[发明专利]自动变光焊接滤光镜漫射光约化亮度系数测量方法

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的测量方法。

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。

目前，针对漫射光指标，我国在国家标准GB/T3609.2-2009中已提出一种测量方法。这种方法的步骤是：首先测量样品的非漫射光；其次，测量测量装置与样品总的漫射光；然后，测量测量装置的漫射光，从而获得样品的漫射光；最后计算出样品的约化亮度系数。这种方法需要采用高压氙灯和面积较大的球面凹面镜，导致该测量方法结构复杂、体积较大，搭建和调试系统很不方便，因此在实际应用中具有很大的局限性，这也导致了目前市场上的漫射光测量仪器很少。可见，提出一种体积小、使用方便、测量准确的漫射光的测量方法是十分必要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是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方法。

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方法，步骤一，测量装置的建立和明态遮光号的设定；步骤二，获取设定遮光号下的仪器和样品总约化亮度系数；步骤三，获取步骤二遮光号下的仪器的约化亮度系数；步骤四，按照下式计算出样品在此遮光号下的自身产生的亮度约化系数l*，其表达式为：l*=l*g-l*a；步骤五，通过样品的遮光号调节钮增加样品的遮光号，重复步骤二到步骤四，计算样品在各遮光号下的漫射光约化亮度系数，当遮光号＞7时，样品的遮光号需要利用触发光源触发后才能设定。

所述步骤一，在同一光轴上顺次布置光源、样品、环形光阑、凸透镜和光电探测器，凸透镜将样品上被激光照射的区域成像在光电探测器上，触发光源对准样品的弧光传感器，通过样品的遮光号调节钮设定样品的最小遮光号。

所述步骤二，打开光源，激光经过样品照射到环形光阑上，经凸透镜汇聚到光电探测器上，光电探测器测得的光强即为漫射光强φ_1R，将环形光阑换成圆形光阑，测量由光电探测器接收的光强φ_1L，由于圆形光阑只允许通过光轴附近的光，因此光电探测器接收到的是非漫射光的光强，按照下式计算该遮光号下的样品总的漫射光的约化亮度系数l*g，其表达式为：l*g=(1/ω)*(φ_1R/φ_1L)，其中：ω为由环形光阑决定的立体角，取α=1.5°到α+△α=2°之间的立体角。

所述步骤三，去掉样品，测量该仪器的非漫射光强φ_2L，将圆形光阑换成环形光阑，测量该仪器的漫射光强φ_2R，计算该遮光号下的仪器的漫射光的约化亮度系数l*a，其表达式为：l*a=(1/ω)*(φ_2R/φ_2L)。

触发光源正对样品上面的弧光传感器设置，发出脉冲红外光线，使样品处于暗态。

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。

所述光源为激光光源，波长范围为600±70nm，发散角小于1mrad，光斑直径为2-3mm。

所述触发光源为调制红外光源，打开触发光源可以使样品处于暗态遮光号下，使用红外LED。

本发明的有益效果是：能够按照国家标准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，并且能够排除仪器自身的影响，测量精度高。

附图说明

图1为通过自动变光焊接滤光镜的散射光示意图；

图2为本发明的测量系统结构示意图。