阳能电池适用于强光条件或者紫外光的情况，非晶硅太阳能电池可以很好的接收弱光信号，而且非晶硅太阳能电池的光谱响应曲线更接近人眼视觉函数，更接近人眼的感觉。
优选地，所述光电传感器的大小范围为5mm*50mm～25mm*120mm。
光电传感器的面积远远大于现有的弧光传感器，即使有焊渣飞溅或者遮挡物阻隔，都不会对光电传感器接收光信号产生很大的影响，同时光电传感器的面积大，能够接收更多的光信号，增强信号强度，也部分抵消了因光电传感器后置而造成的光信号减弱、处理困难的影响。
优选地，所述自动变光焊接滤光镜还包括设于所述镜框的第一滤光片，用于衰减紫外线和红外线的光辐射，所述第一滤光片位于所述液晶片远离人眼的一侧。
第一滤光片可以有效阻止紫外线和红外线进入自动变光焊接滤光镜伤害光学元件，加强对焊工眼睛的保护。
优选地，所述自动变光焊接滤光镜还包括设于所述镜框的散光板，用于降低光的不同入射角度对光信号的影响，所述散光板位于所述液晶片与所述光电传感器之间。
散光板减少了透光率的角度依赖性，使得所述自动变光焊接滤光镜对焊接过程中可能存在的各种点、线、面光源都可以准确的自动变光，进一步保护焊工眼睛。
优选地，所述自动变光焊接滤光镜还包括设于所述镜框的第二滤光片，用于将光电传感器的光谱响应曲线修正到与人眼视觉函数相匹配，所述第二滤光片位于所述散光板与所述光电传感器之间。
第二滤光片将光电传感器的光谱响应曲线修正到与人眼视觉函数相匹配，使得光电传感器通过接收到的光信号而测出的照度值与人眼的感觉一致，从而光电传感器可以代替焊工的眼睛判断光线的强弱，可以更好的保护眼睛。
优选地，所述第二滤光片为镀膜滤光片、吸收型滤光片或有色玻璃中的任意一种。
优选地，所述自动变光焊接滤光镜还包括设于所述镜框外侧的辅助光电传感器，所述辅助光电传感器采集入射到所述镜框上的光信号，并反馈给所述驱动电路，所述驱动电路根据所述辅助光电传感器反馈的信号控制所述液晶片的透光率，实现所述自动变光焊接滤光镜由亮态到暗态的转变。
辅助光电传感器在起弧的瞬间预先变暗液晶片，然后光电传感器根据透过液晶片的光信号继续进行反馈控制过程，降低光电传感器可能因为电路线性放大等因素而处理滞后的影响，进行辅助判断使得闭环控制***更加精准。
优选地，所述辅助光电传感器为光敏电阻或者光电二极管。
本发明还提供一种自动变光焊接面罩，所述自动变光焊接面罩包括如上述任一项所述的自动变光焊接滤光镜。
相比于现有技术，本发明所述的自动变光焊接滤光镜以及自动变光焊接面罩具有以下优势：
一、本发明通过闭环控制***不断进行反馈调节，直至所述自动变光焊接滤光镜调节到暗态遮光号与焊接光的照度对应，使得透过所述自动变光焊接滤光镜的光线照度恒定，有效防止自动变光焊接滤光镜过暗，焊工可能看不清焊接环境或者自动变光焊接滤光镜过亮，仍然可能伤害焊工眼睛的情况；
二、本发明提供的自动变光焊接滤光镜采用闭环控制***，提高了所述自动变光焊接滤光镜的可靠性和稳定性，更容易达到最佳工作状态。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在附图中：
图1示出了本发明第一种优选实施方式的自动变光焊接滤光镜的结构示意图；
图2示出了图1自动变光焊接滤光镜的控制关系图；
图3示出了图1中第二滤光片的修正曲线；
图4示出了本发明第二种优选实施方式的自动变光焊接滤光镜的结构示意图。
附图说明
11-镜框， 12-第一滤光片，
13-液晶片， 14-散光板，
15-光电传感器， 16-第二滤光片，
17-驱动电路， 18-辅助光电传感器。
具体实施方式
本发明提供了许多可应用的创造性概念，该创造性概念可大量的体现于具体的上下文中。在下述本发明的实施方式中描述的具体的实施例仅作为本发明的具体实施方式的示例性说明，而不构成对本发明范围的限制。
首先对本发明涉及到的名词进行解释：
电磁光谱中380纳米至780纳米的波长段被定义为可见光段，即人眼可以检测到的光辐射范围，波长小于380纳米的波长段被定义为紫外线波段，波长大于780纳米的波长段被定义为红外线波段。
根据国家行业标准GB/T 3609.2-2009《职业眼面部防护焊接防护第一部分：自动变光焊接滤光镜》中规定，自动变光焊接滤光镜的定义为：当焊接瞬间产生电弧时，可以自动将遮光号从较低值(明态遮光号)转换成较高值(暗态遮光号)的防护滤光镜。
自动变光焊接滤光镜分为手动设定等级的自动变光焊接滤光镜和自动设定等级的自动变光焊接滤光镜，其中，手动设定等级的自动变光焊接滤光镜是指在焊接起弧瞬间，可以将等级从较低值(明态等级)自动转换到一个预先设定的较高值(暗态等级)的防护滤光镜；自动设定等级的自动变光滤光镜是指带有自动转换功能、能根据焊接起弧瞬间产生的弧光辐照度的强弱，自动调整暗态遮光号等级的自动变光焊接滤光镜。
遮光号N为自动变光焊接滤光镜的暗度编号，遮光号N和可见光透射比τv之间存在关系式如式(1)所示。
式(1)中可见光透射比为通过滤光镜的出射光通量与入射光通量的比值，由式(1)可推算出不同遮光号对应的可见光透射比(即可见光透光率)，如表1所示。
表1不同的遮光号对应的可见光透射比
从表1可以看出，对于不同的遮光号，可见光透射比差别很大，遮光号为较低值比如遮光号为3时，可见光透过率较高，达到10-1，即将光线衰减为十分之一，说明透过滤光片的可见光多，此时焊工的视野较明亮；遮光号为较高值如遮光号为13时，可见光透过率很低，达到10-6，即将光线衰减为百万分之一，说明透过滤光片的可见光很少，此时能够阻碍高强度可见光对焊工眼睛的伤害。焊接工业中，根据不同的焊接环境，起弧后滤光片的遮光号以9～13为宜。
根据国家行业标准GB/T 3609.2-2009《职业眼面部防护焊接防护第一部分：自动变光焊接滤光镜》中规定，明态遮光号为焊接电弧产生之前，自动变光焊接滤光镜光透射比最大值相对应的遮光号，暗态遮光号为焊接电弧产生后，自动变光焊接滤光镜所达到的较低光透射比值对应的遮光号。
自动设定等级的自动变光焊接滤光镜，要符合以下要求：
暗态遮光号N要取决于照度EV，照度即光照强度，指单位面积上所接受可见光的光通量，用于指示光照的强弱和物体表面积被照明程度的量。暗态遮光号和照度的关系式如式(2)所示。
N＝2.93+2.25lg(EV) 式(2)
式(2)中，照度Ev是指：自动变光焊接滤光镜入射面正面照射的照度值，单位为lx(勒克斯)。
由式(2)可推算出不同的暗态遮光号对应的照度值，如表2所示。
表2不同的暗态遮光号对应的照度值
暗态遮光号/N 照度Ev/lx
8 180
9 500
10 1400
11 3900
12 10700
13 30000
14 83000
从表2可以看出，处于不同照度的焊接环境中，自动设定等级的自动变光焊接滤光镜需要自动改变为不同的暗态遮光号才能达到保护眼睛的目的，焊接光的照度为较低值比如为180lx(勒克斯)时，自动变光焊接滤光镜应自动调整暗态遮光号为8，同时根据表1的数据，暗态遮光号为8时，可见光透射比为0.00061-0.0016，则透过自动变光焊接滤光镜的可见光照度应为0.1098-0.288勒克斯范围内；焊接光的照度为较高值比如为30000lx(勒克斯)时，自动变光焊接滤光镜应自动调整暗态遮光号为13，同时根据表1的数据，暗态遮光号为13时，可见光透射比为0.0000044-0.000012，则透过自动变光焊接滤光镜的可见光照度应为0.132-0.360勒克斯范围内。
所以经计算得出，当焊接光的照度处在180-83000lx范围内，自动变光焊接滤光镜应自动调整到相应的暗态遮光号，透过自动变光焊接滤光镜的可见光照度应在0.1-0.4勒克斯范围保持恒定。需要说明的是，考虑到人眼的差异性和个体喜好的不同，可以允许在标准范围内有±1个色号的调节，所以透过自动变光焊接滤光镜的可见光照度应为0.132/2.68-0.360*2.68即0.05～1.0勒克斯范围内保持恒定。
下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步的描述。
实施例1
如图1及图2所示，本实施例提供一种自动变光焊接滤光镜，所述自动变光焊接滤光镜为自动设定等级的自动变光焊接滤光镜。
所述自动变光焊接滤光镜包括镜框11、第一滤光片12、液晶片13、散光板14、光电传感器15、第二滤光片16、以及驱动所述液晶片13的驱动电路17，沿光线照射方向，所述第一滤光片12、液晶片13、散光板14、第二滤光片16、光电传感器15依次设于所述镜框11内，所述光电传感器15设于靠近人眼的一侧，所述液晶片13和所述光电传感器15分别与所述驱动电路17相连接。
所述镜框11用于安装各光学元件，固定其位置，便于将所述自动变光焊接滤光镜整体安装于自动变光焊接面罩上。
所述第一滤光片12用于衰减紫外线和红外线的光辐射，位于所述自动变光焊接滤光镜的最外侧，即所述液晶片13远离人眼的一侧。具体的，所述第一滤光片12为UV/IR滤光片，无论焊工所处环境或是所述驱动电路17是否工作，所述第一滤光片12均具有同等的紫外线和红外线阻隔能力，可以有效阻止紫外线和红外线进入自动变光焊接滤光镜伤害光学元件，加强对焊工眼睛的保护。
所述液晶片13为利用液晶光阀原理，液晶光阀是通过电压控制液晶分子的折射率来实现对光的相位延迟。
具体的，液晶光阀是由一个带有配向膜的液晶盒和设于液晶盒两侧的偏振片组成。当不给液晶光阀施加电压时，液晶盒内的液晶分子随配向膜所限制的方向旋转性排列，与偏振片所在平面平行，对通过的光产生旋光效果，使透过偏振片的线偏振入射光通过液晶盒后，可从与入射偏振片垂直的偏振片出射；当给液晶光阀施加电压时，液晶盒内的液晶分子在原水平面上产生倾斜角排列，其旋光性消失，透过偏振片的偏振光，无法从与入射偏振片垂直的偏振片出射，电压越大，液晶分子的倾斜角越大，越垂直于偏振片所在的水平面排列，对光的透射比越低。
所述液晶片13的数量为至少一片，在本实施例中，所述液晶片13的数量优选为两片，当然，为了提高所述自动变光焊接滤光镜的光学特性，所述液晶片13也可以为三片。
在本实施例中，所述液晶片13为扭曲向列相(Twist Nematic,TN)型液晶片，当然，所述液晶片13还可以为其他类型的液晶片，比如垂直取向(Vertical Alignment,VA)型液晶片、面内转换(In-Plane Switching,IPS)型液晶片、边缘场转换(Fringe FiledSwitching,FFS)型液晶片等，只要可以通过电信号控制液晶分子旋转即可。
所述散光板14，用于降低光的不同入射角度对光信号的影响。若没有所述散光板14，入射光以相同的光照强度、不同的入射角度照射到自动变光焊接滤光镜上，自动变光焊接滤光镜接收到的光强不同，透光率随之发生改变，可能很强的光照强度，但透光率较低，仍能伤害焊工的眼睛，所以本发明提供所述散光板14设于所述液晶片13和所述第二滤光片16之间，在入射光与自动变光焊接滤光镜的法线成15°立体角的范围内维持所述自动变光焊接滤光镜的透光率不随入射角度的改变而改变，即减少了透光率的角度依赖性，使得所述自动变光焊接滤光镜对焊接过程中可能存在的各种点、线、面光源都可以准确的自动变光，进一步保护焊工眼睛。
所述光电传感器15优选为非晶硅太阳能电池。非晶硅太阳能电池一般采用高频辉光放电方法使硅烷气体分解沉积而成。由于外解沉积温度低，可在玻璃、不锈钢板、陶瓷板、柔性塑料片上沉积约1μm厚的薄膜，易于大面积化，成本较低，多采用p in结构。为提高效率和改善稳定性，有时还制成三层P in等多层叠层式结构，或是***一些过渡层。
非晶硅太阳能电池的工作原理是基于光生伏特效应，非晶硅光电池本质是一个大面积的PN结，当入射光照射P区表面时，如果光子能量大于非晶硅的禁带宽度，则在P区内每吸收一个光子便产生一个“电子-空穴”对。P区表面吸收的光子越多，激发的“电子-空穴”对越多，而流向内部的光子越少，这种浓度差便形成从表面向内部扩散的自然趋势，由于PN结内电场的方向是由N区指向P区，所以扩散到PN结附近的“电子-空穴”对会分离，光生电子被推向N区，光生空穴被留在P区，从而使N区带负电，P区带正电，形成光生电动势。如果用导线将P区和N区连接在一起，电路中就会有光电流通过，由光信号转换为电信号。因此在入射光照射下，非晶硅太阳能电池产生的电流将随光强的增大而增大，由光信号转换为电信号。
如图2所示，所述光电传感器15采集透过所述液晶片13的光信号，转换为电信号，通过放大之后反馈给所述驱动电路17，所述驱动电路17根据所述光电传感器15反馈的电信号控制所述液晶片13的透光率，形成一个闭环控制***，使得透过所述自动变光焊接滤光镜的光线照度恒定。所述闭环控制***为负反馈控制***。
具体的，所述光电传感器15采集透过所述液晶片13的光信号，若焊接光为照度较高的可见光，则透过所述液晶片13的光信号较强，所述光电传感器15将较强的光信号转为较强的电信号反馈给所述驱动电路17后，所述驱动电路17就会施加一个较大的电压给所述液晶片13，降低所述液晶片13的透光率，透过所述液晶片13的光减少；
若所述液晶片13的透光率调节的过低，即暗态遮光号过高，此时所述光电传感器15采集到一个很弱的光信号，转换为电信号反馈给所述驱动电路17，所述驱动电路17就会减小施加的电压，提高所述液晶片13的透光率，降低暗态遮光号；
若所述液晶片13的透光率调节的过高，即暗态遮光号过低，此时所述光电传感器15采集到一个仍然很强的光信号，转换为电信号反馈给所述驱动电路17，所述驱动电路17就会继续增加施加的电压，降低所述液晶片13的透光率，提高暗态遮光号；
通过上述不断反馈的闭环控制***，直至所述自动变光焊接滤光镜调节到暗态遮光号与焊接光的照度对应，使得透过所述自动变光焊接滤光镜的光线照度恒定，有效防止自动变光焊接滤光镜过暗，焊工可能看不清焊接环境或者自动变光焊接滤光镜过亮，仍然可能伤害焊工眼睛的情况，提高了所述自动变光焊接滤光镜的可靠性和稳定性，更容易达到最佳工作状态。
需要说明的是，所述闭环控制***调节自动变光焊接滤光镜从明态到暗态的转换时间非常短暂，可能仅在千分之一秒到万分之一秒之间，甚至更短，因此转换时间对焊工的影响可以忽略。
在本实施例中，所述光电传感器15的大小范围为5mm*50mm～25mm*120mm。所述光电传感器15的面积远远大于现有大小为1.5mm×1.5mm或3mm×3mm的弧光传感器，即使有焊渣飞溅或者遮挡物阻隔，都不会对所述光电传感器15接收光信号产生很大的影响，同时所述光电传感器15的面积大，能够接收更多的光信号，增强信号强度，也部分抵消了因所述光电传感器15后置而造成的光信号减弱、处理困难的影响。
所述第二滤光片16，用于将所述光电传感器15的光谱响应曲线修正到与人眼视觉函数相匹配。
人眼对各种不同波长的光具有不同的灵敏度，不同人的眼睛，对各种波长的光的灵敏度也常常是有差别的，即使相同的辐射功率，但不同包场的光对人眼产生的亮度感觉是不相同的，国际照明委员会(CIE)经过大量实验和统计，给出人眼对不同波长的光的亮度感觉的相对灵敏度，称为光谱光视效率曲线，也称人眼视觉函数。
如图3所示，所述光电传感器15为非晶硅太阳能电池，其光谱响应曲线接近于人眼视觉函数，所述第二滤光片16对所述光电传感器15的光谱响应曲线进行修正，得到修正曲线，修正曲线与人眼视觉函数相匹配，使得所述光电传感器15通过接收到的光信号而测出的照度值与人眼的感觉一致，从而所述光电传感器15可以代替焊工的眼睛判断光线的强弱，可以更好的保护眼睛。
另外，所述第二滤光片16修正之后，可以屏蔽掉人眼看不到但光电传感器15敏感的光线，比如所述光电传感器15对红外线敏感，若不经过所述第二滤光片16修正，当一定照度的红外光照射到所述光电传感器15，所述光电传感器15有可能认为接收到了较强的光，就输出错误的电信号给所述驱动电路17，将所述液晶片13的透光率调低，所述自动变光焊接滤光镜变暗，但实际上人眼看不到红外光，并不会认为此时存在强光，所以自动变光焊接滤光镜变暗有可能影响焊工的操作，造成不利影响。
所述第二滤光片16为镀膜滤光片、吸收型滤光片或有色玻璃中的任意一种。
如图2所示，本实施例提供的自动变光焊接滤光镜的自动变光过程为：
起弧前，用户不进行焊接操作时，所述光电传感器15未检测到焊接弧光，所述驱动电路17不施加电压，所述液晶片13为亮态。
起弧后，焊接光透过所述液晶片13被所述光电传感器15检测到，所述光电传感器15根据接收的光信号转换为电信号反馈给所述驱动电路17，所述驱动电路17施加一定的电压，所述液晶片13的透光率降低而变暗；
若所述液晶片13的透光率调节的过低，即暗态遮光号过高，此时所述光电传感器15采集到一个很弱的光信号，转换为电信号反馈给所述驱动电路17，所述驱动电路17就会减小施加的电压，提高所述液晶片13的透光率，降低暗态遮光号；
若所述液晶片13的透光率调节的过高，即暗态遮光号过低，此时所述光电传感器15采集到一个仍然很强的光信号，转换为电信号反馈给所述驱动电路17，所述驱动电路17就会继续增加施加的电压，降低所述液晶片13的透光率，提高暗态遮光号；
通过上述不断反馈的闭环控制***，直至所述自动变光焊接滤光镜调节到暗态遮光号与焊接光的照度对应，使得透过所述自动变光焊接滤光镜的光线照度恒定。
需要说明的是，因为非晶硅太阳能电池的制造成熟、成本低、且其光谱响应曲线接近于人眼视觉函数，修正效果更好，因此本发明提供的所述光电传感器15优选为非晶硅太阳能电池，但并不限于非晶硅太阳能电池，只要可以采集透过所述液晶片13的光信号，转换为电信号，通过放大之后反馈给所述驱动电路17的光电传感器均在本发明的保护范围之内。
实施例2
如图4所示，本实施例提供的所述自动变光焊接滤光镜与实施例1的不同之处仅在于：所述自动变光焊接滤光镜还包括设于所述镜框11外侧的辅助光电传感器18，所述辅助光电传感器18采集入射到所述镜框11上的光信号，并反馈给所述驱动电路17，所述驱动电路17根据所述辅助光电传感器18反馈的信号控制所述液晶片13的透光率，实现所述液晶片13由亮态到暗态的转变。
所述辅助光电传感器18的工作状态为焊接光从无到有的状态，具体的，由于所述辅助光电传感器18设于所述镜框11的外侧，则焊接发生时，所述辅助光电传感器18先接收到焊接光，并反馈至所述驱动电路17，控制所述液晶片13的透光率，预先变暗所述液晶片13，然后所述光电传感器15根据透过所述液晶片13的光信号继续进行反馈控制过程，降低所述光电传感器15由于线性放大电路处理等原因而处理滞后的影响。
所述辅助光电传感器18为光敏电阻或者光电二极管。
需要说明的是，所述辅助光电传感器18在整个焊接过程都在工作，用于辅助判断当前是否有焊接弧光发生。
本发明还提供一种自动变光焊接面罩，所述自动变光焊接面罩包括如实施例1所述自动变光焊接滤光镜，所述自动变光焊接滤光镜通过镜框固定于所述自动变光焊接面罩上，所述自动变光焊接面罩利用所述自动变光焊接滤光镜能够根据焊接光的照度自动调节遮光号，闭环控制***控制透过自动变光焊接滤光镜的照度恒定，从而保护焊工眼睛。
应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。

Claims (10)

1.一种自动变光焊接滤光镜，其特征在于，其包括镜框(11)、至少一片液晶片(13)、光电传感器(15)、以及驱动所述液晶片(13)的驱动电路(17)，所述液晶片(13)以及所述光电传感器(15)均设于所述镜框(11)上，且所述光电传感器(15)设于所述液晶片(13)靠近人眼一侧，所述光电传感器(15)采集透过所述液晶片(13)的光信号，并转换为电信号反馈给所述驱动电路(17)，所述驱动电路(17)根据所述光电传感器(15)反馈的电信号控制所述液晶片(13)的透光率，形成一个闭环控制***，使得透过所述自动变光焊接滤光镜的光线照度在0.05-1.0勒克斯的范围内恒定。
2.根据权利要求1所述的自动变光焊接滤光镜，其特征在于，所述光电传感器(15)为非晶硅太阳能电池。
3.根据权利要求2所述的自动变光焊接滤光镜，其特征在于，所述光电传感器(15)的大小范围为5mm*50mm～25mm*120mm。
4.根据权利要求2所述的自动变光焊接滤光镜，其特征在于，所述自动变光焊接滤光镜还包括设于所述镜框(11)的第一滤光片(12)，用于衰减紫外线和红外线的光辐射，所述第一滤光片(12)位于所述液晶片(13)远离人眼的一侧。
5.根据权利要求1所述的自动变光焊接滤光镜，其特征在于，所述自动变光焊接滤光镜还包括设于所述镜框(11)的散光板(14)，用于降低光的不同入射角度对光信号的影响，所述散光板(14)位于所述液晶片(13)与所述光电传感器(15)之间。
6.根据权利要求5所述的自动变光焊接滤光镜，其特征在于，所述自动变光焊接滤光镜还包括设于所述镜框(11)的第二滤光片(16)，用于将所述光电传感器(15)的光谱响应曲线修正到与人眼视觉函数相匹配，所述第二滤光片(16)位于所述散光板(14)与所述光电传感器(15)之间。
7.根据权利要求6所述的自动变光焊接滤光镜，其特征在于，所述第二滤光片(16)为镀膜滤光片、吸收型滤光片或有色玻璃中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的自动变光焊接滤光镜，其特征在于，所述自动变光焊接滤光镜还包括设于所述镜框(11)外侧的辅助光电传感器(18)，所述辅助光电传感器(18)采集入射到所述镜框(11)上的光信号，并反馈给所述驱动电路(17)，所述驱动电路(17)根据所述辅助光电传感器(18)反馈的信号控制所述液晶片(13)的透光率，实现所述自动变光焊接滤光镜由亮态到暗态的转变。
9.根据权利要求8所述的自动变光焊接面罩，其特征在于，所述辅助光电传感器(18)为光敏电阻或者光电二极管。
10.一种自动变光焊接面罩，其特征在于，所述自动变光焊接面罩包括如权利要求1～9任一项所述的自动变光焊接滤光镜。
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