[發明專利]具有可調光譜透射比的自動焊接濾光器

有效

• 申請號: 201380004890.7
• 申請日: 2013-01-15
• 公開（公告）號: CN104115041B
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 克里斯蒂娜·M·芒努松;肯尼思·亞雷福斯
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: G02B5/20
• 分類號: G02B5/20;A61F9/06
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司11112
• 代理人: 顧紅霞,何勝勇

技術領域

本發明涉及一種自動焊接濾光器。具體而言，本發明涉及一種自動焊接濾光器，所述自動焊接濾光器響應于入射焊接光從明透射狀態變化到暗透射狀態，并且包括其光譜透射比可改變以使焊接作業的視覺外觀最佳化的顏色可調濾光器。

背景技術

自動焊接濾光器為眾所周知的，并且通常由可切換濾光器組成，所述可切換濾光器位于個人防護器械(例如，帽子或眼鏡)上或作為個人防護器械的一部分。可切換濾光器能夠響應于焊接光激活自動地從明透射狀態切換到暗透射狀這通常通過使用位于個人防護器械上或作為個人防護器械的一部分的傳感器而實現，所述傳感器檢測焊弧的起點并產生對應的控制電壓，所述對應的控制電壓在被施加到可切換濾光器時致使可切換濾光器從明透射狀態變化到暗透射狀態。還可通過沿焊接吹管與自動焊接濾光器之間的通信通道傳輸激活信號來控制可切換濾光器的激活，這受對應通信單元控制，參見WO2007/047264(Garbergs等人)。此技術確保焊接工具在可切換濾光器已達到其暗透射狀態之前不被激活。

US4,240,709()闡述可通過將一個扭轉向列型液晶單元夾在一對相互交叉的偏振器之間來形成可切換濾光器；然而，大多數商業產品現在利用通過將兩個扭轉向列型液晶單元夾在三個交叉的偏振器之間形成的可切換濾光器。液晶分子能夠在電子模塊的控制之下跨液晶單元施加電壓時定向。可切換濾光器隨后在檢測落在光電探測器上的入射焊接光時通過電子模塊自動變暗。現有技術的自動焊接濾光器還包括使焊接光的有害IR波長分量和UV波長分量衰減的干涉濾光器，并且有時可包括在電子模塊出現故障的情況下提供“故障安全”中間透射狀態的第三液晶單元(通常為賓主型液晶單元)。WO95/29428(等人)揭示這樣一種現有技術的自動焊接濾光器。

WO95/29428中所述的發明還解決了處于暗透射狀態的可切換濾光器由于濾光器效果嚴重依賴于焊接光的入射角度的事實而不均勻地變暗的問題。WO95/29428提出一種包括低扭轉向列型液晶單元的可切換濾光器，其中扭轉角不同于常規的90度，并且小于85度。此方法顯著改進在可切換濾光器的暗透射狀態下的同質性。

使用這樣一種自動焊接濾光器可大大提高電極布置精度，從而達到更高質量的焊接。生產率也隨著對研磨和返工需要的相應減少而提高。然而，對于現有的自動焊接濾光器，焊接光的發射光譜因所使用的焊接方法和材料而異，并且這有時可使在暗透射狀態下觀察焊接作業變得更困難，而且這另外可導致效率和焊接質量的下降。

發明內容

本發明旨在通過提供自動焊接濾光器來解決這些問題，所述自動焊接濾光器包括：可切換濾光器，其響應于激活信號從明透射狀態變化到暗透射狀態；顏色可調濾光器，其與所述可切換濾光器光學對準，所述顏色可調濾光器的光譜透射比適于響應于用戶選定的顏色信號而改變；和電子控制單元，其用于接收并控制所述信號。

使用其光譜透射比可響應于用戶選定的顏色信號而改變的顏色可調濾光器的優點在于用戶能夠獨立于明暗度調節處于所述暗透射狀態的所述自動焊接濾光器的顏色，以提高可見度并使各種各樣的焊接作業的視覺外觀最佳化。優選地，所述顏色可調濾光器包括設置在具有大致平行的偏振方向的偏振濾光器之間的至少一個低扭轉液晶單元。

此外，所述用戶選定的顏色信號改變所述低扭轉液晶單元的雙折射特性。

所述低扭轉液晶單元的扭轉角可介于0度和60度之間。

優選地，所述低扭轉液晶單元的扭轉角介于30度和50度之間。

此外，具有大致平行的偏振方向的偏振濾光器以介于0度和15度間的角度對準。

所述可切換濾光器可包括第一扭轉向列型液晶單元、第二扭轉向列型液晶單元以及帶通濾光器；并且所述第一扭轉向列型液晶單元設置在第一偏振濾光器和第二偏振濾光器之間，并且所述扭轉向列型第二液晶單元設置在第二偏振濾光器和第三偏振濾光器之間，所述偏振濾光器具有大致垂直的偏振方向。

優選地，所述第一扭轉向列型液晶單元的扭轉角和所述第二扭轉向列型液晶單元的扭轉角介于20度與85度之間。

此外，所述帶通濾光器使IR波長分量和UV波長分量衰減。在所述電子控制單元出現故障的情況下，所述顏色可調濾光器可通過提供中間透射狀態默認至故障安全操作模式。

優選地，所述明透射狀態對應于焊接明暗度2至4中的任一個并且所述暗透射狀態對應于焊接明暗度7至14中的任一個。

此外，所述中間透射狀態對應于焊接明暗度5至8中的任一個。