Разработка методик и средств фотометрического контроля технологических процессов и настройки полиграфического оборудования

• Автор: Троицкий, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 130 с. : ил.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ И МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ СРЕДСТВ НАСТРОЙКИ ПОЛИГРАФИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

1Л Анализ роли средств фотометрического контроля в технологическом процессе

1.2 Фотометрические величины и единицы их измерения

1.3 Схемы существующих фотометров

1.4 Методы и средства метрологического обеспечения

1.5 Постановка задачи

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ И ОПТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ СПЕКТРОФОТОМЕТРА

2.1 Общие положения принципов построения спектральных приборов

2.2 Теория вогнутых дифракционных решёток, расчёт полихро.матора

2.3 Обоснование используемой геометрии освещения и оптической схемы прибора

2.4 Расчёт оптической схемы прибора

2.5 Энергетический расчёт
ГЛАВА 3. АВТОМАТИЗАЦИЯ СПЕКТРОФОТОМЕТРА «ТКА-СПЕКТР» И ИССЛЕДОВАНИЕ ЕГО ХАРАКТЕРИСТИК
3.1 Составление структурной схемы автоматизации
3.2 Автоматизация управления ПЗС с помощью РБО
3.3 Разработка алгоритма работы прибора
3.4 Исследование характеристик «ТКА-Спектр»
3.4.1 Исследование уровня полезного сигнала на выходе с ПЗС линейки
3.4.2 Исследование характеристик оптоволоконного тракта
3.4.3 Исследование метрологических характеристик
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИК, АЛГОРИТМОВ И КОНСТРУКЦИИ
ДЛЯ СЕРИИ ПРИБОРОВ КОНТРОЛЯ И НАСТРОЙКИ ПОЛИГРАФИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
4.1 Методика создания источника излучения на основе светодиодов и стеклянных светофильтров
4.2 Методика измерения цвета на основе сверхярких светодиодов
4.3 Разработка и реализация методики калибровки измерителя пульсации
4.4 Обоснование использования диодной линейки вместо ПЗС
4.5 Разработка конструкции полихроматора
4.6 Обоснование использования микроконвертора Т£)г/С831 вместо процессора
4.7 Разработка алгоритма управления работой диодной линейки и его реализация.
ГЛАВА 5. РЕАЛИЗАЦИЯ РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДИК В ПРИБОРАХ ТКА-ВД/01-06 КОНТРОЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И НА-
* СТРОЙКИ ПОЛИГРАФИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
5.1 Проведение апробации разработанных конструкций и алгоритмов при создании спектрофотометров ТКА-ВД/01 и /02 настройки и контроля цветовых характеристик производственных мониторов

5.2 Выполнение апробации разработанной методики калибровки и алгоритмов
при создании спектрофотометров ТКА-ВД/03 и /04 контроля облучённости УФ излучения в лакировальных секциях печатных машин
5.3 Разработка автоматизированных спектрофотометров ТКА-ВД/05 и /06 для контроля оптических характеристик полиграфических материалов и настройки оборудования
5.4 Апробация установки для калибровки прибора «ТКА-Пульс»
Выводы
Список использованных источников
Приложения

Последние десятилетия характеризуются бурным развитием полиграфической промышленности во всём мире. В первую очередь это связано с развитием компьютерной техники и средств автоматизации. При эксплуатации полиграфического оборудования существует множество факторов, влияющих на качество конечного продукта: это методы и средства контроля технологических процессов, методики настройки и диагностики оборудования, соблюдение технологического цикла, квалификация персонала. Таким образом, разработка новых средств и методов настройки оборудования, контроля технологических процессов, повышающих потребительские качества продукции, является важной научно-технической задачей.
Кроме серьёзных изменений произошедших во всей структуре полиграфического производства произошли серьёзные изменения и в технике, используемой для проведения фотометрических измерений. Так на данный момент существует огромный выбор различных типов приёмников и источников излучения, разработано большое количество новых оптических материалов, новых подходов к созданию измерительных приборов широкого применения. Это даёт возможность разрабатывать приборы, отличающиеся от традиционно известных более высокой точностью, малым энергопотреблением, высокой степенью автоматизации и как следствие более надёжными и удобными в эксплуатации.
В конце прошлого столетия существовало два пути решения перечисленных проблем: ориентироваться на импорт измерительной техники, либо налаживать собственное производство.
На первом этапе народное хозяйство РФ пошло по пути импорта техники, в общем, и измерительной в частности. Тем более что в мире существовало несколько десятков приборостроительных фирм, работающих по принципу: «Тысячу приборов для тысячи задач», способных поставлять простые, недорогие, надёжные и удобные в использовании приборы для различного рода измерений, в том числе фотометрических.
Для ряда отраслей, и в одну из первых очередей для полиграфии, этот путь
вится зависимым от ориентации волокон и получаются разные результаты при измерениях вдоль и поперёк волокон. Существует также эффект пересвечивания, указывающий на рассеяние света внутри структуры бумаги. Данный эффект сильно зависит от геометрии измерения. Отсюда видно, что к различию результатов при различных методах измерения может приводить множество причин.
Канадская бумажная промышленность также имеет стандарт по яркости, основанный на геометрии с1/0°, что согласуется со стандартом 180. Данный метод используется и в США (ТАРР1 Т525). В Канаде этот метод иногда называют яркостью СРРА.
Для того чтобы понять, к какой яркости относятся измерения, необходимо быть сведущим во всех названиях, которые используются в двух методах измерения, см. таблицу 2.1. Не существует прямого метода пересчёта одних измерений в другие. Разница обычно составляет порядка 2%. В последнее время в решении этой проблемы был достигнут значительный прогресс [28, 29].
Таблица 2.1 - Обозначение методов измерения яркости.
Обозначения методов измерения яркости
Направленная яркость Диффузная яркость
TAPPIТ452 (45°/0°) 1Б0 2470 (Ш0°)
Яркость GE Яркость Е1герЬо
Яркость по IPC Яркость по 1БО
Яркость по СРРА
Помимо приведенных выше фактов существуют также и другие факторы, влияющие на оценку белизны, к примеру, такие как флуоресценция, остановимся на них более подробно.
Применение флуоресцентных (fluorescent whitening agents - FWA, в отечественной литературе их принято называть «оптически отбеливающее вещество - 00В») отбеливающих добавок в последнее время очень распространено в бумажной промышленности. Это связано со значительным кажущимся увеличением впечатления белизны бумажной продукции. FWA или 00В - это органические материалы, которые поглощают ультрафиолетовое излучение и преобразуют его в свет, рис. 2.9.