自主设计喷水吧测试器

鲁骏

喷水吧也叫喷水杆，是印刷设备的重要部件，其在印刷机中的位置如图1所示。喷水吧控制的精细程度决定了印刷产品墨色质量的好坏 。

但喷水吧也是容易出问题的部件，当使用时间久了之后，经常出现不喷水、喷水量减小或喷水时断时续的情况。最麻烦的是，经过维修后的喷水吧，需要安装到机器上才能测试是否修复成功。

虽然我公司使用的高宝印刷机配有手动喷水的按钮盒，方便测试喷水吧是否维修成功，但其喷水量较低且频率不可调。一旦机器运转加快，喷水频率提高，就有可能因维修后的喷嘴的喷水量达不到要求而导致纸张上脏。此时又要将其重新取下，进行维修，如此，既耽误时间又增加了印刷成本。因此，制作一个完全脱离于印刷机，且可以控制喷水量大小的喷水吧测试器是非常有必要的。

喷水吧的喷水原理

我公司使用的印刷机为高宝Colora机型，一个喷水吧有8个喷水阀。其中，单个喷水阀的喷水原理如图2所示。

喷水阀大致由3个部件组成，即作为润版液载体的阀体，由水通道B和喷嘴D构成；作为喷水阀门开关的阀芯A；产生磁场的电磁线圈C。

当喷水阀关闭时，电磁线圈C没有电压，阀芯A由于弹簧的作用，将喷嘴D的入口堵死，使润版液进入通道B后停止流动，导致喷嘴D中没有液体，停止喷水。

当喷水阀打开时，电磁线圈C两端加载电压，通过电磁作用，将阀芯A吸入腔体中，使得弹簧压缩。由于之前阀芯A将喷嘴D堵死，此时A被拉开，加了压的润版液如箭头所示，会经过通道B流入喷嘴D并射出。

测试器的设计制作

通过分析喷水阀的工作原理，我们可以得出结论，控制喷水阀的喷水频率，实质上就是控制电磁线圈的通电频率。根据现场测量的数据，单个喷水阀通电时，电磁线圈两端的实际电压为24V，内部电流为500mA左右。由此可以选择电子开关元件的型号。我们设计的测试器的整体框架如图3所示。

从图3可以看到，Q1～Q8便是控制电磁线圈的主要电子开关元件。当输入正电压时，其内部的MOS管DS两端将会导通，使电磁线圈两端加载24V电压，控制喷水阀喷水。而关断时只需将Q1～Q8的输入电压接地即可，十分方便。本次采用的电子开关元件是来自IR公司的半导体开关元件，型号为IPS021L。IPS021L拥有47V耐压、5V控制输入电压以及最大能承受10A的脉冲输出电流，并且带有过温过流保护，非常适合控制电磁线圈。在信号输入方面，采用的是8个独立的电位器，MCU对各个电位器值进行AD采样后，便可根据电位器的调节量，控制对应喷水阀的喷水频率。本次的微型控制器采用的是8051内核的单片机，其体积小巧、结构简单、价格便宜，很适合这种低成本制作。

接线调试

制作好测试器后，需要将测试器和喷水吧连接，喷水吧采用的10芯航空插头，其接线定义如图4所示。

按照针脚定义图接好插座侧接线，并将水管连接至喷水吧，这样，测试器和喷水吧的物理连接便完成了。

实际调试时，可先将程序输出的频率最大值设为50Hz，便于观察。然后增加1号电位器的值，观察喷水频率是否跟随其值同步增大。依次调整好8个喷水阀后，再逐步提高程序输出频率的最大值，直到喷水量接近一条直线，此时便是喷水频率的最大值（因为再增加控制频率，阀芯也响应不了）。

效果分析

本测试器可以完全脱离机器独立运行，并且可以根据需求独立控制各个喷水阀的频率，能够完全模拟实际运行情况。其不但给维修人员带来了极大的便利，还在一定程度上提高了维修的质量与时效。

值得一提的是，在高宝印刷机喷水吧控制器损坏而通信部分完好的情况下，本测试器也可以临时代替喷水吧。对于其他配有喷水吧的印刷机，本测试器经过接线，也可以使用。