自動(dòng)變光焊接濾光鏡漫射光約化亮度系數(shù)測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于焊接作業(yè)時(shí)的防護(hù)裝備，特別涉及一種自動(dòng)變光焊接濾光鏡漫射光約化亮度系數(shù)測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在焊接作業(yè)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量紫外線、紅外線、強(qiáng)光傷害眼睛。因此人們研制出自動(dòng)變光焊接濾光鏡來保護(hù)焊工。自動(dòng)變光焊接濾光鏡由紅外傳感器、光閥、控制電路、電源、框架、內(nèi)外保護(hù)片等組成，通過弧光的引發(fā)和熄滅來自動(dòng)控制濾光鏡的遮光號轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)明暗態(tài)轉(zhuǎn)換，從而有效地提高對勞動(dòng)者的保護(hù)以及工作效率。
[0003]如圖1所示，當(dāng)一束平行光正面照射自動(dòng)變光焊接濾光鏡時(shí)，方向改變的出射光稱為漫射光。如果用LS表示漫射光的強(qiáng)度，E表示入射光的照度，1 = LS/E表示漫射的特性。由于1與透射比τν有關(guān)，為了直接表示漫射的特性，定義1*= l/τν，稱為漫射光的約化亮度系數(shù)。多數(shù)自動(dòng)變光焊接濾光鏡產(chǎn)生的漫射光相對光軸是對稱的，因此通常測量與光軸夾角為α到△ α之間的漫射光強(qiáng)來表示約化亮度系數(shù)的平均水平。一般我們選擇測量α =1.5°到α+Δ α =2。之間的立體角之間的漫射光強(qiáng)。
[0004]我國在國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3609.2-2009中已提出了關(guān)于自動(dòng)變光焊接濾光鏡的檢測標(biāo)準(zhǔn)，針對漫射光指標(biāo)，給出了測量方法及裝置范例，但由于該測量系統(tǒng)比較復(fù)雜，搭建和調(diào)整系統(tǒng)并不方便，因此并未廣泛應(yīng)用，這也導(dǎo)致了目前市場上的漫射光測量儀器很少。又如中國專利申請?zhí)枮?013106367058的專利申請公開的是同一測試系統(tǒng)既采用圓形光闌又采用環(huán)形光闌的自動(dòng)變光焊接濾光鏡漫射光約化亮度系數(shù)測量裝置，測試時(shí)需要反復(fù)更換光闌，給實(shí)驗(yàn)人員帶來操作上的不便，也影響測量的準(zhǔn)確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠簡化測量過程的測量自動(dòng)變光焊接濾光鏡漫射光約化亮度系數(shù)的裝置。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種自動(dòng)變光焊接濾光鏡漫射光約化亮度系數(shù)測量裝置，包括:分光路光信號接收系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集控制電路、嵌入式計(jì)算機(jī)，還包括順次于同一光軸上設(shè)置的測量光源、樣品、樣品夾持架、復(fù)合光闌、光闌支架、第一成像透鏡、第二成像透鏡、第一光電探測器和第二光電探測器，所述第一成像透鏡和第二成像透鏡分別將樣品上被激光照射的區(qū)域分光路同時(shí)成像在第一光電探測器和第二光電探測器上。在本發(fā)明之前，實(shí)施實(shí)驗(yàn)時(shí)要實(shí)現(xiàn)復(fù)合光闌的作用，需要先使用圓形光闌，然后換下圓形光闌后換上環(huán)形光闌，要反復(fù)的安裝/卸下圓形光闌/環(huán)形光闌，使用者一直通過繁瑣的操作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，非常不方便，且由于是不同時(shí)間進(jìn)行測量，測量時(shí)間長，使整個(gè)系統(tǒng)容易受到噪聲和溫度漂移的影響，從而影響測量的準(zhǔn)確性和測量精度。
[0007]所述復(fù)合光闌是在同一平面上集成的同心圓形光闌和環(huán)形光闌。本發(fā)明將圓形光闌和環(huán)形光闌設(shè)計(jì)成復(fù)合光闌、利用兩個(gè)透鏡和兩個(gè)光電探測器同時(shí)測量，從測量原理上和系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)上解決了長期以來困擾使用者繁瑣操作的使用問題。
[0008]復(fù)合光闌中心為圓形光闌，通光直徑為10mm;外部為環(huán)形光闌，內(nèi)環(huán)直徑21.0±0.1臟，外環(huán)直徑 28.0±0.1mm。
[0009]所述光電探測器的輸出信號由嵌入式計(jì)算機(jī)經(jīng)數(shù)據(jù)采集控制電路采集。
[0010]還包括觸發(fā)光源，所述觸發(fā)光源由嵌入式計(jì)算機(jī)經(jīng)數(shù)據(jù)采集控制電路觸發(fā)。
[0011]所述樣品距離復(fù)合光闌為400±2mm。
[0012]所述采集控制電路包括分光路I/V變換電路、增益控制電路、低通濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換器、嵌入式計(jì)算機(jī)、限流電阻和觸發(fā)光發(fā)生電路。
[0013]所述嵌入式計(jì)算機(jī)電路通過所述增益控制電路與I/V變換電路連接；所述分光路I/V變換電路包括2個(gè)光電探測器、4個(gè)反饋通路和低偏置電流放大器。
[0014]所述測量光源為半導(dǎo)體激光器，包括半導(dǎo)體致冷器(TEC)和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻傳感器(NTC)。測量光源經(jīng)過半導(dǎo)體致冷器(TEC)和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻傳感器(NTC)組成的溫控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)功率輸出，上述裝置提高了系統(tǒng)對噪聲干擾和漂移的抑制能力。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:利用復(fù)合光闌同時(shí)測量同一光闌的不同結(jié)構(gòu)模式所形成的空間不同區(qū)域的光信號，減化了測量步驟、減少了測量用時(shí)、降低了外界干擾對測量結(jié)果的影響；通過采用測量光源溫控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)光功率的穩(wěn)功率輸出；上述裝置提高了測量自動(dòng)變光焊接濾光鏡的漫射光的亮度約化系數(shù)的測量精度；并且具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整方便的特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0016]圖1是通過自動(dòng)變光焊接濾光鏡的散射光示意圖；
[0017]圖2是本發(fā)明測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3是本發(fā)明的測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4是本發(fā)明的樣品夾持架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5是本發(fā)明的觸發(fā)光源結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖6是本發(fā)明的采集控制電路框圖；
[0022]圖7是本發(fā)明的I/V變換電路框圖；
[0023]圖8是本發(fā)明的增益控制電路框圖；
[0024]圖9是本發(fā)明的復(fù)合光闌結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0026]如圖2、圖3所示，是本發(fā)明的自動(dòng)變光焊接濾光鏡漫射光測試裝置結(jié)構(gòu)圖，包括:順次設(shè)置測量光源1、觸發(fā)光源2、帶有夾持架4的樣品3、帶有光闌支架7的復(fù)合光闌5、凸透鏡8、第一光電探測器9、凸透鏡13、第二光電探測器14、采集控制電路10、嵌入式計(jì)算機(jī)11、裝置底板12和箱體15構(gòu)成；其中，激光光源1、樣品3、復(fù)合光闌5、凸透鏡8、第一光電探測器9、凸透鏡13、第二光電探測器14，分別由其支架固定在裝置底板12上，處于同一光軸上；樣品3由樣品夾持架4夾持；觸發(fā)光源2壓在樣品3自身帶的紅外傳感器上，發(fā)出的脈沖紅外光線能使樣品3處于暗態(tài)；復(fù)合光闌5安裝在光闌支架7上。所述測量光源1包括激光器1-1、支架1-2、電源1-3，激光器1-1包括半導(dǎo)體致冷器(TEC)和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻傳感器(NTC)，測量光源經(jīng)過半導(dǎo)體致冷器(TEC)和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻傳感器(NTC)組成的溫控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)功率輸出；所用激光器1-1為532nm半導(dǎo)體激光器，出射光斑為2.5mm，發(fā)散角小于lmrad,功率為6mw，所用電源1-3為5V電源，激光器1-1固定在支架
1-2上，支架1-2通過螺釘固定在裝置底板12上，樣品3距離復(fù)合光闌為400±2mm;復(fù)合光闌5是在同一平面上集成的同心圓形光闌5-1和環(huán)形光闌5-2。復(fù)合光闌5的中心是圓形光闌，通光直徑為10mm、夕卜部是環(huán)形光闌，環(huán)形通光結(jié)構(gòu)的內(nèi)環(huán)直徑21.0±0.1mm，夕卜環(huán)直徑28.0±0.1mm,不確定度不超過0.01mm,復(fù)合光闌置于光闌架內(nèi)；凸透鏡8將樣品3上被激光照射的區(qū)域通過光闌的圓形結(jié)構(gòu)、凸透鏡13將樣品3上被激光照射的區(qū)域通過光闌的環(huán)形結(jié)構(gòu)，同時(shí)分別成像在第一光電探測器9和第二光電探測器14上，透鏡及光電探測器分別置于透鏡和光電探測器支架內(nèi)；第一光電探測器9、第二光電探測器14的輸出信號由計(jì)算機(jī)11經(jīng)數(shù)據(jù)采集控制電路10采集；觸發(fā)光源2由計(jì)算機(jī)11經(jīng)數(shù)據(jù)采集控制電路9觸發(fā)。
[0027]如圖4所示，所述樣品夾持架4包括立柱4-1、簧片4-2和基座4_3，立柱4_1和簧片4-2的下端分別固定在所述基座4-3上，簧片4-2的上部能夠?qū)⒉煌穸鹊臉悠?壓在立柱4-1上，基座4-3通過螺釘固定在裝置底板12上。
[0028]如圖5所示，所述觸發(fā)光源2包括螺桿2-1、滑塊2-2、滑桿2_3和紅外LED燈2_4，滑桿2-3通過螺栓固定在樣品夾持架4的基座2-3上，滑塊2-2設(shè)置在滑桿2_3上；螺桿
2-1和滑塊2-2通過螺紋配合連接在一起，螺桿2-1內(nèi)部有階梯孔，紅外LED燈2_4塞入階梯孔中而固定在在螺桿2-1內(nèi)部的前端，旋轉(zhuǎn)滑桿2-3并滑動(dòng)滑塊2-2能夠調(diào)整紅外LED燈2-4的位置