[发明专利]自动变光焊接滤光镜漫射光约化亮度系数测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于焊接作业时的防护装备，特别涉及一种自动变光焊接滤光镜漫射光约化亮度系数测量装置。

背景技术

在焊接作业时，会产生大量紫外线、红外线、强光伤害眼睛。因此人们研制出自动变光焊接滤光镜来保护焊工。自动变光焊接滤光镜由弧光传感器、光阀、控制电路、电源、框架、内外保护片等组成，通过弧光的引发和熄灭来自动控制滤光镜的遮光号转换，实现明暗态转换，从而有效地提高对劳动者的保护以及工作效率。

如图1所示，当一束平行光正面照射自动变光焊接滤光镜时，方向改变的出射光称为漫射光。如果用L_S表示漫射光的强度，E表示入射光的照度，l=L_S/E表示漫射的特性。由于l与透射比τ_V有关，为了直接表示漫射的特性，定义l*=l/τ_V，称为漫射光的约化亮度系数。多数自动变光焊接滤光镜产生的漫射光相对光轴是对称的，因此通常测量与光轴夹角为α到△α之间的漫射光强来表示约化亮度系数的平均水平。一般我们选择测量α=1.5°到α+△α=2°之间的立体角之间的漫射光强。

我国在国家标准GB/T3609.2-2009中已提出了关于自动变光焊接滤光镜的检测标准，针对漫射光指标，给出了测量方法及装置范例，但由于该测量系统比较复杂，搭建和调整系统并不方便，因此并未广泛应用，这也导致了目前市场上的漫射光测量仪器很少。可见，提出一种能够比较方便且准确测量漫射光的测量装置是十分必要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够测量自动变光焊接滤光镜漫射光约化亮度系数的装置。

本发明所采用的技术方案是：一种自动变光焊接滤光镜漫射光约化亮度系数测量装置，包括：数据采集控制电路、计算机，还包括顺次于同一光轴上设置的测量光源、样品、样品夹持架、圆形光阑或环形光阑、光阑支架、凸透镜和光电二极管。

所述光电二极管的输出信号由计算机经数据采集控制电路采集。

还包括触发光源，所述触发光源由计算机经数据采集控制电路触发。

所述测量光源包括固定支架上的激光器、电源，所述支架固定在装置底板上。

所述激光器为532nm半导体激光器，出射光斑为2.5mm，发散角小于1mrad，功率为6mw，所用电源为5V电源。

所述触发光源压在样品自身带的弧光传感器上。

所述样品距离圆形光阑或环形光阑为400±2mm，圆形光阑的通光直径为10mm，环形光阑内环直径21.0±0.1mm，外环直径28.0±0.1mm。

所述采集控制电路包括I/V变换电路、增益控制电路、低通滤波电路、A/D转换器、单片机、限流电阻。

所述单片机电路通过所述增益控制电路与I/V变换电路电连接；所述增益控制电路包括限流电阻、三极管和继电器；所述I/V变换电路包括4个反馈通路和低偏置电流放大器；所述单片机电路设置有4个I/O接口，每个I/O接口通过限流电阻与三极管基级电连接，所述三极管的集电极与继电器控制端电连接，继电器的常开触点与I/V变换电路中的反馈通路电连接，继电器的公共触点分别与低偏置电流放大器的输出端电连接和低通滤波电路电连接。

所述低偏置电流放大器负输入端与光电二极管的负极电连接，还与所述I/V变换电路的4路反馈通路电连接，所述光电二极管的正极接地。

所述单片机带有PWM输出口，PWM输出口连接限流电阻控制红外LED灯。

本发明的有益效果是：能够排除仪器自身的影响，准确测量出透过自动变光焊接滤光镜的漫射光的亮度约化系数，并且具有体积小、结构简单、调整方便、测量精度高的特点。

附图说明

图1是通过自动变光焊接滤光镜的散射光示意图；

图2是本发明测量装置的结构示意图；

图3是本发明的测量系统结构示意图；

图4是本发明的样品夹持架结构示意图；

图5是本发明的触发光源结构示意图；

图6是本发明的采集控制电路框图；

图7是本发明的I/V变换电路框图；

图8是本发明的增益控制电路框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：