光纖傳感潤版液水膜厚度連續測量系統和方法
【專利摘要】本發明公開了一種光纖傳感潤版液水膜厚度連續測量系統和方法，該測量系統主要由光源、微聚焦系統、集束光纖探頭、步進電機、光電檢測器和數據處理系統組成，光源與微聚焦系統固連在一起，微聚焦系統與集束光纖探頭連接，集束光纖探頭固定在步進電機上，集束光纖探頭與光電檢測器和數據處理系統依次連接。光源發出的光經微聚焦系統，分別在水膜與空氣分界面、水膜與印版交界面處發生反射，兩束反射光的光信號相干疊加后進入光電探測器，傳輸至數據處理系統進行數據處理，得到膜厚數值。利用本測量系統和方法，能在印刷過程中，對印版表面潤版液用量通過檢測實現數據化，從而實現水墨的動態平衡，幫助操作技術人員提高操作技能，提高印刷產品質量。
【專利說明】光纖傳感潤版液水膜厚度連續測量系統和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種潤版液水膜厚度測量系統和方法，具體涉及一種基于光纖傳感方式的潤版液水膜厚度的連續測量系統和方法，通過利用反射式光纖傳感器，將來自光源的入射光經耦合傳至發送光纖，對潤版液水膜上下表面所產生的反射光束干涉光強進行測量，屬于印刷生產及質量控制領域。
【背景技術】
[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律使油墨和水在印版上保持相互平衡來實現網點轉移，并以此達到印刷品圖像清晰、色彩飽滿的效果。
[0003]水墨平衡的關鍵就是量的平衡，具體的說就是確定油墨、潤版液的用量。對于潤版液的用量定性控制目前主要采用版面目測法和輔助判斷法兩種方法，這些方法對操作人員的經驗和水平要求很高，精確程度較低。同時，在實際生產中，隨著印刷速度、印刷壓力等條件的變化，潤版液供給量也需隨之調整，才能真正達到所需的水墨平衡。此外，對于現代化高速平印機，因防護罩、自動及半自動供版系統的阻攔，要看版面判斷就十分困難，因此只能在校版時對樣張的判斷，或在印刷中由控制導片及敏感反白字、高百分比網點做檢視判斷，并無其它更好的檢視方法。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于針對現有潤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測潤版液水膜厚度的連續測量系統和方法。該測量系統和方法能在印刷過程中，對印版表面潤版液用量通過檢測實現數據化，從而實現水墨的動態平衡，達到幫助操作技術人員提高操作技能，提高印刷產品質量的目的。
[0005]為實現上述目的，本發明采取以下技術方案:
[0006]一種光纖傳感潤版液水膜厚度連續測量系統，該潤版液膜厚檢測系統主要由光源、微聚焦系統、集束光纖探頭、步進電機、光電檢測器和數據處理系統組成，所述的光源與微聚焦系統固接，所述的微聚焦系統與集束光纖探頭連接，所述的集束光纖探頭固定在步進電機上，所述的集束光纖探頭與光電檢測器和數據處理系統依次連接。本發明的系統基于光纖傳感動態測量潤版液水膜厚度。
[0007]所述的光源為LD激光器，LD激光器的工作波長為1.3 μ m，可避開水對光的吸收峰和可見光信號的干擾，從而提高測量用反射信號的精度。
[0008]所述微聚焦系統由平凸透鏡組組成，所述的微聚焦系統通過多模光纖和FC/PC型標準接口與集束光纖探頭連接。所述微聚焦系統對光源發射的激光進行整形后，通過多模光纖經FC/PC型標準接口耦合進集束光纖探頭中的入射光纖，該微聚焦系統與激光器直接固連在一起。
[0009]所述集束光纖探頭結構為Y型，包括入射光纖和接收光纖，光源發出的光經由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Y型光纖另一支路一一接收光纖，最終進入光電探測器。
[0010]所述集束光纖探頭固定在步進電機上，沿印刷機滾筒軸向方向水平移動，以50μπι為間隔長度進行連續測試。
[0011]所述光電探測器以光電二極管作為接收器件，將光信號轉換為電壓信號，輸出的電壓信號與光電二極管接收的光強成正比。
[0012]所述的數據處理系統包括運算放大器、A/D轉換器和單片機，對電壓信號進行處理。
[0013]所述的數據處理系統上還連接輸出顯示系統，顯示得到的潤版液膜厚的數值。
[0014]基于上述測量系統，本發明提供了一種光纖傳感潤版液水膜厚度連續測量方法，包括如下步驟:
[0015](I)光源發出的光經微聚焦系統進入集束光纖(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生反射，形成兩束反射光；
[0016](2)兩束反射光的光信號相干疊加后通過接收光纖進入光電探測器，光電探測器根據該光信號的功率大小，將光強信號轉換為電壓信號；
[0017](3)將電壓信號傳輸至數據處理系統進行數據處理，得到潤版液膜厚的數值。
[0018]步驟(3 )中，將電壓信號通過運算放大器、A/D轉換器后將信號傳遞給單片機進行數據處理，從而得到潤版液膜厚的數值，并輸`出給顯示系統。
[0019]本發明提供的這種基于光纖傳感動態測量潤版液水膜厚度的測量系統和方法，利用反射式光纖傳感技術，通過探測潤版液水膜反射回探測器的光功率大小測量水膜厚度，與傳統的只能通過目測定性估計潤版液膜厚的方法相比，具有精度高、可靠性高和檢測穩定的特點，并可實現連續動態測量，大大提高印刷質量控制技術，從而為現代高質量印刷品提供保障。
[0020]利用本系統和方法，能在印刷過程中，對印版表面潤版液用量通過檢測實現數據化，實現水墨的動態平衡，從而幫助操作技術人員提高操作技能，提高印刷產品質量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是光纖傳感測試潤版液水膜厚度系統模型示意圖。
[0022]圖2是反射式光纖傳感裝置理論模型示意圖。
[0023]圖3是相干光強與水膜厚度的關系曲線。
[0024]圖4是本發明提供的基于光纖傳感動態測量潤版液水膜厚度方法的流程圖。
[0025]圖5是潤版液水膜厚度測量的傳感探頭模型示意圖。
[0026]主要附圖標記:
[0027]I 光源2 微聚焦系統
[0028]3 FC/PC型標準接口4 集束光纖探頭
[0029]5 印刷機滾筒6 光電探測器
[0030]7 數據處理系統8 顯示系統
[0031]9 水膜(潤版液薄膜)10 印版用反射信號的精度。
源發射的激光進行整形后，通過多模光纖1中的入射光纖12，微聚焦系統2與激光器
光纖12和接收光纖13，光源1發出的光經.射到空氣-薄膜界面以及薄膜-印版界面、進X型光纖另一支路一一接收光纖13，最
印刷機滾筒5軸向方向水平移動，以50 4 III
器件，將光信號轉換為電壓信號，輸出的電
轉換器和單片機，對電壓信號進行處理；數聞版液膜厚的數值。
潤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]入射光在經過潤版液薄膜上表面后，進入潤版液內部。潤版液對穿過其中的光有一定的吸收作用，穿過潤版液薄膜的光照射到水膜9-印版10交界面。在實際應用中，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，穿過潤版液水膜的光經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，則接收光纖13接受的這部分反射光強度I2為:
[0049]
【權利要求】
1.一種光纖傳感潤版液水膜厚度連續測量系統，其特征在于:主要由光源、微聚焦系統、集束光纖探頭、步進電機、光電檢測器和數據處理系統組成，所述的光源與微聚焦系統固接，所述的微聚焦系統與集束光纖探頭連接，所述的集束光纖探頭固定在步進電機上，所述的集束光纖探頭與光電檢測器和數據處理系統依次連接。
2.根據權利要求1所述的光纖傳感潤版液水膜厚度連續測量系統，其特征在于:所述的光源為LD激光器。
3.根據權利要求2所述的光纖傳感潤版液水膜厚度連續測量系統，其特征在于:所述的LD激光器的工作波長為1.3 μ m。
4.根據權利要求1所述的光纖傳感潤版液水膜厚度連續測量系統，其特征在于:所述微聚焦系統由平凸透鏡組組成，所述的微聚焦系統通過多模光纖和FC/PC型標準接口與集束光纖探頭連接。
5.根據權利要求1所述的光纖傳感潤版液水膜厚度連續測量系統，其特征在于:所述集束光纖探頭結構為Y型，包括入射光纖和接收光纖。
6.根據權利要求5所述的光纖傳感潤版液水膜厚度連續測量系統，其特征在于:所述集束光纖探頭沿印刷機滾筒軸向方向水平移動，以50 μ m為間隔長度進行連續測試。
7.根據權利要求1所述的光纖傳感潤版液水膜厚度連續測量系統，其特征在于:所述光電探測器以光電二極管作為接收器件，將光信號轉換為電壓信號。
8.根據權利要求1所述的光纖傳感潤版液水膜厚度連續測量系統，其特征在于:所述的數據處理系統包括運算放大器、A/D轉換器和單片機。
9.根據權利要求1所述的光纖傳感潤版液水膜厚度連續測量系統，其特征在于:所述的數據處理系統上還連接顯示系統。
10.一種光纖傳感潤版液水膜厚度連續測量方法，采用權利要求1-9中任一項所述的光纖傳感潤版液水膜厚度連續測量系統，包括如下步驟: (1)光源發出的光經微聚焦系統進入入射光纖傳輸后，分別在水膜與空氣分界面、水膜與印版交界面處發生反射，形成兩束反射光； (2)兩束反射光的光信號相干疊加后通過接收光纖進入光電探測器，光電探測器根據該光信號的功率大小，將光強信號轉換為電壓信號； (3)將電壓信號傳輸至數據處理系統進行數據處理，得到潤版液膜厚的數值。
【文檔編號】G01B11/06GK103837088SQ201410114775
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月25日 優先權日:2014年3月25日
【發明者】李修, 陳秀艷, 徐艷芳, 李路海 申請人:北京印刷學院