專利名稱：絕緣流體中用于微粒的電荷傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及電荷檢測，尤其涉及絕緣液體中用于微粒的新的電荷傳感器。
背景技術(shù)：
絕緣液體越來越多地被應(yīng)用到每個經(jīng)濟(jì)體系。這些液體全都具有受到這些流體污染限制的效用。當(dāng)微粒污染這些流體時，減小了這些流體的實用性和價值。由于這些微粒摩擦生電的特性，當(dāng)它們相對和它們接觸的另一體位于運動狀態(tài)時，其上的電荷增加。這些電荷趨向保持相同帶電粒子處于懸浮狀態(tài)。
通常，值得去檢測這種微粒上的電荷。
因此，本發(fā)明的主要目的是提供一種關(guān)于用于測量絕緣流體中微粒上的電荷和/或用于在這種微顆上的電荷排布以使其隨后聚集的使用系統(tǒng)和方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供這樣一種系統(tǒng)和方法，當(dāng)該設(shè)備用做充電元件時，該系統(tǒng)和方法中用于電極的電壓是自動調(diào)節(jié)而不需要手動電壓調(diào)節(jié)。
本發(fā)明另外的目的是提供這樣一種容易且經(jīng)濟(jì)地實現(xiàn)的系統(tǒng)和方法。
本發(fā)明的其他目的以及它的詳細(xì)特征、元件和優(yōu)點將在下面的描述和相應(yīng)附圖中說明或者通過下面的描述和相應(yīng)附圖將更加清楚。

發(fā)明內(nèi)容
通過提供一種系統(tǒng)使本發(fā)明獲得上面的目的，其中，該系統(tǒng)包括一電荷傳感器或者一個具有用于絕緣流體在其中流動的相同的第一和第二流體流動通道；上述第一和第二流體流動通道分別包括第一和第二電極；分別連接上述第一和第二電極的上述第一和第二電源，上述第一和第二電源具有相同值并且具有與接地相比相反的極性；和連接上述第一和第二電源的電流比較電路，其用于輸出表現(xiàn)出在上述微粒物質(zhì)上的電荷的信號。同時提供使用上述系統(tǒng)的方法。
附圖的簡要說明通過參照相應(yīng)的附圖將容易理解本發(fā)明和它的各種方面，其僅僅提供對發(fā)明目的的說明而不傾向于限定本發(fā)明的范圍，其中


圖1是依照本發(fā)明一個實施例所構(gòu)造的電荷傳感器或者裝料室的部分橫截面和部分示意性的側(cè)面正視圖。
圖2是依照本發(fā)明另外的實施例所構(gòu)造的電荷傳感器或者裝料室的部分橫截面和部分示意性的側(cè)面正視圖。
圖3是依照本發(fā)明另一個實施例所構(gòu)造的電荷傳感器或者裝料室的部分橫截面和部分示意性的側(cè)面正視圖。
圖4是被用于系統(tǒng)中的本發(fā)明的略圖。
用于實現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式現(xiàn)在將標(biāo)記用于附圖，提供標(biāo)記的目的僅僅用作參照，并不傾向于限定本發(fā)明的范圍，雖然元件可以在其他圖上也能看到，但是在附圖上自始至終各種數(shù)字中一致的數(shù)字表示類似的或者相同的元件，并且當(dāng)使用時，圖上附加說明的附圖標(biāo)記直接將讀者引到圖上，圖中描述的元件將更清楚。
圖1解釋了依照本發(fā)明一個實施例構(gòu)造的電荷傳感器或者裝料室，并且通常用附圖標(biāo)記10表示。流體包含的微粒用20表示，以分開的方式產(chǎn)生流動來流過絕緣材料22的密封，在該密封的兩個通道之間等分該流量。盡管密封22的其他形狀可以使用，但是密封22優(yōu)選的在該流動流體方向上延長并且為圓柱形。位于通道中的是第一和第二金屬電極30和32，每個電極分別具有從電源40和44應(yīng)用到其上的相對高的電壓。流體中電極30和32和微粒20相接觸，盡管可以使用電極30和32的其他形狀，但是電極優(yōu)選延長的并為圓柱形。優(yōu)選的是，電極30和32具有與封閉22形狀適合的形狀。電源40和44關(guān)于接地電勢為反向極性，并且優(yōu)選在10-15KV范圍內(nèi)。電流比較電路50連接在從電源40和44到電極30和32的導(dǎo)線之間，并在導(dǎo)線52上提供輸出。
最初包含非靜電電荷的微粒將與電極30和32之一形成接觸，并將接收到該電極極性的電荷。當(dāng)帶電粒子20靠近電極30和32中的一個時，該微粒的狀態(tài)取決于電極上帶電電荷的電荷。依照庫侖定律，同性電荷相斥，異性電荷相吸。在這種方式下，微粒20應(yīng)該優(yōu)先以電極30和32中的一個的極性充電，反向極性電極將吸引更高的電流，其通過電流比較電路50來測量，并在導(dǎo)線52上輸出。導(dǎo)線52上的輸出是該微粒的極性的一種指示，并且能夠被用來控制聚集，或被來用表示高或低的粒子濃度。
圖2解釋依照本發(fā)明另外的實施例構(gòu)造的電荷傳感器或者裝料室，其通常由附圖標(biāo)記100表示。電荷傳感器和裝料室100的元件具有和傳感器10(圖1)中相同元件一樣的形狀和功能，并給其與傳感器10相同的附圖標(biāo)記。在這里，封閉22和電極30和32已經(jīng)如圖所示的被代替，并在下面描述。
在這里，電荷傳感器或者裝料室10的電極30和32已由絕緣紊流感應(yīng)物體110和120所代替，現(xiàn)在兩個通道的中心部分是金屬電極120和122，電荷傳感器或者裝料室100的尾部130和132由絕緣材料形成。設(shè)置與尾部130和132相鄰以及和電極120和122相鄰的是流體抗絕緣元件140，其用來分開上述的尾部和電極。
圖3解釋了依照本發(fā)明另一個實施例構(gòu)造的電荷傳感器或者裝料室，其通常由附圖標(biāo)記150表示。電荷傳感器或者裝料室150的元件具有和傳感器或者裝料室100(圖2)中相同元件一樣的形狀和功能，并給出了與電荷傳感器或者裝料室100一樣的附圖標(biāo)記。
在這里，電荷傳感器或者裝料室100的紊流感應(yīng)物體110和112已被紊流感應(yīng)肋代替，該紊流感應(yīng)肋在環(huán)繞電極120和122的內(nèi)周界定義為160。
當(dāng)用做電荷傳感器時，上面描述的電荷檢測的方法將改變微粒物質(zhì)上電荷的狀態(tài)，使得電荷狀態(tài)(極性)和整個電荷將被該檢測方法改變。而且，該方法將在所有范圍內(nèi)由在該方法中所測微粒于脫離該設(shè)備之后傾向于自動混合電子聚集的實情來改變微粒的計數(shù)。對于某些應(yīng)用，這種方法是有利的，而對于其他應(yīng)用則會是不利的。有利的實例是在當(dāng)期望聚集來移動微粒物質(zhì)的時候。不利的實例是在當(dāng)一個人簡單地需要一種不改變尺寸分布的測量技術(shù)的時候。在基于乳劑的食品中，味覺通常不但取決于大小(化學(xué)品的)的分布，而且取決于電子膠態(tài)懸浮體的分布。
上面描述的電荷傳感器可以用于美國專利No.5788827中的電荷檢測元件24和/或92中，該專利由Gerald L.Munson發(fā)明，1998年8月4日出版公開，題目為《用于移動來自絕緣液體的微粒物質(zhì)(MEANS AND METHOD FORREMOVING PARTICULATE MATTER FROM NONCONDUCTIVELIQUIDS)》，并且該專利已經(jīng)轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，其中電流比較電路50的外殼輸出52(本發(fā)明中的圖1-3)是上述專利中的控制電路130的輸入。
上面描述的裝料室同樣能夠用做上述專利的裝料室42，而在這種情況下，無論是與上述專利一樣還是與上面的描述一樣，電流比較電路的輸出52(本發(fā)明中圖1-3)是上述專利中的控制電路元件130的輸入，并且不需要入口電荷傳感器和出口電荷傳感器。
圖4解釋如何將電荷檢測和/或裝料室10、100或者150整合到上述專利的系統(tǒng)中，要記住如果用上面描述的裝料室10、100或者150替換上述專利中的裝料室42，就不需要入口電荷傳感器和出口電荷傳感器。要注意到，不考慮附圖標(biāo)記，圖4基本與上述專利中的圖1相同。上述專利應(yīng)該參考最初的附圖標(biāo)記。
下面的表格呈現(xiàn)了本發(fā)明在實踐中會遇到的各種參數(shù)的解釋。

在上述本發(fā)明的實施例中，可以認(rèn)識到，沒有必要將在此的單個元件和/或特征限定到特定的實施例，但是可用的地方是它們可以互換，并且可以用于任一選定的實施例，盡管這些實施例沒有被明確的示出。
空間定向的術(shù)語“上面”、“下面”、“上部”、“下部”、“內(nèi)部”、“外部”、“向里”、“向外”、“垂直”、“平行”等，當(dāng)在這里使用時，涉及附圖中所示的各自元件的位置，并沒有必要限定本發(fā)明到這些位置。
由此可以知道，由于在上面的結(jié)構(gòu)中不脫離本發(fā)明的范圍可以制造某種電荷，因此能夠在那些闡明的目的中有效地獲得上面陳述的目的，或者使前面所述的目的顯而易見，其意圖是，將包含在上面描述中或者在相應(yīng)附圖中示出的所有內(nèi)容解釋為僅僅是說明性的而不是限定的意義。
同樣可以理解，下面的權(quán)利要求覆蓋了在這里描述的本發(fā)明的所有一般和特殊的特性，并且本發(fā)明范圍中所有的聲明，根據(jù)語言所述，會落入在其間的范圍中。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，包括(a)電荷傳感器或者裝料室，其具有用于絕緣流體在其間流動的相同的第一和第二流體流動通道；(b)上述第一和第二流體流動通道分別包括第一和第二電極；(c)第一和第二電源，其分別連接到上述第一和第二電極，上述第一和第二電源具有相似值并具有與接地相比相反的極性；(d)連接到上述第一和第二電源的電流比較電路，其輸出表示出在上述微粒物質(zhì)上的電荷的信號。
2.如權(quán)利要求1中所定義的系統(tǒng)，其中上述第一和第二電極分別設(shè)置在上述第一和第二流體流動通道中。
3.如權(quán)利要求1中所定義的系統(tǒng)，其中上述第一和第二電極分別包括上述第一和第二流體流動通道的多個部分。
4.如權(quán)利要求3中所定義的系統(tǒng)，還包括第一和第二紊流感應(yīng)物體，其分別設(shè)置在上述第一和第二流體流動通道中。
5.如權(quán)利要求4中所定義的系統(tǒng)，其中上述第一和第二紊流感應(yīng)物體包括圍繞上述第一和第二流體流動通道的內(nèi)周界形成的肋。
6.如權(quán)利要求1中所定義的系統(tǒng)，其中上述第一和第二電源提供具有范圍在大約10KV到大約15KV的正電壓和負(fù)電壓的電力。
7.如權(quán)利要求1中所定義的系統(tǒng)，其中上述信號是用于控制電路的輸入。
8.一種方法，包括提供具有用于絕緣流體在其間流動的相同的第一和第二流體流動通道的電荷傳感器或者裝料室；上述第一和第二流體流動通道分別包括第一和第二電極；第一和第二電源分別連接到上述第一和第二電極，上述第一和第二電源具有相似值并具有與接地相比相反的極性；上述方法包括把電流比較電路連接到上述第一和第二電源，并輸出表示出在上述微粒物質(zhì)上的電荷的信號。
9.如權(quán)利要求8中所定義的方法，還包括提供分別設(shè)置在上述第一和第二流體流動通道中的第一和第二電極。
10.如權(quán)利要求8中所定義的方法，還包括提供分別作為上述第一和第二流體流動通道的部分的上述第一和第二電極。
11.如權(quán)利要求10中所定義的方法，還包括提供分別設(shè)置在上述第一和第二流體流動通道中的第一和第二紊流感應(yīng)物體。
12.如權(quán)利要求11中所定義的方法，還包括提供作為圍繞上述第一和第二流體流動通道的內(nèi)周界形成的肋的上述第一和第二紊流感應(yīng)物體。
13.如權(quán)利要求8中所定義的方法，還包括提供第一和第二電源，該電源提供具有大約10KV到大約15KV范圍的正電壓和負(fù)電壓的電力。
14.如權(quán)利要求8中所定義的方法，還包括使用上述信號作為控制電路的輸入。
全文摘要
在優(yōu)選實施例中，一個系統(tǒng)包括具有用于絕緣流體在其間流動的相同的第一和第二流體流動通道的電荷傳感器或者裝料室；該第一和第二流體流動通道分別包括第一和第二電極；第一和第二電源分別連接到該第一和第二電極，該第一和第二電源具有相似值并具有與接地相比相反的極性；電流比較電路連接到該第一和第二電源，以輸出用于表現(xiàn)出在該微粒物質(zhì)上的電荷的信號。同時提供使用該系統(tǒng)的方法。
文檔編號G01N27/00GK1797013SQ200410103369
公開日2006年7月5日 申請日期2004年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月24日
發(fā)明者G·L·姆森, R·P·姆塞爾曼 申請人:伊索普射流技術(shù)股份有限公司