光纖傳感潤(rùn)版液水膜厚度連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光纖傳感潤(rùn)版液水膜厚度連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)和方法，該測(cè)量系統(tǒng)主要由光源、微聚焦系統(tǒng)、集束光纖探頭、步進(jìn)電機(jī)、光電檢測(cè)器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成，光源與微聚焦系統(tǒng)固連在一起，微聚焦系統(tǒng)與集束光纖探頭連接，集束光纖探頭固定在步進(jìn)電機(jī)上，集束光纖探頭與光電檢測(cè)器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)依次連接。光源發(fā)出的光經(jīng)微聚焦系統(tǒng)，分別在水膜與空氣分界面、水膜與印版交界面處發(fā)生反射，兩束反射光的光信號(hào)相干疊加后進(jìn)入光電探測(cè)器，傳輸至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到膜厚數(shù)值。利用本測(cè)量系統(tǒng)和方法，能在印刷過程中，對(duì)印版表面潤(rùn)版液用量通過檢測(cè)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)化，從而實(shí)現(xiàn)水墨的動(dòng)態(tài)平衡，幫助操作技術(shù)人員提高操作技能，提高印刷產(chǎn)品質(zhì)量。
【專利說(shuō)明】光纖傳感潤(rùn)版液水膜厚度連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種潤(rùn)版液水膜厚度測(cè)量系統(tǒng)和方法，具體涉及一種基于光纖傳感方式的潤(rùn)版液水膜厚度的連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)和方法，通過利用反射式光纖傳感器，將來(lái)自光源的入射光經(jīng)耦合傳至發(fā)送光纖，對(duì)潤(rùn)版液水膜上下表面所產(chǎn)生的反射光束干涉光強(qiáng)進(jìn)行測(cè)量，屬于印刷生產(chǎn)及質(zhì)量控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]膠印印刷過程中最基本的印刷原理是利用油水不相溶、印版具有選擇性吸附的兩大規(guī)律使油墨和水在印版上保持相互平衡來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)點(diǎn)轉(zhuǎn)移，并以此達(dá)到印刷品圖像清晰、色彩飽滿的效果。
[0003]水墨平衡的關(guān)鍵就是量的平衡，具體的說(shuō)就是確定油墨、潤(rùn)版液的用量。對(duì)于潤(rùn)版液的用量定性控制目前主要采用版面目測(cè)法和輔助判斷法兩種方法，這些方法對(duì)操作人員的經(jīng)驗(yàn)和水平要求很高，精確程度較低。同時(shí)，在實(shí)際生產(chǎn)中，隨著印刷速度、印刷壓力等條件的變化，潤(rùn)版液供給量也需隨之調(diào)整，才能真正達(dá)到所需的水墨平衡。此外，對(duì)于現(xiàn)代化高速平印機(jī)，因防護(hù)罩、自動(dòng)及半自動(dòng)供版系統(tǒng)的阻攔，要看版面判斷就十分困難，因此只能在校版時(shí)對(duì)樣張的判斷，或在印刷中由控制導(dǎo)片及敏感反白字、高百分比網(wǎng)點(diǎn)做檢視判斷，并無(wú)其它更好的檢視方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有潤(rùn)版液用量控制過程中存在的問題，提出一種利用光纖傳感技術(shù)測(cè)潤(rùn)版液水膜厚度的連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)和方法。該測(cè)量系統(tǒng)和方法能在印刷過程中，對(duì)印版表面潤(rùn)版液用量通過檢測(cè)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)化，從而實(shí)現(xiàn)水墨的動(dòng)態(tài)平衡，達(dá)到幫助操作技術(shù)人員提高操作技能，提高印刷產(chǎn)品質(zhì)量的目的。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:
[0006]一種光纖傳感潤(rùn)版液水膜厚度連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)，該潤(rùn)版液膜厚檢測(cè)系統(tǒng)主要由光源、微聚焦系統(tǒng)、集束光纖探頭、步進(jìn)電機(jī)、光電檢測(cè)器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成，所述的光源與微聚焦系統(tǒng)固接，所述的微聚焦系統(tǒng)與集束光纖探頭連接，所述的集束光纖探頭固定在步進(jìn)電機(jī)上，所述的集束光纖探頭與光電檢測(cè)器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)依次連接。本發(fā)明的系統(tǒng)基于光纖傳感動(dòng)態(tài)測(cè)量潤(rùn)版液水膜厚度。
[0007]所述的光源為L(zhǎng)D激光器，LD激光器的工作波長(zhǎng)為1.3 μ m，可避開水對(duì)光的吸收峰和可見光信號(hào)的干擾，從而提高測(cè)量用反射信號(hào)的精度。
[0008]所述微聚焦系統(tǒng)由平凸透鏡組組成，所述的微聚焦系統(tǒng)通過多模光纖和FC/PC型標(biāo)準(zhǔn)接口與集束光纖探頭連接。所述微聚焦系統(tǒng)對(duì)光源發(fā)射的激光進(jìn)行整形后，通過多模光纖經(jīng)FC/PC型標(biāo)準(zhǔn)接口耦合進(jìn)集束光纖探頭中的入射光纖，該微聚焦系統(tǒng)與激光器直接固連在一起。
[0009]所述集束光纖探頭結(jié)構(gòu)為Y型，包括入射光纖和接收光纖，光源發(fā)出的光經(jīng)由Y型光纖的第一支路一一入射光纖，依次入射到空氣-薄膜界面以及薄膜-印版界面后，形成兩束反射光，由同一根光纖反射，并耦合進(jìn)Y型光纖另一支路一一接收光纖，最終進(jìn)入光電探測(cè)器。
[0010]所述集束光纖探頭固定在步進(jìn)電機(jī)上，沿印刷機(jī)滾筒軸向方向水平移動(dòng)，以50μπι為間隔長(zhǎng)度進(jìn)行連續(xù)測(cè)試。
[0011]所述光電探測(cè)器以光電二極管作為接收器件，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，輸出的電壓信號(hào)與光電二極管接收的光強(qiáng)成正比。
[0012]所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括運(yùn)算放大器、A/D轉(zhuǎn)換器和單片機(jī)，對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行處理。
[0013]所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)上還連接輸出顯示系統(tǒng)，顯示得到的潤(rùn)版液膜厚的數(shù)值。
[0014]基于上述測(cè)量系統(tǒng)，本發(fā)明提供了一種光纖傳感潤(rùn)版液水膜厚度連續(xù)測(cè)量方法，包括如下步驟:
[0015](I)光源發(fā)出的光經(jīng)微聚焦系統(tǒng)進(jìn)入集束光纖(入射光纖)傳輸后，分別在水膜與空氣分界面、水膜與印版交界面處發(fā)生反射，形成兩束反射光；
[0016](2)兩束反射光的光信號(hào)相干疊加后通過接收光纖進(jìn)入光電探測(cè)器，光電探測(cè)器根據(jù)該光信號(hào)的功率大小，將光強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)；
[0017](3)將電壓信號(hào)傳輸至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到潤(rùn)版液膜厚的數(shù)值。
[0018]步驟(3 )中，將電壓信號(hào)通過運(yùn)算放大器、A/D轉(zhuǎn)換器后將信號(hào)傳遞給單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，從而得到潤(rùn)版液膜厚的數(shù)值，并輸`出給顯示系統(tǒng)。
[0019]本發(fā)明提供的這種基于光纖傳感動(dòng)態(tài)測(cè)量潤(rùn)版液水膜厚度的測(cè)量系統(tǒng)和方法，利用反射式光纖傳感技術(shù)，通過探測(cè)潤(rùn)版液水膜反射回探測(cè)器的光功率大小測(cè)量水膜厚度，與傳統(tǒng)的只能通過目測(cè)定性估計(jì)潤(rùn)版液膜厚的方法相比，具有精度高、可靠性高和檢測(cè)穩(wěn)定的特點(diǎn)，并可實(shí)現(xiàn)連續(xù)動(dòng)態(tài)測(cè)量，大大提高印刷質(zhì)量控制技術(shù)，從而為現(xiàn)代高質(zhì)量印刷品提供保障。
[0020]利用本系統(tǒng)和方法，能在印刷過程中，對(duì)印版表面潤(rùn)版液用量通過檢測(cè)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)化，實(shí)現(xiàn)水墨的動(dòng)態(tài)平衡，從而幫助操作技術(shù)人員提高操作技能，提高印刷產(chǎn)品質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是光纖傳感測(cè)試潤(rùn)版液水膜厚度系統(tǒng)模型示意圖。
[0022]圖2是反射式光纖傳感裝置理論模型示意圖。
[0023]圖3是相干光強(qiáng)與水膜厚度的關(guān)系曲線。
[0024]圖4是本發(fā)明提供的基于光纖傳感動(dòng)態(tài)測(cè)量潤(rùn)版液水膜厚度方法的流程圖。
[0025]圖5是潤(rùn)版液水膜厚度測(cè)量的傳感探頭模型示意圖。
[0026]主要附圖標(biāo)記:
[0027]I 光源2 微聚焦系統(tǒng)
[0028]3 FC/PC型標(biāo)準(zhǔn)接口4 集束光纖探頭
[0029]5 印刷機(jī)滾筒6 光電探測(cè)器
[0030]7 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)8 顯示系統(tǒng)
[0031]9 水膜(潤(rùn)版液薄膜)10 印版用反射信號(hào)的精度。
源發(fā)射的激光進(jìn)行整形后，通過多模光纖1中的入射光纖12，微聚焦系統(tǒng)2與激光器
光纖12和接收光纖13，光源1發(fā)出的光經(jīng).射到空氣-薄膜界面以及薄膜-印版界面、進(jìn)X型光纖另一支路一一接收光纖13，最
印刷機(jī)滾筒5軸向方向水平移動(dòng)，以50 4 III
器件，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，輸出的電
轉(zhuǎn)換器和單片機(jī)，對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行處理；數(shù)聞版液膜厚的數(shù)值。
潤(rùn)版液水膜厚度的方法，是基于圖1所示這里的光纖按照功能分為兩部分，輸入光[0047]入射光在經(jīng)過潤(rùn)版液薄膜上表面后，進(jìn)入潤(rùn)版液內(nèi)部。潤(rùn)版液對(duì)穿過其中的光有一定的吸收作用，穿過潤(rùn)版液薄膜的光照射到水膜9-印版10交界面。在實(shí)際應(yīng)用中，一般常在印版表面形成砂目，使表面粗化從而有利于形成穩(wěn)定的親水薄膜。由于砂目的存在，印版非圖文部分表面屬于把入射光向四周散射的朗伯表面。因此，穿過潤(rùn)版液水膜的光經(jīng)過印版后向四周散射，形成空間分布均勻的漫反射光。
[0048]考慮薄膜的吸收系數(shù)，則接收光纖13接受的這部分反射光強(qiáng)度I2為:
[0049]
【權(quán)利要求】
1.一種光纖傳感潤(rùn)版液水膜厚度連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:主要由光源、微聚焦系統(tǒng)、集束光纖探頭、步進(jìn)電機(jī)、光電檢測(cè)器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成，所述的光源與微聚焦系統(tǒng)固接，所述的微聚焦系統(tǒng)與集束光纖探頭連接，所述的集束光纖探頭固定在步進(jìn)電機(jī)上，所述的集束光纖探頭與光電檢測(cè)器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)依次連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖傳感潤(rùn)版液水膜厚度連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:所述的光源為L(zhǎng)D激光器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖傳感潤(rùn)版液水膜厚度連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:所述的LD激光器的工作波長(zhǎng)為1.3 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖傳感潤(rùn)版液水膜厚度連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:所述微聚焦系統(tǒng)由平凸透鏡組組成，所述的微聚焦系統(tǒng)通過多模光纖和FC/PC型標(biāo)準(zhǔn)接口與集束光纖探頭連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖傳感潤(rùn)版液水膜厚度連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:所述集束光纖探頭結(jié)構(gòu)為Y型，包括入射光纖和接收光纖。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光纖傳感潤(rùn)版液水膜厚度連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:所述集束光纖探頭沿印刷機(jī)滾筒軸向方向水平移動(dòng)，以50 μ m為間隔長(zhǎng)度進(jìn)行連續(xù)測(cè)試。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖傳感潤(rùn)版液水膜厚度連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:所述光電探測(cè)器以光電二極管作為接收器件，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖傳感潤(rùn)版液水膜厚度連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括運(yùn)算放大器、A/D轉(zhuǎn)換器和單片機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖傳感潤(rùn)版液水膜厚度連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)上還連接顯示系統(tǒng)。
10.一種光纖傳感潤(rùn)版液水膜厚度連續(xù)測(cè)量方法，采用權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的光纖傳感潤(rùn)版液水膜厚度連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)，包括如下步驟: (1)光源發(fā)出的光經(jīng)微聚焦系統(tǒng)進(jìn)入入射光纖傳輸后，分別在水膜與空氣分界面、水膜與印版交界面處發(fā)生反射，形成兩束反射光； (2)兩束反射光的光信號(hào)相干疊加后通過接收光纖進(jìn)入光電探測(cè)器，光電探測(cè)器根據(jù)該光信號(hào)的功率大小，將光強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)； (3)將電壓信號(hào)傳輸至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到潤(rùn)版液膜厚的數(shù)值。
【文檔編號(hào)】G01B11/06GK103837088SQ201410114775
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】李修, 陳秀艷, 徐艷芳, 李路海 申請(qǐng)人:北京印刷學(xué)院