SE519918C2 - Förfarande och anordning för radiometrisk mätning av tunna vätskefilmer - Google Patents

Description

519 918 f. n 4 zooi-n-is Pflzovsoioseunf Mn . . I Ä' «- 2 mer det att vara en tunn film av fuktvatten, som kan vara vatten.

Tillförseln av tryckfärg utförs med hjälp av färgverk (en enhet per färg), medan fuktvatten normalt tillförs med hjälp av en spraybom eller annan motsvarande anordning, som har en längd motsvarande tryckpressens bredd eller tryck- cylinders längd. Spraybommen innefattar normalt spraymun- stycken, men andra matningsanordningar är också möjliga.

Från spraybommen överförs fuktvattnet normalt till tryck- plåtarna med hjälp av en eller flera formvalsar.

Den tillförda mängden fuktvatten och tryckfärg ställs normalt in på värden som är förutbestämda för den specifika trycksituationen. Den styrs emellertid också av tryckaren, som genom sin erfarenhet övervakar tryckplåtarna och ser till att rätt mängder tillförs. Denna manuella styrning saknar emellertid exakt noggrannhet och kan inte klara snabba ändringar av tillstånden. Följaktligen kommer tryck- resultatet inte att vara optimalt, även om tryckaren är mycket erfaren. Det är också vanligt att ha en densitometer för att styra tryckkvaliteten.

Uppfinningen Förfarandet och anordningen enligt uppfinningen base- ras på absorption av strålning som har våglängder inom IR- området, med användning av huvud- eller andra absorptions- band hos en vätska som skall mätas och med användning av energiändringen när strålningen passerar genom en tunn vätskefilm.

En ytterligare viktig förutsättning är att föremålet på vilket vätskefilmen tas emot reflekterar en större del av strålningen i det valda våglängdsintervallet.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att konti- nuerligt kunna övervaka en tunn vätskefilms tjocklek. Mät- ningarna presenteras i realtid eller efter att ha bearbe- tats. 20 25 519 918 3 2001 fll-lê P:\3079O1.DSe,dGC MD Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att övervaka ingrediensförhållandet i vätskefilmen i realtid eller efter efterföljande bearbetning av de erhållna mät- signalerna.

Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning vid tryckpressar är att optimera både mängden fuktvatten och förhållandet mellan tryckfärg och fuktvatten i emulsio- nen för att erhålla den önskade svärtningen i det tryckta området på papperet. Ändamålen enligt ovan uppfylls med ett förfarande och en anordning enligt föreliggande uppfinning. Förfarandet är radiometrisk mätning av tunna vätskefilmer med användning av absorption av IR-strålning. Åtminstone en IR-sändare är riktad för att sända signaler till en förbunden IR-detektor via vätskefilmen som skall mätas. Mätanordningen utformas av åtminstone en enhet innefattande IR-sändaren och IR- detektorn, ett signalbearbetningssystem och andra stödsy- stem.

För tryckpressar övervakas och optimeras mängden fuktvätska och tryckfärg på tryckplåtarna av uppfinningen, vilket minskar spillet av fuktvatten och tryckfärg. Efter- som tryckningen optimeras och konstant styrs avseende fukt- vatten och tryckfärg kommer det att bli mindre spill av papper och tryckfärg. Mindre spill av papper och tryckfärg leder till mindre negativ miljöpåverkan.

Andra ändamål och fördelar med föreliggande uppfin- ning kommer att framgå för en fackman vid genomläsning av beskrivningen nedan av föredragna utföringsform.

Kortfattad beskrivning av ritningen Uppfinningen kommer att beskrivas ytterligare såsom ett exempel och med hänvisning till bifogade ritningar. I ritningarna är fig. 1 en principiell illustration av uppfinningsför- farandet, 10 15 20 25 30 35 519 918 4 fig. 2 ett blockschema som visar förfarandet enligt uppfinningen använd vid en tryckpress och fig. 3 ett diagram som visar ett exempel pà hur ett IR-intervall för mätning kan bestämmas.

Beskrivning av föredragna utföringsformer Uttrycket "vätskefilm" används vid föreliggande be- skrivning både för en fuktvätska (ofta vattenbaserad) och en emulsion av tryckfärg och fuktvatten i samband med tryckpressar. Fuktvatten tas emot på ej tryckande ytor hos tryckplàten eller tryckytan. Emulsionen av tryckfärg och fuktvatten tas emot på de tryckande ytorna hos tryckplåten eller ytan.

I fig. 1 visas principen för föreliggande uppfinning schematiskt. En tunn vätskefilm 4 tas emot på ett underlag 3. För tryckpressar är underlaget 3 en tryckplåt eller an- nan tryckutrustning. En IR-sändare l riktar IR-strålning mot den tunna vätskefilmen 4 och en IR-mottagare eller -detektor 2 tar emot IR-strålningen efter passage av den tunna vätskefilmen 4. Underlaget 3 måste således reflektera en större del av IR-ljuset som sänds av sändaren 1.

IR-detektorn 2 fungerar normalt bäst om IR-ljuset pulseras. För att åstadkomma detta placeras normalt en me- kanisk anordning (ej visad) vid sändaren 1 eller detektorn 2, vilken anordning intermittent blockerar IR-strålningen.

Eftersom anordningar för pulsering är allmänt kända för fackmànnen kommer de inte att beskrivas ytterligare här.

Föreliggande uppfinning kan också användas med ett kontinu- erligt IR-ljus.

IR-sändaren 1 och IR-detektorn 2 är normalt kopplade till en signalbearbetningsenhet (ej visad) och andra stöd- system (ej visade). Med hjälp av signalbearbetningssystemet beräknas den tunna vätskefilmens 4 absorberade energi.

Vätskefilmens 4 tjocklek övervakas kontinuerligt.

'J Om dessutom strålningen 1 är riktad mot en tryckande yta kan mängden tryckfärg i vätskefilmen 4 bestämmas. [ f ,.. . ». = . \ ... y; r. r a _ 0 i ' ' f . 1 a I 2001~11-16 P=\3ü79OLüse .doc MD l' J Fig. 2 visar ett exempel på ett system enligt uppfin- ningen som används vid en tryckpress. Denna utföringsform innefattar tvä sensorenheter 5, 6, vilka vardera har en IR- sändare och en IR-detektor. I detta fall kan IR-ljuset sän- das mer eller mindre parallellt. I det visade exemplet är en av sensorenheterna 5 riktad mot en ej tryckande yta 12 hos tryckpläten och den andra sensorenheten 6 är riktad mot en tryckande yta 13 hos tryckpläten 3. På den ej tryckande ytan 12 mäts fuktvattnets tjocklek. På de tryckande område- na bestàr vätskefilmen 4 av en emulsion av fuktvatten och tryckfärg och tryckfärgsmängden i emulsionen bestäms. För att beräkna tryckfärgsförhållandet i emulsionen används fuktvätskans tjocklek, såsom mätt av sensorenheten 5.

Signalerna fràn detektorn hos varje sensorenhet 5, 6 skickas till en styrenhet 7. Normalt står styrenheten 7 i förbindelse med en befintlig styrenhet 14 hos tryckpressen.

Signaler från en vinkelgivare 8 och en densitometer 9 över- förs ocksä till styrenheten 7. Vinkelgivaren 8 används för att fastställa läget för tryckpläten 3 och således den punkt som skall mätas. Densitometern 9 används för mätning på tryckt papper och ger en indikation på tryckkvaliteten.

Styrenheten 7 sänder signaler till en styrenhet 10 för fuktvatten och en styrenhet 11 för tryckfärg. Baserat pâ informationen given till styrenheten 7, kommer den att skicka signaler till styrenheten 10 för fuktvatten och/eller styrenheten 11 för tryckfärg för att öka eller minska matningen av fuktvatten resp. tryckfärg, om så krävs.

Innan de faktiska mätningarna påbörjas kalibreras sensorerna på en tom tryckplåt, för att justera signalkraf- ten. Den minimala kraft som skall användas är normalt den kraft som ger en full signal för en tom tryckplåt.

För att starta mätningen enligt uppfinningen bestäms normalt ett eller flera karaktäristiska absorptionsband för vätskefilmen 4 först. För tryckpressar är vätskan i vätske- 15 20 25 30 519 918 2001-11-16 P=\3o79010se.doc MD O'\ filmen 4 antingen ett fuktvatten eller en emulsion av fukt- vatten och tryckfärg. Absorptionsbandet skall ligga i IR- intervallet. Bestämningen av ett eller flera karaktäristis- ka absorptionsband sker normalt genom en spektralanalys av vätskefilmens 4 vätska. Företrädesvis används huvudabsorp- tionsbandet för våtskefilmen 4. En fackman inser emellertid att också andra absorptionsband hos vätskan kan användas.

Baserat på denna information ställs IR-detektorn 2 in för att ta emot strålning i ett band runt det valda, karaktä- ristiska absorptionsbandet. Bandet fås normalt med hjälp av ett eller flera filter placerade på IR-detektorn 2. IR- sändaren 1 är ofta inställd för att sända IR-ljus i ett brett intervall. När IR-ljuset sänds i ett brett intervall behöver sändaren 1 normalt inte justeras, eventuell juster- ing sker genom att byta filtret vid detektorn 2. Det är också möjligt att använda en IR-sändare som sänder IR-ljus i ett smalt intervall, vilket smala intervall anpassas till det valda, karaktäristiska absorptionsbandet.

I fig. 3 antyds ett förfarande för att bestämma ban- det där IR-strålning skall tas emot av IR-detektorn 2. För att bestämma ett lämpligt IR-band används det faktiska ab- sorptionsbandet från spektralanalysen. Ändamålet med förfa- randet enligt fig. 3 är att komma fram till ett smalt band som motsvarar en huvudsaklig del av det faktiska absorp- tionsbandet. Absorptionen längst ut på båda sidor hos det faktiska absorptionsbandet kan således tas bort. Beroende på formen för det faktiska absorptionsbandet väljs ett vär- de C som är en avsevärd del av det maximala värdet i y-riktningen. Sedan bestäms lägena A, B på X-axeln relate- rade till värdet C. Bandet mellan lägena A och B används sedan som bandet där IR-strålning skall tas emot av IR- detektorn 2. En fackman inser att andra förfaranden kan an- vändas för att bestämm ett lämpligt band IR-ljus som skall a tas emot av detektorn 2. 20 25 519 918 7 ....- 2001-llfl6 P:\3079010Se.d0C MD När ett lämpligt absorptionsband har bestämts, ställs IR-sändaren 1 och IR-detektorn 2 och/eller sensorenheterna 5, 6 in för att mäta en eller flera punkter i realtid. Det är också möjligt att bearbeta signalerna innan värden pre- senteras. Det är också möjligt att använda endast en av sensorenheterna 5, 6 för att mäta på tryckande och ej tryckande ytor 12, 13, varvid vinkelgivaren 8 används för att fastställa den tryckande ytan resp. ej tryckande ytan.

Om två eller flera punkter skall övervakas samtidigt används två eller flera sensorenheter 5, 6, som innehåller en IR-sändare 1 och en IR-detektor 2. När två eller flera punkter övervakas, av två eller flera sensorenheter 5, 6, är normalt en punkt en ej tryckande yta 12 och den andra punkten är en tryckande yta 13.

Om de tvà eller flera punkterna inte behöver överva- kas samtidigt, kan en enda enhet användas. Den enda enheten kommer att flyttas mellan punkterna som skall övervakas för att mäta vid varje punkt, en i taget, i snabb följd. Bandet med mottagen IR-stràlning kan ändras för varje punkt.

Mätningarna används för att konstant styra avgivning- en av fuktvätska och tryckfärg.

Det är också möjligt att visa detektorns 2 eller sen- sorenhetens 5, 6 mätning lokalt, dvs. utan att sända några signaler till någon styrenhet 7 hos tryckpressen. I detta fall kan tryckaren minska eller öka mängden fuktvatten och/eller tryckfärg som matas till tryckpläten baserat på de visade mätvärdena.

Claims (14)

20 25 519' 918 2001-11-16 E:\PUBLIC\DOC\P\30790l0SenCl.doc MD 8 ' w» . '_ ' ' , , . . . - -- PATENTKRAV

1. Förfarande för radiometrisk mätning av tunna vätskefilmer (4) där absorption av IR-strålning används, och åtminstone en IR-sändare (1) är inriktad för att sända signaler till en förbunden IR-detektor (2) via vätskefil- men (4) som skall mätas, kännetecknat av att förfarandet används för en tryckpress, och att vätskefilmen (4) består av fuktvatten eller en emulsion av fuktvatten och tryck- färg, som tas emot på en tryckplåt (3) eller annan tryck- utrustning.

2. Förfarande enligt krav 1, kânnetecknat av att tryckpressen är en offsetpress.

3. Förfarande enligt krav l eller 2, kännetecknat av att ingrediensproportionerna för en emulsion av fukt- vatten och tryckfärg mäts; att mätningen av ingredienspro- portionerna relateras till mätningen av vätskefilmens (4) tjocklek; att vätskefilmen (4) övervakas kontinuerligt och att matningen av fuktvatten och/eller tryckfärg justeras beroende på mätningarna.

4. Förfarande enligt något av föregående krav, kän- netecknat av att signalerna från den åtminstone en IR- detektorn (2) skickas till en styrenhet.

5. Förfarande enligt krav 4, kännetecknat av att signalerna från en vinkelgivare (8) och en densitometer (9) överförs till styrenheten (7) och att signalerna från de aktuella detektorerna (2, sensorerna (8) och mätarna (9) bearbetas i styrenheten (7) för att styra tillförseln av fuktvatten och/eller tryckfärg.

6. Förfarande enligt något av föregående krav, kän- netecknat av att signalen pulseras eller är kontinuerlig; 10 20 25 30 .,.. . 519 918%¿§§; 2001- 11-16 E: \PUBLIC\DOC\P\307901OSenC1 .dOC MD å att mätningarna presenteras i realtid eller efter bearbet- ning av mätningarna; att IR-sändaren (l) sänder IR-strål- ning i ett brett eller smalt intervall; att ett eller fle- ra filter är placerade vid IR-detektorn (2) för att be- gränsa den mottagna IR-strålningen till ett band och att absorptionsbandet är huvudabsorptionsbandet för vätskan som skall mätas.

7. Förfarande enligt något av föregående krav, kän- netecknat av att flera mätpunkter övervakas och att IR- stràlningens effekt i åtminstone en av mätpunkterna ställs i förhållande till en specifik tryckfärg.

8. Förfarande enligt något av föregående krav, kän- netecknat av att det karaktäristiska absorptionsbandet för vätskefilmens (4) vätska bestäms först och att våglängden för IR-strålningen som skall tas emot av IR-detektorn (2) ställs in på ett band i ett intervall där vätskan har kraftig absorption.

9. Förfarande enligt krav 8, kännetecknat av att det karaktäristiska absorptionsbandet bestäms med hjälp av spektralanalys och att IR-intervallet inställt för att tas emot av IR-detektorn (2) motsvarar en avsevärd del av det valda, karaktäristiska absorptionsbandet för vätskan.

10. Anordning för mätning enligt förfarandet enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den innefat- tar åtminstone en enhet (5, 6) som innefattar en IR-sänd- are (l) och en IR-detektor (2), ett signalbearbetningssy- stem och andra stödsystem, och att den är anordnad vid en tryckpress, där den åtminstone en enhet (5, 6) mäter på en ej tryckande yta (12) och en tryckande yta (13) hos tryck- plåten och att en styrenhet (7) tar emot information från (9). ytterligare sensorer (8) eller mätare 10 , , . . H 519 918 200l~llf16 E:\PUHLIC\DOC\P\30790l0SenCl.d0C MD

11. Anordning enligt krav 10, kännetecknad av att den åtminstone en enhet (5, 6) är fixerad eller rörlig.

12. Anordning enligt krav 10 eller 11, kännetecknad av att mätningarna presenteras lokalt.

13. Anordning enligt något av kraven 10 till 12, kännetecknad av att en separat enhet (5, 6) används för varje mätpunkt.

14. Anordning enligt något av kraven 10 till 13, kännetecknad av att styrenheter (10, 11) för avgivning av fuktvatten resp. tryckfärg är förbundna med styrenheten (7).