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公开(公告)号：CN120075366A
公开(公告)日：2025-05-30
申请号：CN202510201563.5
申请日：2025-02-24
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公开了电流体动力学喷射液带破裂状态的测量方法，实现该方法的装置包括金属喷嘴、供液模块、稳恒高压电源、收集板、电流放大器、工业相机、照明模块、控制系统和信号采集系统。根据电流体动力学微滴产生原理，微滴产生过程忠，液带伸长，形成泰勒锥，液带破裂，微滴产生后，剩余液体回缩。如果液带没有破裂即不理想的微滴注喷射状态，液带会在表面张力作用下回缩。伴随着液面形变，喷嘴处液面和收集板上的电荷量均随时间变化，金属喷嘴接正电压，则收集板感应出负电荷，电流经电流表从收集板流向接地端。
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公开(公告)号：CN117634581A
公开(公告)日：2024-03-01
申请号：CN202311683612.0
申请日：2023-12-10
Applicant: 北京工业大学
IPC: G06N3/084 , G06N3/0499 , G06F18/24 , G06F18/214 , G06T7/10 , G06Q10/04
Abstract: 本发明公开了基于BP神经网络的气动式微滴喷射状态预测的装置和方法，该方法通过建立预测模型可以有效地预测微滴喷射状态，可用于气动微滴喷射装置的微滴状态预测，实时监测与控制。该方法将流经高速电磁阀螺线圈电流随时间变化信号I(t)替代P(t)信号，作为神经网络的输入，并预测微滴喷射状态参数即微滴个数ND和下落位置HD，神经网络于控制及数据处理系统中的建立，所述控制及数据处理系统包含上位机和下位机；本发明以高速电磁阀螺线圈电流I(t)、储液腔液面高度h和高速电磁阀前端气压P0作为特征，通过神经网络预测喷射状态参数的新方法。
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公开(公告)号：CN115483933A
公开(公告)日：2022-12-16
申请号：CN202211086345.4
申请日：2022-09-06
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公开了一种动态放大器校准电路，包括：匹配电压产生电路、电压时间转换电路、动态放大器电路三部分。涉及电压域、时域再到电压域的转换。在整体结构中，匹配电压产生电路连接一个固定的差分输入，并将放大之后的电压传递到电压时间转换电路输入端，将电压量转换为时间量，控制动态放大器完成增益校准工作。本发明采用动态放大器的复制电路与电流镜相结合，生成跟随PVT变化而改变压摆率的电压斜坡曲线。通过电压时间转换器将此电压信号转换为相应的时间信号，通过该校准方法降低了动态放大器的增益受到PVT变化时所带来的增益偏差。
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公开(公告)号：CN114720424A
公开(公告)日：2022-07-08
申请号：CN202210345123.3
申请日：2022-03-31
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公开了注射泵脉动供液导致的EHD喷射不稳定性的检测方法，实现该方法的装置包括注射泵、控制器、喷口、收集器、散射光收集和检测模块以及数据采集端；散射光收集和检测模块的激光器发射光束，若观察到微液滴穿过光束，表明此时有散射光产生。本发明通过光电倍增管收集数据，计算数据的频率成分的幅值比，来研究注射泵脉动供液导致的EHD喷射不稳定性的检测方法。相对于传统的高速摄像和图像处理方法，该方法不需要高速相机，因此减小了相应的设备成本，同时避免了处理大量图像，缩短了数据处理时间，更加容易实现实时检测。每当有微滴喷出，都会穿过激光束，从而产生散射光，使得对微液滴的检测和收集更加精准。
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公开(公告)号：CN114589916A
公开(公告)日：2022-06-07
申请号：CN202210052854.9
申请日：2022-01-18
Applicant: 北京工业大学
IPC: B29C64/112 , B29C64/118 , B29C64/307 , B29C64/386 , B33Y10/00 , B33Y40/00 , B33Y50/00
Abstract: 本发明公开了高分辨电场辅助熔融沉积直写初始打印参数设置方法，确定两个主要控制参数应该满足的条件，以避免打印的初始阶段出现大个液滴；这两个主要控制参数是：开始施加电压的时刻以及供液流速，液体在接触基底的最初时刻，液面形态应该是精细射流，射流直径根据需要远小于喷嘴的内径。考虑到NE‑FDM的工作原理，喷嘴处的液面在电场力的作用下，需要首先形变，形成泰勒锥；精细射流从泰勒锥的末端射出；电场通过在喷嘴和下方基底之间施加一定电压来产生，稳定的供液流速可以通过施加在熔融室的稳恒压强实现。本发明有效的避免起始阶段的大液滴，大幅缩小起始阶段的直写线宽，提高图案化分辨率和精度。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114317243A
公开(公告)日：2022-04-12
申请号：CN202111669068.5
申请日：2021-12-31
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公开了气压脉冲供液的同轴电喷射按需细胞包封方法和装置，包括腔体、内层流体储液腔、同轴喷嘴、电磁阀、电磁阀控制器、调压阀、进气路径、排气路径、气压传感器、高压气源、加液孔、收集器和高压电源。外层流体存储于腔体的底部并与同轴喷嘴的外层连通；内层流体存储于内层流体储液腔内并与同轴喷嘴的内层连通；内层流体和外层流体是隔开的，但共享共同液面上方的空间，以及共同的气压压强。外层流体为海藻酸钠溶液，储存于腔体底部。内层流体为混合有细胞的羧甲基纤维素钠溶液。通过调节电磁阀导通时间、电磁阀前端气压压强、及高压电源输出控制微滴产生过程，内外层流体供液功能通过共享的气压脉冲实现，使得系统更加小型化。
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公开(公告)号：CN110962344A
公开(公告)日：2020-04-07
申请号：CN201911340493.2
申请日：2019-12-23
Applicant: 北京工业大学
IPC: B29C64/209 , B29C64/314 , B33Y30/00 , B33Y40/00
Abstract: 本发明公开了基于气动和电流体动力学混合驱动的阵列式微液滴产生装置，整个装置采用单一高压电源，单一气动驱动装置，本发明既能通过气动方法实现按需喷射，又能通过EHD技术喷射粘稠液体以及获得小于喷口直径的液滴，且P2远低于P1，混合两种方法优势互补。采用并行阵列式喷头，通过每个喷口处的控制单元实现对每个喷口的独立控制，适用于并行打印同种墨水；或喷射条件类似的不同墨水。相较于传统阵列式微滴喷射装置需要多个气动驱动装置及储液腔，本发明共享一套气动驱动装置及储液腔，结构紧凑节省空间成本大大降低，整个装置成本低廉，结构紧凑节省空间，具有较广泛的适用范围。
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公开(公告)号：CN107930707B
公开(公告)日：2020-02-11
申请号：CN201711132768.4
申请日：2017-11-15
Applicant: 北京工业大学
IPC: B01L3/00
Abstract: 本发明公开了基于气动驱动的阵列型微液滴产生装置，属于生物医学微量样品施加、生物3D打印等领域。进气路径与排气路径相连接，排气路径与储液腔连接，调压阀位于进气路径处，电磁阀位于进气路径与排气路径之间，控制进气路径的开断；储液腔用于储存液体，储液腔底部设有若干微孔，喷嘴阵列的各个喷嘴与储液腔底部的微孔相粘接，当电磁阀开启一段时间后，储液腔内的压强增大，挤压液滴，会在喷嘴阵列的喷嘴处喷出微液滴。当需要某个或者某些喷嘴上产生微液滴时，在设定选定的喷嘴上施加电压，施加阈值驱动气压时，施加电压的喷嘴会产生微液滴，其余喷嘴未产生微液滴，这样就可以按需设定喷嘴阵列中的喷嘴产生微液滴。
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公开(公告)号：CN109999932A
公开(公告)日：2019-07-12
申请号：CN201910320622.5
申请日：2019-04-20
Applicant: 北京工业大学
IPC: B01L3/00
Abstract: 本发明公开了基于气动驱动的微液滴产生装置及其调控微液滴尺寸的方法，主要应用于精准生物医学微量样品施加、生物3D打印等领域。单一高速电磁阀控制气压的开启时间，调压阀用于控制气压压强的强度，单一储液腔用于储存液体，单一储液腔底部设有单一微孔与喷嘴相连接；微孔孔径的中心对准单一储液腔的中心。单一高速电磁阀开启，则在单一储液腔内产生亥姆霍兹振荡，单一储液腔内的压强迅速振荡并衰减，随后3-4个周期储液腔内压强会低于大气压，最后单一储液腔体内外气压会趋于平衡。本发明通过CCD相机监测喷射出的微液滴尺寸，确定需求的微液滴尺寸，能够会减小相应的设备成本，同时减少了更换喷嘴带来的装置的不灵活性。
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公开(公告)号：CN109871614A
公开(公告)日：2019-06-11
申请号：CN201910122850.1
申请日：2019-02-19
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公开了基于BP神经网络的气动式微滴喷射状态预测的方法，属于微滴喷射领域。该方法首先建立了基于BP神经网络的微滴状态预测模型，该预测模型以气压振荡信号P(t)为输入，P(t)由腔内高速压力传感器采集，以微滴状态为输出。经验证搭建的模型可以精确地预测微滴喷射状态。常见的喷射状态参数包括：微滴个数Nd、微滴在一定延时(以高速电磁阀驱动信号上升沿为参考时间)相对喷口的距离Hd。在应用举例中，对微滴个数的预测准确率高于99％。相比基于机器视觉和图像处理获得微滴的统计平均位置，通过P(t)和BP神经网络的预测模型对Hd的预测精度可以提高3倍以上。
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