自动变光焊接滤光镜的光学指标测试系统和承载装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种自动变光焊接滤光镜的光学指标测试系统和承载装置，该测试系统包括：沿水平方向共轴依次排列的测量光源、承载装置、透镜和第二滤光片，以及光电信号转换模块和光学指标计算模块，其中：测量光源用于提供模拟照明体发出的测量光束，测量光束通过位于承载装置上的自动变光焊接滤光镜后，再通过透镜进行聚焦、通过第二滤光片进行光谱加权积分，形成输出光束；承载装置包括承载待测试的自动变光焊接滤光镜的承载面以及用于模拟焊接弧光的触发光源；光电信号转换模块用于接收输出光束，并将输出光束转换为输出电信号，将输出电信号发送至光学指标计算模块；以及光学指标计算模块根据输出电信号计算自动变光焊接滤光镜的光学指标。

【技术实现步骤摘要】
自动变光焊接滤光镜的光学指标测试系统和承载装置
本技术涉及个体防护装备产品的检测
，具体地涉及一种自动变光焊接滤光镜的光学指标测试系统和承载装置。
技术介绍
自动变光焊接滤光镜(AutomaticWeldingFilter，AWF)是一种可以防御焊接作业中有害强光的光电子产品。当焊接瞬间产生电弧时，可以通过控制电路将AWF的遮光号以毫秒级的速度从较低值(如明态遮光号4，对应可见光透射比在5％左右)转换成较高值(如暗态遮光号11，对应可见光透射比在0.005％左右)，且当有电弧存在时能够保持暗态遮光号。AWF中用于控制遮光号变化的部件是液晶光阀，由液晶、偏光片、导电玻璃、定向层、镀膜片等组成。液晶是一种介于固体与液体之间，具有规则性分子排列的有机化合物，在不同电场作用下，具有旋光特性的液晶分子会做规则旋转90度排列，产生透射比的变化。不同的驱动电压将影响液晶光阀内液晶分子排列的改变程度，最终影响AWF的可见光透射比和遮光号。AWF的关键光学性能指标包括遮光号(N)、可见光透射比(τv)、可见光透射比随时间的变化、转换时间和保持时间等。遮光号是用来表示AWF暗度或可见光透射比衰减程度的编号，它是焊接工选用AWF的重要参考依据。可见光透射比是指在规定光照条件和观察条件下，透过AWF的光通量与入射光通量的比。可见光透射比随时间的变化(Luminoustransmittancevariationovertime)可用于表征AWF能否持续有效地工作在其设定的暗态遮光号下。可见光透射比随时间的变化越大，人眼遭受损伤的可能性越大。AWF的驱动电压不稳或不足等控制电路方面的问题都会导致可见光透射比的变化过大。因此，可见光透射比随时间的变化可直接反映出AWF制造商控制电路的设计和制造水平。转换时间(Switchingtime)表征当引弧后AWF由明态变到暗态所需要的时间。当人眼短时间暴露在光辐射下时，其感知的眩光与其接受到的辐照和时间成正比，因此，转换时间关系到电焊工受到弧光辐射的总剂量，直接影响AWF对人眼的保护效果。一般AWF的转换时间为0.2ms左右，人眼的眨眼反应时间为0.25s左右，也就是说，AWF的反应速度比人眼快1000多倍。因此，从人眼遭受光辐射的总量来看，转换时间越短越好。保持时间(Holdingtime)表征当收弧后AWF由暗态变到明态所需要的时间，具体是指收弧后AWF可见光透射比上升到暗态可见光透射比的3倍时所经历的时间。如果保持时间太短，强烈的熔池余光易损伤人眼，所以通常规定保持时间应不小于20ms。大多数产品中，AWF的控制电路允许用户依据弧光强弱程度、收弧后熔池消失时间的长短以及个人感受和习惯来设置AWF的保持时间。综上可知，遮光号、可见光透射比、可见光透射比随时间的变化、转换时间和保持时间不仅是AWF的关键技术指标，也是焊接工选用AWF和判断AWF质量优劣的重要依据。其中遮光号是在已知可见光透射比的情况下根据公式计算得到，遮光号相较于可见光透射比更便于日常使用。可见光透射比随时间的变化、转换时间和保持时间，这三个指标的相同点在于都是在时间尺度上测量AWF的可见光透射比变化情况。这三个指标的不同点在于：可见光透射比随时间的变化是测量在一段时间内(例如1分钟或更长时间尺度上)AWF可见光透射比的变化；转换时间是测量毫秒甚至微秒时间尺度上AWF可见光透射比的变化；保持时间则是测量秒和毫秒时间尺度上AWF可见光透射比的变化。目前，用于精确测量可见光透射比和遮光号的方法和设备主要有两种：一种是分光光度计法，该方法计算和测试过程繁琐、费时，不利于工业化生产和产品质量的在线监控；另一种是基于标准A光源的宽光谱测量方法，但标准A光源通常使用的卤钨灯不仅发热量大、能耗高，且使用寿命较短。另一方面，还没有一种可以同时测量遮光号、可见光透射比、可见光透射比随时间的变化、转换时间和保持时间的检测设备和方法。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种可以简单地、低成本地、高度集成化地同时测量自动变光焊接滤光镜的光学指标测试系统和承载装置。本技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是一种自动变光焊接滤光镜的光学指标测试系统，其特征在于，包括：沿水平方向共轴依次排列的测量光源、承载装置、透镜和第二滤光片，以及光电信号转换模块和光学指标计算模块，其中：所述测量光源用于提供模拟照明体发出的测量光束，所述测量光束通过位于所述承载装置上的自动变光焊接滤光镜后，再通过所述透镜进行聚焦、通过所述第二滤光片进行光谱加权积分，形成输出光束；所述承载装置包括用于承载待测试的自动变光焊接滤光镜的承载面，以及用于模拟焊接弧光的触发光源；所述光电信号转换模块用于接收所述输出光束，并将所述输出光束转换为输出电信号，所述光电信号转换模块与所述光学指标计算模块相连接，将所述输出电信号发送至所述光学指标计算模块；以及所述光学指标计算模块根据所述输出电信号计算所述自动变光焊接滤光镜的光学指标。在本技术的一实施例中，所述照明体是CIE标准照明体A、CIE标准照明体D65或辐射温度在1900K的普朗克黑体中的任一种。在本技术的一实施例中，所述光学指标包括：可见光透射比、遮光号、可见光透射比随时间的变化、转换时间和保持时间。在本技术的一实施例中，所述测量光源包括沿水平方向共轴排列的光源本体和第一滤光片，所述光源本体用于提供具有可见光范围的初始光束，所述初始光束通过所述第一滤光片进行光谱修正之后成为所述测量光束。在本技术的一实施例中，所述光源本体是白光LED。在本技术的一实施例中，所述自动变光焊接滤光镜包括太阳能电池板，所述承载装置还包括为所述太阳能电池板提供光照的照明光源。在本技术的一实施例中，所述承载面上包括由透明材料制成的承载区。在本技术的一实施例中，所述触发光源包括一个或多个交流驱动的红外发光二极管。在本技术的一实施例中，所述照明光源包括一个或多个可见光发光二极管。在本技术的一实施例中，还包括与所述光学指标计算模块连接的显示装置，所述显示装置用于显示所述光学指标。本技术为解决上述技术问题还提出一种自动变光焊接滤光镜的承载装置，其特征在于，包括：箱体，所述箱体的一个表面是用于承载自动变光焊接滤光镜的承载面，所述承载面上包括由透明材料制成的承载区；套筒，设在所述箱体的内部且位于所述承载区下方，所述套筒内依次共轴排列有透镜和滤光片；触发光源，设置在所述箱体内部不同于所述承载面的表面上，用于模拟焊接弧光。在本技术的一实施例中，还包括为所述自动变光焊接滤光镜上的太阳能电池板提供光照的照明光源。在本技术的一实施例中，所述触发光源包括一个或多个交流驱动的红外发光二极管。在本技术的一实施例中，所述照明光源包括一个或多个可见光发光二极管。在本技术的一实施例中，所述套筒中还包括用于将通过透镜和滤光片的输出光束转换为输出电信号的光电信号转换模块。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动变光焊接滤光镜的光学指标测试系统，其特征在于，包括：沿水平方向共轴依次排列的测量光源、承载装置、透镜和第二滤光片，以及光电信号转换模块和光学指标计算模块，其中：/n所述测量光源用于提供模拟照明体发出的测量光束，所述测量光束通过位于所述承载装置上的自动变光焊接滤光镜后，再通过所述透镜进行聚焦、通过所述第二滤光片进行光谱加权积分，形成输出光束；/n所述承载装置包括用于承载待测试的自动变光焊接滤光镜的承载面，以及用于模拟焊接弧光的触发光源；/n所述光电信号转换模块用于接收所述输出光束，并将所述输出光束转换为输出电信号，所述光电信号转换模块与所述光学指标计算模块相连接，将所述输出电信号发送至所述光学指标计算模块；以及/n所述光学指标计算模块根据所述输出电信号计算所述自动变光焊接滤光镜的光学指标。/n

【技术特征摘要】
1.一种自动变光焊接滤光镜的光学指标测试系统，其特征在于，包括：沿水平方向共轴依次排列的测量光源、承载装置、透镜和第二滤光片，以及光电信号转换模块和光学指标计算模块，其中：
所述测量光源用于提供模拟照明体发出的测量光束，所述测量光束通过位于所述承载装置上的自动变光焊接滤光镜后，再通过所述透镜进行聚焦、通过所述第二滤光片进行光谱加权积分，形成输出光束；
所述承载装置包括用于承载待测试的自动变光焊接滤光镜的承载面，以及用于模拟焊接弧光的触发光源；
所述光电信号转换模块用于接收所述输出光束，并将所述输出光束转换为输出电信号，所述光电信号转换模块与所述光学指标计算模块相连接，将所述输出电信号发送至所述光学指标计算模块；以及
所述光学指标计算模块根据所述输出电信号计算所述自动变光焊接滤光镜的光学指标。


2.如权利要求1所述的光学指标测试系统，其特征在于，所述照明体是CIE标准照明体A、CIE标准照明体D65或辐射温度在1900K的普朗克黑体中的任一种。


3.如权利要求1所述的光学指标测试系统，其特征在于，所述光学指标包括：可见光透射比、遮光号、可见光透射比随时间的变化、转换时间和保持时间。


4.如权利要求1所述的光学指标测试系统，其特征在于，所述测量光源包括沿水平方向共轴排列的光源本体和第一滤光片，所述光源本体用于提供具有可见光范围的初始光束，所述初始光束通过所述第一滤光片进行光谱修正之后成为所述测量光束。


5.如权利要求4所述的光学指标测试系统，其特征在于，所述光源本体是白光LED。


6.如权利要求1所述的光学指标测试系统，其特征在于，所述自动变光焊...

【专利技术属性】
技术研发人员：商景林，
申请(专利权)人：上海市安全生产科学研究所，
类型：新型
国别省市：上海;31