Маска сварщика с автоматическим ЖК-затвором. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Блоки питания

 Комментарии к статье

Известно, что при проведении сварочных работ сварщик должен защищать глаза и кожу лица с помощью специальной маски.

Опасность для зрения представляют ультрафиолетовое и инфракрасное излучения. Если глаза не защищать светофильтром, ослабляющим световой поток, то из-за инерционности зрительной системы сетчатка глаза успевает получить большую долю излучения (словить "зайчика"). Широко используемая сейчас фибровая маска содержит набор сменных светофильтров. Принцип ее работы прост: с откинутой маской сварщик производит подготовительные работы, потом поджигает электрическую дугу и только после этого опускает маску. Тут и может произойти повреждение зрения.

Идея использовать в маске сварщика динамический затвор возникла несколько десятков лет назад. Первые динамические затворы были механическими, как у фотоаппарата, надежность и эффективность их была низка. Более 20 лет назад появились автоматические затворы на основе быстродействующих ЖК-модуляторов, которые иногда называют "хамелеонами". Автоматический затвор позволяет освободить обе руки сварщика и сконцентрировать внимание на качестве сварки. Его использование обеспечивает сверхнадежную защиту глаз и меньшую утомляемость сварщика.

Сейчас маски с автоматическим ЖК-затвором выпускает ряд фирм во Франции, Японии, Германии, Швеции и Швейцарии. Основные производители этих масок в Европе - шведская фирма ESAB и швейцарская фирма OPTREL. Кассета с ЖК-затвором представляет собой отдельный модуль и крепится с передней стороны маски, образуя единую конструкцию шлема.

Устройство оптического модуля или динамического фильтра показано на рис.1. Он содержит:

• защитный фильтр из поликарбоната толщиной 1,2 мм, защищающий наружные оптические поверхности от механических воздействий окружающей среды, вредных газовых испарений в зоне сварки, расплавленных капель свариваемого материала, песка и пыли;
• композитный УФ- и ИК- светофильтр;
• две или три последовательные быстродействующие ЖК-ячейки (рис.2), обеспечивающие, с одной стороны, быстрый переход из прозрачного в непрозрачное состояние, а с другой - необходимый коэффициент пропускания в видимой части спектра для выбранного режима сварки;
• защитный фильтр из поликарбоната толщиной 1,2 мм.

ЖК-ячейка (рис.2) содержит поляризационные пленки, обладающие большим коэффициентом поглощения в УФ-диапазоне и решает задачу УФ-фильтрации. Если в ИК-диапазоне излучения электрической дуги использовать ИК-фильтр поглощающего типа, то произойдет сильное нагревание самого фильтра и всего ЖК-затвора. Поэтому в конструкции применяются ЖК-отражательные фильтры на основе композитных интерференционных пленочных покрытий, которые состоят из чередующихся тонких пленок металла (серебра) и оксидных пленок (SiO2 или In2O3). В качестве подложки используется спецстекло марки С3С21.

Управление ЖК-ячейками осуществляется с помощью электронного модуля, который содержит:

• два фотодатчика (по одному с левой и правой стороны кассеты ЖК-затвора) и усилитель сигналов с них;
• схему управления двумя ЖК-модуляторами;
• микроконтроллер, обеспечивающий выбор режима работы затвора (коэффициент пропускания в закрытом состоянии), сопряжение с фотодатчиками, индикацию на ЖК-дисплее выбранного сварщиком режима сварки и формирование диаграммы для схемы управления ЖК-модуляторами;
• солнечные батареи из 9 и более секций солнечных элементов на основе аморфного кремния, обеспечивающие напряжение от 4,5 до 8 В и ток в рабочем режиме до 2-3 мА;
• резервный источник на литиевой батарее 3 В, конденсаторе большой емкости с малыми токами утечки или на подзаряжаемом от солнечной батареи аккумуляторном элементе;
• функциональную кнопочную клавиатуру (3-4 кнопки), как правило, мембранного типа;
• кодирующее устройство или переменный резистор для регулирования оптической плотности (уровня защиты).

На рис.3 показана схема управления автоматическим ЖК-затвором. Степень сложности схемы управления определяется классом и стоимостью маски сварщика. В простых недорогих моделях с низким быстродействием ЖК-затвора (10-20 мс), как правило, нет ни микроконтроллера, ни ЖК-дисплея, ни функциональной клавиатуры. Питание производится от батарейки типа "Крона" с ручным включением.

В дорогих моделях (400-500 дол.) обеспечивается широкий диапазон уровней защиты, автоматическое включение при приближении сварщика, выбор режимов сварки и защиты с помощью функциональной клавиатуры и дисплея.

Автор: А.Самарин

Смотрите другие статьи раздела Блоки питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Секрет крепких зубов бобра 21.02.2015 Пугающий звук бормашины известен практически всем. В отличие от акул, у которых зубы обновляются в течение всей их рыбьей жизни, у человека и большинства млекопитающих они меняются только один раз - с молочных на коренные. Хотя вот у грызунов зубы растут всю жизнь. Связано это с тем, что, как бы банально это не звучало, но грызуны грызут, чем и стачивают равномерно свои зубы. Чтобы эти животные не остались без основного инструмента к существованию, природа дала им механизм постоянного роста зубов, компенсирующий истирание. Но что делать тем, кому зубы даются один раз и на всю жизнь? Исследователи с факультета материаловедения и инженерии Северо-Западного университета определили, какие элементы повышают стойкость зубной эмали и выяснили, почему бобры могут расправляться с деревьями не хуже бензопилы. Зубная эмаль - самая твердая ткань в нашем организме. Основу ее составляют тонкие длинные нити из гидроксиапатита. Толщина одной такой нити всего лишь 50 нанометров, а длина в тысячу раз больше. Для наглядности, если бы у березы высота была в тысячу раз больше диаметра ствола, то дерево имело бы высоту порядка километра. Тысячи таких нитей объединяются в пучки, но все равное еще очень тонкие - в двадцать раз тоньше волоса. Эти пучки располагаются в определенном направлении, образуя нечто вроде армирующего каркаса зубной эмали, а пространство между ними заполняется кристаллическим гидроксиапатитом. Гидроксиапатит - это минерал, содержащий ионы кальция, фосфат и гидроксил ионы. И хотя эмаль практически полностью состоит из минеральной основы, даже очень маленькие количества других ионов могут сильно менять ее свойства. Например, если часть кальция, пусть даже самую малую, заменят ионы магния, эмаль станет больше подвержена действию кислот. Попросту говоря, она будет быстрее растворяться. Тот же эффект вызовет замена фосфат-ионов на карбонат. А вот если фосфат-ионы заменят ионы фтора - эмаль заметно улучшит свои свойства. Именно по этому в состав зубной пасты входят фторсодержащие вещества. Откуда во рту берется кислота, которая так губительно действует на зубы и почему вредно есть сладкое, хотя оно совсем не кислое? Дело в том, что во рту живут бактерии, и хоть для организма они и не представляют угрозы, но навредить зубной эмали могут. Остатки сахара служат пищей для этих бактерий. Все было бы хорошо, если бы эти самые микроорганизмы не перерабатывали сахар в молочную кислоту, тем самым повышая кислотность среды. Чем более кислая среда - тем быстрее будет разрушаться зубная эмаль. Да-да, тот самый кислотно-основной баланс. Бобры сладким, насколько известно, не злоупотребляют, однако природа все равно наградила их дополнительным механизмом, который делает их зубы крепче. Все суть заключается в тех самых ионах, которые меняют свойства эмали. Исследователи взяли образцы эмали зубов мыши, кролика, крысы и бобра и подвергли их тщательному анализу на сложнейшем оборудовании. Они буквально атом за атомом изучили строение нитей, из которых состоит эмаль, и выяснили интересную вещь. Оказывается, что на прочность и сопротивляемость действию кислот главным образом влияет аморфное вещество, которое содержит минералы, богатые железом или магнием. Несмотря на то, что доля такого вещества крайне мала, оно кардинально меняет защитные свойства эмали. Например, эмаль с зубов бобра оказалась в шесть раз более устойчива к кислоте, чем зубная эмаль кролика. Все это за счет соединений железа, в основном ферригидрита. Он придает не только химическую стойкость, но и повышает механическую прочность зубной эмали. Можно сказать что да, у бобра действительно железные зубы! Однако, почему же еще не сделали зубную пасту с железосодержащими минералами? Пусть нам не нужно грызть осиновые ветки, но сократить посещения стоматологов было бы весьма приятно. Если вы посмотрите на зубы бобра, то увидите, что они далеко не белые - желтого, или даже коричневого цвета. Это абсолютно здоровые крепкие зубы, а цвет им придают как раз соединения железа. С человеческой точки зрения не очень эстетично, но бобры, кажется, не очень переживают по этому поводу.

Другие интересные новости:

▪ Объектив Fujifilm Fujinon XF16-80mmF4 R OIS WR

▪ Самое черное тело в Солнечной системе

▪ Гибкая солнечную панель для лодок

▪ Неуязвимый робот-таракан

▪ Жуки - самые живучие существа

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Конспекты лекций, шпаргалки. Подборка статей

▪ статья Комплекс печь-камин-плита. Советы домашнему мастеру

▪ Что представляли собой образование и культура в раннее Средневековье? Подробный ответ

▪ статья Оператор крана-штабелера. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Последовательный интерфейс RS-232. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Торфяные электроустановки. Электроснабжение. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026