KR0134971Y1 - 용접용 lcd 차폐경장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 용접용 LCD 차폐경장치에 관한 것으로서, 특히, 용접중에 발생될 수 있는 섬광으로부터 작업자의 시력을 보호하기 위하여 순간적인 LCD의 차폐가 이루어지면서, 소비전력은 최소화 할 수 있게 된 용접용 LCD 차폐경장치인 것이다.

종래의 경우, 용접작업 중에 발생되는 섬광으로부터 눈을 보호하기 위한 LCD 차폐경은 그 응답속도가 늦거나 전력소비가 증대하였던 바, 본 고안에 의하면, 12V의 전지와 태양전지를 병행하여서 회로에 전원을 공급케 하고, 섬광신호에 따른 펄스신호의 입력시에 회로를 구동하고 그렇지 아니할 시에는 회로에 인가되는 전원공급을 차단케 하여 소비전력을 최소화함은 물론 전지의 잦은 교체를 방지하도록 하였고 특히 대부분 논리 방식으로만 회로를 구성하였던 것을 원-칩 마이크로 콘트롤러(One-Chip Micro Controller)라는 소형의 컴퓨터회로를 탑재함으로서 회로의 간략화, 다양한 동작변경의 용이성을 구현한 고안인 것이다.

Description

용접용 LCD 차폐경장치

제1도는 본 고안의 개략적인 블록구성도.

제2도는 본 고안의 상세회로구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 광증폭부 2 : 제어회로부

3 : 전원공급부 4 : 자동전원제어부

5 : 전지방전검지부 6 : 승압부

7 : LCD(액정표시장치)

본 고안은 용접중에 발생하는 아-크 섬광 및 섬광으로부터 발산되는 유해광을 효과적으로 차단하여 용접작업자의 시력을 보호할 수 있도록 한 용접용 LCD 차폐경장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 배터리의 소비전력을 최소화하고 프로그램으로 회로의 동작을 제어하는 일종의 컴퓨터인 원-칩 마이크로 콘트롤러(One-Chip Micro Controller)를 탑재하여 주변의 복잡한 논리회로(Logic Circuit)를 1개의 칩(Chip)으로 집약한 구조로 이루어진 인텔리젼트형 용접용 LCD 차폐경장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전기용접이나 일반 용접시에 용접대상물과 용접봉의 접촉으로 인해, 용접봉의 단부에 순간적으로 큰 전류가 흘러서 이때의 용착에 의해 용접이 이루어짐은 알려진 사실이다.

그러나, 상기의 경우에서 용접봉과 용접대상물의 접촉시에 강한 섬광이 발생되므로 용접작업자의 눈에 직접적으로 섬광이 인가되지 않고 작업자의 눈을 보호하기 위하여 기존에는 유리에 착색한 용접용 보안경이 사용되어 왔다.

이 용접용 보안경은 용접작업자가 용접을 할 때에는 보안경을 쓰고 작업을하며, 용접이 끝나면 이를 다시 탈착하는 등의 동작을 작업자가 계속 실시하여야만 했는데 이는 장시간의 용접작업중에는 상당히 불편한 점이 있음은 물론 정밀한 용접부분에서는 정확한 지점을 확인하는데 작업상 매우 어려운 점이 있었다.

본 고안은 작업자의 그러한 불편을 없애고 용접작업의 효율을 높이기 위해서 작업중에 항시 차폐경을 착용하도록 하고 용접시에 섬광을 검출해서 LCD로 된 차폐경을 자동적으로 차폐시키므로서 작업자가 별도 조작할 필요없이 전자적으로 섬광을 검출해서 차폐시킴으로써 빠른 속도로 섬광을 차단할 수 있게 된다.

여기에서 본 고안의 기술내용에 근접한 종래의 기술을 간략히 소개하면, 투명한 LCD를 사용하여 아-크 섬광이 발생되면, 이 섬광을 순간적으로 감지하는 센서부와 상기 센서부에서 발생된 신호에 의하여 섬광의 통과량과 유해파를 차단시키기 위한 LCD의 편광회로를 구동시키는 회로를 구비하여 된 기술이 소개되고 있다.

그러나, 상기의 종래기술의 문제점은 아-크 섬광이 발생되면 이것을 감지하여 LCD를 구동시키는데 적지 않은 시간이 소모되었고, 순간적으로 아-크 섬광을 차단치 못하는 문제점과 회로의 복잡성이 지적되었다.

따라서, 본 고안은 상술한 바와 같은 종래기술의 제반 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 용접시에 발생되는 미세광 전압을 증폭하여, 이를 입력받아 제어토록 하면서, 회로를 구동시키기 위한 전원은 12V 알카라인 배터리를 적용하고 보조전원으로서 광전지를 부가하였으며, 용접시 섬광을 검출하면 회로에 전원을 공급하고, 섬광이 제거되면 회로의 전원을 차단하는 자동전원제어부를 구성하였고, 초기 광차단시 LCD의 특성상 빠른 시간에 동작하지 못하므로 반응속도를 향상시키기 위하여 LCD에 무리가 되지 않는 지극히 짧은 시간동안 고전압을 LCD에 가하여 LCD를 빨리 차폐상태로 만들기 위한 승압부를 갖추었고, 배터리의 방전여부를 작업자가 확인토록 하는 배터리 방전검출회로부와 이를 통합적으로 모든 제어를 담당하는 원-칩 마이크로 콘트롤러(One-Chip Micro Controller)로 구성한 제어회로부 등으로 이루어진 지능형 용접용 LCD 차폐경장치를 그 목적이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 목적을 달성하기 위한 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 도면 제1도에서 보는 바와 같이, 용접광을 검출하기 위한 광증폭부(1)와, 이를 입력받아 LCD를 차폐토록 하는 원-칩 마이크로 콘트롤러(One-Chip Micro Controller)로 구성된 제어회로부(2)와 회로를 구동하는 전원으로서 12V 전지와 태양전지를 적용하고, 이를 각 회로부에 공급하는 전원공급부(3)가 연결되어 있으며, 광증폭부(1)에서 광을 감지하면 제어회로부에 전원을 공급하고, 광이 없을 경우 전원공급을 차단하도록 제어하는 자동전원제어부(4)와, 초기 광차단 동작시에 순간적으로 빨리 LCD(7)를 동작시키기 위한 승압부(6) 및 전지의 방전여부를 작업자가 확인할 수 있도록 하기 위한 방전검지부(5)로 구성된 것이다.

여기에서 미설명부호 R은 저항, C는 콘덴서, D는 다이오드, Q는 트랜지스터, U는 직접회로(IC)를 지칭하는 것이다.

이상과 같은 구성되어진 본 고안의 작용 및 효과를 일실시예를 들어 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도면 제2도에서 보는 바와 같이 광증폭부(1)의 용접시 발생되는 섬광을 검출하기 위한 소자를 여러 가지의 소자가 있겠지만 포토다이오드(Photo-diode)와 같이 반응속도가 매우 빠른 광감지소자를 적용함이 바람직하다.

즉, 포토다이오드는 섬광에 의하여 발생된 빛을 받아 수광부에 입사된 광신호에 상응하는 전류를 발생시키고, 이 신호는 증폭기에 입력되므로서 충분한 크기로 증폭된 후에 이 신호는 펄스신호화 되어 원-칩 마이크로 콘트롤러(One-Chip Micro Controller)로 구성된 제어회로부(2)와 자동전원제어부(4), 승압부(6)에 동시에 입력된다.

우선 승압부(6)에 입력되므로 12V의 전지전압을 24V까지 끌어올려 LCD에 가함으로서 먼저 LCD 차폐상태로 만든다. 이는 자동전원제어부(4)와 제어회로부(2)가 동작하기까지 소정의 시간이 걸리므로 이 차이를 없애기 위해서 우선 논리회로로서 LCD를 차폐상태로 만드는 과정이다. 이 과정은 순수하게 논리회로로 구성되었으므로 빠른 속도로 보장할 수 있다.

동시에 자동전원제어부(4)도 광증폭부(1)에 연결되어 있으므로 펄스 신호화된 광신호를 입력받게 되는데 이때 제어회로부(2)에도 전원이 공급되면서 동작이 시작된다.

제어회로부(2)는 승압부(2)를 오프(OFF)시키고 제어회로부(2) 자체에서 LCD를 구동시키기 위한 신호를 발생시키며 섬광이 제거될 때까지 LCD(7)를 구동시키게 된다.

한편, 전력소비를 최소화하기 위하여 제어회로부(2)는 섬광이 사라지고 나면 자동으로 전원이 온/오프되도록 하는 자동전원제어부(4)에 전원을 오프하도록 리세트 신호(rest signal)를 발생시켜서 LCD를 투명한 상태로 만든다.

또한, 자동전원제어부(4)의 일측에 접속되어 있는 전지방전검지부(5)는 전지가 작동전압 이하로 떨어지게 됨을 검지하게 되는 것으로서, 12V의 전지 +단자에서 전압을 검출하는데 비교기(OP-AMP)에 입력하기에는 전압이 높기 때문에 저항(R30)(R31)로 구성된 분압기를 이용하여 비교기(OP-AMP)의 -단자에 연결되며, +단자에는 전원공급부의 3.6V 저전압, 저전력 C-모스 조절기(C-MOS Regulator)의 출력에 연결되어서 이 2단자의 전압을 비교하므로서 전자의 방전유무를 검출할 수 있다.

즉, 비교기의 +단자에 연결된 3.6V저전압, 저전력 C-모스 조절기(C-MOS Regulator)는 전지전압이 4V까지 떨어져도 출력은 거의 항상 일정하게 3.6V를 유지하지만 분압기로 구성한 R30, R31의 출력은 전지전압이 10.5V 이상일 때 3.6V 이상을 보장하며 전지전압이 10.5 이하로 떨어지면 분압기의 전압출력은 3.6V 이하로 됨으로서 비교기에서 이를 비교 검출하여 전지방전신호를 제어회로부(2)에 보내고 이어서 바로 방전표시 LED를 점멸시키도록 지시하게 된다.

한편, 본 고안의 핵심기술인 전원공급부(3)는 전체회로에 전원을 공급하는 회로로서 12V의 전지(B)와 태양전지(SC)를 병행으로 사용하면서 12V 전지(B)의 전압을 회로에 필요한 3.6V의 정전압으로 변환시키기 위하여 저드롭, 저전력 3단자 C-MOS 조절기(RE)를 사용하게 되는데 일반적인 조절기는 높은 전압에서 낮은 전압으로 전압을 변환시킬 때 상당한 양의 전력소비가 회로의 동작과는 관계없는 손실로 발생되는 문제점이 있어서 동작전류가 불과 3.9㎂이하인 최신의 반도체 소자인 저전압, 저전력 C-MOS 조절기(RE)를 사용하게 된 이유이다.

그리고 용접광이 충분히 태양전지(SC) 표면에 입사가 되면 태양전지의 전압은 12V 이상으로 올라가는데 이때 다이오드 D1-D4에 의한 스위치회로에 의하여 전지의 전원에서 태양전지로 전원이 전환되면서 C-MOS 조절기에 입력되고 태양전지(SC)만으로 회로를 구동시키게 되는 것이다.

이상에서 본 바와 같이 본 고안은 용접작업중에 발생되는 섬광을 전자적으로 감지하여 이에 대한 LCD를 구동(충분히 어두워지도록 하는 것)시키게 되며, 특히 12V전지와 태양전지를 병행하여 사용하므로서 전원공급에 따른 전지의 수명을 더욱 연장시키도록 하는 효과를 가진 고안인 것이다.

Claims (1)

1. 용접작업중에 발생되는 섬광을 검출하는 광센서 및 증폭부와, 상기 증폭부의 입력신호에 의해 LCD를 차폐키 위한 원-칩 마이크로 콘트롤러(One-Chip Micro Controller)를 이용한 제어회로부와, 상기 광센서 및 증폭부에서 섬광을 검출할 때 나오는 신호를 이용하여 제어회로부의 전원을 온/오프토록 하는 자동전원 제어부와, 소정의 용량을 가진 전지의 전압을 24V까지 승압하는 승압회로부, 각 회로부에 전원을 공급케 하는 전원공급부를 최소한 갖춘 공지의 용접용 LCD차폐경장치에 있어서, 저전압, 저전력 C-MOS 조절기(RE)를 갖추고 12V의 전지(B)와 태양전지(SC)의 사용여부 전환기능을 갖는 다이오드 D1-D4의 스위치회로로 이루어진 전원공급부를 적용하여서 된 것을 특징으로 하는 용접용 LCD차폐경장치.