[发明专利]具有可调光谱透射比的自动焊接滤光器

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动焊接滤光器。具体而言，本发明涉及一种自动焊接滤光器，所述自动焊接滤光器响应于入射焊接光从明透射状态变化到暗透射状态，并且包括其光谱透射比可改变以使焊接作业的视觉外观最佳化的颜色可调滤光器。

背景技术

自动焊接滤光器为众所周知的，并且通常由可切换滤光器组成，所述可切换滤光器位于个人防护器械(例如，帽子或眼镜)上或作为个人防护器械的一部分。可切换滤光器能够响应于焊接光激活自动地从明透射状态切换到暗透射状这通常通过使用位于个人防护器械上或作为个人防护器械的一部分的传感器而实现，所述传感器检测焊弧的起点并产生对应的控制电压，所述对应的控制电压在被施加到可切换滤光器时致使可切换滤光器从明透射状态变化到暗透射状态。还可通过沿焊接吹管与自动焊接滤光器之间的通信通道传输激活信号来控制可切换滤光器的激活，这受对应通信单元控制，参见WO2007/047264(Garbergs等人)。此技术确保焊接工具在可切换滤光器已达到其暗透射状态之前不被激活。

US4,240,709()阐述可通过将一个扭转向列型液晶单元夹在一对相互交叉的偏振器之间来形成可切换滤光器；然而，大多数商业产品现在利用通过将两个扭转向列型液晶单元夹在三个交叉的偏振器之间形成的可切换滤光器。液晶分子能够在电子模块的控制之下跨液晶单元施加电压时定向。可切换滤光器随后在检测落在光电探测器上的入射焊接光时通过电子模块自动变暗。现有技术的自动焊接滤光器还包括使焊接光的有害IR波长分量和UV波长分量衰减的干涉滤光器，并且有时可包括在电子模块出现故障的情况下提供“故障安全”中间透射状态的第三液晶单元(通常为宾主型液晶单元)。WO95/29428(等人)揭示这样一种现有技术的自动焊接滤光器。

WO95/29428中所述的发明还解决了处于暗透射状态的可切换滤光器由于滤光器效果严重依赖于焊接光的入射角度的事实而不均匀地变暗的问题。WO95/29428提出一种包括低扭转向列型液晶单元的可切换滤光器，其中扭转角不同于常规的90度，并且小于85度。此方法显著改进在可切换滤光器的暗透射状态下的同质性。

使用这样一种自动焊接滤光器可大大提高电极布置精度，从而达到更高质量的焊接。生产率也随着对研磨和返工需要的相应减少而提高。然而，对于现有的自动焊接滤光器，焊接光的发射光谱因所使用的焊接方法和材料而异，并且这有时可使在暗透射状态下观察焊接作业变得更困难，而且这另外可导致效率和焊接质量的下降。

发明内容

本发明旨在通过提供自动焊接滤光器来解决这些问题，所述自动焊接滤光器包括：可切换滤光器，其响应于激活信号从明透射状态变化到暗透射状态；颜色可调滤光器，其与所述可切换滤光器光学对准，所述颜色可调滤光器的光谱透射比适于响应于用户选定的颜色信号而改变；和电子控制单元，其用于接收并控制所述信号。

使用其光谱透射比可响应于用户选定的颜色信号而改变的颜色可调滤光器的优点在于用户能够独立于明暗度调节处于所述暗透射状态的所述自动焊接滤光器的颜色，以提高可见度并使各种各样的焊接作业的视觉外观最佳化。优选地，所述颜色可调滤光器包括设置在具有大致平行的偏振方向的偏振滤光器之间的至少一个低扭转液晶单元。

此外，所述用户选定的颜色信号改变所述低扭转液晶单元的双折射特性。

所述低扭转液晶单元的扭转角可介于0度和60度之间。

优选地，所述低扭转液晶单元的扭转角介于30度和50度之间。

此外，具有大致平行的偏振方向的偏振滤光器以介于0度和15度间的角度对准。

所述可切换滤光器可包括第一扭转向列型液晶单元、第二扭转向列型液晶单元以及带通滤光器；并且所述第一扭转向列型液晶单元设置在第一偏振滤光器和第二偏振滤光器之间，并且所述扭转向列型第二液晶单元设置在第二偏振滤光器和第三偏振滤光器之间，所述偏振滤光器具有大致垂直的偏振方向。

优选地，所述第一扭转向列型液晶单元的扭转角和所述第二扭转向列型液晶单元的扭转角介于20度与85度之间。

此外，所述带通滤光器使IR波长分量和UV波长分量衰减。在所述电子控制单元出现故障的情况下，所述颜色可调滤光器可通过提供中间透射状态默认至故障安全操作模式。

优选地，所述明透射状态对应于焊接明暗度2至4中的任一个并且所述暗透射状态对应于焊接明暗度7至14中的任一个。

此外，所述中间透射状态对应于焊接明暗度5至8中的任一个。