[发明专利]自适应电喷雾装置

说明书

当前主题包括一种自适应电喷雾装置，其在大气(例如，非真空)中操作时产生一致的输出。例如，当前主题包括一种自适应系统，其可以监测两个电流参考点(分别在发射器和反电极处)，确定引起寄生损耗的发射器电流的变化，并相应地调整发射器电流。另外，当前主题包括具有发射器阵列的高通量自适应电喷雾装置，其以预定顺序快速切换阵列中的不同发射器的电势，从而减轻或消除来自相邻发射器的干扰。还描述了相关的装置、系统、技术和物品。

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119要求于2016年8月31日递交的美国临时申请号为62/381,667的优先权，其全部内容在此通过引证明确地并入本文。

技术领域

本文描述的主题涉及的是提供可靠输出的自适应电喷雾技术。

发明背景

电喷雾系统是利用电势(电压)将液体分散在导电源发射器和导电反电极之间的间隙中的系统。电喷雾系统通常是用单个发射器来实现的。这种系统的电喷雾输出特性通常以电喷雾模式为特征。例如，在锥形喷射模式中，电喷雾的特征在于许多参数，包括电喷雾粒子液滴或胶体尺寸、在反电极上形成和沉积之间的粒子飞行时间、粒子的蒸发速率、粒子的单分散性、分散模式、保留在粒子表面上的电荷、在发射器和粒子携带的反电极之间流动的电喷雾电流、泰勒锥体发出的液滴相对于电压、电流和电荷频率分量的振荡，以及电喷雾溶液中的化学粒子运输。化学溶液的电喷雾是一种复杂的现象，具有许多相互依赖的参数。因此，电喷雾系统的输出是不一致的并且可能存在显著变化，例如，由于日常湿度的变化等。

发明内容

当前主题包括自适应电喷雾装置，其在大气(例如，非真空)中操作时产生一致的输出。由于电喷雾输出取决于从发射器流向反电极(也称为集电极collector)的电流，因此环境湿度会导致寄生电流损失。电离电流并不是常用的表征参数。当前的主题包括使用电离电流作为操作的表征参数的装置。例如，当前主题包括自适应系统，所述自适应系统可以监测两个电流参考点(分别在发射器和反电极处)，确定将导致寄生损耗的发射器电流变化，并相应地调整发射器电流。

除此之外，当前主题包括具有发射器阵列的自适应电喷雾装置。在使用单个发射器/反电极对的情况下，发射器和反电极之间的电势差在发射器和反电极之间产生电场，从而导致分散的液体的泰勒锥形成。但是，在具有同时操作的近端发射器的发射器阵列的情况下，它们各自的高压电势会影响电场，从而干扰甚至阻止泰勒锥形成。发射器干扰阻碍了所需的电喷雾操作。当前主题包括高通量自适应电喷雾装置，其以预先确定的顺序快速切换阵列中的不同发射器的电势，从而减轻或消除来自相邻发射器的干扰。

在一个方面，一种电喷雾装置包括第一电流测量单元、第二电流测量单元和控制器。所述的第一电流测量单元电耦合至发射器并测量发射器电流。所述的第二电流测量单元电耦合至反电极并测量反电极电流。所述的控制器配置为接收发射器电流测量和反电极电流测量；根据接收的发射器电流测量值和接收的反电极电流测量值，计算电流调整值，以补偿发射器和反电极之间的寄生电流损耗；并根据计算出的电流调整值调整发射器电流。

在另一方面，电喷雾装置包括发射器阵列和控制器。所述的发射器阵列包括第一发射器和第二发射器。所述的控制器被配置为在第一时间段给第一发射器通电并在第二时间段给第二发射器通电。所述的第一时间段和第二时间段不重叠。

在另一方面，发射器电流测量可以从电耦合到发射器并测量发射器电流的第一电流测量单元接收。反电极电流测量可以从电耦和到反电极并测量反电极电流的第二电流测量单元接收。基于接收的发射器电流测量值和接收的反电极电流测量值计算电流调整值。所述的电流调整值用于补偿发射器和反电极之间的寄生电流损耗。可以基于计算的电流调整值来调节所述的发射器电流。