[发明专利]光纤传感润版液水膜厚度连续测量系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种润版液水膜厚度测量系统和方法，具体涉及一种基于光纤传感方式的润版液水膜厚度的连续测量系统和方法，通过利用反射式光纤传感器，将来自光源的入射光经耦合传至发送光纤，对润版液水膜上下表面所产生的反射光束干涉光强进行测量，属于印刷生产及质量控制领域。

背景技术

胶印印刷过程中最基本的印刷原理是利用油水不相溶、印版具有选择性吸附的两大规律使油墨和水在印版上保持相互平衡来实现网点转移，并以此达到印刷品图像清晰、色彩饱满的效果。

水墨平衡的关键就是量的平衡，具体的说就是确定油墨、润版液的用量。对于润版液的用量定性控制目前主要采用版面目测法和辅助判断法两种方法，这些方法对操作人员的经验和水平要求很高，精确程度较低。同时，在实际生产中，随着印刷速度、印刷压力等条件的变化，润版液供给量也需随之调整，才能真正达到所需的水墨平衡。此外，对于现代化高速平印机，因防护罩、自动及半自动供版系统的阻拦，要看版面判断就十分困难，因此只能在校版时对样张的判断，或在印刷中由控制导片及敏感反白字、高百分比网点做检视判断，并无其它更好的检视方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有润版液用量控制过程中存在的问题，提出一种利用光纤传感技术测润版液水膜厚度的连续测量系统和方法。该测量系统和方法能在印刷过程中，对印版表面润版液用量通过检测实现数据化，从而实现水墨的动态平衡，达到帮助操作技术人员提高操作技能，提高印刷产品质量的目的。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种光纤传感润版液水膜厚度连续测量系统，该润版液膜厚检测系统主要由光源、微聚焦系统、集束光纤探头、步进电机、光电检测器和数据处理系统组成，所述的光源与微聚焦系统固接，所述的微聚焦系统与集束光纤探头连接，所述的集束光纤探头固定在步进电机上，所述的集束光纤探头与光电检测器和数据处理系统依次连接。本发明的系统基于光纤传感动态测量润版液水膜厚度。

所述的光源为LD激光器，LD激光器的工作波长为1.3μm，可避开水对光的吸收峰和可见光信号的干扰，从而提高测量用反射信号的精度。

所述微聚焦系统由平凸透镜组组成，所述的微聚焦系统通过多模光纤和FC/PC型标准接口与集束光纤探头连接。所述微聚焦系统对光源发射的激光进行整形后，通过多模光纤经FC/PC型标准接口耦合进集束光纤探头中的入射光纤，该微聚焦系统与激光器直接固连在一起。

所述集束光纤探头结构为Y型，包括入射光纤和接收光纤，光源发出的光经由Y型光纤的第一支路――入射光纤，依次入射到空气-薄膜界面以及薄膜-印版界面后，形成两束反射光，由同一根光纤反射，并耦合进Y型光纤另一支路――接收光纤，最终进入光电探测器。

所述集束光纤探头固定在步进电机上，沿印刷机滚筒轴向方向水平移动，以50μm为间隔长度进行连续测试。

所述光电探测器以光电二极管作为接收器件，将光信号转换为电压信号，输出的电压信号与光电二极管接收的光强成正比。

所述的数据处理系统包括运算放大器、A/D转换器和单片机，对电压信号进行处理。

所述的数据处理系统上还连接输出显示系统，显示得到的润版液膜厚的数值。

基于上述测量系统，本发明提供了一种光纤传感润版液水膜厚度连续测量方法，包括如下步骤：

（1）光源发出的光经微聚焦系统进入集束光纤（入射光纤）传输后，分别在水膜与空气分界面、水膜与印版交界面处发生反射，形成两束反射光；

（2）两束反射光的光信号相干叠加后通过接收光纤进入光电探测器，光电探测器根据该光信号的功率大小，将光强信号转换为电压信号；

（3）将电压信号传输至数据处理系统进行数据处理，得到润版液膜厚的数值。

步骤（3）中，将电压信号通过运算放大器、A/D转换器后将信号传递给单片机进行数据处理，从而得到润版液膜厚的数值，并输出给显示系统。

本发明提供的这种基于光纤传感动态测量润版液水膜厚度的测量系统和方法，利用反射式光纤传感技术，通过探测润版液水膜反射回探测器的光功率大小测量水膜厚度，与传统的只能通过目测定性估计润版液膜厚的方法相比，具有精度高、可靠性高和检测稳定的特点，并可实现连续动态测量，大大提高印刷质量控制技术，从而为现代高质量印刷品提供保障。

利用本系统和方法，能在印刷过程中，对印版表面润版液用量通过检测实现数据化，实现水墨的动态平衡，从而帮助操作技术人员提高操作技能，提高印刷产品质量。

附图说明