[发明专利]一种自动变光焊接滤光镜漫射光约化亮度系数测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于焊接作业时的防护装备，特别涉及一种自动变光焊接滤光镜漫射光约化亮度系数的测量方法。

背景技术

在焊接作业时，会产生大量紫外线、红外线、强光伤害眼睛。因此人们研制出自动变光焊接滤光镜来保护焊工。自动变光焊接滤光镜由红外传感器、光阀、控制电路、电源、框架、内外保护片等组成，通过弧光的引发和熄灭来自动控制滤光镜的遮光号转换，实现明暗态转换，从而有效地提高对劳动者的保护以及工作效率。

如图1所示，当一束平行光正面照射自动变光焊接滤光镜时，方向改变的出射光称为漫射光。如果用LS表示漫射光的强度，E表示入射光的照度，l＝LS/E表示漫射的特性。由于l与透射比τV有关，为了直接表示漫射的特性，定义l*＝l/τV，称为漫射光的约化亮度系数。多数自动变光焊接滤光镜产生的漫射光相对光轴是对称的，因此通常测量与光轴夹角为α到Δα之间的漫射光强来表示约化亮度系数的平均水平。一般我们选择测量α＝1.5°到α+Δα＝2°之间的立体角之间的漫射光强。

目前，针对漫射光指标，我国在国家标准GB/T3609.2-2009中已提出一种测量方法。这种方法的步骤是：首先不放置光阑测量样品的非漫射光；其次，放置圆形光阑测量测量装置与样品总的漫射光；然后，放置环形光阑测量测量装置的漫射光，从而获得样品的漫射光；最后计算出样品的约化亮度系数。这种方法需要采用高压氙灯和面积较大的球面凹面镜，导致该测量方法结构复杂、体积较大，搭建和调试系统很不方便；同时因为要分别放置圆形和环形光阑，测量过程繁琐、测量时间长、非同时信号测量易引入测量误差。因此在实际应用中具有很大的局限性，这也导致了目前市场上的漫射光测量仪器很少。又如中国专利申请号为2013106384941公开的同一测试系统既采用圆形光阑又采用环形光阑的自动变光焊接滤光镜漫射光约化亮度系数测量方法，测试时需要反复更换，给实验人员带来操作上的不便，也影响测量的准确性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够简化测量步骤的测量自动变光焊接滤光镜漫射光约化亮度系数的一种新方法。

本发明所采用的技术方案是：一种自动变光焊接滤光镜漫射光约化亮度系数测量方法，步骤一，测量装置的建立和明态遮光号的设定；步骤二，同时获取设定遮光号下仪器的约化亮度系数和包括样品的仪器总约化亮度系数仪器；步骤三，按照下式计算出样品在此遮光号下的自身产生的亮度约化系数l*，其表达式为：l*＝l*g-l*a；步骤四，通过样品的遮光号调节钮增加样品的遮光号，重复步骤二到步骤三，计算样品在各遮光号下的漫射光约化亮度系数，当遮光号＞7时，样品的遮光号需要利用触发光源触发后才能设定。在本发明之前，实施实验时要实现复合光阑的作用，需要先使用圆形光阑，然后换下圆形光阑后换上环形光阑，要反复的安装/卸下圆形光阑/环形光阑，使用者一直通过繁琐的操作进行实验，非常不方便，且由于是不同时间进行测量，测量时间长，使整个系统容易受到噪声和温度漂移的影响，从而影响测量的准确性和测量精度。

所述步骤一，是在同一光轴上顺次布置光源、样品、复合光阑、第一成像透镜、第一光电探测器、第二成像透镜、第二光电探测器，第一成像透镜和第二成像透镜分别将样品上被激光照射的区域分光路同时成像在第一光电探测器和第二光电探测器上，触发光源对准样品的红外传感器，通过样品的遮光号调节钮设定样品的最小遮光号。本发明将圆形光阑和环形光阑设计成复合光阑、利用两个透镜和两个光电传感器同时测量，从测量原理上和系统装置结构上解决了长期以来困扰使用者繁琐操作的使用问题、提高了系统对噪声干扰和漂移的抑制能力。

所述步骤二，打开光源，激光经过样品照射到复合光阑上，复合光阑所形成的不同空间区域的光经第一成像透镜和第二成像透镜分别汇聚到第一光电探测器和第二光电探测器上，第一光电探测器和第二光电探测器同时分别测得非漫射光的光强φ_1L和漫射光的光强φ_1R，遮光号下的样品总的漫射光的约化亮度系数l*g，其表达式为：l*g＝(1/ω)*(φ_1R/φ_1L)，其中：ω为由环形光阑决定的立体角，取α＝1.5°到α+△α＝2°之间的立体角。

所述步骤三，去掉样品，可同时测量该仪器的非漫射光强φ_2L和漫射光强φ_2R，遮光号下的仪器的漫射光的约化亮度系数l*a，其表达式为：l*a＝(1/ω)*(φ_2R/φ_2L)。