DK163477B - Optisk filter til anvendelse som beskyttelsesglas ved svejsning - Google Patents

Description

i

DK 163477 B

Den foreliggende opfindelse angår elektrooptiske celler (eo-celler), som omfatter to transparente elektroder og et mellem disse beliggende lag af væskekrystaller (flydende krystaller). Opfindelsen angår nærmere bestemt et 5 til svejsebeskyttelsesglas bestemt optisk filter, som er opbygget af eo-celler af den ovennævnte type, samt har en i strålegangen anbragt filterskive til eliminering af restlys.

Elektrooptiske celler, som udgør væskekrystaller, er fo-10 reslået og også i praksis benyttet til svejsebeskyttelsesglas. Derved opnås den fordel, at svejsemaskens visir ikke behæver at fældes op og ned mellem de forskellige arbejdsprocesser.

Hidtil foreslåede og anvendte elektrooptiske filtre op-15 fylder imidlertid ikke alle de krav, der stilles til et svejsebeskyttelsesglas.

Det er for eksempel ønskværdigt, at svejsebeskyttelsesglas har en i det væsentlige vinkel-uafhængig transmissions- og absorptionsevne, hvilket de hidtil kendte, på væ-20 skekrystaller af nematisk type baserede svejsebeskyttelsesglas, ikke kan give. Svejsebeskyttelsesglas bør endvidere kunne koble om fra lystransmitterende til lysabsorberende tilstand så hurtigt, at risikoen for øjenbeskadigelser ikke forekommer, ligesom dette omslag skal være direkte 25 afhængigt af svejselysets tilstedeværelse og uafhængigt af øvrige omgivelsesforhold. En betingelse er endelig, at be-beskyttelsesglasset ved spændingsbortfald ikke bliver lystransmitterende .

Formålet med den foreliggende opfindelse er således at til-30 vejebringe et optisk filter af den i indledningen til krav 1 angivne art, og som tilfredsstiller de ovenfor angivne krav.

DK 163477 B

2

Dette formål opnås ved det omhandlede optiske filter, som er ejendommeligt ved det i den kendetegnende del af krav 1 angivne.

Foretrukne udførelsesformer for opfindelsen fremgår af 5 krav 2 til 7.

Hvad angår omslagsstyring i afhængighed af svejselyset af elektrooptiske filtre må det nævnes, at der tidligere er forekommet vanskeligheder med hensyn til at finde passende triggerpunkt i forhold til omgivelseslyset. For-10 søg er også gjort til at udnytte et lysfølsomt element, som er stærkt spektral-afhængigt, men dette har ikke vist sig at være praktisk gennemførligt. Ved den ifølge opfindelsen foreslåede udformning opnås et tilfredsstillende og hurtigt omslag samt en automatisk detektering af 15 svejselyset, uden at der behøves noget følsomhedsindstillende organ, og uafhængig af styrken og arten af lyset fra omgivelserne. Til det hurtige omslag bidrager også det forhold, at der allerede før omslaget er pålagt en forspænding over elektroderne, hvilken forspænding er 20 utilstrækkelig til at gøre cellen lysabsorberende, men muliggør et hurtigt omslag af cellen, når en spænding af tilstrækkelig størrelse, fortrinsvis af kortvarig overdreven størrelse, pålægges den nævnte celle. En sådan metode til at pålægge en forspænding for et omslag er 25 for eksempel beskrevet i SE 394 755, og en metode til at opnå kortere omslagstid ved anvendelse af en spænding med kortvarig overdrevet størrelse er angivet i USA-pa-tent nr. 3 575 491.

Det optiske filter ifølge opfindelsen giver væsentlige 30 forbedrede lysvinkler i forhold til de optiske filtre, der benyttes almindeligt til svejsebeskyttelsesglas.

Denne forbedring opnås således ved, at i det mindste en af de optiske filtres to elektrooptiske celler indeholder farvestofmolekyler med anisotrop lysabsorption. En op-

DK 163477 B

3 tisk påvisningsenhed med en sådan opbygning er for ekem-pel beskrevet i USA-patentskrift nr. 3 967 881. Dette indebærer, at langs farvestofmolekylernes længdeakser planpolariseret lys absorberes kraftigere end lys, som er 5 polariseret vinkelret mod farvemolekylernes længdeakser.

En elektrisk optisk celle af denne art kan således betragtes som et elektrisk styret farvefilter, der kan omkobles mellem en tilstand, i hvilken det er lystransmitterende eller transparent, og en anden tilstand, i hvilken det 10 transmitterer lys af i det væsentlige én bølgelængde, dvs. "farvet" lys. Den store fordel ved en elektrooptisk celle af typen indeholdende farvestofmolekyler med aniso-trop lysabsorption er den, at cellens transmissions- og absorptionsegenskaber er væsentligt helt uafhængig af 15 betragtningsvinklen gennem cellen.

Når elektrooptiske celler af den ovenfor angivne type udnyttes i svejsebeskyttelsesglas, foreligger dog et problem, hvad angår cellernes ufuldstændige lysabsorption under svejsning. Dette gælder specielt den ovenfor be-20 skrevne "farvecelle", hvis transmitterede restlys i cellens absorberende tilstand kan være skadelig for det menneskelige øje.

Por at løse dette problem er en filterskive til eliminering af det nævnte restlys anbragt i det optiske filter 25 ifølge opfindelsen, hvorved man udnytter det faktum, at restlyset ligger inden for et begrænset bølgelængdeinterval.

Et optisk filter ifølge opfindelsen kan som anden elektrooptisk celle have en tilsvarende celle som den første 30 celle eller en elektrooptisk celle af den slags, som udnyttes i tidligere kendte svejsebeskyttelsesglas, dvs. en elektrooptisk celle med et væskekrystallag af nema-tisk type uden indhold af farvestofmolekyler med aniso-trop lysabsorption.

DK 163477B

4

Ved kombination med passende polarisationsfiltre og filterskiver kan et optisk filter ifølge opfindelsen sammensættes på mange måder af "positive" og "negative" elektro-optiske celler. Ved udtrykket "positiv" forstås, at cel-5 len er absorberende, når der er påført en spænding over elektroderne, og med udtrykket "negativ" forstås i overensstemmelse hermed en celle, som er lystransmitterende i spændingsførende tilstand og således lysabsorberende i spændingsløs tilstand. Det skal i denne sammenhæng også 10 påpeges, at de elektrooptiske celler i lysabsorberende tilstand med tilhørende filterskive ikke absorberer indfaldende lys fuldstændigt, hvorfor et svejseforløb kan betragtes gennem et sådant optisk filter, når dette er i sin lysabsorberende tilstand.

15 I det følgende betegnes anvendelsen TN-celle for en elek-trooptisk celle med flydende krystaller af den "twisted"-nematiske type, hvilken celle foruden krystallaget med tilhørende elektroder også omfatter to polarisationsfiltre. Betegnelsen GH-celle er en forkortelse for "Guest- 20 Host"-celle og betyder en med anisotrope lysabsorberende farvestofmolekyler doped væskekrystal af nematisk type med tilhørende elektroder.

Opfindelsen skal beskrives nærmere i det efterfølgende med henvisning til medfølgende tegning, hvor 25 fig. 1 viser et perspektiv af indersiden af et svejsevisir, som er udstyret med et svejsefilter ifølge opfindelsen, fig. 2 viser en skematisk opbygning af en foretrukken udførelsesform for det optiske filter ifølge opfindelsen, 30 fig. 3a-d viser transmissions-bølgelængdediagram, der beskriver funktionen af filterskiven ifølge opfindelsen, 5

DK 163477B

fig. 4 viser skematisk opbygning af en til styring af svejsevisirets optik bestemt styringskredsanordning, fig. 5 viser mod punkterne A-D i fig. 4 tilsvarende kurveformer, hvor kurveformen A svarer til spændingen på 5 udgangen fra enheden 2, kurveformen B svarer til spændingen på udgangen fra enheden 3, kurveformen C svarer til spændingen på udgangen fra EXOR-port 4, og hvor kurveformen D svarer til spændingen mellem indgangen til en første eo-celle 8, 10 fig. 6 illustrerer, hvorledes dæmpningen i den første eo-celle styres mellem tre niveauer under svejseoperationen, der er opdelt i et beredskabsområde I, et initieringsområde II under 50 ms og et arbejdsområde III, som strækker sig til svejsningens afbrydelse.

15 I fig. 1 er illustreret et svejsevisir 101, der har en trykfølsom strømomskifter 102, der er anordnet på en sådan måde, at den ændrer sin tilstand, når brugeren sætter svejsevisiret på, en optiskenhed 103, gennem hvilken brugeren betragter svejsningsoperationen, og hvilken enheds 20 lysdæmpning øger betydeligt under selve svejsningen, og et hovedbånd 104, der tjener til at holde svejsevisiret 101 på plads. Svejsevisiret kan også være styrbart, således at brugeren kan svinge hele visiret op uden at aftage hovedbåndet og derned få et bedre overblik over sit 25 arbejde.

I fig. 2 er vist en foretrukken udførelsesform for optikken 103, som i svejselysets indfaldsretning omfatter et UV-IR beskyttelsesfilter 302, en første elektrooptisk celle 303, 304, 305 af TN-typen, en anden elektrooptisk 30 celle 305, 307 af GH-typen og en filterskive 309 ifølge opfindelsen.

En første grund til denne konstruktion er, at man vil ud-

DK 163477 B

e nytte TN-cellens korte omslagstid fra ikke-exciteret til exciteret tilstand. Eftersom det er omslagstiden fra lys til mørke, som er kritisk, er der valgt en positiv TN-celle 303, 304, 305. En anden er TN-cellens dårlige 5 synsvinkelforhold i sammenligning med GH-cellens. En tredje grund er, at man ved hjælp af filterskiven 309 ønsker at eliminere udgående restlys fra GH-cellen i dennes absorberende tilstand. Eftersom gældende beskyttelsesforskrifter for sådanne visirer kræver, at et spæn-10 dingsbortfald ikke må medføre, at brugeren udsættes for svejselys gennem optikken, er der valgt en negativ GH-celle 305, 307.

TN-cellen 303, 304, 305 består af dels et lag 304 af flydende krystaller, hvilket lags molekyler er i såkaldt 15 twisted-nematisk fase, dvs. at de ligger indbyrdes parallelt i mod hinanden parallelt snoet leje, dels to på krystallagets hovedplan anordnede transparente elektroder, som tillader, at man lægger et elektrisk felt over krystallaget, dels et første polarisationsfilter, i det føl-20 gende benævnt P-filter 303, som er beliggende parallelt med krystallaget og dettes indgangsside, dels et andet P-filter 305, som har en mod det første P-filters 303 polarisationsretning vinkelret polarisationsretningen, samt er beliggende parallelt med krystallaget på dettes ud-25 gangsside.

Ved hjælp af en ydre spændingskilde kan man styre TN-cellens transmission på følgende måde. Om krystallen (kry-stallaget) er polarisationsretningen af det indfaldende polariserede lys i ikke-exciteret tilstand drejet 90° i 30 krystallen, hvilket medfører, at det fra krystallen 304 udgående lys uhindret kan passere gennem det andet P-fil-ter 305. Om krystallen 304 derimod exciteres med et passende elektrisk felt, bliver de i krystallen indgåede lag drejet i forhold til hverandre på en sådan måde, at den 35 resulterende lysdrejning i krystallen bliver nul. Det

DK 163477 B

7 fra krystallen 304 udgående lys er således vinkelret polariseret i forhold til det andet P-filter 305 og spærres derfor af dette filter. En eo-celle af den ovenfor beskrevne slags er en såkaldt positiv celle, dvs. den er 5 gennemtrængelig for lys i ikke-exciteret tilstand og dæmper kraftigt i exciteret tilstand. For en såkaldt negativ eo-celle er forholdet det omvendte.

Den i fig. 2 viste anden elektrooptiske celle er af en såkaldt gæst-vært-type eller GH-type og består del af et 10 lag 307 af et med organiske molekyler (gæst) doped nema-tisk flydende krystal (vært), dels to på krystallagets hovedplan anordnede transparente elektroder (ikke vist), som giver mulighed for at lægge et elektrisk felt over krystallaget 307, dels P-filteret 305, der ligeledes ind-15 går i TN-cellen og er beliggende parallelt med kystalla-get 307 på dettes indgangsside. I fig. 2 vises også den omhandlede filterskive 309, som i det foreliggende eksempel er beliggende parallelt med krystallaget 307 på dettes udgangsside.

20 På tilsvarende måde som ved TN-cellen 303, 304, 305 kan man styre transmissionen af GH-cellen 305, 307 ved at lægge et elektrisk felt med varierende størrelse over elektroderne. De i krystallen (krystallaget) 307 indførte organiske molekyler absorberer kun lys, hvis dettes pola-25 risationsretning er orienteret på en bestemt måde i forhold til en vis akse i molekylerne. Hvis krystallen er ikke-exciteret, vil disse "farvede molekyler" være tilfældigt orienteret i krystallen og absorbere en gennemsnitsmængde lys, hvorved krystallen i denne ikke-excite-30 rede tilstand kun slipper lys igennem inden for et bestemt bølgelængdeområde, dvs. det har en bestemt farve.

Hvis krystallen 307 derimod er exciteret, er krystalmolekylerne ordnet efter det elektriske felt, og de asymmetriske farvemolekyler tvinges til at følge denne ordning og 8

DK 163477 B

orienteres derved således, at indkommende lys absorberes i krystallen. I den exciterede tilstand er GH-cellen således transparent, dvs. at cellen er af den negative type.

Inden svejsningen påbegyndes, er TN-cellen i det væsentli-5 ge ikke-exciteret, og GH-cellen er exciteret, hvilket medfører, at dæmpningen eller kontrasten er lav i begge cellerne. Dog filtreres det indfaldende lys 30Ϊ i beskyttelsesfilteret 302, dæmpes i P-filteret 303, krystallen 307 og filterskiven 309 i fig. 2. Por at forbedre TN-cel-10 lens omslagstid har man i denne position ifølge kendt teknik lagt en lille forspænding over krystallen 304. Når svejsningen begynder, øges spændingen over krystallen 304 og mindskes over krystallen 307 som vist i fig. 2, hvilket medfører, at dæmpningen i begge eo-cellerne forøges. Det 15 lys 306, som passerer gennem TN-cellen, dæmpes yderligere i krystallen 307 og udslukkes derefter på det næmeste (område B i fig. 3c) ved passage gennem farvefilteret 309, således som vist med henvisningsnummer 308, respektive 310.

20 For yderligere at belyse fordelen ved den omhandlede filterskive 309 skal dennes funktion i det optiske filter beskrives nærmere i det efterfølgende under henvisning til diagram 3a-d.

Diagram 3a viser filterets lystransmission i lystransmit-25 terende tilstand som funktion af bølgelængden uden anvendelse af den omhandlede filterskive 309, hvorved bølgelængden X^ angiver bølgelængdegrænsen for indgangsfilteret 302.

I sin absorberende tilstand og også uden anvendelse af filterskiven 309, såsom fx beskrevet i ovennævnte USA-30 patentskrift nr. 3 967 881, transmitterer det optiske filter ved svejsning en til det skyggede område A i diagram 3b svarende mængde restlys.

DK 163477 B

9 Når der som vist på fig. 2 i cellernes strålegang anbringes en filterskive 309 af en anden farve end farven af det lys, som GH-cellen 305/ 307 slipper igennem i sin absorberende tilstand, dvs. når filterskiven 309 i følge 5 opfindelsen har sin transmission inden for et bølgelængdeområde, som er forskudt i forhold til bølgelængdeområdet, hvori GH-cellen transmitterer restlyset i sin absorberende tilstand, transmitteres kun en til det skyggede område B i digram 3c svarende lysmængde ved svejsning.

10 Dette skal sammenlignes med området A i diagram 3b og indebærer således en betydelig forbedring, hvad angår lys-mørke-kontrasten i forhold til tidligere kendt teknik ved svejsebeskyttelsesglas.

Placeringen af filterskiven 309 i strålegangen i forhold 15 til TN-cellen og GH-cellen er åbenbart uvæsentlig, og skivens placering ved GH-cellens udgangsside i fig. 2 skal således kun betragtes som et eksempel.

Det skal endvidere nævnes, at det i diagram 3d i skyggeområde C svarer til den for filteret i dettes lystrans-20 mitterende tilstand udtrædende lysmængde ved anvendelse af den nævnte filterskive 309 ifølge opfindelsen. Filterskivéns transmissionsinterval ligger derfor i øjets følsomhedsområde.

I fig. 4 vises en styrekredsanordning til styring af 25 transmissionen af optikken 103. Styrekredsanordningen har et foto- eller solcellepanel 1, som er seriekoblet med dels en forstærker- og filtreringsenhed 2, som i det væsentlige fungerer som højpasfilter, dels en monostabil vibrator 3, som har en tidskonstant på cirka 50 ms. Ud-30 gangen af monovibratoren 3 er tilsluttet aktiveringsindgangen for en første niveauomskifter 6, som på sin side har to udgange, af hvilke den ene er ikke-inverteret, og den anden er inverteret, tilsluttet til en første, respektiv anden indgang på en første positiv elektrooptisk cel-

DK 163477 B

10 le 8. Den første indgang af eo-cellen 8 lader sig tilslutte jord ved hjælp af en strømkontakt 7, hvis styreindgang er tilsluttet udgangen af den monostabile vibrator 3, og som er sluttet i inaktiveret tilstand, dvs.

5 når aktiveringsindgangen for den første niveauomskifter ' ligger lavt.

En EXOR-port 4 har to indgange koblet parallelt over multivibratoren 3, og en. NOR-port 5 har to indgange tilsluttet til udgangen af EXOR-porten 4 og til udgan-10 gen af multivibratoren 3. EXOR-porten 4 styrer en strømomskifter 4a, som er åben i inaktiveret tilstand, og NOR-gitteret 5 styrer dels to strømomskiftere 5a og 5b, som begge er sluttet in inaktiveret tilstand, dels en strømomskifter 5c, som er åben i inaktiveret tilstand.

15 En oscillator 9 er sluttet til dataindgangen for den første niveauomskifter 6 og til dataindgangen på en anden niveauomskifter 10, hvis ikke-inverterede udgang er tilsluttet via en med strømomskifteren 4a seriekoblet variabel spændingsdeler 11 eller via en med strømomskifteren 20 5a seriekoblet spændingsdeler 12, og er tilsluttet en spændingsfølger 14, hvis udgang med lav impedans via en kondensator 15a er tilsluttet den anden indgang af den første eo-celle 8.

Den ikke-inverterede udgang af den anden niveauomskifter 25 10 er desuden tillsuttet en spændingsdeler 13, som er se riekoblet med strømomskifteren 5b og en kondensator 15 b til en indgang på en anden, negativ eo-celle 16, hvis anden indgang er jordforbundet.

Styrekredsanordningen omfatter endvidere en drivkreds, 30 som i fig. 4 generelt er betegnet med henvisningsnummeret 20, og som sammen med solcellepanelet 1 udgør en spændingskilde for de i styrekredsanordningen indgående enheder. Drivkredsen 20 har et Li-batteri 21, hvis anode

DK 163477B

11 via to seriekoblede dioder 22 og 23, hvis katodetilslutninger er indbyrdes forbundne, er tilsluttet udgangen af solcellepanelet 1, og hvis katode er tilsluttet jord via en strømkilde 24. Strømomskifteren 24 styres af en 18-5 bits binær regneenhed 25 og er åben, når regneenheden er nulstillet. Regneenheden 25 ' sklokkeimpulsindgang er tilsluttet oscillatoren 9, og nulstilleindgangen er tilsluttet udgangen på en ELLER-port 26, hvis ene indgang er tilsluttet udgangen af enheden 2, og hvis anden ind-10 gang kan tilsluttet til højt potential via den trykfølsomme strømomskifter 102 (jf. fig. 1), som for eksempel er anordnet på svejsevisirets inderside og sluttes ved påsætning af visiret. Mellem dioderne 22 og 23 er indkoblet den ene ende af en modstand 28, hvis anden ende 15 dels via en med strømomskifteren 5c seriekoblet kondensator 29 er jordforbundet, dels er tilsluttet en spændingsstabilisator- og spændingsfordoblerenhed 30. Denne enhed 30 har i den aktuelle udførelse tre jævnspændingsudgange på 3 V, 6 V og -6 V for drift af de i styrekreds-20 anordningen indgående enheder.

Hver og en af niveauomskifterne 6 og 10 har en aktiveringsindgang, en dataindgang, en første udgang og en mod den første udgang inverteret anden udgang. Videre har niveauomskifterne to spændingstilslutninger, som påtryk-25 kes fra drivkredsen 20 opnåede referencespændinger Vgs VDD, her 3,2 V respektiv 6 V. Begge udgange har høj impedans og er uafhængige af signaler på dataindgangen, hvis aktiveringsindgangen ligger lavt. Hvis aktiveringsindgangen derimod ligger højt, så følger den første ud-30 gang dataindgangen på en sådan måde, at et logisk nul på dataindgangen giver V _ på den første udgang,og et logisk ettal på dataindgangen giver på samme udgang. Spændingen på den anden udgang har samme størrelse, men med modsat fortegn, som spændingen på den første udgang.

35 Den første eo-celle 8 er positiv, hvilket medfører, at

DK 163477 B

12 transmissionen formindskes, når spændingen over cellens indgang øges. Den anden eo-celle 16 er negativ, hvilket omvendt medfører, at transmissionen mindsker, når den tilførte spænding mindsker, og specielt er denne anden eo-5 celle fordelagtig ud fra et beskyttelsesmæssigt synspunkt, eftersom et eventuelt spændingsbortfald leder til en umiddelbart dæmpning af svejslyset i denne anden eo-celle.

Styrekredsanordningens arbejdsmåde skal i det efterfølgende beskrives med henvisning til fig. 4-6. I fig. 6 10 illustreres kontrasten (dæmpningen i den første eo-celle 8) som funktion af tiden ved en svejsningssituation.

Inden svejsningen påbegyndes, finder kredsen sig i bered-skabstilstand, her benævnt tilstand II, i hvilket tilstand den første eo-celle 8 påtrykkes en lille forspænding for 15 at formindske omslagstiden for celen 8 ved svejsningens begyndelse. I fig. 6 er vist, hvorledes kontraten i cellen 8 øges kraftigt ved svejsningens begyndelse for siden at bibeholdes på et højt niveau under cirka 50 ms. Denne initieringstilstand benævnes tilstand II. Efter 50 ms for-20 mindskes kontrasten af eo-cellen 8 noget, men den ligger stadig væk højere end kontrasten i tilstand I. I denne arbejdstiIstand befinder styrekredsanordningen sig i tilstand III.

I beredskabstilstanden I har solcellepanelet 1 endnu ikke 25 modtaget noget svejselys, og det lys, som eventuelt falder ind fra omgivelserne, har en sådan frekvens, at signalet, som forekommer i panelet som følge heraf, ikke kan passerforstærker- og filtreringsenheden 2, hvis udgang således ligger konstant lav i tilstand I. Monomultibratoren 3 er 30 så inaktiveret, og dens udgang og dermed også den første aktiveringsenhed af niveauomskifteren 5 ligger da lavt.

Begge udgange af den første niveauomskifter 6 er så af høj impedans, og desuden er den ikke-inverterede udgang sluttet til jord via strømomskifteren 7, som i denne til-

DK 163477 B

13 stand I er tilsluttet. Derved er også den første indgang af den første eo-celle 8 jordforbundet.

I tilstand I er udgangen af EXOR- porten 4 lav, og udgangen af NOR-porten 5 er høj. Dette medfører, at den 5 første eo-celle 8 fødes fra oscillatoren 9 via den anden niveauomskifter 10, spændingsdeler 12, strømomskifter 5a, som i tilstand I er sluttet, spændingsfølgeren 14 og kondensatoren 15b, der spærrer for eventuelle DC-komponen-ter i signalet. Signalbanen via strømomskifteren 4a er 10 i denne tilstand spærret.

Spændingsdelingen i spændingsdeleren 12 er således afpasset, at kontrasten i eo-cellen 8 i beredskabstilstanden I bliver relativ lav, cirka 10%. I denne beredskabstilstand er også den anden eo-celle 16 transparent, eftersom denne 15 er af negativ type, og nu fødes med et spændingssignal fra oscillatoren 9 via den anden niveauomskifter 10, spændingsdeleren 13, strømomskifteren 5b, som er sluttet i denne tilstand, og kondensatoren 15b. I beredskabstilstanden I kommer det gennem filteret transmitterede lys således til 20 at ligge inden for det i fig. 3d viste interval.

I beredskabstilstanden I er tilstanden i drivkredsen 20 følgende. Eftersom den i visiret beliggende trykfølsomme strømomskifter 102 i denne tilstand er sluttet, kommer regneenhedens nulstillingsindgang til at ligge højt, hvil-25 ket medfører, at regneenheden 25 nulstilles, og strømomskifteren 24 sluttes, hvilken på sin vis medfører, at Libatteriet 21 kobles ind i kredsen og kan drive de forskellige enheder.

Hvis det omgivende lys imidlertid er tilstrækkelig stærkt, 30 kan dette i stedet drive kredsen, og batteriet kobles da bort ved hjælp af de to dioder 22 og 23. Modstanden 28 kobles under svejsning sammen med kondensatoren 29 og danner derigennem et lavpasfilter for det stærkt frekvensmodulerede svejselys. Dette filter er dog ikke indkoblet 14

DK 163477 B

i tilstand I, for at eo-cellernes mørke omslag ikke skal forsinkes. I enheden 30 stabiliseres det fra solcellepanelet 1 eller batteriet 21 modtagne spændingssignal og omformes til passende driv- og referencespændinger.

5 Når svejsningen påbegyndes i tilstand II, sker følgende. Frekvensmoduleret svejselys fra svejseflammen når solcell-lepanelet 1, hvilket frembringer en vekselspænding med en sådan frekvens, at signalet kan passere forstærker- og filterenheden 2, hvis udgang således ligger konstant høj.

10 Monovibratoren 3 aktiveres, og vibratorens udgang og der med også aktiveringsindgangen for den første niveuaomskif-ter 6 ligger da højt under 50 ms. Udgangene for niveauomskifteren 6 følger nu indgangssignalet på dataindgangen, som er tilsluttet oscillatoren 9, og mellem den ikke-in-15 verterede og den inverterede udgang ligger nu en vekselspænding med top-til-topværdi på 12 V. Denne vekselspænding kobles nu direkte til den første eo-celle 8, eftersom strømomskifteren 7 åbnes, og jordforbindelsen til den første indgang af eo-cellen 8 dermed brydes.

20 EXOR-porten 4 forbliver inaktiveret, men NOR-porten inaktiveret, og følgelig brydes strømbanerne gennem strømomskifterne 5a og 5b, når disse åbnes. Den første eo-celle 8 fødes under de første 50 ms af svejsetiden således alene fra den første niveauomskifter 6, og den på eo-25 cellen 8 påtrykte spænding er i denne tilstand betydelig højere end den spænding, som skal tilføres denne eo-celle under resten af svejsetiden, for at mørkeomslagstiden for eo-cellen 8 formindskes.

Spændingsfødningen gennem strømomskifteren 5b til den an-30 den, negative eo-celle 16 brydes således ved svejsningens begyndelse, og denne eo-celle vil derfor yderligere dæmpe det lys, som eventuelt passerer den første positive eo-celle 8.

i

DK 163477 B

15

Samtidig med at udgangen af enheden 2 bliver høj ved svejsningens begyndelse, aktiveres ELLER-porten 26 også på den anden indgang. Regneenheden 25 forbliver således nulstillet og strømstilleren sluttet, så at batteriet 21 er 5 indkoblet i kredsen. Hvis spændingen fra solcellepanelet er større end batterispændingen, spærres batterispændingen imidlertid af dioden 22, hvorved unødigt forbrug af batteriet undgås. Li-batteriets formål er i første række at fremkalde en tilstrækkelig stærk spændingskilde i mør-10 ke omslagsøjeblikke, inden svejselyset intensitet har nået fuld værdi, og spændingen fra solcellepanelet rækker til for at drive eo-cellerne. Strømomskifteren 5c er nu sluttet, og lavpasfilteret, som består af modstanden 108 og kondensatoren 109 og tjener til at dæmpe den stærk fre-15 kvensmodulerede spænding fra svejselyset, er dermed indkoblet.

Når svejsningen har fundet sted i 50 ms, overgår styre-kredsanordningen til arbejdstilstanden, tilstand III, hvilken tilstand kendetegnes af en lavere spænding over 20 den første eo-celle 8 ind i tilstand II, men højere end i tilstand I.

Tilstand III begynder, når den monostabile multivibrator 3 vender tilbage til inaktiveret tilstand efter 50 ms.

Udgangen på vibratoren 3 bliver dermed lav, hvilket dels 25 medfører, at den første niveauomskifter 6 inaktiveres, og at den første eo-celle 8 derfor ikke kan fødes via denne niveuaomskifter 6, dels at den første eo-celles 8 første indgang jordforbindes via strømomskifteren 7, dels at EXOR-porten 4 aktiveres, så at den første eo-celle 8 30 nu i stedet fødes fra den anden niveauomskifter 10 via den variable spændingsdeler 11, strømomskifteren 4a, som nu er tilsluttet, spændingsfølgeren 14 og kondensatoren 15a til den anden indgang af eo-cellen 8. Eftersom den første indgang af denne eo-celle 8 er jordforbundet i 35 denne tilstand, kommer den resulterende spænding over eo-

DK 163477 B

16 cellens indgange i tilstand III til at være lavere end i tilstand II.

Lystransmissionen gennem det omhandlede filter i arbejds-tilstanden III svarer derved til det i fig. 3c skyggede 5 område B.

Ingen ændring sker i drivkredsen 20 eller ved den anden eo-celle 16 ved overgangen fra tilstand II til arbejds-tilstand III, eftersom NOR-porten forbliver inaktive-ret, og indgangssignalerne til drivkredsen 20 ikke ændres.

10

Claims (7)

17 DK 163477 B

1. Optisk filter til anvendelse som beskyttelsesglas ved svejsning, omfattende to indbyrdes parallelt anbragt elek-trooptiske celler (303-305; 305; 307), som hver har en lystransmission, som afhænger af spændingstilstanden over to 5. de respektive celler indførte transparente elektroder med mellemliggende lag af flydende krystaller, hvorved en af cellerne (305, 307) er lystransmitterende i spændingsførende tilstand og lysabsorberende i spændingsløs tilstand, kendetegnet ved, at i det mindste én første af 10 cellerne (305, 307) er af nematisk type og indeholder farvestofmolekyler med anisotrop lysabsorption, og at filtret har en i cellernes strålegang anbragt filterskive (309) med transmission inden for et bølgelængdeområde, som er forskudt fra det bølgelængdeområde, hvori den første celle 15 transmitterer restlys i sin absorberende tilstand.

2. Filter ifølge krav 1, kendetegnet ved, at filterskiven (309) er anbragt på den første celles (305, 307. lysudtrædelsesside for absorption af det nævnte restlys .

3. Filter ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at den første celle (305, 307) er anbragt på den anden celles (303, 305) lysudtrædelsesside for modtagning af planpolariseret lys fra denne.

4. Filter ifølge ethvert af de foregående krav, k e n -25 detegnet ved, at den anden celle (303, 305) er af nematisk type uden indhold af farvestofmolekyler med anisotrop lysabsorption og på hver side af de transparente elektroder har et således anbragt polarisationsfilter, at den anden celle er lystransmitterende i væsentlig 30 spændingsløs tilstand og lysabsorberende i spændingsførende tilstand. DK 163477 B 18

5. Filter ifølge ethvert af kravene 1-3, kendetegnet ved, at begge de elektrooptiske filtre er af nematisk type med indhold af farvestofmolekyler med anisotop lysabsorption.

6. Filter ifølge krav 4, omfattende en elektrisk kreds (fig. 4) for styring af filterets transmissionsevne ved valg af spændinger for påtrykning over de elektrooptiske celler, hvilken elektrisk kreds har en tidskreds (3) for kortvarig påtrykning af en højere spænding end efterføl-10 gende driftsspænding på den anden celle (8) ved overføring af det optiske filter fra transmitterende til absorberende tilstand, kendetegnet ved en fotodetektor (l),'hvis udgang dels giver spændingsforsyning, dels via et højpasfilter (2) er koblet til tidskredsens 15 (3) triggerindgang for start af tidskredsen ved fotode tektorens modtagning af lys, som er moduleret med frekvenser over højpasfilterets grænsefrekvens.

7. Filter ifølge krav 6, omfattende et batteri (21) som reservespændingskilde, kendetegnet ved 20 en strømomskifter (24) og en til udgangen af højpasfilteret (2) koblet forsinkelsesenhed (25) for udkobling af batteriet med forsinkelse efter ophør af fotodetektorens modtagelse af det nævnte lys.