CN104902858B - 用于检测弧数据的焊接面罩 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于检测弧数据的焊接面罩。焊接面罩的一个实施例包括焊弧检测系统，该焊弧检测系统配置成检测在一个或多个焊接操作期间发生的一个或多个焊弧。焊接面罩还包括配置成计算由弧检测系统检测到的所述一个或多个焊弧的数量的控制电路。焊接面罩包括配置成存储所述一个或多个焊弧的数量的存储装置。

Description

用于检测弧数据的焊接面罩
相关申请的参见引用
本申请是2012年5月4日提交的标题为“Welding Helmet for Detecting ArcData(用于检测弧数据的焊接面罩)”的美国临时申请号61/643,014的非临时美国专利申请，兹以参见的方式将其全部内容并入本文中。
背景技术
本发明总体上涉及焊接面罩，并且更具体地，涉及一种用于检测弧数据的焊接面罩。
焊接是一种已经越来越多地在各个行业和应用中使用的工艺。虽然手动焊接操作继续存在于大量的应用中，但是在某些情况下，焊接工艺可以是自动化的。在这两种情况下，上述焊接操作依赖于各种类型的设备，以确保在所需时间将适量的焊接耗材(例如，馈线、保护气体等)提供到焊接处。
通常通过用于保护操作者的眼罩和/或面罩实施焊接操作。这些面罩可以包括面板(或镜片)，其调暗以防止或限制暴露于弧光。在一些面罩中，在焊接操作期间，随着用户翻下面罩，镜片保持暗色。在其它面罩中，镜片可以从明亮状态变化到黑暗状态。
发明内容
在一个实施例中，焊接面罩包括弧检测系统，该弧检测系统配置成检测在一个或多个焊接操作期间发生的一个或多个焊弧。焊接面罩还包括控制电路，该控制电路配置成对由弧检测系统检测到的所述一个或多个焊弧的数量进行计数。焊接面罩包括存储装置，该存储装置配置成存储所述一个或多个焊弧的数量。
在另一个实施例中，焊接面罩包括弧检测系统，该弧检测系统配置成检测在一个或多个焊接操作期间发生的焊弧。焊接面罩还包括控制电路，该控制电路配置成确定由弧检测系统检测到的部分焊弧中的每个焊弧的持续时间。焊接面罩包括存储装置，该存储装置配置成存储由弧检测系统检测到的部分焊弧的总持续时间。由弧检测系统检测到的部分焊弧的总持续时间包括部分焊弧中的每个焊弧的持续时间的总和。
在另一个实施例中，焊接面罩包括弧检测系统，该弧检测系统配置成检测在一个或多个焊接操作期间发生的一个或多个弧。焊接面罩还包括控制电路，该控制电路配置成确定由弧检测系统检测到的所述一个或多个焊弧的可重置的持续时间。焊接面罩包括存储装置，该存储装置配置成存储：由弧检测系统检测到的所述一个或多个焊弧的可重置的持续时间；提供关于何时对可重置的持续时间进行最后一次重置的参考点的第一日期；提供关于何时对可重置的持续时间进行最后一次重置的参考点的第一时间；提供关于何时对可重置的持续时间进行最后一次归零的参考点的第二日期；提供关于何时对可重置的持续时间进行最后一次归零的参考点的第二时间；或上述的一些组合。
附图说明
在参照附图阅读以下具体实施方式时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，其中在整个附图中相同的字符代表相同的元件，其中：
图1示出了根据本发明的方面的焊接系统的实施例，该焊接系统包括用于确定弧数据的焊接面罩；
图2示出了根据本发明的方面的图1的焊接面罩的实施例的立体图；
图3示出了根据本发明的方面的图2的焊接面罩的实施例的方框图；以及
图4示出了根据本发明的方面的用于确定焊弧的持续时间(例如，时间长度)的方法的实施例的流程图。
具体实施方式
本发明的一个或多个具体实施例将在下面进行描述。这些描述的实施例仅是本发明的示例。此外，为了提供这些实施例的简洁的说明，不是所有实际实施的特征都在说明书中描述。应当理解，在任何这种实际实施的开发中，例如在任何工程或设计项目中，必须做出众多的特定实施的决定以达到开发者的特定目标，诸如符合系统相关和商业相关的约束，其可以从一个实施变化到另一个。此外，应当理解，这样的开发努力可能复杂和耗时的，但仍然是具有本发明的益处的普通技术人员设计、装配和制造的例行任务。
焊接面罩，诸如包括自动调暗焊接镜片的面罩，包括例如通过使用光学传感器检测在焊接操作期间何时发生焊弧的弧检测系统。根据焊弧的检测，将镜片调暗到预定的明暗度，从而保护操作者的眼睛免受从焊弧发射的强光。本公开的实施例使用弧检测系统获得弧数据。例如，焊接面罩可以对由弧检测系统检测到的焊弧的数量进行计数。作为另一个示例，焊接面罩可以确定由弧检测系统检测到的每个焊弧的持续时间。
本发明的实施例可以在各种焊接应用中使用。例如，图1示出了弧焊接系统10。如图所示，弧焊接系统10可包括电源12，该电源经由导管16产生电力并将电力供给电极14。在弧焊接系统10中，可以沿着可消耗的或不可消耗的电极14使用直流(DC)或交流(AC)以将电流传送到焊接点。在这样的焊接系统10中，操作者18可以通过定位电极14并触发电流的启动和停止来控制电极14的位置和操作。
在使用图1所示的焊接系统10的焊接操作中，由于热量和在可见和不可见光谱中的强光的产生，焊接可以通过某些预防措施来实施。为了避免过度暴露于上述光，面罩组件20由焊接操作者18佩戴。面罩组件20包括面罩壳体22和镜片组件24，该镜片组件可以调暗以防止或限制暴露于由焊弧26产生的光。
当操作者18开始通过将来自电源12的电力施加到电极14而开始焊接操作时，焊弧26在电极14和工件28之间生成。电极14和导管16因此传送足够的电流和电压以生成在电极14和工件28之间的焊弧26。焊弧26在电极14和工件28之间的焊接点处熔化金属(基材和任何添加的填充材料)，从而当金属冷却时提供接缝。焊接系统10可以配置成通过任何已知的技术形成焊接接缝，这些已知的技术包括保护金属电弧焊(SMAW)(即，焊条焊接)、金属惰性气体保护焊(MIG)、钨极惰性气体保护焊(TIG)、气焊(例如，氧乙炔焊)和/或电阻焊接。
如下所述，在焊接系统10中使用的面罩组件20包括在明亮状态和黑暗状态之间转变的镜片组件24。通常，镜片组件24可以包括引起镜片调暗的电子部件(例如，当施加电压穿过层时LCD调暗)。例如，操作者18可以“开启”镜片组件24以提供穿过镜片和关联的电子部件的电压，从而引起组件24从明亮状态(例如，相对透明状态)转变到黑暗状态。
在特定实施例中，镜片组件24可以包括当传感器检测到强光超过阈值时引起镜片自动调暗的电子部件，例如，通过触发镜片组件24的电路以提供穿过镜片的电压。在一些实施例中，镜片组件24可以包括当传感器检测到光密度充分快地转变时(例如，从无焊接到焊接)引起镜片自动调暗的电子部件。根据本发明的方面，焊接面罩组件20可以配置成对检测到的焊弧26的数量进行计数和/或确定检测到的焊弧26的持续时间。应当理解，使用焊弧26的数量和/或由焊接操作者18实施的焊弧26的持续时间，可以评估焊接操作以改进焊接技术和/或效率。
图2是图1的面罩组件20的实施例的立体图。面罩壳体22可以构成焊接面罩组件20的部件的大体框架和支撑。例如，面罩壳体22提供围绕操作者18的脸和脖子的部分外罩以防护操作者18暴露于焊接期间产生的高热量和强光。除了提供大体保护，面罩壳体22还提供了安装镜片组件24、控制电路30(例如，硬件和/或软件)以及任何附加附件的位置。
控制电路30可以包括配置成监测和控制镜片组件24的状态的电路(例如，镜片控制模块)，以及控制面罩组件20其它功能的电路(例如，处理器、微控制器、实时时钟(RTC)等)。例如，控制电路30可以实施信号放大、调制、滤波或处理。再例如，控制电路30可以用于对检测到的焊弧26的数量进行计数和/或确定检测到的焊弧26的持续时间。在一个实施例中，控制电路30可以设置作为镜片组件24的部件。例如，可以将镜片组件24作为单个单元安装到面罩壳体22。在另一个实施例中，控制电路30可以是独立于镜片组件24的元件。例如，在控制电路30独立于镜片组件24的地方，控制电路30可以通过与镜片组件24的连接件(例如，经由线导体或无线地)远程安装到面罩壳体22以充分传输控制信号。在某些实施例中，控制电路30可以获得并处理各输入，将输入和储存在存储器中的值比较，以及实施程序化的功能以提供相应的输出到关于焊接面罩组件20的附件(例如，调亮和调暗镜片、从传感器提取数据、确定弧数据)。
弧检测系统31用于检测在焊接操作期间发生的焊弧26以及将数据提供给控制电路30。弧检测系统31可以包括各种用户界面输入端和传感器输入端。例如，用户界面输入端可以包括一个或多个手动调整输入端32和自动调整接口34。手动输入端32可以包括设置在面罩壳体22内部或外部的输入端(例如，联接到镜片组件24)，以当由操作者18操纵输入时提供信号。通过将手动输入端32设置在面罩壳体22内，当焊弧26存在时可以阻止操作者18调整设置。手动输入端32可以是响应于操作者18的输入提供信号的任何装置。例如，手动输入端32可以包括数字编码器、旋钮、电位计、触敏传感器、触摸屏、按钮(例如，重置)、键等。因此，手动调节输入端32可以使操作者18手动调节面罩20的设置。例如，在某些实施例中，手动输入端32可以使操作者18调节时钟设置、警告设置、定时设置、弧持续时间设置、警报、确认用户识别(ID)、确认密码等。
焊接面罩组件20可以包括至少一个音频装置36(例如，麦克风、扬声器、呼叫器、蜂鸣器等)。在某些实施例中，音频装置36可以配置成从操作者18拾取听得见的声音指令，使得镜片组件24的设置可以调整为免提。听得见的指令可以包括调整光灵敏度阈值、引导镜片切换到黑暗或明量状态、调整由焊接面罩组件20显示的数据(例如，焊弧持续时间、焊弧26的数量)等。在某些实施例中，音频装置36可以提供听得见的反馈给操作者18，诸如听得见的警告。
弧检测系统31可以包括光学传感器38，该光学传感器可以配置成感测光(例如，紫外线(UV)，可见光，红外线(IR))的光电检测器和/或非光学传感器40(例如，配置成检测电磁辐射的电磁传感器)。光学传感器38可以确定在镜片处承受的光灵敏度，并且输出指示光强度的信号到控制电路30。基于由传感器38提供的信号，控制电路30可以将信号输出到镜片组件24以改变到明亮或黑暗状态。通过将检测到的光强度和灵敏度阈值比较可以操作自动调暗镜片。也就是说，光学传感器38可以连接到放大电路和/或电压偏置电路，其输出直接关于由光学传感器38检测到的光强度的信号(例如，电压)。然后将该电压和阈值电压(例如，电压灵敏度)比较，并且比较结果确定镜片状态是否应该是暗或亮的。
在某些实施例中，光学传感器38可以包括一个或多个摄像机。应当理解，所述一个或多个摄像机可以用于捕捉图像。在捕捉图像后，(例如，通过控制电路30)实时处理该图像以确定图像的特征是否表示存在焊接、研磨、切割等。例如，图像可以包括亮点、火花或其它可以表示已经捕捉到的焊接、研磨和/或切割图像的特征。在某些实施例中，在焊接操作期间捕捉摄像机数据，并且在焊接操作完成之后对摄像机数据进行后处理，以确定关于在焊接操作期间确立的焊弧的一个或多个持续时间和/或计数。
弧检测系统31可以包括用于检测焊弧26的非光学传感器40。例如，非光学传感器40可以包括UV传感器、IR传感器、RF天线或可以检测电磁辐射的任何合适的传感器。通过使用光学传感器38和非光学传感器40，可以检测电磁光谱(例如，多个波长范围)的多个区域的辐射。来自焊弧26的多种辐射的检测和分析可以减少和/或消除焊弧26的错误检测(例如，由强光环境(诸如室外太阳光)或闪光产生的错误检测)。例如，弧检测系统31可以使用来自电磁光谱的两个或更多个不同区域的辐射来检测焊弧26，并且由此限制错误检测。
应当理解，当通过不同焊接工艺焊接时，可以检测具有不同强度和来自电磁光谱不同区域的辐射。因此，使用光学传感器38和非光学传感器40可以检测焊接工艺的类型。例如，铝焊通常比使用其它材料的焊接更亮。作为另一个例子，当焊弧26启动时，TIG焊接经常发射高频(HF)辐射。
当焊接面罩组件20放在紧密邻近没有佩戴面罩组件20的操作者正在实施的焊接活动时，可以通过弧检测系统31检测焊弧26。为了只检测与佩戴面罩组件20的操作者18相对应的焊弧26，焊接检测系统31可以使用非光学传感器40。这种非光学传感器40可以包括定位传感器、取向传感器、运动传感器、位置传感器、温度传感器、湿度传感器、声音水平传感器等等。例如，传感器40可以包括热敏电阻、热电偶、湿度计、压力传感器、压电式传感器、触觉开关、地理空间定位装置(例如，全球定位系统(GPS)装置)、加速计、陀螺仪、磁强计和微电子机械系统(MEMS)。应当理解，传感器40可以设置在焊接面罩组件20上或焊接面罩组件20中的任意位置。例如，传感器40可以在镜片组件24内，在面罩壳体22上或面罩壳体22中，在焊接面罩组件20的帽子上等。
使用这种传感器40，弧检测系统31可以检测佩戴焊接面罩组件20的操作者18何时移动。传感器40可以检测这样的移动，并且使用该移动以帮助确定是否检测到焊弧26。例如，在检测到来自焊弧26的辐射之前，如果在预定的时间段内(例如，10秒、60秒)没有检测到操作者18的移动，则可以认为检测到的辐射是错误检测。
当操作者18佩戴面罩20在升起(例如，向上)位置时的焊接面罩组件20时，弧检测系统31也可以检测来自焊弧26的辐射。操作者18可以在实施非焊接活动时(诸如对焊接应用进行安装)具有在升起位置的面罩20。因此，当面罩20在升起位置时，可能不希望认为检测到的焊弧26是有效的。因此，传感器40可以用于检测面罩20是否在升起位置或降低(例如，向下)位置。例如，可以将第一加速计放置在镜片组件24或面罩壳体22上。可以在焊接面罩组件20内的另一位置(例如，帽子)处放置第二加速计。通过使用来自第一、第二加速计的数据，控制电路30可以确定焊接面罩组件20在升起或降低位置。在某些实施例中，除非焊接面罩组件20在降低位置，否则弧检测系统31可以认为检测到的辐射是错误辐射。
应当理解，非光学传感器40可以用于检测正在实施的操作类型。例如，非光学传感器40可以用于检测是否正在实施焊接操作、切割操作和/或研磨操作。
在操作期间，控制电路30获取关于由弧检测系统31检测到的焊弧26的弧数据。具体地，控制电路30可以确定由弧检测系统31检测到的焊弧26的持续时间。例如，控制电路30可以确定由弧检测系统31检测到的每个焊弧26的持续时间。使用由弧检测系统31检测到的焊弧26的持续时间，控制电路30可以确定在一段时间已发生的焊弧26的总持续时间。例如，控制电路30可以确定用于镜片组件24或焊接面罩组件20的寿命的焊弧26的总持续时间。控制电路30可以存储何时对焊弧26的总持续时间进行最后一次归零相对应的日期和/或时间或者一些其它初始值。控制电路还可以确定自先前重置发生后焊弧26的总持续时间。在这种实施例中，手动输入端32可以用于重置总的焊弧26持续时间。控制电路30可以存储与何时发生重置相对应的日期和/或时间。控制电路30还可以用于确定用于特定操作者18的焊弧26的总持续时间。例如，操作者18可以被识别为焊接面罩组件20和/或镜片组件24的唯一操作者。在多个操作者使用单个焊接面罩组件20的焊接应用中，操作者18可以通过例如输入到焊接面罩组件20的用户ID被识别(例如，验证)。同样地，在多个操作者使用单个镜片组件24的焊接应用中，操作者18可以例如通过输入到镜片组件24的用户ID被识别。由操作者18实施的焊弧26的持续时间可能对于确定焊接操作的生产率和效率是有用的。
控制电路30还可以对由弧检测系统31检测到的焊弧26的数量进行计数。例如，控制电路30可以确定用于镜片组件24或焊接面罩组件20的寿命的由弧检测系统31检测到的焊弧26的总数量。控制电路30可以存储与何时对焊弧26的总数量进行最后归零相对应的日期和/或时间或者一些其它初始值。控制电路30还可以确定自先前重置发生后检测到的焊弧26的总数量。在上述实施例中，手动输入端32可以用于重置检测到的焊弧26的总数量。控制电路30可以存储与重置何时发生相应的日期和/或时间。控制电路30还可以用于确定用于特定操作者18的焊弧26的总数量。在某些实施例中，某些焊弧26可能不包含在由弧检测系统31检测到的焊弧26的数量的计数中。例如，将两个部件焊接到一起前，操作者18可能在各位置处将两个部件粗焊在一起以对准和连接两个部件。粗焊可能是较短的持续时间(例如，1秒至2秒)。基于焊接的持续时间，可以检测到粗焊。粗焊可能不包含在由弧检测系统31检测到的焊弧26的数量中。例如，如果粗焊的持续时间小于预定的阈值，则粗焊可能不包含在由弧检测系统31检测到的焊弧26的数量中。应当理解，预定的阈值可以由操作者18(例如，经由输入端32和34)调整。此外，粗焊可以排除在弧焊接的总持续时间之外。另外，粗焊可以具有单独的粗焊的总持续时间和/或由控制电路30确定的计数。
应当理解，如果检测到粗焊，则控制电路30可以配置成基于“粗焊模式”控制镜片组件24，在该“粗焊模式”中，当检测到粗焊时调暗镜片组件24到预定明暗度，并且当检测不到焊接时，调亮到预定明暗度(例如，通常比可用的最亮明亮度暗些)。因为粗焊在镜片明暗度上需要非常快的变化，所以在操作者18的眼睛上使用较暗的非焊接明亮度可能更加容易。
可以使用各种镜片模式(例如，焊接、切割、研磨)用于镜片组件24。镜片模式的每一个均可具有可以存储在存储装置42(例如，易失性存储器，非易失性存储器)中的不同镜片设置。当操作者18在不同模式之间切换时，用于该模式的镜片设置可以应用于镜片组件24。这样的镜片设置可能关于明暗度选择、传感器类型、激活的传感器、未激活的传感器等。在某些实施例中，控制电路30可以确定总持续时间和/或用于每个可用镜片模式的焊弧26的总数量。
控制电路30还可以基于从一个或多个传感器38和40接收的数据确定焊弧26的总持续时间和/或总数量。例如，温度和湿度传感器可以配置成测量焊接面罩组件20内的空气热量指数。焊接操作的精度和/或效率可以受热量指数的影响。因此，控制电路30可以确定当焊接面罩组件20内的空气热量指数大于预定的阈值时实施的焊弧26的总持续时间和/或数量。作为另一个例子，位置传感器可以确定焊接面罩组件20的位置(例如，全球地理位置，制造工厂内的位置)。控制电路30可以确定关于特定位置或位置范围以追踪在该位置或位置范围内的焊接活动的焊弧26的总持续时间和/或总数量。应当注意，当可以确定用于特定种类、传感器和/或位置的焊弧26的总持续时间和/或总数量时，也可以确定焊弧26的全部的总持续时间和/总数量。
作为进一步的例子，加速计可以确定焊接面罩组件20的取向(例如，平坦的——当在平行于地面的表面上焊接时向下，竖直的或水平的——当在垂直于地面的表面上焊接时笔直面向前，在头上的——当在操作者头上的表面上焊接时向上)。控制电路30可以确定关于焊接面罩组件20的特取向的焊弧26的总持续时间和/或总数量。
控制电路30可以用于计算关于焊弧26的附加数据。例如，控制电路30可以计算用于所有焊弧26的平均焊接持续时间。控制电路30还可以计算用于特定类别(诸如焊接取向、焊接工艺、镜片模式、环境条件、位置、粗焊、非粗焊等)的平均焊接持续时间。控制电路30还可以确定最长持续时间焊接、最短持续时间焊接、预定时间段内实施的最大数量的焊接和预定时间段内实施的最小数量的焊接。
如上所述，焊接面罩组件20可以包括存储装置42以存储关于由弧检测系统31检测到的焊弧26的数据。存储装置42可以包括易失性和/或非易失性存储器。然而，应当注意，为了在电源丢失(例如，低电池电压)的情况下保护数据，存储装置42可以是非易失性存储器。应当理解，存储装置42可以存储任何感测到的、检测到的、计算的和/或确定的数据。例如，存储装置42可以存储焊弧26的累计的总持续时间(不可重置)(例如，总持续时间可以包括由弧检测系统31检测到的每个焊弧26的持续时间的总和)、焊弧26累计的总持续时间(可重置)、关于特定传感器的焊弧26的总持续时间(例如，总持续时间可以包括自最后一次重置发生后由弧检测系统31检测到的每个焊弧26的持续时间的总和)、全部的焊弧26总数量、关于特定传感器的焊弧26的总数量、焊弧26的不可重置的数量、焊弧26开始时间、焊弧26结束时间、全部的焊弧26平均持续时间、对于特定传感器的焊弧26的平均持续时间、最大焊接持续时间、最小焊接持续时间、在特定时间段内实施的最大焊接数量、在特定时间段内实施的最小焊接数量、每个焊接的镜片设置、每个焊接的传感器值、每个焊接的用户ID、用户被授权时实施的每个焊弧26的持续时间等。因此，存储装置42可以存储通过焊接面罩组件20实施的焊接活动历史。焊接装置42可以包括存储器装置和/或用于存储装置的接口装置(例如，通用串行总线(USB)、可移动存储器卡槽、安全数字(SD)槽)。
焊接面罩组件20可以包括显示器44，显示器44配置成显示从控制电路30和/或存储装置42接收的焊弧26数据。显示器44可以是无源或有源的矩阵液晶显示器(LCD)、七段显示器、一个或多个发光二极管(LEDs)、LED显示器、触摸屏或任何其它合适的显示器类型。例如，显示器44可以是辐射的或反射的，并且也可以背光式或前光式。显示器44可以显示镜片组件24设置或任何其它信息类型。在某些实施例中，显示器44的内容可以基于使用输入端32和34的调整改变。在某些实施例中，显示的信息的语言或格式可以由操作者18选择。为了保护电池寿命，显示器44可以配置成当检测到焊弧26时自动关闭。此外，显示器44可以固定于镜片组件24中，或者显示器44可以与镜片组件24分离。
在某些实施例中，显示器44可以配置成示出：全部的焊弧26的总持续时间、自先前重置后全部的焊弧26的总持续时间、正在实施的焊弧26的持续时间(例如，尚未结束的焊弧26的持续时间)、先前的焊弧26的持续时间(例如，已经结束的焊弧26的持续时间)、检测到的焊接工艺、全部的焊弧26的总数量，自先前重置后的焊弧26的总数量、用于一个班次、一天或一周的焊弧26的总数量、平均焊接持续时间、最长焊接持续时间、最短焊接持续时间、在预定时间段内实施的最大焊接数量、在预定时间段内实施的最小的焊接数量等等。应当理解的是，显示器44可以配置成在焊接操作之前、焊接操作之后和/或焊接操作期间将信息示出给操作员18。
焊接操作者18可以从显示器44和/或音频装置36接收警报(例如，反馈)。在某些实施例中，焊接操作者18可能希望当满足关于焊弧26的某些条件时接收警报。例如，焊接者18可能希望当达到、未达到或超过累计的焊弧26持续时间、单个焊弧26的焊弧26持续时间或累计的焊弧计数的目标(例如，预定的)值时接收警报。焊接操作者18可以可视地(例如，经由显示器44)或可听地(例如，经由音频装置36)接收警报。此外，焊接操作者18可以当焊接操作正在实施时或者焊接操作实施后接收警报。在某些实施例中，诸如生产应用，警报可以告知焊接操作者18对于特定部件焊接过少或过多，从而为改进质量控制提供引导。在其它实施例中，诸如培训应用，警报可以告知正在培训的焊接操作者18用于焊接的焊弧26持续时间没有达到目标值。这可能向操作者18表明焊接行进速度过快或过慢。在培训期间，可以向操作者18提供正常的、最小的和最大的焊弧26持续时间。在某些关于维护的实施例中，警报可以配置成告知焊接操作者18焊接面罩组件20的部件(例如，防护罩镜片)需要更换。在其它实施例中，诸如关于生产、培训和/或维护的任何适当的警报可以提供给焊接操作者18。在一些实施例中，可以使用有线或无线连接将警报提供给远程装置。
因此，焊接面罩组件20可以包括无线通信装置46(例如，发送器)，以允许面罩20与其他装置通信。焊接面罩组件20可以使用无线通信装置46传送焊弧26数据以存储在另一装置上，诸如计算机、平板电脑、智能电话或抬头显示器。无线通信装置46可以使用任何适当的无线接口，如Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、无线USB、蜂窝通信等等。在某些实施方案中，多个焊接面罩组件20可以将焊弧26数据(例如，每个焊弧26的持续时间)无线地发送到远程装置，数据可以在该远程装置进行监测和分析。在这样的实施例中，监督者、管理人员和/或指导者可以使用数据来监测焊接操作者18的生产率，效率和/或技术。应当理解，无线通信装置46可以用于接收输入，诸如设置焊接面罩组件20，重置焊接数据(例如，总的焊接持续时间，总的焊接计数等)等等。
如所讨论的，如图3中的控制结构48所示，通过各输入端32、34、36、38和40所提供的信号可以由控制电路30监控。例如，响应于来自光学传感器38表示焊弧26已经点亮的信号，控制电路30可以发送命令到镜片组件24以调暗镜片。在另一个实施例中，来自自动调整接口34的信号可初始化自动灵敏度调节。此外，控制电路30可以配置成一个输入优先于另一个。例如，为了保证焊弧26存在时调暗镜片，即使最后的音频装置36的可听命令是使镜片明亮，控制电路30可以发送命令到镜片组件24调暗镜片。同样地，为了防止在焊接过程中无意地使镜片明亮，当光学传感器38检测到焊弧26时，控制电路30可以不响应命令信号来使镜片明亮。如图所示，焊接面罩组件20的用户界面50可以包括输入端32和34。
如上所述，焊弧26的可重置的总持续时间，可以起到类似于汽车旅行计(例如，里程表)的功能。具体地，焊弧26的可重置的总持续时间可以保持追踪自最后一次其被重置实施的焊接量。通过从弧检测系统31跟踪数据以及计算检测到的焊弧26的总时间量来做到这点。在任何时间点上，操作员18可以将焊弧26的总持续时间重置回到零。这允许焊接操作者18在某个时间段内(诸如一天、一周、一月或当在特定焊接应用上工作时)保持追踪他们的焊接活动。应当理解，在监督者期望监控操作者18(例如，雇员)的焊弧26数据的焊接应用中，焊接面罩组件20和/或镜片组件24可以包括安全特征，该安全特征禁止未经验证(例如，经由密码、指纹、RFID装置、条形码、蓝牙通信、读卡器、密钥序列、密钥等)将可重置的数据(例如，焊弧26的可重置的持续期间)重置到零。
最后一次重置的日期和时间可以存储在存储装置42中，这样用户可以将焊弧26的可重置的总持续时间值和与该值对应的过去时间的总数量比较。最后一次重置的时间可能会直接(例如，2012年3月5日上午7点30分)或相对于当前时间(例如，自最后一次重置3天14小时15秒)显示。类似于在汽车中的不可重置的里程表，也可以在镜片组件24和/或焊接面罩组件20的寿命期间追踪焊弧26的不可重置的总持续时间。也可以永久地追踪焊弧26的不可重置的总数量。在某些实施例中，可以使用这种不可重置的数据来验证镜片组件24和/或焊接面罩组件20(例如，对于保修申请)的使用总数量。
先前的焊弧26的持续时间也可以存储在存储装置42中并且可以用于显示。当焊弧26的总持续时间可以保持追踪用于特定应用的焊弧26的累计持续时间时，无需在每个焊弧26之间将焊弧26的累计持续时间重置，每个单独的焊弧26的持续时间也可以提供给操作者18。这可以允许关于某些焊接应用的数据的分析。当指导学生关于焊接的适当的行进速度时，在焊接训练情况中也是有用的。在这种情况下，焊弧26的持续时间可以表示已知长度焊缝(例如，12英寸)的平均行进时间。
图4是用于确定焊弧26的持续时间(例如，时间长度)的方法52的一个实施例的流程图。在方框54，由控制电路30读出重置_弧时间。重置_弧时间提供关于是否重置弧_时间(例如，焊弧26的可重置的总持续时间)的表示。然后在方框56，控制电路30确定重置_弧时间是否是真。如果重置_弧时间是真，方法52进行到方框58并且将弧_时间设置为等于零。在方框60，控制电路30将弧_计数(例如，自焊弧26的可重置的总的持续时间重置后的焊弧26的可重置的总数量)设置为零。然后在方框62，控制电路30将重置_时间(例如，最后一次重置的时间)设置为实时时钟_时间(例如，当前时间)。然后在方框64，控制电路30将重置_弧时间设置为假。
在方框56，如果重置_弧时间为假，则方法52进行到方框66，在那里，读取弧_检测(例如，弧检测系统31已经检测到焊弧26)。然后在方框68，控制电路30确定弧_检测是否是真。如果弧_检测为假，则方法52返回到方框54。然而，如果电弧_检测为真，则方法52移动到框70。然后在方框70，控制电路30将开始_时间设定为(例如，焊弧26开始的时间)实时时钟_时间。
该方法52进行到方框72，在那里，弧_检测被再次读取。然后，在方框74，控制电路30确定弧_检测是否是真的。如果弧_检测为真，则方法52返回到方框72。然而，如果弧_检测T为假，则方法52移动到方框76。然后，在方框76，控制电路30将结束_时间(例如，焊弧26结束的时间)设定为实时时钟_时间。
在方框78，控制电路30通过将结束_时间减去开始_时间(结束_时间-开始_时间)计算电弧_持续时间(例如，焊弧26的持续时间)。然后在方框80，控制电路30通过将弧_时间加到电弧_持续时间更新可重置的累积弧_时间。然后，在方框82，控制电路30递增弧_计数(例如，电弧_计数＝电弧_计数+1)。在方框84，控制电路30通过将总的_弧_时间加到电弧_持续时间更新总的_弧_时间(例如，不可重置的总的焊弧26的持续时间)。然后，方法返回到方框54。
应当理解，使用在此描述的方法和装置可以确定焊弧26的持续时间(例如，单个的，累积的，可重置的，不可重置的)和焊弧26的数量。使用这种方法和装置，可以获得以低成本的方式来提高生产率和/或效率。
虽然在此仅描述和示出了本发明的某些特征，本领域技术人员可进行许多修改和变化。因此，可以理解的是，所附权利要求旨在覆盖落在本发明的真正精神内的所有这些修改和变化。

Claims (41)

1.一种焊接面罩，包括：
弧检测系统，所述弧检测系统配置成检测在一个或多个焊接操作期间产生的一个或多个焊弧；
控制电路，所述控制电路配置成至少部分地基于由所述弧检测系统检测到的所述一个或多个焊弧以调亮或调暗所述焊接面罩的镜片组件，以及仅对由所述弧检测系统检测到的所述一个或多个焊弧中的持续时间大于预定的阈值持续时间的焊弧的数量进行计数；以及
存储装置，所述存储装置配置成存储所述一个或多个焊弧的数量。
2.根据权利要求1所述的焊接面罩，包括用户界面，所述用户界面具有用于对存储在所述存储装置上的所述一个或多个焊弧的数量进行重置的重置特征。
3.根据权利要求1所述的焊接面罩，其中所述控制电路配置成确定由所述弧检测系统检测到的所述一个或多个焊弧的持续时间。
4.根据权利要求1所述的焊接面罩，其中所述预定的阈值持续时间是可调整的。
5.根据权利要求1所述的焊接面罩，其中所述存储装置配置成存储由所述弧检测系统检测到的所述一个或多个焊弧的不可重置的数量。
6.根据权利要求1所述的焊接面罩，其中所述控制电路配置成使由所述弧检测系统检测到的所述一个或多个焊弧的数量是可重置的。
7.根据权利要求1所述的焊接面罩，其中所述控制电路配置成存储与由所述弧检测系统检测到的所述一个或多个焊弧的数量相对应的日期和/或时间，其中所述日期和/或时间提供关于所述一个或多个焊弧的计数的参考点。
8.根据权利要求7所述的焊接面罩，其中所述参考点表示当所述一个或多个焊弧的计数最后一次归零时的日期和/或时间。
9.根据权利要求7所述的焊接面罩，其中所述参考点表示当对所述一个或多个焊弧的计数最后一次重置时的日期和/或时间。
10.根据权利要求1所述的焊接面罩，其中所述控制电路配置成将由所述弧检测系统检测到的所述一个或多个焊弧的数量划分为子类别，其中所述子类别与由一个或多个传感器获取的数据相对应。
11.根据权利要求1所述的焊接面罩，其中所述控制电路配置成检测所述焊接面罩的取向，并基于所述焊接面罩的取向对由所述弧检测系统检测到的所述一个或多个焊弧的数量进行计数。
12.根据权利要求11所述的焊接面罩，其中所述控制电路配置成使用所述焊接面罩的取向以确定所述焊弧是否由佩戴焊接所述面罩的操作者形成。
13.一种焊接面罩，包括：
弧检测系统，所述弧检测系统配置成检测在一个或多个焊接操作期间产生的多个焊弧；
控制电路，所述控制电路配置成：至少部分地基于由所述弧检测系统检测到的所述多个焊弧以调亮或调暗所述焊接面罩的镜片组件，并且确定由所述弧检测系统检测到的所述多个焊弧的一部分中的每个焊弧的持续时间，以及对由所述弧检测系统检测到的所述多个焊弧的所述一部分中的各自的持续时间比预定的阈值持续时间长的每个焊弧进行计数；以及
存储装置，所述存储装置配置成存储由所述弧检测系统检测到的所述多个焊弧的所述一部分的总持续时间，其中由所述弧检测系统检测到的所述多个焊弧的所述一部分的总持续时间包括所述多个焊弧的所述一部分中的每个焊弧的持续时间的总和。
14.根据权利要求13所述的焊接面罩，其中所述弧检测系统配置成通过检测分别与电磁频谱的多个区域相对应的多个焊弧发射，来检测在所述一个或多个焊接操作期间产生的所述多个焊弧。
15.根据权利要求13所述的焊接面罩，其中所述弧检测系统包括加速计、陀螺仪和微电子机械系统(MEMS)或上述的某些组合，以帮助检测在所述一个或多个焊接操作期间产生的所述多个焊弧。
16.根据权利要求13所述的焊接面罩，包括显示装置，所述显示装置配置成显示由所述弧检测系统检测到的所述多个焊弧的所述一部分的总持续时间。
17.根据权利要求16所述的焊接面罩，其中所述显示装置配置成显示先前的焊弧的持续时间。
18.根据权利要求16所述的焊接面罩，其中所述显示装置配置成显示由所述弧检测系统检测到的所述多个焊弧的数量。
19.根据权利要求13所述的焊接面罩，包括用户界面，所述用户界面配置成当与所述一个或多个焊接操作相关的弧数据小于预定的阈值、大于所述预定的阈值、等于所述预定的阈值或上述的一些组合时向焊接操作者提供警报。
20.根据权利要求19所述的焊接面罩，其中在实施所述一个或多个焊接操作之后向所述焊接操作者提供警报。
21.根据权利要求19所述的焊接面罩，其中当所述一个或多个焊接操作正在实施时向所述焊接操作者提供警报。
22.根据权利要求13所述的焊接面罩，包括无线发射器，所述无线发射器配置成将弧数据发射到远程装置。
23.根据权利要求13所述的焊接面罩，其中所述存储装置包括非易失性存储装置。
24.一种焊接面罩，包括：
弧检测系统，所述弧检测系统配置成检测在一个或多个焊接操作期间产生的一个或多个焊弧；
控制电路，所述控制电路配置成至少部分地基于由所述弧检测系统检测到的所述一个或多个焊弧以调亮或调暗所述焊接面罩的镜片组件，以及确定由所述弧检测系统检测到的所述一个或多个焊弧的可重置的持续时间，其中所述控制电路配置成仅对由所述弧检测系统检测到的所述一个或多个焊弧中的所确定的可重置的持续时间大于预定的阈值持续时间的焊弧进行计数；以及
存储装置，所述存储装置配置成存储：由所述弧检测系统检测到的所述一个或多个焊弧的所述可重置的持续时间；用于提供与何时对所述可重置的持续时间进行最后一次重置相关的参考点的第一日期；用于提供与何时对所述可重置的持续时间进行最后一次重置相关的参考点的第一时间；用于提供与何时对所述可重置的持续时间进行最后一次归零相关的参考点的第二日期；用于提供与何时对所述可重置的持续时间进行最后一次归零相关的参考点的第二时间；或上述的一些组合。
25.根据权利要求24所述的焊接面罩，包括安全特征，所述安全特征禁止未经验证而重置所述一个或多个焊弧的所述可重置的持续时间。
26.根据权利要求24所述的焊接面罩，其中所述存储装置包括非易失性存储装置。
27.一种焊接面罩，包括：
弧检测系统，所述弧检测系统配置成检测在一个或多个焊接操作期间产生的一个或多个焊弧；
控制电路，所述控制电路配置成对由所述弧检测系统检测到的所述一个或多个焊弧的数量进行计数和/或确定由所述弧检测系统检测到的所述多个焊弧的一部分中的每个焊弧的持续时间；以及
存储装置，所述存储装置配置成存储所述一个或多个焊弧的数量和/或存储由所述弧检测系统检测到的所述多个焊弧的所述一部分的总持续时间，其中由所述弧检测系统检测到的所述多个焊弧的所述一部分的总持续时间包括所述多个焊弧的所述一部分中的每个焊弧的持续时间的总和；
其中所述控制电路配置成检测所述焊接面罩的取向，以及使用所述焊接面罩的取向以确定所述焊弧是否由佩戴所述焊接面罩的操作者形成。
28.根据权利要求27所述的焊接面罩，包括用户界面，所述用户界面具有用于对存储在所述存储装置上的所述一个或多个焊弧的数量进行重置的重置特征。
29.根据权利要求27所述的焊接面罩，其中所述控制电路配置成仅对由所述弧检测系统检测到的持续时间大于预定的阈值持续时间的所述一个或多个焊弧的数量进行计数，其中所述预定的阈值持续时间是可调整的。
30.根据权利要求27所述的焊接面罩，其中所述控制电路配置成使由所述弧检测系统检测到的所述一个或多个焊弧的数量是可重置的。
31.根据权利要求27所述的焊接面罩，其中所述控制电路配置成存储与由所述弧检测系统检测到的所述一个或多个焊弧的数量相对应的日期和/或时间，其中所述日期和/或时间提供关于所述一个或多个焊弧的计数的参考点，其中所述参考点表示当所述一个或多个焊弧的计数最后一次归零时的日期和/或时间，或者其中所述参考点表示当对所述一个或多个焊弧的计数最后一次重置时的日期和/或时间。
32.根据权利要求27所述的焊接面罩，其中所述控制电路配置成将由所述弧检测系统检测到的所述一个或多个焊弧的数量划分为子类别，其中所述子类别与由一个或多个传感器获取的数据相对应。
33.根据权利要求27所述的焊接面罩，其中所述弧检测系统配置成通过检测分别与电磁频谱的多个区域相对应的多个焊弧发射，来检测在所述一个或多个焊接操作期间产生的所述多个焊弧。
34.根据权利要求27所述的焊接面罩，其中所述弧检测系统包括加速计、陀螺仪和微电子机械系统(MEMS)或上述的某些组合，以帮助检测在所述一个或多个焊接操作期间产生的所述多个焊弧。
35.根据权利要求27所述的焊接面罩，包括显示装置，所述显示装置配置成显示由所述弧检测系统检测到的所述多个焊弧的所述一部分的总持续时间，其中所述显示装置配置成显示先前的焊弧的持续时间，或者其中所述显示装置配置成显示由所述弧检测系统检测到的所述多个焊弧的数量。
36.根据权利要求27所述的焊接面罩，包括用户界面，所述用户界面配置成当与所述一个或多个焊接操作相关的弧数据小于预定的阈值、大于所述预定的阈值、等于所述预定的阈值或上述的一些组合时向焊接操作者提供警报，其中在实施所述一个或多个焊接操作之后向所述焊接操作者提供警报，或者其中当所述一个或多个焊接操作正在实施时向所述焊接操作者提供警报。
37.根据权利要求27所述的焊接面罩，包括无线发射器，所述无线发射器配置成将弧数据发射到远程装置。
38.根据权利要求27所述的焊接面罩，其中所述存储装置包括非易失性存储装置。
39.根据权利要求27所述的焊接面罩，其中所述存储装置配置成存储：由所述弧检测系统检测到的所述一个或多个焊弧的可重置的持续时间；用于提供与何时对所述可重置的持续时间进行最后一次重置相关的参考点的第一日期；用于提供与何时对所述可重置的持续时间进行最后一次重置相关的参考点的第一时间；用于提供与何时对所述可重置的持续时间进行最后一次归零相关的参考点的第二日期；用于提供与何时对所述可重置的持续时间进行最后一次归零相关的参考点的第二时间；或上述的一些组合。
40.根据权利要求39所述的焊接面罩，包括安全特征，所述安全特征禁止未经验证而重置所述一个或多个焊弧的所述可重置的持续时间。
41.根据权利要求39所述的焊接面罩，其中所述控制电路配置成仅针对由所述弧检测系统检测到的所述一个或多个焊弧中的持续时间大于预定的阈值持续时间的焊弧，来确定所述一个或多个焊弧的所述可重置的持续时间。
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