单张纸胶印机双张检测控制装置的发展探讨
徐淑琴
东北电力大学输变电技术学院，吉林 吉林 132012
摘 要：随着科学技术的发展，高新技术对印刷行业的高速渗透，印刷将呈现向高效化、自动化方向的发展趋势。双张检测是印刷机中经常出现的停机故障，严重影响印刷机的生产效率。从双张检测控制装置的发展，分析不同形式的双张检测装置的优缺点，从而找出适应高效化、自动化的双张检测装置的发展方向。
关键词：双张检测；超声波；光电检测 0 前言
众所周知，印刷术是我国四大发明之一，对人类文明、对社会发展做出了巨大的贡献。现代平板印刷，就是使用印版或其他方式把原稿的图文信息转印到承印物上的工艺技术。印刷是信息交流、传播文化和科技知识的手段，它与我们的日常生活也息息相关。
随着计算机、电子技术等科学技术的发展，印刷机的印刷速度和生产效率也越来越高。印刷机优劣的重要因素是平稳运转、效率高、而且套印准确，墨色均匀。在印刷过程中，无论是高速还是低速，纸张在传送、交接过程中，各机构的相互配合以及印刷的位置和时间的准确都有严格的要求，避免产生双张、多张、折角、杂物进入输纸板台及纸张早到或晚到前规处等故障，这些都需要通过检测装置来实现。
单张纸胶印机的双张检测机构是检查输纸机输送双张或多张纸张的机构，在检查出双张或多张后，控制机构会立即发出信号，使输纸机停止输纸工作，防止双张或多张进入滚筒，从而造成印刷废品，影响印刷质量，严重的还可能引起机械故障。
双张检测控制机构的原理是利用单张纸和双张纸及多张纸厚度的不同实现控制工作，其结构形式包括机械式、光电式、电容式及气动式等，各种检测装置有其不同的特点，亦有其不同的应用。机械式和光电式双张检测控制机构应用较为广泛。超声波防双张检测器是继机械、光电、电容检测机构之后，最新的一种双张检测机构。它具有非接触、无磨损检测之特点，在海德堡、小森、罗兰、很多国产的印刷机中多有应用。 1 机械式双张检测控制装置
机械式双张检测控制机构是平版印刷机广泛使用的一种检测控制机构，可分为摆动式双张控制器、固定式双张控制器。 1.1摆动式双张检测控制装置
摆动式双张控制器如图1所示。
这种双张检测控制器，主要由双张控制轮、偏心轮、调节螺钉、两个触头组成，在正常输纸的情况下，两触头间距约有一张纸厚度，输纸时两触头不相接触，出现双张或多张时，两触头接触，电磁铁断电，输纸装置停止运转。从理论上讲灵敏度较高，但由于结构比较复杂，在制造和装配时存在一定的误差，以及印刷时杆件的振动、摆动等，使得检测机构精度不容易保证。更换不同厚度
纸张时，需要改变调节螺钉的位置或两个触头间的间隙量，调节比较麻烦，所以实际检测效果并不理想，例如调节完成后不稳定，经常出现误动作停机等。但这种结构形式在早期的印刷机中应用非常广泛，如我国的J2108B型胶印机的SZ201型输纸机的双张检测装置，所以在北京人民机械厂生产的PZ4880中改为图2所示SPZ880-01型的结构，即双滚轮双张检测控制装置。
1.2固定式双滚轮双张检测控制装置
固定式双滚轮双张检测机械主要由双张控制轮，检测轮、微动开关和调节装置等组成。正常输纸的情况下，控制轮与检测轮之间约有一张纸的距离。当有双张或多张纸用过控制轮和送纸辊之间时，控制轮被纸张抬起上摆，使它与检测轮相互接触，检测轮在控制轮摩擦力的作用下逆时针转动，拨动微动开关，切断电磁铁电源，使输纸机离合器脱开，停止输纸，并由指示灯显示。
这种固定式双滚轮双张控制器与前一种摆动式相比，灵敏，可靠，容易调节，结构也比较简单，所以在现代高速印刷机上的使用较多，如海德堡胶印机和国产的高速输纸机都利用这种双张检测控制器。
以上两种方式都是机械加电触点式。
3 光电式双张检测控制装置
光电式双张检测装置是利用单张纸与多张纸的透光率不同，接收器接收到的光能量不同，从而实现检测工作的。如图3所示为光电式双张检测控制装置示意图。它主要由发射器、接收器、电子线路和电流继电器组成。通常光源即发射器，安装在纸张的上方，光电元件即接收器安装在纸张的下方。通过纸张厚度变化而使光电元件接受的强度不同而控制电路工作来检测双张。当有双张纸通过时，光电元件接收光线强度相对减弱，输入情况发生变化，电子线路的工作情况也随之变化，使输出端有电流产生，
图3 光电式双张检测控制示意图 触发继电器工作，发出双张信号，使输纸机停止工作。
这种控制器具有体积小，质量轻，使用方便，不污损图等
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图2 固定式双滚轮双张控制器
图1 摆动式双张控制装置
特点。它对颜色的敏感性强，在彩色印刷中有时不易调节。另外一旦环境亮度发生变化，光源和光电元件上有灰尘，纸毛和墨点后，检测灵敏度便降低。德国ZTIIB型全张二回转印刷机应用这种检测装置。
4 电容式双张检测控制装置
电容式双张检测装置是利用电容器的电容量随通过极板间的纸张数量不同而变化的原理进行工作。如图4所示它主要由极板、电子线路、和放大器组成。
在正常输纸时，如图4 所示放大器两端不发出信号，当两张纸通过时，纸张厚度增大，电容量发生变化，通过放大器将信号放大后输出，使输纸机停止输纸。
该检测控制装置的特点是工作灵敏度高，不受纸张平整度影响，但对纸张的色彩不敏感。对于厚纸电容式检测装置有较高的灵敏度，但对薄纸，它的可靠度和灵敏急剧下降，造成检测误差。 5 气吸式双张检测控制装置
气吸式双张检测器结构简单，灵敏度较高，但这种检测装置爱纸张的质量影响较大，对于厚度较小的纸张或纸张带有静电时，检测装置容易出现故障。 6 超声波双张检测控制装置
超声波是频率高于20000赫兹的声波，超声波在传播的过程时，方向性强，能量易于集中，而且能在各种不同介质中传播，传播距离远。超声波是靠介子传播，纸张也是由一定量的介子组成，所以超声波能够在纸张中传播。纸屑、灰尘等微小物质不会产生影响超声波的传播，因此超声波技术在胶印机双张检测电路中就有了一定的应用价值。
图4 电容双张检测装置
探头 发射 同步 识别 执行 接收 图5 超声波双张检测工作原理
超声波检测电路如图5所示，主要由发射电路、接收电路、同步电路、识别电路、执行电路组成。
检测装置如图6所示，电压电传感受器探头向纸张内发射一个超声波脉冲信号，超声波在纸张中传播到达纸张底面时，由于纸张和空气的介质不同，产生强烈的反射底波。反射底波信号由接收
电路接收，送到识别电路，算出始波和底波的时间间隔。当双张纸通过时，由于介质相同，声波能够通过第二张纸，并在第二张纸的底面反射，延长了声波的传播时间，识别电路立刻识别出时间的差异，再通过执行电路阻止双张纸的通过，胶印机停车或作出相应的动作。
超声波检测不依赖于材料的颜色。与传统的机械式或光学式双张检测方式对照，对于不同的纸张材料，超声波系统能做到不需要单独设定。 7 结束语
目前使用的双张检测装置检测出双张或多张后，都
需要停机处理。随着计算机图像处理技术与印刷工程的紧密结合，高新技术对印刷行业的高速渗透，彩色印刷将呈现向高效化、数字化、自动化、系统化发展的趋势。
为提高印刷品质量，提高印刷机械的
生产效率，在印刷工作过程中，不停机处理双张问题，也就是在检测到双张后，可以通过纸张分离等相应的机构将纸张分离出去而不用停机处理，保证印刷机的印刷效率，这是胶印机双张检测控制机构的一个未来的发展方向，这使得检测技术在印刷技术领域也将具有广阔的开发和应用前景。
图6 超声波检测装置
参考文献
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作者简介：徐淑琴：（1969- ）讲师，学士，从事机电专业机械设计与自动化的方向研究