一種電焊面罩檢測裝置及其檢測方法
【專利摘要】本發明提供一種電焊面罩檢測裝置及其檢測方法，該裝置包含控制器（1）、數據采集及控制電路（2）、檢測光源（6）、觸發光源（5）、信號調理電路（3）、光電傳感器（4）及輸入部分（8），檢測方法包含七個步驟；采用上述方式，可以通過一臺設備（或是一個軟件），完成電焊面罩自動變光濾鏡部分（7）的多種光學參數的測試。
【專利說明】
一種電焊面罩檢測裝置及其檢測方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種電焊面罩檢測裝置及其檢測方法，特別是一種多功能的電焊面罩檢測裝置及其檢測方法。
技術背景
[0002]自動變光電焊面罩是一種新型電焊面罩，其自動變光濾鏡部分采用LCD，LCD的光線透過率可以由電焊面罩內的控制電路控制:在無電焊產生的電弧光時，自動變光電焊面罩處于待機狀態，其自動變光濾鏡部分的LCD兩端不加電信號，LCD對光線的透過率(即透射比)大，自動變光濾鏡處于亮態色號(如3-5號)，此時操作人員透過LCD可以清晰的觀察工件;一旦電焊開始產生電弧光，自動變光濾鏡內的控制電路將給LCD兩端加電信號，自動變光電焊面罩開始工作狀態，驅動其在極短時間(通常為0.1-4ms，稱之為響應時間)內改變其對光線的透過率(即透射比)，使其變小，自動變光濾鏡處于暗態色號(如9-14號)，此時操作人員可以透過LCD觀察焊接情況;焊接完成，電弧光消失后，自動變光濾鏡部分延時內部控制電路設定的時間(通常為0.1-1S，稱之為返回時間)后，關閉LCD兩端的電信號，使得自動變光濾鏡恢復到亮態色號(如3-5號)，此時自動變光電焊面罩回到待機狀態；由此可見，自動變光電焊面罩與傳統電焊面罩相比，有提高焊接質量及效率等優勢。
[0003]在自動變光電焊面罩生產中，需要對此自動變光濾鏡部分的光學參數(如待機狀態的光透射比、工作狀態的光透射比、響應時間及返回時間等)進行檢測及調試；以前都靠檢驗人員采用肉眼比對及經驗判斷的方式進行，但由于上述參數人眼不可能分辨清楚，造成出廠的產品參數參差不齊，無法滿足國家及國際的相關標準；后來出現了基于電腦平臺的專用檢測設備，可以對電焊面罩自動變光濾鏡部分的參數進行準確的檢測，但是由于上述專用檢測設備都只是單一一種功能，導致檢測步驟繁瑣且速度很慢。
[0004]目前基于電腦平臺的專用檢測設備的硬件平臺為:將檢測光源、電焊面罩自動變光濾鏡部分及光電傳感器直線配置、通過觸發光源控制電焊面罩自動變光濾鏡部分的狀態(待機或是工作狀態)，光電傳感器將檢測到的光信號轉換為電信號、然后通過A/D采集卡對上述電信號進行模數轉換，并將轉換的數字信號送入控制器中進行分析，最終得到檢測結果;從功能上來說有兩種:一種是基于上述硬件平臺的單一功能設備，比如單獨的自動變光電焊面罩響應時間測試儀或是光透射比測試儀，另一種雖然也是基于上述的硬件平臺，但是其內部采用多套應用軟件，每種軟件對應一種功能，如單獨的自動變光電焊面罩響應時間測試軟件或光透射比測試軟件;這樣，雖然可以準確測試電焊面罩自動變光濾鏡部分的光學參數，但是功能切換不便，操作繁瑣；例如，如果有一個電焊面罩自動變光濾鏡部分需要分別測試光透射比以及響應時間，通過一臺設備或是一個軟件測試其中一項參數(如光透射比)，得到結果后，就需要將此電焊面罩自動變光濾鏡部分放置到另一臺設備(或是在電腦上打開另一個軟件)上測試第二個參數(響應時間)，從操作人員及工廠使用的角度看來，不僅極為不便且大大降低了檢測效率。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題是提供一種多功能電焊面罩檢測裝置及其檢測方法，SP通過一臺設備(或是一個軟件)，完成電焊面罩自動變光濾鏡部分多種光學參數的測試。
[0006]為解決上述技術問題，檢測裝置包含控制器、數據采集及控制電路、檢測光源、觸發光源、信號調理電路、光電傳感器以及輸入部分，其中:檢測光源用于為待檢測的電焊面罩自動變光濾鏡部分提供檢測光；觸發光源用于觸發待檢測的電焊面罩自動變光濾鏡部分，使之處于工作或待機狀態;光電傳感器用于檢測光或待檢測光的光電轉換;信號調理電路用于將上述光電傳感器轉換的電信號進行調理，使之符合數據采集及控制電路的要求；數據采集及控制電路用于對上述信號調理電路提供的電信號進行A/D轉換以及將控制信號發送到上述部分;控制器為電焊面罩檢測裝置內軟件的運行提供軟硬工作環境并與數據采集及控制電路進行數據交互;輸入部分的作用為向控制器提供輸入信號;檢測方法包含以下步驟:步驟一、檢測光源及光電傳感器呈直線配置，使檢測光源發出的檢測光進入光電傳感器，以時間段一為間隔不斷測定檢測光的光強數據，并保存;步驟二、將待檢測的電焊面罩自動變光濾鏡部分放置于檢測光源及光電傳感器之間，此放置過程花費的時間為時間段二，步驟三、檢測光源發出的檢測光穿透電焊面罩自動變光濾鏡部分后變成待檢測光，待檢測光可以進入光電傳感器，以時間段一為間隔不斷測定上述待檢測光的光強數據，并保存；步驟四、接收到輸入部分輸入的輸入信號后，觸發光源給待檢測的電焊面罩自動變光濾鏡部分觸發信號，同時以時間段一為間隔不斷測定待檢測光的光強數據，并保存;步驟五、不斷判斷測定的待檢測光的光強數據，直至上述數據趨于穩定后，終止觸發光源給出的觸發信號，同時以時間段一為間隔不斷測定待檢測光的光強數據，并保存。步驟六、不斷判斷測定的待檢測光的光強數據，直至上述數據與步驟三得到的待檢測光的光強數據一致時，停止采樣，并通過分析上述步驟得到的數據以得到結果;步驟七、將電焊面罩自動變光濾鏡部分從檢測光源及光電傳感器之間取出，此取出過程時間為時間段三;上述步驟四至步驟五可以采用與時間段一時長不一樣的時間段四為間隔不斷測定待檢測光的光強數據，并保存，直到終止觸發光源給出的觸發信號后再恢復使用以時間段一為間隔不斷測定待檢測光的光強數據。
[0007]采用上述方式，在需要測試電焊面罩自動變光濾鏡部分的光透射比、響應時間以及返回時間時，只需要將上電焊面罩自動變光濾鏡部分放置于檢測裝置上，通過一次檢測，即可得到所有結果，免去了以前操作人員需要同時操作及切換多臺設備(或是多個軟件)進tx檢測的麻煩，大大提尚了檢測效率。
【附圖說明】
[0008]下面結合附圖詳細描述本發明的實施方式。
[0009]圖1是本發明檢測裝置的構成原理圖。
[0010]圖2是本發明檢測裝置的結構示意圖。
[0011]圖3是本發明檢測方法原理示意圖一。
[0012]圖4是本發明檢測方法原理示意圖二。
[0013]圖5是本發明檢測方法的檢測流程圖。
[0014]圖6是本發明檢測方法采樣數據的曲線圖一。
[0015]圖7是本發明檢測方法采樣數據的曲線圖二。
【具體實施方式】
[0016]圖1是本發明檢測裝置的構成原理圖，由控制器1、數據采集及控制電路2、檢測光源6、觸發光源5、信號調理電路3、光電傳感器4及輸入部分8組成;其中:檢測光源6用于為待檢測的電焊面罩自動變光濾鏡部分7提供檢測光31;觸發光源5用于觸發待檢測的電焊面罩自動變光濾鏡部分7，使之處于工作或待機狀態;光電傳感器4用于檢測光31及待檢測光32的光電轉換;信號調理電路3用于將上述光電傳感器4轉換的電信號進行調理，使之符合數據采集及控制電路2的要求;數據采集及控制電路2用于對上述信號調理電路3提供的電信號進行A/D轉換以及將控制信號發送到上述部分;控制器I為電焊面罩檢測裝置軟件的運行提供軟硬工作環境并與數據采集及控制電路2進行數據交互;輸入部分8的作用為給控制器I提供外部輸入信號;控制器I可以采用通用平臺電腦或是其它嵌入式系統，觸發光源5采用紅外輻射光源或是含有紅外線的可見光源，如紅外LED或是白熾燈，檢測光源6發出的光為400-700nm波長的可見光，數據采集及控制電路2、信號調理電路3、光電傳感器4都屬于常見技術。
[0017]圖2是本發明檢測裝置的結構示意圖，如圖，控制器(I圖未示)、數據采集及控制電路(2圖未示)、信號調理電路(3圖未示)安裝于機箱21內，檢測光源6及觸發光源5安裝于機箱21的上部，光電傳感器4安裝于機箱21的上表面，位于檢測光源6的正下方，輸入部分8安裝于機箱21的的前面板上;控制器I采用嵌入式系統，如51單片機系統或是32位的arm系統，檢測光源6采用LED光源，觸發光源5采用紅外LED安裝于蛇形軟管頂端，輸入部分8采用按鈕開關，顯示器22為IXD顯示器。
[0018]使用時，在待機狀態，檢測光源6發出的檢測光(31圖未示)直接照射到光電傳感器4上，從而得到檢測光(31圖未示)的光強數據，當需要進行測試時，將待檢測的電焊面罩自動變光濾鏡部分7放置于光電傳感器4上，并將觸發光源5調整到可以觸發待檢測的電焊面罩自動變光濾鏡部分7的位置，然后按下輸入部分8的按鍵，給控制器I開始檢測的輸入信號，此時檢測光源6發出的檢測光(31圖未示)需要通過待檢測的電焊面罩自動變光濾鏡部分7后才能照射到光電傳感器4上，檢測此待檢測光(32圖未示)的光強數據，通過內部計算，最后可得到結果，并顯示在顯示器22上。
[0019]圖3是本發明檢測方法原理示意圖一，如圖，檢測光源6及光電傳感器4呈直線配置，使檢測光源6發出的檢測光31進入光電傳感器4，此時檢測設備處于待檢測狀態，可以時間段一 (40圖未示)為間隔測定檢測光31的光強數據。
[0020]圖4是本發明檢測方法原理示意圖二，如圖，檢測光源6及光電傳感器4呈直線配置，使檢測光源6發出的檢測光31在通過待檢測的電焊面罩自動變光濾鏡部分7后變為待檢測光32，待檢測光32可以進入光電傳感器4;此時檢測設備處于檢測狀態，(待檢測光32的光強/檢測光31的光強)χ100%即為此電焊面罩自動變光濾鏡部分7的光透過率(即光透射比)，再按照公式即可換算成色號值。
[0021 ]圖5是本發明檢測方法的檢測流程圖，包含以下步驟:
步驟一、將檢測光源(6圖未示)及光電傳感器(4圖未示)呈直線配置，使檢測光源(6圖未示)發出的檢測光(31圖未示)進入光電傳感器(4圖未示)，一旦開機(程序開始運行)，就開始不停的采集檢測光源(6圖未示)發出的檢測光(31圖未示)的光強數據。
[0022]步驟二、將待檢測的電焊面罩自動變光濾鏡部分(7圖未示)放置于檢測光源(6圖未示)及光電傳感器(4圖未示)之間，此放置過程時間為時間段二 41。
[0023]步驟三、檢測光源(6圖未示)發出的檢測光(31圖未示)穿透電焊面罩自動變光濾鏡部分(7圖未示)后變為待檢測光(32圖未示)，待檢測光(32圖未示)可以進入光電傳感器(4圖未示)，此時如果沒有外部輸入信號，檢測裝置將檢測待檢測光(32圖未示)的光強數據，并保存，此時的光強數據對應的是電焊面罩自動變光濾鏡部分(7圖未示)的亮態(未工作，即電焊面罩自動變光濾鏡部分7的液晶不加電，其光線透過率處于較高的狀態)時的值。
[0024]步驟四、一旦檢測到通過輸入部分(8圖未示)的外部輸入信號，檢測裝置的觸發光源(5圖未示)將開始工作，發出可以使電焊面罩自動變光濾鏡部分(7圖未示)工作(電焊面罩自動變光濾鏡部分7的液晶加電，將其光線透過率變為較低的狀態)的觸發光信號，電焊面罩自動變光濾鏡部分(7圖未示)開始工作，待檢測光(32圖未示)的光強信號將迅速減小。
[0025]步驟五、通過不斷判斷測定的待檢測光(32圖未示)的光強數據，直至上述數據進一步減少的趨勢停止時(即所采集待檢測光32的光強趨于穩定，不再進一步減小)，此時的光強數據對應的是電焊面罩自動變光濾鏡部分(7圖未示)的暗態(電焊面罩自動變光濾鏡部分7的液晶加電，將其光線透過率變為較低的狀態)時的值;此過程(電焊面罩自動變光濾鏡部分7的液晶光線透過率由較高狀態變為較低狀態的過程)所花費的時間為電焊面罩自動變光濾鏡部分(7圖未示)的響應時間；然后終止觸發光源(5圖未示)給出的觸發信號，同時以時間段一 (40圖未示)為間隔不斷測定待檢測光(32圖未示)的光強數據，并保存。
[0026]步驟六、此時電焊面罩自動變光濾鏡部分(7圖未示)檢測不到觸發光源(5圖未示)發出的觸發信號后電焊面罩自動變光濾鏡部分(7圖未示)將關閉其液晶上的電信號，電焊面罩自動變光濾鏡部分(7圖未示)的光線透過率將從較低的狀態(暗態)返回未被觸發之前較高的狀態(亮態)，不斷判斷待檢測光(32圖未示)的光強數據，直至上述數據與步驟三得到的待檢測光(32圖未示)的光強數據一致時(即電焊面罩自動變光濾鏡部分的液晶光透過率變大，恢復到待機狀態)，停止采樣，此過程對應的是電焊面罩自動變光濾鏡部分(7圖未示)的返回時間，最后檢測裝置通過軟件內部算法得出結果并顯示在顯示器(22圖未示)上。
[0027]步驟七、將電焊面罩自動變光濾鏡部分(7圖未示)從檢測光源(6圖未示)及光電傳感器(4圖未示)之間取出，此取出過程時間為時間段三42;此時即完成了一個檢測流程，如果循環測試，只需要回到步驟一即可。
[0028]圖6是本發明檢測方法采樣數據的曲線圖一，上圖是檢測設備在一個完整的檢測流程內以時間段一40為間隔采集到的數據曲線圖，曲線圖的縱軸τν為電焊面罩自動變光濾鏡部分(7圖未示)的光線透過率(即光透射比)，從O點開始最大處為100%，橫軸T為采樣時間軸，縱軸T1對應的是本檢測方法步驟一中采集檢測光源(6圖未示)發出的檢測光(31圖未示)的光強數據;縱軸τ2對應的是本檢測方法步驟三中檢測到待檢測光(32圖未示)的光強數據，此時的光強數據對應的是電焊面罩自動變光濾鏡部分(7圖未示)的亮態(電焊面罩自動變光濾鏡部分7的液晶不加電，其光線透過率處于較高的狀態);縱軸T3對應的是本檢測方法步驟五中檢測到待檢測光(32圖未示)進一步減少的趨勢停止時的光強數據，此時的光強數據對應的是電焊面罩自動變光濾鏡部分(7圖未示)的暗態(電焊面罩自動變光濾鏡部分7的液晶加電，將其光線透過率變為較低的狀態)。
[0029]縱軸標記1~2為時間段二41，即將待檢測的電焊面罩自動變光濾鏡部分(7圖未示)放置于檢測光源(6圖未示)及光電傳感器(4圖未示)之間花費的時間；縱軸標記1~5為步驟三所花費的時間；縱軸標記T6為步驟四中檢測設備接收到輸入部分(8圖未示)輸入的輸入信號后，觸發光源(5圖未示)給待檢測的電焊面罩自動變光濾鏡部分(7圖未示)觸發信號，使電焊面罩自動變光濾鏡部分(7圖未不)工作(電焊面罩自動變光濾鏡部分7的液晶加電，將其光線透過率變為較低的狀態)，待檢測光(32圖未示)的光強信號迅速減小所花的時間，此時間對應電焊面罩自動變光濾鏡部分(7圖未示)的響應時間；縱軸標記T7為步驟五中檢測到的趨于穩定的待檢測光(32圖未示)的光強數據的時間；縱軸標記T8為步驟六中檢測裝置關閉觸發信號，使得電焊面罩自動變光濾鏡部分(7圖未示)關閉其液晶上的電信號，此時電焊面罩自動變光濾鏡部分(7圖未示)的光線透過率將從較低的狀態(暗態)返回未被觸發之前較高的狀態(亮態)這一過程的時間，對應電焊面罩自動變光濾鏡部分(7圖未示)的返回時間；縱軸標記T9為步驟六中與步驟三得到的待檢測光(32圖未示)的光強數據一致的時間；縱軸標記T3為步驟七中的時間段三42，即將電焊面罩自動變光濾鏡部分(7圖未示)從檢測光源(6圖未示)及光電傳感器(4圖未示)之間取出的時間。
[0030]圖7是本發明檢測方法采樣數據的曲線圖二，上圖是檢測設備在一個完整的檢測流程內采集到的數據曲線圖，與圖6的區別在于縱軸標記T6所處的時間段內裝置是以時間段四43為間隔采集數據的，在其它的時間段則以時間段一40為間隔采集數據，在實際使用的時候，時間段一 40可以采用Ims-1OOms，時間段四43可以采用Ius-1OOus。
[0031]本發明并不局限于上述特定的實施實例，例如，觸發光源5的安裝方式也可以采用固定安裝方式;檢測光源6可以采用鹵鎢燈泡，輸入部分也可以是通信接口電路(網口、串口或是USB 口)，由其它設備給檢測裝置輸入信號；或者在上述檢測裝置上增加自動上下料裝置;還可以將上述檢測光源6與光電傳感器4的配置方式改為水平配置;上述變換均落在本發明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種電焊面罩檢測裝置，其特征在于:包含控制器(I)、數據采集及控制電路(2)、檢測光源(6)、觸發光源(5)、信號調理電路(3)、光電傳感器(4)以及輸入部分(8)，其中: 檢測光源(6)用于為待檢測的電焊面罩自動變光濾鏡部分(7)提供檢測光(31); 觸發光源(5)用于觸發待檢測的電焊面罩自動變光濾鏡部分(7)，使之處于工作或待機狀態； 光電傳感器(4)用于檢測光(31)或待檢測光(32)的光電轉換； 信號調理電路(3)用于將上述光電傳感器(4)轉換的電信號進行調理，使之符合數據采集及控制電路(2)的要求； 數據采集及控制電路(2)用于對上述信號調理電路(3)提供的電信號進行A/D轉換以及將控制信號發送到上述部分； 控制器(I)為電焊面罩檢測裝置內軟件的運行提供軟硬工作環境并與數據采集及控制電路(2)進行數據交互； 輸入部分(8)的作用為向控制器(I)提供輸入信號。2.一種電焊面罩檢測方法，其特征在于包含以下步驟: 步驟一、檢測光源(6)及光電傳感器(4)呈直線配置，使檢測光源(6)發出的檢測光(31)進入光電傳感器(4)，以時間段一(40)為間隔不斷測定檢測光(31)的光強數據，并保存；步驟二、將待檢測的電焊面罩自動變光濾鏡部分(7)放置于檢測光源(6)及光電傳感器(4)之間，此放置過程花費的時間為時間段二 (41)， 步驟三、檢測光源(6)發出的檢測光(31)穿透電焊面罩自動變光濾鏡部分(7)后變成待檢測光(32)，待檢測光(32)可以進入光電傳感器(4)，以時間段一(40)為間隔不斷測定上述待檢測光(32)的光強數據，并保存； 步驟四、接收到輸入部分(8)輸入的輸入信號后，觸發光源(5)給待檢測的電焊面罩自動變光濾鏡部分(7)觸發信號，同時以時間段一(40)為間隔不斷測定待檢測光(32)的光強數據，并保存； 步驟五、不斷判斷測定的待檢測光(32)的光強數據，直至上述數據趨于穩定后，終止觸發光源(5)給出的觸發信號，同時以時間段一(40)為間隔不斷測定待檢測光(32)的光強數據，并保存； 步驟六、不斷判斷測定的待檢測光(32)的光強數據，直至上述數據與步驟三得到的待檢測光(32)的光強數據一致時，停止采樣，并通過分析上述步驟得到的數據以得到結果；步驟七、將電焊面罩自動變光濾鏡部分(7)從檢測光源(6)及光電傳感器(4)之間取出，此取出過程時間為時間段三(42 )。3.根據權利要求2所述的電焊面罩檢測方法，其特征在于:上述步驟四至步驟五可以采用與時間段一 (40)時長不一樣的時間段四(43)為間隔不斷測定待檢測光(32)的光強數據，并保存，直到終止觸發光源(5)給出的觸發信號后再恢復使用以時間段一 (40)為間隔不斷測定待檢測光(32)的光強數據，并保存。
【文檔編號】G01M11/02GK106017870SQ201610436327
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月19日
【發明人】吳磊
【申請人】寧波卡瑞邁特電子科技有限公司