KR100290543B1 - 온도 보상 눈부심 방지장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저온의 용접 또는 절단 토치 환경에서 온도 보상에 의한 기동시간 과 기동전압의 변화에 의하여 반응속도가 둔화되는 것이 방지되는 온도 보상 눈부심 방지장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 용접 또는 절단 토치에서 발생되는 광으로부터 작업자의 눈을 보호하기 위한 눈부심 방지 플레이트를 포함하는 눈부심 방지장치에 있어서, 상기 용접 또는 절단 토치의 환경 온도를 검출하는 감지수단의 출력을 입력으로 하여 상기 온도에 상응하는 신호를 출력하는 온도검출수단; 상기 온도검출수단의 출력을 입력으로 하여 검출되는 상기 신호에 대응되도록 상기 눈부심 방지 플레이트의 기동시간과 기동전압 중에서 적어도 어느 하나를 변화시키는 제어수단; 및 상기 제어수단의 출력신호에 따라서 상기 눈부심 방지 플레이트의 광투과율 변환을 제어하는 광투과 제어수단을 포함함으로써, 주변환경의 온도에 관계없이 눈부심 방지 플레이트의 동작을 일정하게 하기 때문에 작업자의 눈을 보호할 수 있는 장점이 있다.

Description

온도 보상 눈부심 방지장치 및 그 방법{Thermal compensation glare protecting apparatus and method thereof}
본 발명은 온도 보상 눈부심 방지장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 금속의 용접 또는 절단 토치에서 주위환경의 온도에 따라 광투과율의 변환을 자동으로 조절하는 온도 보상 눈부심 방지장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 눈부심 방지장치는 용접 및 절단 토치(torch)에서 발생되는 높은 조도로부터 작업자의 눈을 보호하기 위하여 사용된다. 이러한 눈부심 방지장치는 780nm(IR) 이상 365nm(UV) 미만의 광선이 필터되며, 가시 영역의 광선만이 어둡게 된다.
종래 기술에서 눈부심 방지장치는 용접 또는 절단 토치로부터 발생되는 광을 조절하기 위하여 눈부심 방지장치가 구비되며, 상기 눈부심 방지장치는 광의 차단과 이에 따른 광투과율을 제어하기 위한 구동회로를 포함하여 구성된다.
특히, 유럽 특허 제630,627호에는 빛의 세기 또는 빛의 양 및 용접 지속시간을 검출하고, 이 파라메터를 적합한 전자장치에 의하여 논리적 및/또는 시간적으로 서로 연산함으로써, 밝게하는 시간을 최상으로 조절하는 것을 나타낸다. 즉, 눈부심 방지장치의 사용자를 확실하게 보호하면서도 작동 리듬을 깨지 않기 위해 밝게하는 시간이 얼마나 길어야 하는 지를 자동으로 검출하게 된다.
그러나, 상기의 종래 기술에 따른 눈부심 방지장치는 용접 또는 절단 토치의 환경 온도가 낮아지면, 용접광의 입력으로부터 눈부심 방지장치가 동작하기까지의 지연시간이 발생되며, 그 반응속도가 둔화되어 용접광을 차단하는 시간이 지연된다. 즉, 저온으로 되는 주변환경에서 동작속도의 지연에 의하여 눈부심 방지장치의 광투과율이 변환되기 전에 작업자의 눈으로 높은 조도를 갖는 광이 인가되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 저온의 용접 또는 절단 토치 환경에서 온도 보상에 의한 기동시간과 기동전압의 제어에 의하여 눈부심 방지 플레이트의 광투과율 변환속도를 증대시키는 온도 보상 눈부심 방지장치 및 그 방법을 제공하고자 하는데 있다.
도 1은 눈부심 방지장치를 구비한 보호 마스크의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 온도 보상 눈부심 방지장치를 보여주는 블록도이다.
도 3은 도 2의 눈부심 방지장치의 온도 보상방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 광투과 제어부의 구형파 출력신호를 보여주는 도면이다.
도 5는 눈부심 방지 플레이트의 광차단시간 특성을 보여주는 도면이다.
도 6은 눈부심 방지 플레이트의 기동전압 특성을 보여주는 도면이다.
도 7은 도 2의 온도 보상된 눈부심 방지 플레이트의 광차단시간 특성을 보여주는 도면이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1.. 보호 마스크 2.. 눈부심 방지장치
3.. 태양전지 4.. 광센서
5.. 눈부심 방지 플레이트 8.. 온도센서
14.. 광신호 검출부 18.. 온도 검출부
20.. 제어부 22.. 광투과 제어부
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 온도 보상 눈부심 방지장치는, 용접 또는 절단 토치에서 발생되는 광으로부터 작업자의 눈을 보호하기 위한 눈부심 방지 플레이트를 포함하는 눈부심 방지장치에 있어서, 상기 용접 또는 절단 토치의 환경 온도를 검출하는 감지수단의 출력을 입력으로 하여 상기 온도에 상응하는 신호를 출력하는 온도검출수단; 상기 온도검출수단의 출력을 입력으로 하여 검출되는 상기 신호에 대응되도록 상기 눈부심 방지 플레이트의 기동시간과 기동전압 중에서 적어도 어느 하나를 변화시키는 제어수단; 및 상기 제어수단의 출력신호에 따라서 상기 눈부심 방지 플레이트의 광투과율 변환을 제어하는 광투과 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 눈부심 방지장치의 온도 보상방법은, 용접 또는 절단 토치에서 발생되는 광으로부터 작업자의 눈을 보호하기 위한 눈부심 방지 플레이트를 포함하는 눈부심 방지장치의 작동방법에 있어서, 상기 용접 또는 절단 토치의 환경 온도를 검출하는 단계; 상기 검출된 온도에 대응하도록 전압을 연산하여 상기 눈부심 방지 플레이트의 기동전압을 제어하는 단계; 및 상기 연산된 시간에 따라서 상기 눈부심 방지 플레이트의 광투과율을 변환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 구성 및 동작을 첨부 도면에 의거 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 눈부심 방지장치를 구비한 보호 마스크의 사시도이다.
도시된 바와 같이, 눈부심 방지장치(2)가 전면부에 구비된 보호 마스크(1)는, 눈부심 방지장치(2)에 포함되는 액정표시장치(LCD; Liquid Crystal Display)인 눈부심 방지 플레이트(5)를 통하여 작업자의 눈으로 인가되는 높은 조도를 갖는 광의 조도를 저감시키게 된다.
즉, 눈부심 방지장치(2)의 전면부에 구비되는 광센서(4)가 상기 용접 및 절단 토치에서 발생되는 광을 감지하고, 이에 따라서 눈부심 방지장치(2)에 내재되는 제어회로가 통과되는 광이 적게 되도록 눈부심 방지 플레이트(5)를 어둡게 제어함으로써 보호 마스크(1)를 쓰고 있는 작업자의 눈을 보호하게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 온도 보상 눈부심 방지장치를 보여주는 블록도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 온도 보상 눈부심 방지장치는, 온도검출수단과, 제어수단 및 광투과 제어수단을 포함한다.
상기 온도검출수단은 감지수단인 온도센서(8)에 의하여 용접 또는 절단 토치의 환경 온도를 검출하여 신호로 변환하는 전자회로인 온도검출부(18)이다.
상기 제어수단은 상기 온도검출부(18)의 출력을 입력으로 하여 검출되는 상기 신호에 대응되도록 눈부심 방지 플레이트(5)의 기동시간과 기동전압 중에서 적어도 어느 하나를 변화시키는 제어부(20)로서 바람직하게는 마이컴(micom) 또는 이를 포함하는 전자회로이다.
상기 광투과 제어수단은 상기 제어부(20)의 출력신호에 따라서 눈부심 방지 플레이트(5)의 광투과율 변환을 제어하는 광투과 제어부(22)로서 바람직하게는 눈부심 방지 플레이트(5)를 기동시키고, 기동된 눈부심 방지 플레이트(5)의 농도를 제어하는 LCD 구동회로이다.
또한, 광신호 검출부(12)는 눈부심 방지 플레이트(5)가 동작되도록 태양전지(3) 또는 광센서(4)로부터 입력되는 신호를 검출함으로써 용접광을 인식하는 검출회로이다.
도 3은 도 2의 눈부심 방지장치의 온도 보상방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 눈부심 방지장치의 온도 보상방법을 도 3의 흐름도를 참조하여 설명한다.
즉, 용접 또는 절단 토치에서 발생되는 광으로부터 작업자의 눈을 보호하기 위한 눈부심 방지 플레이트(5)를 포함하는 눈부심 방지장치의 작동방법에서, 상기 용접 또는 절단 토치의 환경 온도를 온도센서(8)와 광신호 검출부(14)를 통하여 검출한다(30).
상기 검출하는 단계(30)에서 환경온도를 검출한 광신호 검출부(14)의 출력을 입력으로 하는 제어부(20)는 검출된 온도에 대응하도록 그 출력을 연산함으로써 상기 눈부심 방지 플레이트(5)의 기동전압을 제어한다(32).
그러면, 상기 기동전압의 크기에 따라서 눈부심 방지 플레이트(5)의 광투과율이 변환되는데, 눈부심 방지 플레이트(5)의 광투과율 변환은 상기 기동전압에 따라서 그 변환속도가 증감된다(34).
즉, 제어부(20)는 도 4에서 도시된 광투과 제어부(22)의 구형파 출력신호에서 기동전압의 크기와 기동시간을 변화시킨다. 이와 같이 2볼트 내지 5볼트로 되는 정격전압보다 크게 되는 기동전압과, 듀티(Duty)의 변화에 의하여 기동시간이 변화된 상기 구형파 출력신호가 인가되는 눈부심 방지 플레이트(5)는 상기 변화된 기동시간과 기동전압에 의하여 응답되는 광투과율 변환속도가 제어된다.
또한, 상기 연산하는 단계(32)에서 제어부(20)는 바람직하게는 온도검출부(18)에서 검출되는 온도로부터 0℃를 기준으로 하여 1℃의 증감변화에 따라서 약1㎳씩의 시간변화가 연산되거나 또는 0.5V씩의 기동전압의 변화를 연산한다.
즉, 0℃를 기준으로 하여 1℃의 온도 저하가 검출되면, 눈부심 방지 플레이트(5)로 입력되는 기동시간을 약1㎳ 증대시키거나 또는 기동전압을 약 0.5V 증대시켜서, 상기 저하된 온도 만큼의 시간을 보상함으로써 눈부심 방지 플레이트(5)의 광투과율 변환속도를 증대시킨다.
이때, 상기 전압의 기동시간은 눈부심 방지 플레이트(5)를 기동시키는 기준시간의 최대 80%를 초과하지 않거나 또는 기준전압의 최대 50%를 초과하지 않는데, 이것은 눈부심 방지 플레이트(5)의 최대허용 기준이 초과되면, 눈부심 방지 플레이트(5)를 포함하는 눈부심 방지장치(2)의 회로손상을 유발시킬 수 있기 때문에 바람직하게는 각각 최대 30%를 초과하지 않는다.
또한, 도 5에서 도시된 광차단시간 특성과 도 6에서 도시된 기동전압의 특성을 보여주는 도면에서와 같이, 눈부심 방지 플레이트(5)는 일반적으로 광차단시간과 기동전압이 주변온도(T)와 반비례되는 특성을 갖는다.
그러나, 상기와 같이 온도 보상에 의하여 동작되는 본 발명에 의하면, 도 7에서 도시된 광차단시간 특성에서 도시된 바와 같이, 눈부심 방지 플레이트(5)는 주변온도(T)와는 무관한 광차단특성 즉, 환경의 온도와는 관계없이 거의 일정한 광차단시간을 유지할 수 있는 온도 특성을 갖게 된다.
도면과 명세서에서는 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명에 따르면 주변환경의 온도를 감지하고, 이에 따른 온도 보상에 의한 기동시간 또는 기동전압의 제어에 의하여 주변환경의 온도에 관계없이 눈부심 방지 플레이트의 동작을 일정하게 하기 때문에 저온의 작업환경에서도 눈부심 방지동작이 안정적으로 되어서 작업자의 눈을 보호할 수 있는 장점이 있다.

Claims (5)

  1. 용접 또는 절단 토치에서 발생되는 광으로부터 작업자의 눈을 보호하기 위한 눈부심 방지 플레이트를 포함하는 눈부심 방지장치에 있어서,
    상기 용접 또는 절단 토치의 환경 온도를 검출하는 감지수단의 출력을 입력으로 하여 상기 온도에 상응하는 신호를 출력하는 온도검출수단;
    상기 온도검출수단의 출력을 입력으로 하여 검출되는 상기 신호에 대응되도록 상기 눈부심 방지 플레이트의 기동시간과 기동전압 중에서 적어도 어느 하나를 변화시키는 제어수단; 및
    상기 제어수단의 출력신호에 따라서 상기 눈부심 방지 플레이트의 광투과율 변환을 제어하는 광투과 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 보상 눈부심 방지장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어수단에서 발생되는 출력신호는,
    상기 온도검출수단에서 검출되는 온도로부터 0℃를 기준으로 하여 1℃의 증감변화에 따라서 약1㎳씩의 시간변화 또는 0.5볼트씩의 전압변화 중에서 적어도 어느 하나의 변화를 갖는 것을 특징으로 하는 온도 보상 눈부심 방지장치.
  3. 용접 또는 절단 토치에서 발생되는 광으로부터 작업자의 눈을 보호하기 위한 눈부심 방지 플레이트를 포함하는 눈부심 방지장치의 작동방법에 있어서,
    상기 용접 또는 절단 토치의 환경 온도를 검출하는 단계;
    상기 검출된 온도에 대응하도록 전압을 연산하여 상기 눈부심 방지 플레이트의 기동전압을 제어하는 단계; 및
    상기 연산된 시간에 따라서 상기 눈부심 방지 플레이트의 광투과율을 변환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 눈부심 방지장치의 온도 보상방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 연산하는 단계는,
    검출되는 온도로부터 0℃를 기준으로 하여 1℃의 증감변화에 따라서 약1㎳의 시간변화 또는 0.5볼트의 전압변화 중에서 적어도 어느 하나를 연산하는 것을 특징으로 하는 눈부심 방지장치의 온도 보상방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 전압변화는,
    상기 눈부심 방지 플레이트를 기동시키는 기준전압의 30%를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 눈부심 방지장치의 온도 보상방법.
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