基于STC12C5A60S2的电焊护目镜黑度值测试仪的研制

论文摘要

传统的电焊护目镜是依靠焊接工人的手动操作,来遮挡焊接引弧时的强烈辐射光线对眼睛的伤害,但由于人体反应时间的限制,这种手动的操作方法仍然不可避免地对人眼带来瞬间的灼伤。因此一种依靠焊接时弧光的引发与熄灭,自动控制电焊护目镜在亮态与暗态之间转换的变光焊接护目镜应运而生。本文主要介绍了一种针对变光电焊护目镜的遮光号数值的测试仪器的设计与制作,它通过单片机控制标准测试光源,红外调制光源和太阳能光源的依次工作,从而模拟出电焊护目镜在黑态和亮态时的工作情景,再通过采样和计算透过护目镜的光强经光电转换及放大后的电压值,进而达到测量变光电焊护目镜亮态或黑态遮光号的目的。本项目的主要研究内容包括以下三个方面:(1)光电转换接收电路的分析与设计,主要目的是实现对微弱光强和大量程范围光强的探测,包括有光电接收电路,前置放大电路,滤波电路,限幅电路和线性稳压电源等部分。(2)系统控制电路的分析与设计,主要目的是通过单片机控制标准测试光源,红外调制光源和太阳能光源的工作,从而模拟出焊接时的引弧过程,进而分别实现对变光电焊护目镜黑态或亮态遮光号数值的测量。(3)系统控制部分软件的设计与编写,主要是通过软件完成设备检测流程的控制,包括数据采集与信号处理,人机交互界面的设计等。通过以上相关工作,项目现已完成对整个系统硬件电路及软件控制部分的设计和联合调试,并初步达到设备测量要求。最后进一步分析了设备在测量时的误差来源和影响,并有针对性地提出了一系列提高测试仪器测量精度的方案。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 项目的背景及意义
• 1.2 项目的来源及主要内容
• 1.3 黑度值测量的研究现状
• 2 变光电焊护目镜黑度特性的评估方法及测试仪的整体设计
• 2.1 自动变光电焊护目镜结构及原理
• 2.2 电焊护目镜的光线透射比与黑度值
• 2.3 电焊护目镜黑度测试仪的设计思路及整体框架
• 2.4 本章小结
• 3 变光电焊护目镜黑度值测试仪的硬件部分设计
• 3.1 黑度测试仪的光路部分设计及分析
• 3.2 黑度测试仪的硬件电路部分设计
• 3.3 黑度测试仪的电源管理
• 3.4 本章小结
• 4 变光电焊护目镜黑度值测试仪的控制软件设计
• 4.1 控制思想及程序流程图
• 4.2 系统数据采集及处理设计
• 4.3 本章小结
• 5 测试仪器的数据处理与误差分析
• 5.1 电焊护目镜黑度值测试仪的组装及相关实验设计
• 5.2 测量仪器的数据处理及分析
• 5.3 测试仪器误差理论分析
• 5.4 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 未来工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 电焊护目镜黑度测试仪的整体外观图
• 附录2 硬件部分电路图
• 附录3 软件控制部分部分代码