專利名稱：電焊防護面罩的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電焊技術領域，特別是一種電焊防護面罩。
目前國、內外文獻，如中國專利99243802.0、00242100.3等文獻公布的電焊防護面罩多為光控防護面罩，這類防護面罩是在焊接起弧后，由強烈的弧光觸發光傳感器，通過傳感器的電信號來控制防護眼鏡的閉合或加電壓給液晶光閥，使液晶鏡片由透明變為深色。然而，這種光控防護面罩在強烈的弧光觸發光傳感器的同時也到達了人眼，致使人眼在防護眼鏡閉合或變色之前已接受到弧光，而不可避免地受到了一定程度的傷害。另外，當工作區有多個焊接作業同時進行時，其中之一焊接時產生的弧光將照射很大空間，使其它本不應動作的光感應式防護面罩也同時動作，即所謂相互干擾，從而導致功能失效。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是包括焊接面罩、液晶光閥和控制液晶光閥導通的無線遙控電路，該無線遙控電路包括發射和接收部分，即發射部分設有焊接電流檢測器、超高頻發射電路，置于焊機接地導線旁邊；其中，超高頻發射電路包括I/V變換電路和發射模塊。
接收部分設有液晶光閥、超高頻無線接收電路，置于焊接面罩內；其中，超高頻無線接收電路包括接收模塊、集成穩壓器、多諧振蕩器和控制電路。
本實用新型有具有成本低、重量輕、結構簡單、性能可靠，傳感距離遠、響應時間快、有利于提高焊接工作的效率、質量和安全性等優點。
圖2是本實用新型的發射電路原理圖。
圖3是本實用新型的接收電路原理圖。
如


圖1所示本實用新型采用焊接電流檢測器1檢測初始焊接電流，通過超高頻發射電路2將電流檢測器1輸出的電流變換為電壓信號，并隨之將電信號轉換為超高頻電磁波信號；超高頻無線接收電路3接收由超高頻發射電路2發射的超高頻電磁波信號，并將此信號轉換為控制焊接面罩5上的液晶光閥4導通的電信號。采用高頻電磁波傳感方式實現電焊防護面罩的液晶光閥鏡片在弧光出現前自動變光的無線遙控；采用編碼技術，實現多點焊接操作而無相互干擾。通過控制液晶光閥4的導通，實現自動電焊防護面罩的防護鏡片變色的無線遙控過程。采用編碼技術，實現多點焊接操作而無相互干擾。液晶光閥導通時，液晶光閥即防護鏡片變色；反之，液晶光閥回到亮態。為了提高液晶光閥的響應速度，從兩方面采取了技術措施一是在發射模塊中增加了三極管T1和電池E1，使焊機輸出回路中只要有電流就可發射信號，液晶光閥立即開始工作；二是液晶光閥在停止信號輸入時，即可通過R7釋放殘余電荷，加快了液晶光閥的透光速度。
本實用新型的結構如
圖1、圖2、圖3所示包括液晶光閥4、焊接面罩5和控制液晶光閥導通的無線遙控電路。無線遙控電路包括發射和接收部分，即發射部分設有焊接電流檢測器1、超高頻發射電路2，它們置于焊機接地導線旁邊。其中，電流檢測器用于檢測電焊機的輸出電流(20A～80A)。超高頻發射電路包括I/V變換電路和發射模塊。
接收部分設有超高頻無線接收電路3、液晶光閥4，置于焊接面罩5內。超高頻無線接收電路包括接收模塊、集成穩壓器、多諧振蕩器和控制電路。集成穩壓器的輸入是電池電壓，為接收模塊提供能源，接收模塊在沒有接收到超高頻電磁波信號時，其輸出為0V，在接收到超高頻電磁波信號時，輸出為5V。控制電路的作用是控制多諧振蕩器的工作狀態。
發射部分的具體電路如圖2所示I/V變換電路中，設有整流濾波、I/U變換電路、集成穩壓器和響應電路，其電路連接關系是二極管D1～D4構成橋式整流器，它把50Hz的交流信號變位直流信號；它的兩端并聯有電容C0，它的正端接公共端。I/U變換電路由電阻R1構成，把電流信號變換為電壓信號。集成穩壓器，其腳1接二極管D1負極且經電阻R1接公共端，其腳2、3分別經二極管D5、電容C1負極接公共端。響應電路是為了提高電路的響應速度而設置的，它從R1兩端建立電壓信號開始工作(發射模塊開始發射信號)到集成穩壓器建立穩定的電壓信號僅有幾毫秒，集成穩壓器輸出電壓穩定后，由集成穩壓器向發射模塊提供電源；響應電路包括三極管T1、電池E1和電阻R2，其電路連接關系是三極管T1，其發射極接集成穩壓器腳3及發射模塊腳1，其基極經電阻R2接集成穩壓器腳1，其集電極經電池E1負極接公共端。C0和C1為濾波電容，平滑直流信號。集成穩壓器為發射模塊提供穩定的直流電源，其中公共端串接的二極管D5用于抬高集成穩壓器的輸出電壓，使電路正常工作時高于電池電壓，迫使電池不輸出能量，以延長電池的使用壽命。
焊接電流檢測器是穿心式電流互感器，其線圈兩端分別接二極管D1負極、D4正極，其內空穿過焊槍電纜。
接收部分的具體電路如圖2所示多諧振蕩器，由定時器及外圍電路(電阻R5、R6、Rw和電容C2)組成，通過R6和C2參數的調整可以改變其輸出信號的頻率。控制電路包括三極管T2和電阻R3、R4，接收模塊沒有接收到信號時，T2集電極為DC12V，定時器腳1“懸浮”；當接收模塊接收到信號時，輸出電壓為高電平，T2飽和導通。
多諧振蕩器和控制電路，它們的連接關系是定時器中，其腳1是公共端，其腳2、6接電阻R6一端，其腳3接電阻R6另一端，其腳4、8接電池E2正極，其腳5經電容C3接地，其腳7是內部晶體管的集電極，它經電阻RW、R5接電池E2正極，并經電容C4、電阻R7接地，電容C4、電阻R7的串接點與液晶光閥腳1連接；三極管T2，其集電極接定時器腳1，其基極經電阻R3接RF接收模塊腳2，其發射極經電容C2接定時器腳2，還經電阻R4接電池E2正極；集成穩壓器，其腳1接電池E2正極，其腳2接地，其腳3與接收模塊腳3相接，并經電容C5負極接地。電池E2負極接地。
上述C3為高頻濾波電容，以保持定時器內部基準電路的電壓穩定。電阻R5和Rw用于調節輸出電壓的幅值，進而達到靈活調節光閥的透光度。定時器的7腳在多諧振蕩器被“懸浮”時處于高電平狀態。因為本方案采用了起隔直作用的電容C4，這樣就不會有直流電壓信號施加于液晶光閥的輸入端，從而有效地減緩了液晶光閥的老化，提高了液晶光閥的使用壽命。由于液晶光閥是一個容性器件，當信號停止時，尚有殘余電荷，R7的作用就是釋放這部分電荷，以加快液晶光閥由暗到亮。
上述發射、接收模塊，可采用RF或NT-R02A或nRF401等型號模塊。為了降低超高頻無線接收模塊中電池的耗能，超高頻無線接收模塊的信號產生電路采取懸浮的辦法焊機不工作(無信號)時，信號產生電路不耗電。焊機工作時，RF發射模塊和RF接收模塊中采用大規模集成電路PT2263和PT2272；這一對編、譯碼有12個腳，可部分或全部用于三態(“1”、“0”和“懸空”)地址編譯碼，若全部用于三態地址編譯碼，可產生312個不同電路，即理論上可實現53多萬臺電焊機在同一場地工作而互不干擾。
上述定時器，可采用μA555或LM555或UA555型號產品。集成穩壓器，可采用7812或7815等型號穩壓器。
本實用新型液晶光閥4的變色過程如下當焊條未接觸焊件時，圖2中的電流檢測器中無電流信號，超高頻發射電路中的晶體管T1截止，穩壓器輸出電壓為0V，RF發射模塊不工作。由于沒有信號輸入，圖3中的超高頻無線接收電路中的RF接收模塊輸出電壓為0V，T2截止，μA555的1腳懸浮，7腳為高電位(+12V)。由于電容的隔直作用，液晶光閥的輸入被隔斷，液晶光閥處于亮態。
當焊條與焊件接觸的一瞬間，焊機的輸出電路立即產生很大的焊接電流，但尚未起弧。被電流檢測器檢測到的焊接電流信號在R1產生壓降，首先使T1導通，+12V的電池被接入到RF發射模塊的電源端，RF發射模塊開始發射超高頻電磁波信號，經過幾毫秒的延遲時間，穩壓器的輸出端建立了穩定的直流電壓(+12V)，開始為RF發射模塊供電。RF接收模塊接收到超高頻電磁波信號后，輸出+5V的直流電壓信號，T2飽和導通，μA555的1腳接地，7腳輸出一個150Hz的方波信號，通過耦合電容使液晶光閥變暗，液晶光閥的透光度可通過7腳與電源之間的電位器靈活地調節。
當焊機停焊時，焊機的輸出回路中電流為0A，RF發射模塊停止發射信號(晶體管T1截止)，RF接收模塊的輸出電壓變為0V，T2又回到截止狀態。殘余電荷通過R7釋放，的作用就是這部分電荷，液晶光閥又迅速回到亮態。殘余電荷通過R7釋放，液晶光閥鏡片又迅速回到亮態。
權利要求1.一種電焊防護面罩，包括焊接面罩(5)和液晶光閥(4)，其特征是設有控制液晶光閥(4)導通的無線遙控電路，該無線遙控電路包括發射和接收部分，即發射部分設有焊接電流檢測器(1)、超高頻發射電路(2)，它們置于焊機接地導線旁邊；其中，超高頻發射電路包括I/V變換電路和發射模塊，接收部分設有超高頻無線接收電路(3)、液晶光閥(4)，置于焊接面罩(5)內；其中，超高頻無線接收電路包括接收模塊、集成穩壓器、多諧振蕩器和控制電路。
2.根據權利要求1所述的電焊防護面罩，其特征是所述的I/V變換電路，設有整流濾波、I/U變換電路、集成穩壓器和響應電路，其電路連接關系是二極管D1～D4構成橋式整流器，它的兩端并聯有濾波電容C0，它的正端接公共端；I/U變換電路，由電阻R1構成；集成穩壓器，其腳1接二極管D1負極且經電阻R1接公共端，其腳2、3分別經二極管D5、濾波電容C1負極接公共端；響應電路中，三極管T1，其發射極接集成穩壓器腳3及發射模塊腳1，其基極經電阻R2接集成穩壓器腳1，其集電極經電池E1負極接公共端。
3.根據權利要求2所述的自動電焊防護面罩，其特征是所述的焊接電流檢測器(1)是穿心式電流互感器，其線圈兩端分別接二極管D1負極、D4正極，其內空穿過焊槍電纜。
4.根據權利要求1所述的電焊防護面罩，其特征是所述的多諧振蕩器和控制電路，多諧振蕩器由定時器及外圍電路組成，控制電路包括三極管T2和電阻R3、R4，它們的連接關系是定時器中，其腳1是公共端，其腳2、6接電阻R6一端，其腳3接電阻R6另一端，其腳4、8接電池E2正極，其腳5經電容C3接地，其腳7是內部晶體管的集電極，它經電阻RW、R5接電池E2正極，并經電容C4、電阻R7接地，電容C4、電阻R7的串接點與液晶光閥腳1連接；三極管T2，其集電極接定時器腳1，其基極經電阻R3接RF接收模塊腳2，其發射極經電容C2接定時器腳2，還經電阻R4接電池E2正極；集成穩壓器，其腳1接電池E2正極，其腳2接地，其腳3與接收模塊腳3相接，并經電容C5負極接地；電池E2負極接地。
5.根據權利要求4所述的自動電焊防護面罩，其特征是定時器采用μA555或LM555或UA555型號產品。
6.根據權利要求1或2或4所述的自動電焊防護面罩，其特征是所述的發射、接收模塊，采用RF或NT-R02A或nRF401型號模塊。
7.根據權利要求2或4所述的自動電焊防護面罩，其特征是所述的集成穩壓器，采用7812或7815型號穩壓器。
專利摘要本實用新型是一種電焊防護面罩，包括焊接面罩(5)、液晶光閥(4)和控制液晶光閥(4)導通的無線遙控電路。無線遙控電路包括發射和接收部分，發射部分由焊接電流檢測器(1)、超高頻發射電路(2)組成，接收部分由液晶光閥(4)、超高頻無線接收電路(3)組成。本實用新型具有成本低、重量輕、結構簡單、性能可靠，傳感距離遠、響應時間快、有利于提高焊接工作的效率、質量和安全性等優點。
文檔編號A61F9/06GK2559342SQ0227841
公開日2003年7月9日 申請日期2002年7月18日 優先權日2002年7月18日
發明者向曉東, 郝國法, 姜繁智 申請人:武漢科技大學