專利名稱：確定流體特性的制作方法
確定流體特性
背景技術(shù)：
許多因素對印刷過程的質(zhì)量有影響。能夠明白，存在對提高印刷作 業(yè)的質(zhì)量的持續(xù)需求。因此，監(jiān)控與印刷過程相關(guān)聯(lián)的一個或多個特性 可能是期望的，因為這可以促進更高質(zhì)量的印刷作業(yè)。然而，例如監(jiān)控
某些特性可能很難，所述特性諸如與印刷機的靜態(tài)油墨(ink)池相關(guān) 聯(lián)的一個或多個特性。
各種油墨參數(shù)極大地影響印刷機(press)關(guān)于印刷質(zhì)量、工作穩(wěn) 定性和耗材使用期限的性能，因此測量和控制這樣的油墨特性可能是期 望的。


為了實現(xiàn)前述及相關(guān)目標，以下描述和附圖詳細闡迷本公開的某些 說明性方面和/或?qū)嵤├?。這些指示了本文公開的一個或多個方面和/或 實施例可以采用的各種方式中的僅若干方式。根據(jù)結(jié)合附圖考慮的以下 詳細描述，本公開的其他方面、優(yōu)點和/或新穎特征將變得顯而易見。
圖1是可以用來測量靜態(tài)油墨池的電導率的實驗室類型油墨單元 (ink cell)系統(tǒng)的功能示意圖。
圖2是諸如可以用于液體電子照相術(shù)的電子油墨(Electro-Ink)的基 本操作的簡化功能示意圖，所述電子油墨包括電學上可充電微粒在介電 液體媒介(dielectric liquid media)中的分散體(dispersion)。
圖3是依據(jù)本文公開的一個或多個方面和/或?qū)嵤├腲皮配置成監(jiān) 控和確定諸如流動油墨的電導率之類的流動流體的 一 個或多個特性的 電導率及電荷計系統(tǒng)的 一 個示例性實施例的簡化示意圖。
圖4是可以用來測量流體特性(諸如靜態(tài)流體樣本的電導率)的測 量系統(tǒng)的簡化功能示意圖以及可以用于這種測量的方程。
圖5A和5B是依據(jù)本文公開的一個或多個方面的例如可以利用圖1、 3和4的系統(tǒng)實施例而測量和確定的若干流體特性的曲線圖。
圖6A和6B是依據(jù)本文公開的一個或多個方面的可以在一個或多個 流體特性的測量期間獲得的所施加的高場電壓以及對應電導率響應的
5曲線圖，所述一個或多個流體特性例如可以利用圖1、 3和4的系統(tǒng)實 施例來確定。
圖7是依據(jù)本文公開的一個或多個方面和/或?qū)嵤├谋慌渲贸杀O(jiān) 控和確定諸如流動油墨的電導率之類的流動流體的一個或多個特性的 電導率及電荷計系統(tǒng)的示例性實施例的簡化示意圖，其中使用旋轉(zhuǎn)鼓使 所述流動油墨在若干電極對之間流動。
圖8-11是依據(jù)本文公開的一個或多個方面的示出用于基于電流測 量數(shù)據(jù)來監(jiān)控和確定流動流體的電導率的示例性方法的 一個或多個實 施例的流程圖。
具體實施例方式
參照附圖描述本公開的 一個或多個方面，其中相似的參考數(shù)字在整 個附圖中通常用來指代相似的元件，且其中各種結(jié)構(gòu)不一定是按比例繪 制的。在以下描述中，為了解釋目的，闡述了眾多具體細節(jié)以便提供對 本文公開的一個或多個方面的徹底理解。然而，可以顯而易見的是，本
他情況中，以^框圖形式;出了眾所周#:的結(jié)構(gòu)和裝置以便^描述本文 公開的一個或多個方面。
一般而言，液體電子照相油墨是電學上可充電微粒在介電液體媒介 中的分散體。在施加電場后，所述微粒變?yōu)閹щ姴⑶已仉妶銎?。觀測 表明這種油墨的電導率強烈依賴于所施加電場的強度-在低強度場(一 般低于50V/隱)時較低而在高強度場(一般大于500V/mm)時高很多。 因而，對在〗氐電場和高電場測量的電導率加以區(qū)別。
觀測還表明當油墨微粒失去補充時，由于微粒漂到電極之一，所測 量的電流下降從而達到恒定值，此時在這些電極之間的液體中基本沒有 留下(耗盡)微粒。
對本公開而言，以下術(shù)語應具有以下意義
術(shù)語"一"實體指的是一個或多個該實體。如此，術(shù)語"一"、"一 個或多個"以及"至少一個"在本文中能夠互換地使用。
"高場電導率，，被定義為在微粒耗盡可能發(fā)生之前在施加高強度電 場時測量的電導率。
"低場電導率"被定義為在低強度場測量的電導率。"DC電導率"被定義為在由于所測量電流達到了基本恒定的值所以 電流平穩(wěn)之后測量的電導率。
"微粒電導率"被定義為油墨的高場電導率和低場電導率之間的 差，因為這個差歸因于微粒并且被稱為"微粒電導率"，原因在于觀測 表明，在從油墨中去除微粒(例如通過在離心機中分離)后剩余無微粒 流體基本上呈現(xiàn)出與在去除微粒前在油墨中測量的低場電導率相同的 高場電導率。微粒電導率被計算為微粒濃度(例如每單位體積的微粒數(shù)) 乘上單個微粒攜帶的電荷并乘上微粒的遷移率的乘積。
"遷移率"被定義為微粒的漂移速度對所施加的電場強度的比值。
高電場所感應的并針對由于低場電導率和DC電導率引起的電流所
修正的電流的時間積分表示微粒所攜帶的電荷。
因而，不同類型電導率的測量不僅提供直接的電性質(zhì)而且提供有價 值的油墨特性，諸如電荷濃度以及微粒濃度。
例如參照圖1，示出了可以用來測量靜態(tài)油墨池的電導率的實驗室
類型油墨單元系統(tǒng)10。該油墨包括油墨微粒22在介電液體媒介內(nèi)的分 散體20。.要測量的油墨分散體20置于一對導電電極25之間的油墨單元 24內(nèi)，這對導電電極25包括連接到油墨單元系統(tǒng)10的高壓電源及低電 平電流計30的相應正(+ )端子32和負(-)端子34的正(+ )電極26 和負(_)電極28。
在工作時，從電壓源30向油墨單元24的電極對25施加相對較高 的電壓。油墨分散體20內(nèi)的油墨微粒22被充電并且當微粒沿電極26 和28之間的電場漂移時短暫地允許傳導電流，如上面關(guān)于"高場電導 率"所討論的。在電極對25之間傳導的電流由低電平電流計30測量并 且可以用來確定與油墨單元24內(nèi)的油墨分散體20的電導率相關(guān)聯(lián)的若 干特性。
還如上面關(guān)于"低場電導率"所討論的，觀測表明當油墨微粒22 失去補充(諸如在靜態(tài)油墨單元24中)時，由于微粒22漂到電極之一， 所測量的電流下降從而達到恒定值(例如"DC電導率，，)，此時很少或 沒有(few to no)微粒保持分散在電極26/28之間的液體油墨分散體 20內(nèi)(耗盡)。
圖2進一步示出了諸如可以用于液體電子照相術(shù)的電子油墨50的 基本操作。液體電子照相油墨50包括電學上可充電油墨微粒22在介電液體媒介或載液(例如成像油)51中的分散體。電子油墨50的油墨微 粒22還包括具有顏料54的調(diào)色劑(toner )微粒52,其中作為在正(+ ) 電極56和負(-)電極58之間感應的電場的結(jié)果油墨微粒22可以接收 負電荷55。如果流體能夠^t離子化，則作為在電極對之間感應的電場的 結(jié)果，其還可以含有正離子60和/或負離子62。電子油墨50還可以含 有稱為電荷引導劑(charge director) 64的特定類型的表面活性劑， 其可以被添加到油墨以提升油墨微粒22獲得電荷的能力。
如先前所討論的，當油墨和油墨微粒22是固定的或者以其他方式 失去補充(諸如在圖1的靜態(tài)油墨單元24中)時，帶電微粒22 (例如， 接收負電荷55)漂到電極之一 (例如，帶負電的微粒22被吸引到正電 極56)。當基本所有微粒都漂到電極時，所測量的電流下降從而達到恒 定值(例如，"DC電導率")。
在電圖或電子照相過程(electro (-photo-) graphic )過程的一個 實施例中，電極之一 (諸如電極56)可以用作"電子照相"板或照片成 像板(PIP)56,以攜帶形式為電荷或電位的對應空間分布的潛像。在 這個實施例中，另一電極58則可以用作提供油墨22和調(diào)色劑微粒52 中的顏津十54的顯影才幾(developer) 58,其然后凈皮吸引成表示潛像的電 荷的空間分布。
圖3示出了依據(jù)本文^>開的一個或多個方面和/或?qū)嵤├?:配置
成監(jiān)控和促進確定諸如流動油墨102的電導率之類的流動流體的一個或 多個特性的電導率及電荷計系統(tǒng)100的一個示例性實施例。
電導率及電荷計系統(tǒng)1 0 0的 一 個實施例包括置于含有帶電微粒的流 體(例如油墨)中的三個(或更多)電極對。迫使或以其他方式使得流 體101沿方向102在所述電極對(例如110、 120和130 )的相應第一和 第二板(例如110a/110b、 120a/120b和130a/130b)之間流動。所述電 才及對(例如110、 120和130)由(例如，由電壓源140的正(+ )端子 142和負(-)端子144所施加的)DC電壓V偏置，以致到流體流過第 三(最后)電極對130時基本所有帶電微粒都被從流體101中去除(例 如，通過被吸引到第二(中間/居中)電極對120的第二對板U0a/U0b)。 當流體在所述電極對(例如110、 120和130)的相應第一和第二板(例 如llQa/110b、 12Ga/12Qb和13Ga/13Qb)之間流動時，監(jiān)控和測量每個 電極對的板之間的對應DC電流，基于從電壓源140施加的DC電壓V而產(chǎn)生在電流計1 (112)處測量的第一電流I,、在電流計2 (122)處測 量的第二電流12、以及在電流計3 ( 132)處測量的第三電流13。然后基 于與測量相關(guān)聯(lián)的各種因素和/或條件，使用DC電流測量L、 12和13來 確定流體的 一 個或多個電導率特性或者另 一 個這樣的流體特性。除了其 他以外，這樣的因素和/或條件可以包括例如板之間的距離(d)、板的 截面積(A)以及所施加的電壓V，如以下要進一步討論的。
以此方式，并且當流體101沿流動方向102進入圖3的電導率及電 荷計實施例100時，在第一電極對110的第一和第二板110a/110b之間 進行的初始流體電導率測量反映了流體中高濃度的帶電微粒(例如，用 于"高場電導率，，測量)，而在第三(最后)電極對130的第一和第二 板1 3 0 a /1 3 0 b之間進行的流體電導率測量反映了流體中艮低濃度的帶電 微粒(例如，用于"DC電導率，，測量)。然后，這些電導率測量以及在 第二電極對120的第一和第二板120a/120b之間的"低場電導率"測量 能夠用來確定流體的附加特性，所述附加特性能夠影響印刷過程的質(zhì) 量。
因而，在這個示例中，泵送或者以其他方式引導諸如油墨的流體在 三個(或更多)電極對之間流動，其中第一電極對IIO具有在流體流動 方向102上的短長度，第二電極對120具有沿流動方向102的長長度， 而第三電極對130具有沿流動方向102的任意長度。例如，要明白，蠕 動泵或另 一種這樣的泵送裝置可以用來在三個電極對的板之間泵送流 體。通過在電極對兩端(例如交替地)施加高值和低值DC電壓，可以 測量相應電極對的板之間的兩個對應DC電流值。
而且，第一短電極對110的長度使得在微粒經(jīng)過該電極對110的時 間期間不會發(fā)生顯著的微粒耗盡，而在這個時間期間，發(fā)生充足的電荷 收集以使得能夠從其進行電流測量。電極對120的長度足夠長以確保在 流體通過其間的期間從流體(例如油墨)中基本全部去除微粒(稱為極 化)。最后，第三電極對130只需長得足以為從其進行電流測量提供充 足的最小電荷收集。
基于來自每個電極對的DC電流測量，可以確定流體的一個或多個 電導率或其他這樣的特性，例如包括荷質(zhì)比、遷移率以及帶電微粒的濃
度。帶電微?？梢允腔蚩梢圆皇橇黧w原有的，但這樣的微粒在流體被制 造用于電圖或電子照相過程時通常是流體的組成部分，其中微粒還可以
9攜帶著色劑和/或粘合劑。
圖4示出了可以用來測量一個或多個特性(諸如靜態(tài)流體樣本的電導率)的測量系統(tǒng)200以及可以用于這種測量的方程。類似于圖1的油
墨單元10，圖4的測量系統(tǒng)200包括具有一對電極210的測量單元202,這對電極210包括在樣本214的兩側(cè)隔開距離d 216的第一電極或板210a以及第二電極或板210b,所述樣本214具有如板210a/210b看到的截面積A。
電壓源240電連接到測量單元202的板210a/210b，并且給電極對210供應電壓V 242。作為所施加電壓242的結(jié)果，能夠測量第一板210a和第二板210b之間的電流I 212?；谒鶞y量的電流I 212,可以根據(jù)以下方程確定電導率cj:
<7 =- = — ——
r/s r 爿
其中cr-樣品的電導率(單位pmhO/cm)I =板之間測量的且通過樣品的電流A =暴露于板的被測量樣品的截面積d二板之間的距離V =對樣品單元的板施加的電壓
圖5A和5B分別示出了依據(jù)本文公開的一個或多個方面的例如可以利用圖1、 3和4的系統(tǒng)實施例測量和確定的若干流體特性的示例性曲線圖300和350。
例如，圖5A示出了 2 %流體(微粒構(gòu)成流體的2 % )的電導率(單位pmh0/cm )作為每單位距離d所施加電壓V的函數(shù)的示例性曲線圖3 00,該電壓V施加到樣品單元(諸如圖4的樣品單元202 )。當以較低電壓電平施加所施加的電壓V時，產(chǎn)生"低場電導率"310,而當對樣品施加較高電壓電平時，提供"高場電導率"320。"高場電導率"320和"低場電導率"310之間的差被稱為"微粒電導率"330。
圖5B示出了流體樣品中沒有微粒(例如微粒耗盡)時流體或載流流體的電導率(單位pmhO/cm)的另一示例性曲線圖350,該電導率360是作為每單位距離d所施加電壓V的函數(shù)而測量的，電壓V施加到樣品單元(諸如圖4的樣品單元2 02 )。
圖6A和6B分別示出了依據(jù)本文公開的一個或多個方面的可以在例
10如利用圖1、 3和4的系統(tǒng)實施例測量和確定一個或多個流體特性的期間獲得的所施加的高場電壓以及對應電導率響應的示范性曲線圖4 0 0和450。
例如，圖6A示出了高場電壓波形400,其中對測量單元(諸如圖4的樣品單元202 )施加高電壓。在時刻tO之前，電壓波形400處于大約O伏特，如410所示。響應于這個施加的低電壓且如圖6B的曲線圖450所示，在460處電導率(對應于測量的電流)也處于大約O pmhO/cm。
在時刻tO和tl之間，例如在420處，單元的板兩端的電壓400階躍至大約1500伏特的"高場電壓"電平，所述板例如具有大約lmm的間隔距離d (例如圖4的216)。因而，在該實施例中，電場強度等于
電場強度=1500V/lfimi- 1. 5V/)li
響應于在t0施加的高場電壓420的這個階躍函數(shù)，電導率形成尖峰達到如圖6B中的470處所示的"高場電導率，，水平。當高場電壓電平保持在420電平時，在時刻tO和tl之間流體(例如，圖2的51)內(nèi)的帶電微粒(例如，圖2的22)基本都被吸向電性相反的電極(例如，圖2的正電極56)。到時刻tl (例如，在大約8秒后)，基本所有帶電微粒22都已經(jīng)從流體中被耗盡并且流體的電導率達到基本穩(wěn)定的狀態(tài)或"DC電導率"水平480。以此方式，可以測量和/或確定眾多其他流體和微粒特性。
相應地，圖7示出了^f支配置成監(jiān)控和確定諸如油墨的流動流體的一個或多個特性的電導率及電荷計系統(tǒng)500的示例性實施例，其中通過使用旋轉(zhuǎn)鼓501使所述流動流體在若干電極對之間流動。
在圖7中，鼓501在含有帶電微粒(例如，圖2的22)的流體502(例如，圖2的電子油墨50)內(nèi)旋轉(zhuǎn)。當鼓501繞連接到電壓源540的正端子542的中心點5 04以方向503旋轉(zhuǎn)時，沿鼓的表面以圓形流動方向506在三個相應電極對510、 520和530的第一和第二板510a/510b、520a/520b和530a/530b之間運送流體502。在這個示例500中，相應電極對510、 520和530的第一板510a、 520a和5 30a ^L—起組合為由鼓510的表面構(gòu)成的單個或共同板。
具體而言，使得流體502最初在包括由電流計1(512)監(jiān)控的第一和第二板510a和510b的相對短(例如具有長度LJ的第一對電極510之間流動。此后，流體502在包括由電流計2 ( 522 )監(jiān)控的第一和第二板520a和520b的相對長(例如具有長度L2)的第二對電極520之間流 動。最后，流體502在包括由電流計3 ( 532 )監(jiān)控的第一和第二板530a 和530b的相對任意長度(例如具有長度L3)的第三對電極530之間流 動。因而，三個電流計512、 522和5 32連接到電壓源540的負端子544 以便提供電流測量I,、 12和I"所述電流測量I,、 12和L基于電壓源540 提供的施加電壓V而在相應電極對510、 520和530的第一和第二板之 間流動。要明白，雖然圖7 (和圖3)中示出了三(3)個電極對，但是 可以使用任何適當數(shù)量的電極對。
在工作中，在第一電極對1 (510)的第一和第二板510a/510b之間 流動的流體502提供第一電流測量同時流體502含有最大或全濃度 的帶電微粒(例如，圖2的22)。因而，第一電極對510的長度L,使得 很少或沒有帶電微粒極化到被分別配置為第一、第二和第三電極對510、 520和530的正板(例如第一板510a、 520a和530a )的鼓501上。然 而，第一電極對510的長度L,足以允許充足的電荷收集從而實現(xiàn)I!電流 測量。相應地，如果高場電壓V(例如，圖6A的420 )由電壓源540施 加到第一電極對1 (510)，則"高場電導率，，(例如，圖6B的470 ) 可以基于第一電極對l (510)的第一電流測量I,來確定。
當流體502在顯著較長的第二電極對2 ( 520 )的第一和第二板 520a/520b之間流動時，流體502失去基本所有帶電微粒(例如，圖2 的22),在這個時間期間提供流體的第二電流測量12。相應地，第二電 極對52 0的長度L2足以允許基本所有帶電微粒被極化或從流體5 02當中 鍍到被配置為第二電極對520的正板520a的鼓501上。相應地，如果 高場電壓V由電壓源540施加到第二電極對2 ( 520 )，則可以(潛在地) 在沿第二電極對(520 )的長度移動的流體502的給定樣品中觀察到電 流流動以及類似于圖6B的波形450的對應電導率。
因而，到流體502在第三電極對530的第一和第二板5!30a/H0b之 間流動的時候，基本所有帶電微粒(例如，圖2的22)已經(jīng)被從流體中 去除，并且提供流體的第三電流測量13。相應地，如果高場電壓V由電 壓源540施加到第三電極對530，則"DC電導率，，(例如，圖6B的480 ) 可以基于第三電極對3 ( 5 30 )的第三電流測量L來確定。因為當流體在 相應第一、第二和第三電極對510、 520和530的極化板之間流動時基 本所有帶電微粒(例如，圖2的22)都已經(jīng)從流體502中去除并鍍到鼓501上，所以在所示示例中利用擦拭器520從鼓501去除帶電微粒并且 將它們重新引回到流體502中。因而，擦拭器520和鼓501的旋轉(zhuǎn)用來 將帶電微?；旌匣氐搅黧w502中，以致第一電極對510處的流體502的 微粒濃度基本回到原始的全濃度水平。
再次如圖3中所示，通過例如在圖7的電^^及對兩端交替地施加高值 和低值DC電壓(例如，Vhi和Vlo),可以在相應電極對510、 520和 5 30的第一和第二板510a/510b、 520a/520b和5 30a/5 30b之間測量兩個 對應的DC電流值(例如，Iw和Illn、 H口 121。以及131"和I3I。)。
要明白，其他這樣的配置和泵送裝置(諸如蠕動泵)可以用來在電 極對510、 520和530的板之間移動流體。另外，擦拭器520可以例如 由另一孩i粒去除裝置(諸如湍流誘導表面(turbulence inducing surface))和/或?qū)щ娢⒘墓?01沖走的流體射流來替代。而且， 鼓501或第二板510b、 520b和530b的表面可以具有例如增強或以其他 方式調(diào)節(jié)流體流506的移動、增強電流測量和/或改善特性確定的各種 凹槽或表面特征。
盡管這三個電極對的第 一和第二板之間的距離示為相同的，但是還
要明白這三個電極對的第 一 和第二板之間的距離可以不同。
附加電極對和電流計也可以被添加到所示的那些電極對和電流計。
在圖7的示例的一種實施方式中，可以利用以下參數(shù)
第一電極對l (例如510)的長度L大約5 ,;
第二電極對2 (例如520 )的長度L2大約50 mm;
第三電極對3 (例如530 )的長度L3大約55 mm;
垂直于流動方向(例如506 )測量的所有電極(例如510、 520和 530 )的寬度大約50 mm。
鼓(例如501)或圓柱形爿>共電才及具有大約100 mm的直徑和大約 60 mm的寬度。
電極對的第二板(例如510b、 520b和530b )和圓柱體(例如鼓501 ) 之間的間隙大約為1 mm。
第一電極對l (例如510)和第二電極對2 (例如520 )之間或者第 二電極對2 (例如520 )和第三電極對3 (例如530 )之間的間隙大約為 1 mm。
圓柱體(例如鼓501)的旋轉(zhuǎn)速率大約為每分鐘20轉(zhuǎn)。施加到第一電極對l (例如510)的低電壓Vu大約為30 V。
低電壓L脈沖的持續(xù)時間大約為2秒。
在施加低電壓Vt。脈沖后零電壓的暫停大約為1秒。
施加到第一、第二或笫三電極對(例如510、 520和5 30 )的任一個
的高電壓L大約為1，500 V。
高電壓VHi脈沖的持續(xù)時間大約為2秒。 在施加高電壓V^脈沖后零電壓的暫停大約為1秒。 (例如通過電流測量裝置連接到地電位的)接地保護電極可以設在
電極對的第二板周圍，以便不受控的電流對電流測量幾乎沒有影響。 因而，無論所用的測量機構(gòu)(諸如圖3的實施例100或圖7的實施
例500 )如何，例如通過計算機或另一這樣的分析器來分析電流測量數(shù)
據(jù)以確定流體的 一 個或多個特性或參數(shù)。
圖8-11示出了依據(jù)本文公開的一個或多個方面的促進基于電流測
量數(shù)據(jù)來監(jiān)控和確定流動流體的電導率的示例性方法600,該方法例如
諸如可以用于圖7的電導率及電荷計系統(tǒng)500。
盡管方法600在下文中被示出并描述為一系列動作或事件，但是要
明白這樣的動作或事件的所示排序不應以限制的意義來解釋。例如，除
了本文所示和/或描述的那些之外， 一些動作可以以不同的順序發(fā)生和/
或與其他動作或事件同時發(fā)生。另外，為實施本文描述的一個或多個方
面和/或?qū)嵤├?，可能不是所有所示動作都需要。而且，可以在一個或 多個分離的動作和/或階段中來實現(xiàn) 一 個或多個動作。
參照圖8,方法600始于602，其中使含有帶電微粒(例如，圖1 和2的22)的流體(例如，圖7的502 )在第一電極對(例如，510) 的第一和第二板(例如510a/510b)之間流動。接著，在610，流體(例 如502 )在位于第一電;f及對(例如510)下游的第二電^1對(例如530 ) 的第一和第二板(例如530a/530b)之間流動，該流體當在第二電極對 (例如5 30 )的第一和第二板(例如530a/530b)之間流動時失去基本 所有帶電微粒。
在620,測量第一電極對(例如510)的第一電流(例如I,)。在 630,測量第二電極對(例如530 )的第二電流(例如13)。
在650，基于在相應第一和第二電極對(例如510和530 )的第一 和第二板(例如510a/510b和530a/5 30b)之間測量的一個或多個電流(例如L和/或IJ來確定流體特性(例如，流體502的電導率)。
因而，例如根據(jù)下式可以從在第一電極對(例如510)的第一和第
二板(例如510a/510b)之間測量的測量第一電流(例如IJ來確定高
場電導率cjHi (例如圖6B的470 ): C7Hi = I美* d/(L,D)
其中I !表示第 一 電極對的第 一 和第二板之間測量的電流，
vHi表示施加到第 一 電極對的高電壓，
L,表示第 一 電極對在流體流動方向上的長度，
D表示第一電極對的寬度，以及
d表示第 一 電極對的第 一 和第二板之間的間隙。
替換地，參照圖9,在方法600的610處流體在第二電極對的板之 間流動后，615包括使流體(例如502 )在位于第一和第二電極對(例 如510和5 30 )之間的第三電極對(例如520 )的第一和第二板(例如 520a/520b)之間流動，其中當流體在第三電極對(例如520 )的第一和 第二板(例如520a/520b)之間流動時(例如在圖6B的480 )從流體中 去除基本所有帶電微粒(例如圖1和2的22 )。
此外，參照圖10,在方法600的610處當流體在第二電極對的板之 間流動的時候從流體中去除了基本所有帶電微粒之后，616包括將基本 所有帶電微粒(例如圖1和2的22)添加或重新引回到第一電極對(例 如510)上游的流體中(例如在圖6B的480 )。例如，這可以借助于圖 7所示的擦拭器520來實現(xiàn)。
最后，參照圖11，方法600的601包括利用旋轉(zhuǎn)圓柱形鼓(例如 501 )來促進流體(例如5 02 )的流動并且實施相應電極對(例如510和 /或520和/或530 )的第一板(例如510a、 520a、 530a)。例如，如上 面關(guān)于圖7的鼓501所討論的，鼓501的旋轉(zhuǎn)能夠提供泵送作用以迫使 流體502在電極對之間從而實現(xiàn)電流測量，并且還能夠用來將微粒在由 擦拭器520從鼓501去除后混合回到流體502中。
還可以確定一個或多個其它這樣的特性。
例如，可以依照下式一艮據(jù)^^第 一 電^!對測量的電流確定〗氐場電導
率
CTLo = H * d/(L,D)
其中I i表示第 一 電極對的第 一 和第二板之間測量的電流；Vu表示施加到第一電極對的低電壓；
L表示第 一 電極對在流體流動方向上的長度；
D表示第一電極對的寬度；以及
d表示第 一 電極對的第 一和第二板之間的間隙。
在另 一個示例中，可以依照下式根據(jù)從第三電極對測量的電流確定
DC電異率
<Jdc = I3/VHi * d/(L3*D)
其中13表示第三電極對的第 一 和第二板之間測量的電流；
1表示施加到第三電極對的高電壓；
L3表示第三電極對在流動方向上的長度；
D表示第三電極對的寬度；以及
d表示第三電極對的第 一和第二板之間的間隙。
在又一個示例中，可以依照下式根據(jù)從相應第一、第二和第三電極
對測量的電流確定每單位體積的流體的總電荷 Qv - (I"IHL，+L2/L3"3)/(v,D'd)
其中L表示第一電極對的第一和第二板之間的電流； 12表示第二電極對的第 一和第二板之間的電流； 13表示第三電極對的第 一 和第二板之間的電流， L,表示第 一 電極對在流動方向上的長度； "表示第二電極對在流動方向上的長度； L3表示第三電極對在流動方向上的長度； D表示相應第一、第二和第三電極對的寬度；
d表示第一、第二和第三電極對的第一和第二板之間的間隙；以及 v表示流體流動的線性速度。
在又 一 個示例中，可以依照下式 一艮據(jù)從第 一 電極對測量的電流確定 微粒電導率
Opart = c^Hi ■ <7l。
其中①i表示高場電導率， d。表示低場電導率。
在另 一 個示例中，可以根據(jù)下式確定帶電微粒的遷移率
A =CTpart / Qv
其中
16表示微粒電導率； Qv表示每單位體積的流體(例如502 )的總電荷。
在再 一 個示例中，可以根據(jù)下式確定帶電微粒的體積濃度 Cv = k * Q2V / aPart
其中Qv表示每單位體積的流體的總電荷，這是根據(jù)從相應第一、第二 和第三電才及對測量的電流確定的； apan表示微粒電導率；
k是比例因子，該比例因子在均勻球形微粒的理論極限中能夠被計 算為
k = 1/(6 * tt * n * r)
其中
r)表示流體的粘度；
r表示帶電微粒的半徑。 盡管已經(jīng)關(guān)于一個或多個實施方式示出并描述了該公開，但是基于 本說明書和附圖的閱讀和理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員會想到等效的更改和/ 或修改。該公開包括所有這樣的修改和更改并且僅由以下權(quán)利要求書的 范圍限制。具體關(guān)于由上面描述部件(組件、設備、電路等)執(zhí)行的各 種功能，用于描述這種部件的術(shù)語(包括對"裝置"的引用)旨在(除 非另外指出)對應于執(zhí)行所述部件的指定功能的任何部件(例如，功能 上等效)，即使結(jié)構(gòu)上不等效于執(zhí)行在該公開的本文所示的示例性實施 方式中的功能的所公開結(jié)構(gòu)也是如此。另外，雖然可能關(guān)于若干實施方 式中的僅一種公開了發(fā)明的特定特征，但是這樣的特征可以與如可能期 望用于和/或有利于任何給定或特定應用的其他實施方式的一個或多個 其它特征組合。而且，就術(shù)語"包括"、"具有"、"有"、"帶有" 或其變型用于詳細描述或權(quán)利要求而言，這樣的術(shù)語以類似于術(shù)語"包 括"的方式打算是包含的。如本文利用的術(shù)語"示例性"僅意指示例而 不是最佳的。
權(quán)利要求
1、一種用于確定(650)流體特性(例如σHi，μ)的方法(600)，包括使流體(102)在第一電極對(110)的第一和第二板(110a/b)之間流動，該流體(102)當在所述第一電極對(110)的第一和第二板(110a/b)之間流動時含有帶電微粒(22)，使所述流體(102)在所述第一電極對(110)下游的第二電極對(120)的第一和第二板(120a/b)之間流動(610)，該流體(102)在離開所述第二電極對(120)的第一和第二板(120a/b)之間之前失去基本所有帶電微粒(22)；測量(620)所述第一電極對(110)的第一電流(I1122)；測量(630)所述第二電極對(120)的第二電流(I2122)；以及基于所測量電流(I1122，I2122)的一個或多個來確定(650)所述流體特性(σHi，μ)。
2、 權(quán)利要求1的方法，包括使所述流體在第三電極對(130)的第一和第二板(130a/b)之間流 動(615),所述第三電極對(130)在流體流動方向(102)上設置于 所述第一和第二電極對(110、 120)的下游，在該流體在所述第三電極對(130)的第一和第二板(D0a/b)之間 流動前已經(jīng)從該流體(102)中去除了基本所有帶電微粒(22)。
3、 權(quán)利要求l的方法，包括將帶電微粒(22)添加到所述第一電極對(110)上游的所述流體。
4、 權(quán)利要求1的方法，相應電極對(510, 520, 530)的第一板(510a， 520a, 530a)包括圓柱形鼓(501),其中鼓(501)的旋轉(zhuǎn)促進(601) 所述流體(502 )的流動(506)。
5.一種用于確定流體(502 )的一個或多個特性(例如C7H" 的系 統(tǒng)(500),包括分別包括第一和第二板(510b， 520b， 530b)的多個電極對(510, 520, 530 ),其被布置成使得所述電極對(510, 520, 530 )的第一和 第二板沒有一個完全圍繞所述電極對(510， 520, 530 )的對應第二和 第一板(510b/a、 520b/a、 530b/a);用于測量當流體(502 )位于所述板之間時基于施加到至少其中兩個所述電極對的相應電壓(V!， V2， V3)在至少其中兩個所述電極對的第一和第二板(510a/b、 520a/b、 530a/b)之間傳導的相應電流(I512, I2 522， I3 532 )的裝置；以及用于基于所測量電流(Ii 512， I2 522， I3 532 )中的一個或多個來確 定所述一個或多個流體特性(cjHi, 的裝置。
6、 權(quán)利要求5的系統(tǒng)，包括用于在所迷電^1對(510, 520， 530 )的至少一個的兩端施加相應DC 電壓(Vl， v2, v3)的裝置(540 )。
7、 權(quán)利要求5的系統(tǒng)，該流體(502 )包括含有帶電微粒(22)的介 電液體J 某介(51 )。
8、 一種用于確定含有帶電微粒(22)的流體(502 )的一個或多個特 性(例如cjm, 的系統(tǒng)(500)，包括第一電極對(510),其包括所述流體(502 )在其間流動(506 )的 第一和第二板(510a/b);第二電極對(520),其包括所述流體(502 )在其間流動的第一和第 二板(520a/b),所述第一板(510a, 520a)沒有一個完全圍繞所迷第 二板(510b, 520b)并且所述第二板(510b, 520b)沒有一個完全圍繞 所述第一板(510a, 520a);電壓源(540)，其被配置成將相應DC電壓(vl5 vj施加在所述第 一和第二電極對(510a/b, 520a/b)的兩端；測量電路(512, 522 )，其被配置成測量基于所施加的電壓(v!, v2) 而在所述第一和第二電極對(510, 520 )的第一和第二板(510a/b, 520a/ b)之間傳導的相應電流(I!, I2);以及處理器，其被配置成基于所測量的電流(I!， I2)中的一個或多個來 確定所述一個或多個流體特性。
9、 權(quán)利要求8的系統(tǒng)，包括第三電極對(530 ),其包括所述流體(502 )在其間流動的第一和第 二板(530a/b)，該第三電極對(530 )在所述流體(502 )流動的方向 (506 )上設置于所述第一和笫二電極對(510， 520 )的下游，所述第 一板(510a, 520a, 530a)沒有一個完全圍繞所述第二板(510b, 520b, 530b)并且所述第二板(510b, 520b, 530b)沒有一個完全圍繞所述第 一板(510a， 520a, 530a)。
10 權(quán)利要求8的系統(tǒng)，含有帶電微粒(22)的流體(502)是包 括所述帶電微粒(22)在介電流體(51)中的分散體的電子照相油墨(50)。
全文摘要
在一個實施例(600)中，通過以下步驟確定(650)流體(102，502)的特性(σ_Hi，μ)使流體(102)(其可以含有帶電微粒(22))在多個電極對(110，120，130)之間流動，在至少兩個電極對兩端施加相應DC電壓(v)，以及在相應電極對(110，120，130)處測量通過流體(102，502)的所得到電流(I₁、I₂、I₃)。在一個示例中，電極對(110，120，130)的相應板(110a/b，120a/b，130a/b)被配置成使得它們不完全圍繞彼此。
文檔編號B41J29/393GK101678684SQ200880020385
公開日2010年3月24日 申請日期2008年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月15日
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