DE19959944A1 - Blendschutzeinrichtung und Verfahren zu deren Steuerung - Google Patents

Abstract

Die Blendschutzeinrichtung zum Schützen der Augen eines Arbeiters vor Licht weist eine Solarzelle zum Erzeugen einer Solarspannung auf, die erzeugt wird, wenn Licht auf die Solarzelle trifft. Weiterhin ist ein optischer Sensor zum Erzeugen eines Lichterfassungssignals durch Erfassen des Lichts vorgesehen sowie ein nicht-optischer Sensor zum Erzeugen eines Elektromagnetische-Welle-Erfassungssignals durch Erfassen einer elektromagnetischen Welle. Eine Steuerungseinheit schaltet in einen Arbeitsmodus um, wenn das Lichterfassungssignal sich ändert, wobei ein Steuerkontrollsignal desaktiviert wird, wenn das Steuerkontrollsignal aktiviert ist, und wobei ein Startsignal erzeugt wird und das Steuerkontrollsignal desaktiviert wird, wenn das Lichterfassungssignal und/oder das Elektromatnetische-Welle-Empfangssignal erzeugt ist, in dem Fall, daß das Steuerkontrollsignal desaktiviert ist, und dann in einen Pausenmodus umgeschaltet wird. Ein Steuermittel ist weiterhin vorgesehen zum Erzeugen eines Steuersignals mittels einer Steuerspannung gemäß einem Startsignal und eine Steuerspannung gemäß einem Steuersignal. Eine Blendschutzscheibe ist vorgesehen, die mittels eines Steuersignals gesteuert wird. Somit wird die Blendschutzeinrichtung in einen Arbeitsmodus umgeschaltet, ohne daß ein Schalter betätigt werden muß, falls das Licht sich ändert. Ferner wird die Blendschutzeinrichtung automatisch in einen Pausenmodus umgeschaltet, wenn sich das Licht nicht ändert. Damit wird die ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Blendschutzeinrichtung und ein Verfahren zu deren Steuerung, insbesondere zur automatischen Steuerung des Durchlassens von Licht, das beim Schweißen oder Schneidbrennen erzeugt wird.

Eine Blendschutzeinrichtung beschützt die Augen eines Arbeiters vor Licht, das beim Schneiden oder Schneidbrennen erzeugt wurde. Mit einer solchen Blendschutzeinrichtung wird die Strahlung in einem Wellenlängenbereich oberhalb von 780 nm (Infrarot-Strahlung) und unterhalb von 365 nm (Ultraviolett- Strahlung) gefiltert und nur die Strahlung in dem für einen Menschen sichtbaren Bereich wird abgeblendet, d. h. abgeschwächt.

In dem US-Patent 5,315,099 (entsprechendes deutsches Pat. Akz.: 26 06 416) ist eine Blendschutzeinrichtung offenbart, die eine Blendschutzscheibe, eine elektronische Schaltung und einen Lichtsensor aufweist. Die elektronische Schaltung ist mit der Blendschutzscheibe verbunden, um an diese eine elektrische Arbeitsspannung anzulegen. Mit dem Lichtsensor wird Licht erfaßt und ein Signal entsprechend dem erfaßten Licht wird an die elektrische Schaltung angelegt.

In dem US-Patent 5,444,232 (entsprechend dem Europäischen Patent Nummer 630 627) ist eine Blendschutzeinrichtung beschrieben, die eine Blendschutzscheibe aufweist, einen optischen Signalsensor zur Erzeugung eines abgeschwächten Signals, eine Evaluierungsschaltung zum Steuern der Blendschutzscheibe, und eine Steuerung zum Steuern der Aufhellungszeit der Blendschutzscheibe und zum Erfassen der Lichtintensität, die auf den Lichtsensor trifft. Die Steuerung ist mit einem Taktgenerator verbunden zum Erfassen der Dauer des abgeschwächten Signals, welches von dem optischen Signalsensor generiert worden ist. Die Steuerung weist Mittel zum Zusammenfügen der erfaßten Daten unter Berücksichtigung der Schaltungslogik und/oder der Zeit auf.

Mit der in dem US-Patent 5,444,232 beschriebenen Einrichtung wird die Lichtintensität oder die Lichtmenge erfaßt sowie die Schweißdauer. Diese Parameter werden unter Berücksichtigung der Schaltungslogik und/oder der Zeit durch Mittel einer geeigneten Steuerung gemeinsam verarbeitet, wodurch die Aufhellungszeit optimiert wird.

Die Anordnung dieser Einrichtung ist einfach, aber es tritt eine Zeitverzögerung auf von der Aufnahme des Schweißlichts bis zum Betreiben (Ansprechen) der Blendschutzeinrichtung. Außerdem wird der Stromverbrauch der Einrichtung erhöht, um die Steuerung, die einen Mikrocomputer zum Erfassen einer stetigen Änderung des erfaßten Lichtes enthält, zu betreiben.

Bei Einrichtungen mit einer automatischen Ausschaltfunktion zum Vermeiden eines kontinuierlichen Stromverbrauchs müssen diese zur erneuten Aktivierung wieder manuell angeschalten werden. Weiterhin muß bei diesen Einrichtungen die Lichtempfindlichkeit gemäß den Schweißbedingungen manuell gesteuert werden.

Ferner kann bei einer üblichen Blendschutzeinrichtung eine Fehlfunktion in dem Fall auftreten, daß der Schweißzustand mittels eines Fotosignals erfaßt wird, da unterschiedliche Signale erfaßt werden abhängig von dem jeweils eingesetzten Schweißprinzip und der Art der eingesetzten Schweißmaschine.

Somit sollte eine Blendschutzeinrichtung entwickelt werden, die einen nicht-optischen Sensor verwendet, der aus einem Transformator besteht. Wenn ein Magnetfeld, das durch eine Umgebungsstörung verursacht wird, an der Einrichtung anliegt, wird durch eine ungewünschte Fehlfunktion, die durch das Störmagnetfeld verursacht worden ist, kontinuierlich das Lichtverschlußphänomen (light shutting phenomenon) erzeugt, so daß ein Arbeiter das Schweißlicht mit seinen Augen nicht mehr wahrnehmen kann und somit nicht mehr in der Lage ist, die Schweißposition zu überprüfen.

Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine Blendschutzeinrichtung bereitzustellen, mit der der Stromverbrauch durch Mittel einer Steuerung reduziert werden kann, um das Problem des Standes der Technik zu lösen.

Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Blendschutzeinrichtung bereitzustellen, mit der die oben beschriebene Fehlfunktion vermieden wird und die Augen eines Arbeiters sicher vor Licht, vor elektromagnetischen Wellen und vor Temperatur geschützt werden.

Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung einer Blendschutzeinrichtung bereitzustellen, um die oben beschriebenen Aufgaben zu lösen.

Diese Aufgaben werden durch eine erfindungsgemäße Blendschutzeinrichtung zum Schutz von Augen vor Licht gelöst, die aufweist:
Eine Solarzelle, die eine Solarspannung erzeugt, wenn Licht auf die Solarzelle trifft;
einen optischen Sensor zum Erzeugen eines Lichterfassungssignals durch Erfassen des Lichts;
einen nicht-optischen Sensor zum Erzeugen eines Elektromagnetische-Welle-Erfassungssignals durch Erfassen einer elektromagnetischen Welle;
eine Steuerungseinheit, die in einen Arbeitsmodus umschaltet, wenn das Lichterfassungssignal sich ändert, in dem ein Treiberkontrollsignal desaktiviert wird, wenn das Treiberkontrollsignal aktiviert ist, in dem ein Startsignal erzeugt wird und in dem das Treiberkontrollsignal aktiviert wird, wenn das Lichterfassungssignal und/oder das Elektromagnetische-Welle-Erfassungssignal erzeugt ist, wenn das Treiberkontrollsignal desaktiviert ist und die dann umschaltet in einen Pausenmodus;
ein Steuermittel zum Erzeugen eines Steuersignals mittels einer Startspannung gemäß dem Startsignal und einer Steuerspannung gemäß dem Steuersignal, und
eine Blendschutzscheibe, die gemäß dem Steuersignal gesteuert wird.

Zur Lösung einer weiteren Aufgabe enthält ein Verfahren zum Steuern einer Blendschutzeinrichtung, die aufweist:
Einen Lichtsensor, der Licht erfaßt und ein Lichterfassungssignal erzeugt,
einen Elektromagnetische-Wellen-Sensor, der eine elektromagnetische Welle erfaßt und ein Elektromagnetische- Welle-Erfassungssignal erzeugt,
eine Blendschutzscheibe zum Schützen von Augen vor dem Licht, und
eine Steuerungseinheit zum Ein-/Aus-Steuern der Blendschutzeinrichtung mittels des Lichts und der elektromagnetischen Welle,
wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Umschalten in einen Arbeitsmodus wenn das Lichterfassungssignal sich verändert,
Betreiben der Blendschutzscheibe derart, daß sie eingeschaltet wird in dem Fall, wenn die Blendschutzscheibe in dem Arbeitsmodus ausgeschaltet ist und das Lichterfassungssignal und/oder das Elektromagnetische-Wellen- Erfassungssignal erzeugt sind, und daß die Blendschutzscheibe ausgeschaltet wird in dem Fall, wenn die Blendschutzscheibe angeschaltet ist, und
Umschalten in einen Pausenmodus nach dem Schritt des Betreibens der Blendschutzscheibe.

Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine Schutzmaske, die eine Blendschutzeinrichtung aufweist;

Fig. 2 ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Blendschutzeinrichtung;

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm, in dem das Steuerungsverfahren der Blendschutzeinrichtung von Fig. 2 erklärt ist;

Fig. 4 eine Schaltungsanordnung einer Ausgestaltung eines in Fig. 2 gezeigten Sensors zum Erfassen der elektromagnetischen Wellen.

Fig. 1 zeigt eine Schutzmaske 1, die eine Blendschutzeinrichtung 2, eine Blendschutzscheibe 3, eine Solarzelle 4, einen Lichtsensor 5, einen Temperatursensor 6, eine Antenne 7 und einen Intensitäts-Steuerungsschalter 8 aufweist.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist die Blendschutzeinrichtung 2 an der Vorderseite der Schutzmaske 1 angeordnet. Die Blendschutzeinrichtung 2 weist eine Steuerungseinheit (nicht dargestellt) auf zum Schutz der Augen eines Arbeiters vor hoch­ intensivem Licht mittels einer Blendschutzscheibe 3. Dies bedeutet, daß die Blendschutzscheibe 3 durchsichtig ist für den Fall, daß kein Licht auf die Einrichtung auftrifft. Aber für den Fall, daß Licht auf die Einrichtung auftrifft, wird die Blendschutzscheibe abgeblendet, so daß das Licht abgeschwächt wird. Die Solarzelle 4 erzeugt eine Spannung in dem Fall, daß das Licht der Umgebung (Umgebungslicht) auf die Solarzelle 4 trifft. Der Lichtsensor 5 erfaßt Licht, falls Umgebungslicht auf den Lichtsensor 5 trifft. Der Temperatursensor 6 erfaßt die Umgebungstemperatur. Die Antenne 7 empfängt elektromagnetische Wellen der Umgebung. Der Intensitäts-Steuerungsschalter 8 besteht aus einem Intensitätsschalter und steuert die Intensität der Blendschutzscheibe 3.

Dies bedeutet, daß die in Fig. 1 gezeigte Blendschutzeinrichtung 2 das Umgebungslicht sowie elektromagnetische Wellen mittels des Lichtsensors 5 und mittels der Antenne 7 erfaßt. Die Steuerungseinheit (nicht dargestellt) steuert die Blendschutzscheibe 3 derart, daß Blendschutzscheibe 3 abgeblendet wird zum Schutz der Augen eines Arbeiters, der die Schutzmaske trägt. Ferner wird von der Steuerungseinheit (nicht dargestellt) die Antwortzeit der Blendschutzscheibe 3 erhöht, wenn die durch den Temperatursensor 6 erfaßte Temperatur niedrig ist.

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm der Blendschutzeinrichtung 2, die einen Spannungsgenerator 10, einen Lichtsignalsensor 12, einen Elektromagnetische-Wellen-Sensor 14 (im weiteren auch als Strahlungssensor 14 bezeichnet), einen Temperatursensor 16, eine Steuerungseinheit 18, einen Oszillator 20, einen Energiegenerator 22, eine Startschaltung 24, eine Intensitäts- Steuerungseinheit 26 und eine Steuerschaltung 28 aufweist.

Ferner sind in Fig. 2 die Solarzelle 4, der Lichtsensor 5, die Antenne 7, der Temperatursensor 6 und die Blendschutzscheibe 3 dargestellt, wobei die identischen Bezugszeichen zur Bezeichnung der identischen Elemente aus Fig. 1 übernommen wurden. In einer Ausgestaltung kann der Lichtsensor 5 aus einer Fotodiode bestehen. Die Antenne 7 kann aus einer Spule bestehen und der Temperatursensor 6 kann aus einem Thermistor bestehen.

Im weiteren wird die Funktionsweise der in Fig. 2 dargestellten Elemente beschrieben.

Die Solarzelle 4 erzeugt eine Spannung VSO, wenn Licht auf die Solarzelle 4 trifft. An einem Eingang des Spannungsgenerators 10 liegt die Spannung VSO an und der Spannungsgenerator 10 erzeugt dann eine Spannung VCC. Der Spannungsgenerator 10 ist eine Ladeschaltung, die eine Lithiumzelle (nicht dargestellt) als aufladbare Batterie aufweist. Der Spannungsgenerator 10 erzeugt die Ladespannung VCC, die an die Steuerungseinheit 18 angelegt wird.

Wenn die Spannung VSO erzeugt wird, erfaßt der Lichtsignalsensor 12 das Licht in dessen Umgebung mittels eines Lichtsensors 5 und erzeugt ein Lichterfassungssignal PIN. Das heißt, der Lichtsignalsensor 12 erzeugt das Lichterfassungssignal PIN, wenn Licht, das beim Schweißen oder Schneidbrennen erzeugt worden ist, durch den Lichtsensor 5 erfaßt wird. Vorzugsweise weist der Lichtsignaldetektor 12 einen Filter und einen Verstärker zum Erfassen von Lichtsignalen eines geeigneten Frequenzbandes auf.

Entsprechend sind die Solarzelle 4 und der Lichtsignalsensor 12 optische Sensoren zum Erfassen des Lichts in ihrer Umgebung.

Mit dem Strahlungssensor 14 wird ein Signal in einem geeigneten Frequenzband erfaßt und ein Elektromagnetische-Welle- Erfassungssignal RFIN (im weiteren auch als Strahlungssignal bezeichnet) wird erzeugt, wenn mittels der Antenne 7 eine elektromagnetische Welle zugeführt wurde. Dies bedeutet, der Strahlungssensor 14 erzeugt das Strahlungssignal RFIN, falls er eine elektromagnetische Welle erfaßt, die beim Schweißen oder beim Schneidbrennen erzeugt wurde.

Der Temperatursensor 16 erzeugt ein Temperatur-Erfassungssignal THIN entsprechend der Umgebungstemperatur, wenn die Umgebungstemperatur durch einen Thermistor 6 erfaßt wird.

Entsprechend sind der Strahlungssensor 14 und der Temperatursensor 16 nicht-optische Sensoren, die das Frequenzspektrum der Umgebung sowie die Umgebungstemperatur erfassen. Die Steuerungseinheit 18 verwendet als Eingangssignale und verarbeitet die folgenden Signale:
das Lichterfassungssignal PIN,
das Strahlungssignal RFIN, und
das Temperaturerfassungssignal THIN,
die von dem Lichtsignalsensor 12, dem Strahlungssensor 14 und dem Temperatursensor 16 ausgegeben worden sind. Die Steuerungseinheit 18 erzeugt ein Startsignal START zum Steuern der Startschaltung 24 und ein Steuerkontrollsignal DOUT zum Steuern der Steuerschaltung 28. Vorzugsweise besteht die Steuerungseinheit 18 aus einem Mikrocomputer.

Der Oszillator 20 erzeugt mittels der Spannung VSO als Eingangsgröße eine Oszillationsspannung VOSC. Dies bedeutet, daß die Oszillationsspannung VOSC ein pulsförmiges Signal ist.

Dem Energiegenerator 22 wird als Eingangsgröße die Oszillationsspannung VOSC zugeführt. In dem Energiegenerator 22 wird die Oszillationsspannung VOSC verstärkt und es werden eine Startspannung VPP und eine Steuerspannung VLCD erzeugt.

Vorzugsweise besteht der Energiegenerator 22 aus einer Spannungsdoppler-Gleichrichterschaltung, die selbst aus einem Kondensator besteht.

Die Startschaltung 24 gibt als Ausgangsgröße die Startspannung VPP aus gemäß dem Startsignal START oder gemäß dem Lichterfassungssignal PIN.

Die Intensitätssteuerungseinheit 26 steuert die Steuerspannung VLCDR, indem die Steuerspannung VLCD mittels eines Intensitäts- Steuerungsschalters 8 gesteuert wird.

Die Steuerschaltung 28 wählt die von der Startschaltung 24 gemäß dem Startsignal START oder gemäß dem Lichterfassungssignal PIN zu Beginn des Verfahrens ausgegebene Spannung aus. Während der Steuerung wählt die Steuerschaltung 28 gemäß dem Steuerkontrollsignal DOUT die Steuerspannung VLCDR aus und erzeugt ein Steuersignal zum Steuern der Blendschutzscheibe 3. Das Steuersignal ist zu dieser Zeit ein rechteckförmiges Signal.

Wenn die Blendschutzscheibe 3 aus einem Flüssigkristallschirm besteht, wählt die Steuerschaltung 28 die Steuerspannung VLCDR gemäß dem Steuerkontrollsignal DOUT aus sowie die Startspannung VPP gemäß dem Startsignal START oder gemäß dem Lichterfassungssignal PIN, um ein Steuersignal zu erzeugen.

Dies bedeutet, daß die Steuerschaltung 28 eine hohe Startspannung VPP zu Beginn des Verfahrens zur Steuerung der Blendschutzscheibe 3 auswählt und ausgibt. Nachdem die Steuerung begonnen hat, daß heißt nachdem die Blendschutzscheibe 3 aktiviert wurde, wählt die Steuerschaltung 28 die Steuerspannung VLCDR aus, welche Steuerspannung VLCDR kleiner ist als die Startspannung VPP.

Fig. 3 ist ein Ablaufdiagramm, das die Funktionsweise der Steuerungseinheit der erfindungsgemäßen Blendschutzeinrichtung beschreibt. Im weiteren wird bezugnehmend auf Fig. 3 die gesamte Funktionsweise der erfindungsgemäßen Blendschutzeinrichtung beschrieben.

Die Solarzelle 4 erzeugt eine Spannung VSO, wenn Licht auf die Solarzelle 4 trifft. In diesem Fall erzeugt der Spannungsgenerator 10 die Spannung VCC. Die Steuerungseinheit wird zurückgesetzt zur Bearbeitung eines Signals, das als Eingangsgröße anliegt, wenn die Spannung VCC an der Steuerungseinheit 18 anliegt (Schritt 100).

Der Lichtsensor 5 wird angeschaltet, wenn die Spannung VSO erzeugt wird. Der Lichtsignalsensor 12 erfaßt ein Lichtsignal aus einem geeigneten Frequenzband eines Signals, das von dem Lichtsensor 5 angelegt wird. Von dem Lichtsignalsensor 12 wird ein Lichterfassungssignal PIN erzeugt. Die Steuerungseinheit 18 erfaßt eine Änderung des Lichterfassungssignals PIN (Schritt 110).

Beispielsweise erkennt die Steuerungseinheit 18 eine Änderung des Lichterfassungssignals PIN in folgendem Fall. Wenn das Lichterfassungssignal PIN in einem internen Resistor (nicht dargestellt) der Steuerungseinheit 18 als ein erster Binärwert "1" gespeichert ist zu einem Zeitpunkt, wenn die Steuerungseinrichtung 18 durch Anlegen eines Versorgungsstroms zurückgesetzt wird, und das Lichterfassungssignal PIN einen zweiten Binärwert "0" aufweist, wenn der Lichtsignalsensor 12 ein Lichtsignal erfaßt, dann erkennt die Steuerungseinrichtung 18, daß das Lichterfassungssignal PIN von dem ersten Binärwert "1" auf den zweiten Binärwert "0" wechselt. Natürlich kann auch ein umgekehrter Wechsel von dem zweiten Binärwert "0" auf den ersten Binärwert "1" erfaßt werden. Dies bedeutet, daß die Steuerungseinheit 18 zwei unterschiedliche Fälle erfassen kann, nämlich daß in der Umgebung Licht verschwindet und daß in der Umgebung Licht auftaucht.

Die Steuerungseinheit 18 wird in einen Arbeitsmodus umgeschaltet, wenn das Lichterfassungssignal PIN sich verändert (Schritt 120).

Die Steuerungseinheit 18 prüft, ob das Steuerkontrollsignal DOUT sich in einem aktivierten Zustand befindet oder nicht (Schritt 130).

Als Ergebnis des Prüfungsschritts 130 wird das Steuerkontrollsignal DOUT in einem weiteren Schritt (Schritt 190) desaktiviert, wenn das Steuerkontrollsignal DOUT im Prüfungsschritt 130 aktiviert war.

Als Ergebnis des Prüfungsschritts 130 für den Fall, daß das Steuerkontrollsignal DOUT sich nicht in einem aktiven Zustand befindet verlängert die Steuerungseinheit 18 die Startzeit des Startsignals START entsprechend dem Temperaturerfassungssignal THIN, das der Steuerungseinheit 18 von dem Temperatursensor 16 als Eingangsgröße zugeführt wurde (Schritt 140). Dies bedeutet, daß die Steuerungseinheit 18 eine Temperaturkompensation durchführt und die Startzeit, das heißt die Dauer des Startsignals START, verlängert, wenn das Temperaturerfassungssignal THIN eine niedrige Umgebungstemperatur anzeigt. Somit kann die Blendschutzscheibe sogar bei einer niedrigen Temperatur schnell gesteuert werden.

Die Steuerungseinheit 18 gibt das Startsignal START aus und gibt dieses an die Startschaltung 24 aus (Schritt 150). Die Startschaltung 24 erzeugt die Spannung VPP gemäß dem Lichterfassungssignal PIN des Lichtsignaldetektors 12 oder gemäß dem Startsignal START. An der Steuerschaltung 28 liegt als Eingangsgröße die Spannung VPP an. Die Steuerschaltung 28 steuert die Blendschutzscheibe 3. Wenn weder das Startsignal START noch das Lichterfassungssignal PIN erzeugt werden, so verwendet die Steuerschaltung 28 als Eingangsgröße 28 die Spannung VLCDR und steuert entsprechend die Blendschutzscheibe 3.

Die Steuerungseinheit 18 entscheidet, ob das Strahlungssignal RFIN, das von dem Strahlungssensor 14 angelegt wird, größer ist als ein vorbestimmter Wert oder nicht (Schritt 160). Die Steuerungseinheit entscheidet mittels dem Strahlungssignal REIN, ob das Schweißen fortgesetzt werden kann oder nicht. Das heißt, elektromagnetische Wellen in einem Frequenzband zwischen 2 KHz und 400 KHz als auch Lichtsignale werden entsprechend der Art der zum Schweißen verwendeten Schweißmaschine erzeugt, z. B. einer Lichtbogenschweißmaschine, einer Gasschweißmaschine, etc.

Die Steuerungseinheit 18 aktiviert das Steuerkontrollsignal DOUT, wenn das Strahlungssignal RFIN größer ist als ein vorgegebener Wert (Schritt 180).

Ist jedoch das Strahlungssignal RFIN nicht größer als der vorbestimmte Wert, so prüft die Steuerungseinheit 18, ob das Lichterfassungssignal PIN erzeugt ist oder nicht (Schritt 170).

Ist das Lichterfassungssignal PIN erzeugt, so wird das Verfahren mit dem Verfahrensschritt 180 fortgeführt. Ist jedoch das Lichterfassungssignal PIN nicht erzeugt, so wird das Verfahren mit Verfahrensschritt 190 fortgeführt.

In Verfahrensschritt 160, in dem geprüft wird, ob das Strahlungssignal REIN erzeugt wurde und in Verfahrensschritt 170, in dem geprüft wird, ob das Lichterfassungssignal PIN erzeugt wurde, wird durch die Steuerungseinheit 18 entschieden, ob das Schweißen ausgeführt wird und es wird das Steuerkontrollsignal DOUT erzeugt, wenn das Strahlungssignal RFIN größer ist als der vorbestimmte Wert oder wenn das Lichterfassungssignal PIN erzeugt ist. Damit bleibt die Blendschutzscheibe 3 durch die Steuerschaltung 28 angeschaltet.

Nachdem der Verfahrensschritt 180 oder der Verfahrensschritt 190 durchgeführt worden ist, schaltet die Steuerungseinheit 18 in einen Pausenmodus um (Schritt 200). Die oben beschriebenen Verfahrensschritte werden von der Steuerungseinheit 18 wiederholt durchgeführt.

Wie oben beschrieben wurde, schaltet die Steuerungseinheit 18 erfindungsgemäß in einen Arbeitsmodus um und aktiviert oder desaktiviert die Blendschutzscheibe, wenn sich das Lichterfassungssignal ändert. Wenn sich das Lichterfassungssignal nicht ändert, so verbleibt die Steuerungseinheit 18 in dem Pausenmodus, so dass die Betriebszeit der Steuerungseinheit 18 verkürzt wird. Somit wird der Stromverbrauch durch Einsatz der Steuerungseinheit 18 vermindert.

Ferner erfaßt die Steuerungseinheit 18 in dem Fall, daß das Licht auf die erfindungsgemäße Einrichtung fällt, eine Änderung von einem Zustand, in dem kein Licht auf die Einrichtung trifft in einen Zustand, in dem Licht auf die Einrichtung trifft, und die Blendschutzscheibe wird automatisch aktiviert, ohne daß ein Arbeiter einen Schalter manuell umschaltet.

Fig. 4 zeigt eine elektrische Schaltung einer Ausgestaltung des in Fig. 2 gezeigten erfindungsgemäßen Elektromagnetische- Welle-Sensors 14, der einen Resonator 32, eine Filter 34, eine Komparatorschaltung 36 und eine Integratorschaltung 38 mit einer Zeitkonstante aufweist.

Wie in Fig. 4 dargestellt ist, besteht die in Fig. 2 gezeigte Antenne 7 aus einer Spule L.

Im weiteren wird die Struktur der in Fig. 4 gezeigten Schaltungen im Detail erläutert.

Der Resonator 32 besteht aus einem ersten Widerstand R1 und einem NPN-Transistor Q, der in Serie geschaltet ist zwischen einer Versorgungsspannung VCC und einem Erdungspotential.

Die Spule L ist mit dem Erdungspotential und dem Gate des NPN- Transistors Q verbunden.

Der Filter 34 weist einen ersten Kondensator C1, einen dritten Widerstand R3 und einen dritten Kondensator C3 auf, die in Serie geschaltet sind zwischen dem Kollektor des NPN- Transistors Q und dem Erdungspotential. Ein zweiter Kondensator C2 und ein zweiter Widerstand R2 sind in Serie geschaltet zwischen einem Verbindungsknoten des ersten Kondensators C1 und des dritten Widerstand R3, und dem Erdungspotential. Ein vierter Kondensator C4 und ein vierter Widerstand R4 sind in Serie verbunden mit einem gemeinsamen Knoten des zweiten Kondensators C2 und des zweiten Widerstandes R2, und einem gemeinsamen Knoten des dritten Widerstandes R3 und des dritten Kondensators C3.

Die Komparatorschaltung 36 weist einen sechsten Widerstand R6 und einen siebten Widerstand R7 auf, die in Serie verbunden sind zwischen der Versorgungsspannung und dem Erdungspotential. Ein Komparator 37 hat einen negativen Eingangsknoten, der mit dem gemeinsamen Knoten des vierten Kondensators C4 und des vierten Widerstand R4 verbunden ist. Der positive Eingangsknoten des Komparators 37 ist mit dem gemeinsamen Knoten des sechsten Widerstands R6 und des siebten Widerstands R7 verbunden. Ein neunter Widerstand R9 ist zwischen den gemeinsamen Knoten des sechsten Widerstands R6 und des siebten Widerstand R7 und einem Ausgangsknoten des Komparators 37 geschaltet.

Die Integratorschaltung 38 weist einen achten Widerstand R8 auf, der verbunden ist mit der Versorgungsspannung und dem Ausgangsknoten des Komparators 37, und einem fünften Kondensator C5, der mit dem Ausgangsknoten des Komparators 37 und dem Erdungspotential verbunden ist. Die Funktionsweise des Strahlungssensors 14 wird im weiteren erläutert.

Die Spule L erfaßt eine elektrische Welle aus der Umgebung der Einrichtung. In dem Resonator 32 wird der Basis des NPN- Transistors Q Strom durch die Spule L zugeführt, wenn durch die Spule L eine elektromagnetische Welle erfaßt wird. Ein Signal, das der Basis des NPN-Transistors zugeführt wird, ist ein pulsförmiges Signal, und der NPN-Transistor Q wird wiederholt an- und ausgeschaltet, abhängig von dem Signal. Damit wird ein geeignetes Signal der elektromagnetischen Welle an den Kollektor des NPN-Transistors Q ausgegeben. Das heißt, der Resonator 32 gibt nur ein gewünschtes Signal aus, da die Resonanzfrequenz durch die Induktivität der Spule L und durch die Kapazität und den Widerstand des Transistors Q bestimmt ist.

Der Filter 34 beseitigt das Rauschen des tatsächlichen Signals der elektromagnetischen Wellen, die von dem Resonator 32 ausgegeben werden und gibt das gefilterte Signal aus. Die Komparatorschaltung 36 vergleicht das von dem Filter 34 ausgegebene gefilterte Signal mit einer geteilten Spannung, die durch den Spannungsteiler, welcher Spannungsteiler durch den sechsten Widerstand R6 und dem siebten Widerstand R7 gebildet wird, geteilt wurde, und erzeugt das Strahlungssignal RFIN. Die Komparatorschaltung 36 hat eine Hysterese-Charakteristik, die durch den neunten Widerstand R9 bestimmt wird, der verbunden ist mit dem Ausgangsknoten und dem positiven Eingangsknoten des Komparators 37.

Die Integratorschaltung 38 besteht aus einem Integrator und glättet das Strahlungssignal RFIN.

Das heißt, der erfindungsgemäße Elektromagnetische-Wellen- Signalsensor 14 weist den Resonator 32, den Filter 34, die Komparatorschaltung 36 und die Integratorschaltung 38 mit einer Zeitkonstanten auf und erfaßt einen Teilbereich des tatsächlichen Frequenzbandes, in dem das Signal durch das Schweißen oder durch das Schneidbrennen erzeugt wird, wodurch das Strahlungssignal RFIN gebildet wird.

Erfindungsgemäß schaltet die Blendschutzeinrichtung in einen Arbeitsmodus um, wenn sich das Licht in der Umgebung der Einrichtung ändert, ohne daß ein Schalter betätigt werden muß. In dem Fall, wenn sich die Lichtverhältnisse in der Umgebung der Einrichtung nicht ändern, schaltet die Einrichtung automatisch in einen Pausenmodus um, so dass die Zeit, in der die Steuereinrichtung 18 tatsächlich aktiv ist, kurz wird und somit der Stromverbrauch der Einrichtung vermindert wird. Durch das erfindungsgemäße Ein- und Ausschalten der Blendschutzscheibe in der Blendschutzeinrichtung durch die Steuerungseinheit als Mikrocomputer wird die Bearbeitungsgeschwindigkeit der Einrichtung verbessert.

Ferner steuert die Blendschutzeinrichtung und das Steuerungsverfahren die Blendschutzscheibe zur Desaktivierung bzw. Aktivierung durch Erfassen des Lichts und/oder der elektromagnetischen Wellen, die durch das Schweißen oder das Schneidbrennen erzeugt werden. Damit wird ein Versagen der Einrichtung verhindert, das durch Licht oder durch elektromagnetische Wellen eines Störelements verursacht wird.

Claims (16)

1. Blendschutzeinrichtung zum Schützen von Augen eines Arbeiters vor Licht, aufweisend:
eine Solarzelle, die eine Solarspannung generiert, wenn Licht auf die Solarzelle auftrifft,
einen optischen Sensor zum Erzeugen eines Lichterfassungssignals durch Erfassen des Lichts,
einen nicht-optischen Sensor zum Erzeugen eines Elektromagnetische-Welle-Erfassungssignals durch Erfassen einer elektromagnetischen Welle,
eine Steuerungseinheit, die in einen Arbeitsmodus umschaltet, wenn das Lichterfassungssignal sich ändert, in welchem Modus ein Steuerkontrollsignal desaktiviert wird, wenn das Steuerkontrollsignal aktiviert ist, in dem ein Startsignal erzeugt wird und das Steuerkontrollsignal aktiviert wird, wenn das Lichterfassungssignal und/oder das Elektromagnetische- Welle-Erfassungssignal erzeugt wird, wenn das Steuerkontrollsignal desaktiviert ist, und dann in einen Pausenmodus umschaltet,
ein Steuermittel zum Erzeugen eines Steuersignals durch Einlesen einer Startspannung gemäß einem Startsignal und einer Steuerspannung gemäß einem Steuersignal, und
eine Blendschutzscheibe, die durch das Steuersignal gesteuert wird.

2. Blendschutzeinrichtung nach Patentanspruch 1, bei der die Steuerungseinheit die folgenden Verfahrensschritte durchführt:
Selbst-Zurücksetzen, wenn die Solarspannung erzeugt wird,
Umschalten in den Arbeitsmodus, wenn eine Änderung des Lichterfassungssignals erfaßt wird,
Desaktivieren des Steuerkontrollsignals in dem Fall, dass das Steuerkontrollsignal desaktiviert ist und Erzeugen des Startsignals, und Aktivieren des Steuerkontrollsignals wenn das Lichterfassungssignal und/oder das Elektromagnetische-Welle- Erfassungssignal nicht erzeugt ist, falls das Steuerkontrollsignal in dem Arbeitsmodus desaktiviert ist,
Umschalten in den Pausenmodus nach dem Desaktivierungsschritt und dem Aktivierungsschritt und Fortfahren mit dem Schritt des Umschalten des Modus.

3. Blendschutzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Steuermittel aufweist:
einen Oszillator zum Erzeugen eines Signals, das durch die Solarspannung in Schwingung versetzt wird,
einen Energiegenerator zum Erzeugen der Startspannung und der Steuerspannung mittels Durchführen einer Verstärkungsoperation gemäß einem Signal des Oszillators,
eine Startschaltung zur Ausgabe der Startspannung gemäß dem Startsignal,
eine Intensitäts-Steuerungseinheit zum Steuern des Lichtdurchlaßgrads der Blendschutzscheibe durch Steuern der Steuerspannung, und
ein Steuermittel, das durch das Steuerkontrollsignal aktiviert wird und zum Erzeugen des Steuersignals durch Einlesen der Startspannung und der Steuerspannung, gesteuert durch die Intensitätssteuereinheit.

4. Blendschutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der nicht-optische Sensor aufweist:
eine Antenne zum Erfassen einer elektromagnetischen Welle,
einen Resonator, der durch eine elektromagnetische Welle, die mittels der Antenne erfaßt wird, in Schwingung gebracht wird,
ein Filter zum Erfassen eines Frequenzsignals eines geeigneten Frequenzbandes von dem Ausgangssignal des Resonators,
einen Komparator zum Vergleichen eines Ausgangswerts des Filters mit einem vorbestimmten Wert, und
eine Integratorschaltung zum Glätten des Ausgangssignals des Komparators.

5. Blendschutzeinrichtung nach Anspruch 4, bei der die Antenne aus einer Spule besteht.

6. Blendschutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Blendschutzscheibe aus einem Flüssigkristallschirm besteht.

7. Blendschutzeinrichtung zum Schützen der Augen eines Arbeiters vor Licht, aufweisend:
eine Solarzelle, die eine Solarspannung erzeugt, wenn Licht auf die Solarzelle auftrifft,
einen optischen Sensor zum Erzeugen eines Lichterfassungssignals durch Erfassen des Lichts,
einen nicht-optischen Sensor zum Erzeugen eines Elektromagnetische-Welle-Erfassungssignals durch Erfassen einer elektromagnetischen Welle und zum Erzeugen eines Temperaturerfassungssignals durch Erfassen einer Umgebungstemperatur,
eine Steuerungseinrichtung, die in einen Arbeitsmodus umschaltet, wenn sich das Lichterfassungssignal ändert, wobei ein Steuerkontrollsignal desaktiviert wird, wenn das Steuerkontrollsignal aktiviert ist, in dem ein Startsignal generiert wird und das Steuerkontrollsignal aktiviert wird, falls das Lichterfassungssignal und/oder das Elektromagnetische-Welle-Erfassungssignal erzeugt ist, wenn das Steuerkontrollsignal desaktiviert ist, und die dann in einen Pausenmodus umschaltet,
ein Steuermittel zum Erzeugen eines Steuersignals mittels einer Startspannung gemäß dem Startsignal und einer Steuerspannung gemäß dem Steuersignal, und
eine Blendschutzscheibe, die durch das Steuersignal gesteuert wird.

8. Blendschutzeinrichtung nach Anspruch 7, bei der die Steuerungseinheit die folgenden Schritte durchführt:
ein Selbst-Zurücksetzen, wenn die Solarspannung erzeugt ist,
Umschalten in den Arbeitsmodus, wenn sich das Lichterfassungssignal ändert,
Desaktivieren des Steuerkontrollsignals, falls das Steuerkontrollsignal aktiviert ist und Erzeugen des Startsignals und Aktivieren des Steuerkontrollsignals, wenn das Lichterfassungssignal und/oder das Elektromagnetische-Welle- Erfassungssignal nicht erzeugt ist in dem Fall, wenn das Steuerkontrollsignal in dem Arbeitsmodus desaktiviert ist,
Umschalten in den Pausenmodus nach dem Desaktivierungsschritt und dem Durchführen des Umschaltungsschritts.

9. Blendschutzeinrichtung nach Anspruch 7, bei der das Steuermittel aufweist:
einen Oszillator zum Erzeugen eines Signals, das durch die Solarspannung ins Schwingen gebracht wird,
einen Energiegenerator zum Erzeugen der Startspannung und der Steuerkontrollspannung mittels Durchführen einer Verstärkungsoperation gemäß einem Signal des Oszillators,
eine Startschaltung zur Ausgabe einer Startspannung gemäß dem Startsignal,
eine Intensitäts-Steuerung zum Steuern des Lichtdurchlaßgrads der Blendschutzscheibe mittels Steuerung der Steuerspannung, und
eine Steuerschaltung, die durch das Steuerkontrollsignal aktiviert wird, zum Erzeugen eines Steuersignals mittels der Startspannung und der Steuerspannung, die durch die Intensitäts-Steuerung gesteuert werden.

10. Blendschutzeinrichtung nach Anspruch 7, bei der der nicht- optische Sensor aufweist:
eine Antenne zum Erfassen einer elektromagnetischen Welle,
einen Resonator, der durch die elektromagnetische Welle, die durch die Antenne eingelesen wird, in Schwingung gebracht wird,
ein Filter zum Erfassen eines geeigneten Frequenzbands von Ausgabesignalen des Resonators,
einen Komparator zum Vergleichen eines Ausgangswerts des Filters mit einem vorbestimmten Wert, und
eine Integratorschaltung zum Glätten des Ausgangssignals des Komparators.

11. Blendschutzeinrichtung nach Anspruch 10, bei der die Antenne aus einer Spule besteht.

12. Blendschutzeinrichtung nach Anspruch 7, bei der die Blendschutzscheibe aus einem Flüssigkristallschirm besteht.

13. Verfahren zum Steuern einer Blendschutzeinrichtung, die aufweist:
einen Lichtsensor zum Erzeugen eines Lichterfassungssignals durch Erfassen von Licht,
einen Elektromagnetische-Welle-Sensor zum Erzeugen eines Elektromagnetische-Welle-Erfassungssignals durch Erfassen einer elektromagnetischen Welle,
eine Blendschutzscheibe zum Schützen von Augen vor dem Licht, und
eine Steuerungseinheit zum An-/Aus-Steuern der Blendschutzscheibe mittels des Lichts und der elektromagnetischen Welle,
wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Umschalten eines Modus in einen Arbeitsmodus, wenn sich das Licht ändert,
Betreiben der Blendschutzscheibe derart, daß sie angeschaltet wird, wenn die Blendschutzscheibe in dem Arbeitsmodus ausgeschaltet ist und das Lichterfassungssignal und/oder das Elektromagnetische-Welle-Erfassungssignal erzeugt sind, und daß sie ausgeschaltet wird, wenn die Blendschutzscheibe angeschaltet ist, und
Umschalten in einen Pausenmodus nach dem Arbeitsmodus der Blendschutzscheibe.

14. Verfahren zum Steuern der Blendschutzeinrichtung nach Anspruch 13, bei dem die Blendschutzscheibe aus einem Flüssigkristallschirm besteht.

15. Verfahren zum Steuern einer Blendschutzeinrichtung, die aufweist:
einen Lichtsensor zum Erzeugen eines Lichterfassungssignals durch Erfassen von Licht,
einen Elektromagnetische-Wellen-Sensor zum Erzeugen eines Elektromagnetische-Welle-Erfassungssignals durch Erfassen einer elektromagnetischen Welle,
einen Temperatursensor zum Erzeugen eines Temperaturerfassungssignals durch Erfassen einer Umgebungstemperatur,
eine Blendschutzscheibe zum Schützen der Augen vor dem Licht, und
eine Steuerungseinheit zum Steuern der Blendschutzscheibe durch Einlesen des Lichterfassungssignals, des Elektromagnetische-Welle-Erfassungssignals und des Temperaturerfassungssignals,
bei dem das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Umschalten in einen Arbeitsmodus, wenn sich das Licht ändert,
Betreiben der Blendschutzscheibe derart, daß sie ausgeschaltet wird, wenn die Blendschutzscheibe angeschaltet ist, wobei die Startzeit der Blendschutzscheibe entsprechend des Temperaturerfassungssignals gesteuert wird und wobei die Blendschutzscheibe angeschaltet wird, wenn das Lichterfassungssignal und/oder das Elektromagnetische-Welle- Erfassungssignal erzeugt ist, und
Umschalten in einen Pausenmodus nach dem Arbeitsmodus der Blendschutzscheibe.

16. Verfahren zum Steuern der Blendschutzeinrichtung nach Anspruch 15, bei dem die Blendschutzscheibe aus einer Flüssigkristallschirm besteht.