自動液晶シャッター付溶接マスク。スキーム、説明

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自動液晶シャッター付き溶接マスク。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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溶接作業を行う際、溶接工は特別なマスクで目と顔の皮膚を保護しなければならないことが知られています。

目に危険なのは紫外線と赤外線です。光束を弱める光フィルターで目が保護されていない場合、視覚系の慣性により、網膜が（「ウサギ」を捕まえるために）放射線の大部分を受け取る時間があります。現在広く使用されているファイバーマスクには、交換可能な光フィルターのセットが含まれています。その動作原理は単純です。マスクを折り畳んだ状態で、溶接工は準備作業を実行し、電気アークを点火し、その後初めてマスクを下げます。ここで視覚的な損傷が発生する可能性があります。

溶接機のマスクにダイナミックシャッターを使用するというアイデアは、数十年前に生まれました。最初のダイナミックシャッターはカメラと同じように機械式であり、信頼性と効率が低かったです。 20 年以上前、「カメレオン」とも呼ばれる高速 LCD 変調器をベースとした自動シャッターが登場しました。自動シャッターにより溶接工の両手が解放され、溶接の品質に集中できます。これを使用すると、非常に信頼性の高い目の保護が得られ、溶接作業の疲労が軽減されます。

現在、自動液晶シャッターを備えたマスクは、フランス、日本、ドイツ、スウェーデン、スイスの多くの企業によって製造されています。ヨーロッパでこれらのマスクを製造している主なメーカーは、スウェーデンの ESAB 社とスイスの OPTREL 社です。 LCD シャッターカセットは別個のモジュールであり、マスクの前面に取り付けられ、単一のヘルメット構造を形成します。

自動液晶シャッター付き溶接マスク

光モジュールまたはダイナミックフィルターのデバイスを図1に示します。彼の内容は次のとおりです。

厚さ 1,2 mm のポリカーボネート製の保護フィルターは、機械的環境の影響、溶接ゾーンの有害なガス煙、溶接される材料の溶けた滴、砂や塵から外側の光学面を保護します。
複合UVおよびIR光フィルター;
2 つまたは XNUMX つの連続した高速 LCD セル (図 XNUMX) により、一方では透明状態から不透明状態への迅速な移行が実現され、他方ではスペクトルの可視部分で必要な透過率が実現されます。選択した溶接モードの場合。
厚さ1,2mmのポリカーボネート製保護フィルター。

自動液晶シャッター付き溶接マスク

LC セル (図 2) には、UV 範囲で高い吸収係数を持つ偏光フィルムが含まれており、UV フィルタリングの問題を解決します。吸収型 IR フィルターを電気アーク放射の IR 範囲で使用すると、フィルター自体と LCD シャッター全体が非常に熱くなります。したがって、薄い金属 (銀) と酸化膜 (SiO2 または In2O3) を交互に重ねた複合干渉膜コーティングに基づく LC 反射フィルターが設計に使用されています。基板にはC3C21ブランドの特殊ガラスを使用しています。

LCD セルは、以下を含む電子モジュールによって制御されます。

XNUMX つの光センサー (LCD シャッターカセットの左右に XNUMX つずつ) とそれらからの信号増幅器。
XNUMXつのLCD変調器用の制御回路。
シャッター動作モード（閉状態での透過率）の選択、フォトセンサーとのペアリング、溶接機が選択した溶接モードのLCDディスプレイへの表示、およびLCD変調器の制御回路の図の作成を行うマイクロコントローラー。
アモルファスシリコンをベースとした 9 つ以上の太陽電池セクションからなる太陽電池。4,5 ～ 8 V の電圧と動作モードで最大 2 ～ 3 mA の電流を供給します。
3 V リチウム電池、大容量、低漏れコンデンサ、または太陽電池によるバックアップ電源。
機能キーパッド（3〜4ボタン）、原則として、メンブレンタイプ。
エンコーダまたは可変抵抗器を使用して光学濃度 (保護レベル) を制御します。

図 3 に自動 LCD シャッター制御回路を示します。制御スキームの複雑さの程度は、溶接機のマスクのクラスとコストによって決まります。 LCD シャッター速度が遅い (10 ～ 20 ミリ秒) のシンプルで安価なモデルには、通常、マイクロコントローラー、LCD ディスプレイ、またはファンクションキーボードがありません。電源は手動で作動する「Krona」タイプのバッテリーから供給されます。

自動液晶シャッター付き溶接マスク

高価なモデル (400 ～ 500 ドル) では、幅広い保護レベル、溶接機が近づいたときの自動起動、機能的なキーボードとディスプレイを使用した溶接および保護モードの選択が提供されます。

著者: A. サマリン

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