KR930001343Y1 - 용접용 보안면의 광 감지회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

용접용 보안면의 광 감지회로

첨부도면은 본 고안의 전체구성을 개략적으로 도시한 회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 센서 2 : 솔라

3 : 밧데리 10 : LCD

20 : LCD 구동부 30 : 광감지부

31 : 증폭기 G1-G4 : 낸드게이트

D3 : 역전류방지용다이오드 40 : 스위치부

50 : 차광도조절부

본 고안은 용접용 보안면에 관한 것으로 특히 용접전 후 또는 용접시 발생되는 강렬한 아아크섬광으로 부터 작업자의 눈을 안전하게 보호하기 위해 섬광발생과 동시에 차광부를 즉시 구동시켜 주며, 작업광선이 아닌 자연광에 대해서는 차광부가 동작되지 않도록 구성하여 옥내는 물론 옥외에서도 전천후 작업이 가능토록 하는 용접용 보안면의 광감지회로에 관한 것이다.

일반적으로 전기용접시에는 강렬한 아아크(ARC)방전관이 발생하게 되는데 이를 차단 내지는 약화시키면서 작업자가 계속 전기용접을 하기 위해서는 농색(濃色), 광필터층이 있는 차광창이 부착된 보호구를 쓰고 작업을 하기 때문에 용접시 발생하는 강렬한 광이 비추기전까지는 보호구의 차광창을 통해 용접위치를 정확히 확인하지 못하고 대략적인 위치를 선정한 후에 전기용접 작업을 함으로써 용접의 부정확은 물른 작업능률이 떨어질뿐만 아니라, 정확한 용접위치를 확인하는 과정에서 눈에 자극적인 강렬한 광에 의해서 작업자의 눈을 심히 손상시키는 결점이 있었다.

따라서 이와 같은 문제점을 개선하기 위하여 실용신안 공보 제88-3020호로 기계식 광차폐장치인 용접용 보안경이 안출된 바 있다. 그러나 이같은 기계식의 결점은 어떠한 방식이라도 신뢰성이 낮고 동작음이 발생하며, 폐속도가 한정되는 등의 문제점이 지적되고 있는 것이다.

즉 전술한 보안경의 경우, 편광필터와 액정판을 이용하여 섬광이 발생될때만 섬광을 감지하여 작동함으로서 섬광을 차단하며, 섬광이 감지되지 않는 평상시에는 투시창을 통해 사물을 관찰 할 수 있는 상태를 유지하여 섬광으로 부터 작업자의 눈을 보호할 수 있도록 구성하고는 있지만, 이러한 경우에도 역시 섬광이 발생하여 차광부가 구동하기 까지의 극히 짧은 순간에 이미 작업자는 강렬한 빛을 눈으로 목격한체 눈에 심각한 자극을 게 되는 것이므로 쉽게 피로감을 느끼게 됨은 물론 작업능률도 현저하게 저하되는 것이다.

이러한 광차단장치는 대체로 대단위 작업장에서 잦은 오동작을 보이게 되는데 이는 근접한 작업장에서 발생하는 섬광이 인접한 작업자가 작용하고 있는 보안경 차광부를 구동시키기 때문이며, 단독작업을 행하는 경우일지라도 옥외작업시에는 자연광과 인조광을 식별하지 못하여 태양광선에 의해 차광부가 미리 동작을 하는 등의 오동작이 빈번하게 발생되고 있는 실정이었다.

본 고안은 이미 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것이로서, 섬광이 발생하는 순간에 차광부가 즉시 구동될 수 있는 솔라전원이외에 순간전원공급장치를 부설하며, 감지된 광선이 용접시 발생한 아아크섬광인 경우에만 제한적으로 스위치를 동작시켜줄 수 있도록 자연광차단장치를 부설한 개량된 광감지회로를 제공하는데 그 주된 목적이 있는 것이다.

본 고안의 다른 목적은, 가변저항을 이용한 차광명암조절장치를 부설함으로서 작업물의 물성 및 개인의 빛강도에 적합한 밝기에서 선택적으로 동작될 수 있도록 하는 광감지회로를 제공하는 것이다.

또한 상기의 목적들을 달성하기 위한 본 고안은, 입사광센서 및 솔라를 구비하고, 상기 솔라로 부터 전원공급을 받아 솔라에서 입사된 광신호에 따라 LCD가 구동되도록 한 용접용 보안면에 있었다.

상기 LCD를 구동시키기 위해 낸드게이트(G1∼G4)를 포함하며 낸드게이트(G3, G4)의 전원공급단에는 솔라 및 밧데리를 연설하되, 솔라와 밧데리가 역전류 방지용다이오드(D3)로서 접속되도록 한 LCD구동부와 ; 입사광을 감지한 센서로 부터 입력되는 신호가 아아크섬광일때 선택적으로 동작될 수 있도록 센서에 캐패시터(C4)를 접속하며 그 출력측에 증폭기를 연설한 광감지부와 ; 상기 광감지부의 출력신호에 따라 LCD구동부를 스위칭하여 상기 LCD의 동작이 제어될 수 있도록 하는 스위칭부와 ; 상기 LCD구동부에 연결된 가변저항(VR)의 조절에 따라 LCD 구동부를 통해 LCD 차광도를 조절할 수 있는 가변저항에 역방향으로 다이오드(D1, D2)를 병렬 연결하고, 이에 저항(R3,R4)을 직렬 연결한 차광도조절부로 구성함을 특징으로 한다.

이하 본 고안을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면은 본 고안의 전구성을 개략적으로 도시하는 회로도로서 LCD구동부(20)는 직렬 연결된 낸드게이트(G1∼G4)로 이루어진다. 즉 LCD(10)에 낸드게이트(G3, G4)의 출력단을 연결하고, 낸드게이트(G4) 제어단에 트랜지스터(Q1)의 콜렉터단을 연결하며, 낸드게이트(G3)의 전원공급단에는 밧데리(3)를 연결함과 동시에 역전류방지용다이오드(D3)를 통해 솔라(2)를 연결하여 구성한다. 그리고 낸드게이트(G2)의 입력단과 낸드게이트(G1)의 출력단 사이에 저항(R1)을 병렬 연결하며, 낸드게이트(G1)입력단에 저항(R2)을, 낸드게이트(G2)출력단에 캐패시터(C1)를 각각 연결하여 이 저항(R2)과 캐패시터(C1)를 접속하는데, 이러한 접속노드를 제1노드(N1)라 한다.

차광도조절부(50)는 상기 제1노드(N1)에 서로 역방향으로 다이오드(D1,D2)를 병렬 연결하여 각각에 저항(R3,R4)을 직렬 연결하며, 저항(R3,R4)의 다른단에는 LCD구동부(20)를 저항(R1)타단과 연결된 가변저항(VR)양단을 연결한다.

또한, 광감지부(30)는 외부에서 솔라(2)에 연결한 센서(1)에 저항(R6)을 연결하여 접지함과 동시에 캐패시터(C4)를 연결하여 증폭기(31)의 반전입력단을 연결하고, 증폭기(31)반전입력단에 저항(R7)을 연결하는 한편, 증폭기(31)출력단에는 저항(R9)와 캐패시터(C6)일단을 각기 연결하며, 캐패시터(C6)의 다른단에 다시 저항(R8)을 직렬로 연결한다. 그리고 상기 저항(R7)(R9) 및 (R8)의 다른단을 접속하여 이 접속노드인 제2노드(N2)에 다이오드(D4)를 순방향으로 연결하여 접지하며, 상기 캐패시터(C6) 및 저항(R8)사이에 캐패시터(C5)를 병렬 연결하여 솔라(2)에 연결하고, 솔라(2)에 증폭기(31)전원공급단을 연결한다.

한편, 스위치부(40)는 광감지부(30)의 출력단인 증폭기(31)출력단에 저항(R10)을 통해 트랜지스터(Q1)베이스단을 연결하고, 트랜지스터(Q1)몰렉터단과 에미터단 사이에 캐패시터(C3)를 연결하며, 접지단과 연결되는 에미터단에 캐패시터(C2)를 연결하여 낸드게이트(G3)전원공급단에 연결함으로서 본 고안의 보안면 광감지장치를 완성하게 되는 것이다.

이와 같이 구성되는 본 고안에 따르면, 주전원은 솔라(2)가 되고, 보조전원으로는 밧데리(3)가 이용되는데, 이는 솔라(2)를 통해 공급되는 전원이 초기에는 약 0∼0.4V정도에 지나지 않아 솔라 전압이 밧데리(3) 전압(6V)보다 현저하게 낮기 때문에 일정시간내에서는 솔라를 통해 LCD구동에 필요한 전원을 충족시키지 못하기 때문이다.

따라서 최초에는 정격전압을 가지는 밧데리(3)를 이용하여 아아크섬광이 발생하는 것과 동시에 LCD를 구동시켜주며, 이어 솔라(2)를 통해 입사되는 전압이 밧데리(3)전압보다 높아져 LCD 구동에 필요한 충분한 전원이 만들어지는 순간 밧데리(3)의 전원공급이 억전류방지용다이오드(D3)에 의해 차단되면서 솔라의 전원이 주전원으로 대체되는 것이다. 한편, 밧데리(3)에는 솔라(2)를 공급되는 잔여전류가 재충전되어 항상 일정전류를 보관하게 된다.

도시한 바와 같이 센서(1)로 부터 감지된 광신호가 입력되면 저항(R6)을 통해 전압강도가 이루어지게 되고, 캐패시터(C4)를 통해 직류가 제지된 상태로서 교류신호만이 광감지부(30)의 증폭기(31)반전입력단으로 입력되는 것이다.

용접시 발생되는 섬광의 조도는 5.000∼15,000lx이고, 태영광선의 조도는 30,000∼60,000lx이며, 솔라의 조도는 1,000∼ocix이므로, 상기 증폭기(31)에서는 솔라(2)에서 입사된 광신호가 자연광인지 또는 인공광인지의 여부를 포트다이오드를 사용한 센서(1)에 의해 감지한 후 입력되는 광신호가 인공광인 경우에 대해서만 차동증폭한 신호에 의해 스위치부(40)를 제어함으로써, 오동작을 방지할 수 있게 된다.

다시말해, 센서(1)를 통해 입력되는 광신호를 캐패시터(C4)를 통해 직접 증폭기(31)반전입력단으로 입력되어 LCD(10)를 구동하게 되는데, 입사된 빛이 자연광인 경우에는 직류신호인 광선이 캐패시터(C4)에 의해 차단된체 LCD의 구동이 이루어지지 못하는 것이며, 용접불꽃에 의한 인공섬광, 즉 교류신호인 경우에만 캐패시터(C4)를 통과하여 증폭된 후 LCD(10)의 신속한 구동이 이루어질 수 있게 되는 것이다. 때문에 LCD(10)의 구동제어시간이 현저하게 단축될 수 있게 된다.

센서(1)에 입사된 빛이 태양광선이나 조명들과 같은 자연광이라고 감지되면 증폭기(31)에서 출력되는 신호가 트랜지스터(Q1)의 턴온(Turn On)전압보다 낮기 때문에 스위치부(40)의 트랜지스터(Q1)동작이 오프상태가 되어 LCDL(10)가 흑화되지 않은 현상태로 유지되는 것이고, 반면, 인공섬광이라고 감지되면 캐패시터(C4)및 증폭기(31)를 거친 출력신호가 트랜지스터(Q1)의 턴온전압보다 높은신호로 출력되며 상기 트랜지스터(Q1)가 턴온됨에 의해 상기 낸드게이트(G3,G4)의 전원통로를 형성하게 되는 바, 이로인해 상기 LCD(10)가 흑화되는 상태를 보이게 되는 것이다.

상기 트랜지스터(Q1)의 턴온으로 인해 제2노드(N2)와 접지단 사이에는 순방향 접속한 다이오드(D4)를 통해 역전류가 흐르는 것이 방지되며, 트랜지스터(Q1)콜렉터단과 에미터단에 연결되는 캐패시터(C3)에서는 기생전류 및 잡음신호를 제거하게 된다.

이와 같이 트랜지스터(Q1)의 턴온에 의해 LCD 구동부(20)를 동작 제어함에 있어서 초기에는 밧데리(3)로부터 전원공급을 받다가, 일정시간이 지나면 솔라(2)로 부터 다이오드(D3)를 통해 전원공급을 받아 인버터기능을 하는 낸드게이트(G1∼G4)가 동작하게 되는 것이다.

상기 LCD 구동부(20)가 동작하므로서 직렬 연결된 낸드게이트(G3,G4)출력신호가 LCD(10)로 입력되는LCD(10)는 투명한 상태에서 인공광을 차단할 수 있는 채색상태로 변화된다.

또한, LCD(20)의 낸드게이트(G1)과 입력단과 낸드게이트(G2)출력단에 각기 연결된 저항(R2) 및 캐패시터(C1)를 서로 접속한 제 1노드(N1)에, 차광도조절부(50)의 다이오드(D1) 및 (D2)를 서로 역방향으로 연결하여 저항(R3, R4)을 각각 연결한 다음, 이를 외부에 연결되는 볼륨스위치인 가변저항(VR)과 연결한 후 낸드게이트(G1)출력단에 연결한 저항(R1)에 연결함으로서, 상기 가변저항(VR)의 조절에 의해 상기 낸드게이트(G3,G4)로 입력되는 펄스신호의 주기가 조절됨에 의해서 저항(R3), 다이오드(D1,D2) 및 저항(R4)을 통해 용접시 가장 적합한 LCD(10)의 차광도번호(DIN9∼13)까지 동조절할 수 있게 된다.

용접전후에도 LCD 구동부(20)가 솔라(2)로 부터 다이오드(D3)를 통해 인가되는 전원공급을 받아 가변저항(VR)의 조절에 의해 LCD(10)의 차광도번호(DIN4∼5)를 자유롭게 조절할 수 있음은 물론이다.

따라서 개인의 빛강도와 재질등에 따라 차광명암을 조절하여 시력의 감퇴를 막고 용접의 호율성을 높여줄수 있게 되는 것이다.

이상에서 상세히 샅펴본 바와 같이 섬광이 발생하는 순간에 차광부가 즉시 구동될 수 있도록 솔라전원이외에 순간전원공급장치를 부설하고, 감지된 광선이 용접시 발생한 아아크섬광인 경우에만 제한적으로 스위치를 동작시켜줄 수 있도록 자연광 차단장치를 부설하는 한편, 작업물의 물성 및 개인의 빛 강도에 적합한 밝기에서 선택적으로 동작될 수 있도록 가변저항을 이용한 차광명암조절장치를 부설하여서 되는 본 고안은, 전기아아크용접용접할 부분에 정확한 스트라이크터치(Strike Touch)가 용이하므로 정면 용접 및 초보다 용접이 가능하여 부족한 인력난 해소와 경비절감에 크게 기여할 수 있음은 물론 용접전 후 시야가 투명하므로 불필요한 동작이 요구되지 않아 시간절약과 작업량 조기달성으로 인해 생산성 증대와 작업 편이성을 향상 시키는데에도 지대한 효과를 제공할 수 있는 매우 유용한 고안인 것이다.

Claims (2)

1. 입사광센서 및 솔라를 구비하고, 상기 솔라로 부터 전원공급을 받아 솔라에서 입사된 광신호에 따라 LCD가 구동되도록 한 용접용 보안면에 있어서, 상기 LCD를 구동시키기 위해 낸드게이트(G1∼G4)를 포함하며 낸드게이트(G3,G4)의 전원공급단에는 솔라 및 밧데리를 연설하되, 솔라와 밧데리가 역전류방지용다이오드(D3)로서 접속되도록 한 LCD구동부와 ; 입사광을 감지한 센서로 부터 입력되는 신호가 아아크섬광일때 선택적으로 동작될 수 있도록 센서에 캐패시터(C4)를 접속하며 그 출력측에 증폭기를 연설한 광감지부와 ; 상기 광감지부의 출력신호에 따라 LCD구동부를 스위칭하여 상기 LCD의 동작이 제어될 수 있도록 하는 스위칭부와 ; 상기 LCD구동부에 연결된 가변저항(VR)의 조절에 따라 LCD 구동부를 통해 LCD 차광도를 조절할 수 있는 가변저항에 역방향으로 다이오드(D1,D2)를 병렬 연결하고, 이에 저항(R3,R4)을 직렬 연결한 차광도조절부로 구성함을 특징으로 하는 용접용 보안면의 광감지회로.
2. 제 1항에 있어서, 상기 스위치부(40)로 부터 광감지부(30)로 역전류가 흐르는 것을 방지하기 위해 광감지부(30)의 제2노드(N2)에 순방향의 다이오드(D4)를 접속 구비함을 특징으로 하는 용접용 보안면의 광감지회로.