液位指示制造技术

示例提供了在体积内的不同深度处受到支撑的加热器序列。在体积内的不同深度处支撑温度传感器序列。温度传感器输出信号，指示从加热器散出的热，以指示体积内的液体的液位。

Liquid level indication

The example provides a sequence of heater supported at different depths in the volume. The sequence of temperature sensors is supported at different depths in the volume. The output signal of the temperature sensor indicates the heat dissipated from the heater to indicate the liquid level in the volume.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】液位指示
技术介绍
目前采用各种设备来感测体积内的液体的液位。这些设备中的一些可能比较复杂且制造成本高。附图说明图1A是用于示例性液位传感器的示例性液体界面(liquidinterface)的一部分的图。图1B是用于示例性液位传感器的另一示例性液体界面的部分的图。图2是使用图1的液位传感器来确定液体的液位的示例性方法的流程图。图3是示例性液位感测系统的图。图4是包括图3的液位感测系统的示例性液体供应系统的图。图5是包括图3的液位感测系统的另一示例性液体供应系统的图。图6是液位传感器的另一示例性液体界面的一部分的图。图7是图6的液位传感器的示例性电路图。图8是图6的示例性液体界面的截面图。图9A是图6的液位传感器的局部前视图，示出了由加热器的脉冲化(pulsing)所引起的示例性热尖峰。图9B是另一示例性液位传感器的局部前视图，示出了由加热器的脉冲化所引起的示例性热尖峰。图9C是图9B的示例性液位传感器的截面图，示出了由加热器的脉冲化所引起的示例性热尖峰。图10是示出了对加热器脉冲的随着时间的不同感测温度响应的示例的图线图。图11是另一示例性液位传感器的图。图12是图11的示例性液位传感器的一部分的放大图。图13是另一示例性液位传感器的透视图。图14是图13的示例性液位传感器的前视图。图15是图14的示例性液位传感器的截面图。图16是用于形成图13的示例性液位传感器的示例性方法的流程图。图17是在分离之前其上已经形成多个液位传感器的示例性面板的前视图。图18A-图18E是示出了图13的示例性液位传感器在其被形成时的截面图。具体实施方式当前用于感测体积内的液体的液位的许多现有设备可能相对复杂且制造成本高。例如，许多目前可用的液位感测设备使用昂贵的部件和昂贵的材料。许多目前可用的液位感测设备涉及专用的复杂制造工艺。本公开描述了制造成本较低的各种示例性液位感测液体界面。如将在下文中描述的，在一些实施方式中，所公开的液位感测液体界面有助于使用具有宽范围的电阻温度系数的材料。在一些实施方式中，所公开的液位感测液体界面很好地适用于感测其它腐蚀性液体的液位而不使用通常更昂贵的耐腐蚀材料。图1示出了用于液位传感器的示例性液位感测界面24。液体界面24与体积40内的液体相互作用并且输出指示体积40内的液体的当前液位的信号。处理这些信号以确定体积40内的液体的液位。液体界面24有助于以低成本的方式检测体积40内的液体的液位。如图1示意性所示，液体界面24包括条带26、加热器30的序列28、以及传感器34的序列32。条带26包括延伸到包含液体42的体积40中的细长条带。条带26支撑加热器30和传感器34，使得当液体42存在时，加热器30和传感器34的子集浸没在液体42内。在一个实施方式中，(从顶部或从底部)支撑条带26，以使得条带26浸没在液体42内的那些部分及其支撑的加热器30和传感器34在所有侧面被液体42完全包围。在另一实施方式中，条带42沿着体积40的侧面被支撑，使得条带42的邻近体积40的侧面的面不与液体42相对。在一个实施方式中，条带42包括细长矩形的、基本扁平的条带。在另一实施方式中，条带26包括具有不同多边形横截面、圆形或椭圆形横截面的条带。加热器30包括沿着条带26的长度间隔开的各个加热元件。加热器30中的每一个均足够接近传感器28，使得由各个加热器发射的热可以由相关联的传感器28感测到。在一个实施方式中，每个加热器30可独立启用以独立于其它加热器30发热。在一个实施方式中，每个加热器30均包括电阻器。在一个实施方式中，每个加热器30将以至少10mW的功率发射持续间隔至少为10μs的热脉冲。在所示的示例中，加热器30用于发热并且不用作温度传感器。结果，每个加热器30可以由具有宽范围的电阻温度系数的各种电阻材料构成。电阻器的特征可以在于它的电阻温度系数或TCR。TCR是电阻器的依据环境温度变化的电阻变化。TCR可以用ppm/℃表示，它代表每摄氏度百万分之几。电阻温度系数的计算如下：电阻器的温度系数：TCR＝(R2-R1)e-6/R1*(T2-T1)，其中TCR以ppm/℃为单位，R1是在室温下的欧姆数，R2是在工作温度下的电阻，以欧姆为单位，T1是室温，以℃为单位，并且T2是工作温度，以℃为单位。由于加热器30与温度传感器34分离并且不同，因此在用于形成加热器30的晶片制造工艺中有各种各样的薄膜材料以供选择。在一个实施方式中，每个加热器30均具有相对较高的单位面积散热量、高温稳定性(TCR<1000ppm/℃)、以及热产生与周围介质和热传感器的紧密耦合。合适的材料可以是难熔金属及其相应的合金，例如钽及其合金、以及钨及其合金，这仅给出了几个示例。然而，也可以使用其它散热设备，如掺杂硅或多晶硅。传感器34包括沿着条带26的长度间隔开的各个感测元件。传感器34中的每一个均足够接近对应的加热器30，以使得传感器34可以检测或响应于来自关联的或对应的加热器30的热传递。每个传感器34均输出信号，该信号指示或反映在来自相关联的加热器的热脉冲之后、与该热脉冲相对应的传送到特定传感器34的热量。传送到相关联的加热器的数量将根据在传送热到达传感器之前所经过的介质而变化。与空气相比，液体将以更快的速率传导热。结果，来自传感器34的信号之间的差异指示体积40内的液体42的液位。在一个实施方式中，每个传感器34均包括具有特征温度响应的二极管。例如，在一个实施方式中，每个传感器34均包括P-N结二极管。在其它实施方式中，可以采用其它二极管或可以采用其它温度传感器。在所示的示例中，加热器30和传感器34由条带26支撑，以便沿条带26的长度彼此交叉或交错。出于进行本公开的目的，针对加热器和/或传感器和条带的术语“支撑”或“被支撑”表示加热器和/或传感器由条带承载，使得条带、加热器和传感器形成单个连接的单元。这些加热器和传感器可以在条带的外部或内部以及里面得到支撑。出于进行本公开的目的，术语“交叉”或“交错”表示两个项目相对于彼此交替。例如，交叉的加热器和传感器可以包括第一加热器，接着是第一传感器，接着是第二加热器，接着是第二传感器，等等。在一个实施方式中，各个加热器30可以发射将由靠近各个加热器30的多个传感器34感测的热脉冲。在一个实施方式中，每个传感器34与单独的加热器30间隔不大于20μm。在一个实施方式中，传感器30具有沿着条带26的每英寸至少100个传感器34(每厘米至少40个传感器34)的最小一维密度。一维密度包括在沿着条带26的长度的方向上的每单位尺寸的传感器的数量，条带26的维度延伸到不同的深度，从而限定液体界面24的深度或液位感测分辨率。在其它实施方式中，传感器30具有沿着条带26的其它一维密度。例如，在另一个实施方式中，传感器34具有沿着条带26的每英寸至少10个传感器的一维密度。在其它实施方式中，传感器34可以具有沿着条带26的每英寸1000个传感器(每厘米400个传感器)数量级或更高的一维密度。在一些实施方式中，每垂直厘米或英寸的传感器的垂直密度或数量可以沿着条带26的垂直或纵向长度而变化。图1B示出了沿着其主要维度或发射(launching)长度具有变化密度的传感器34的示例性传感器条带本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，包括：细长条带，其延伸到包含液体的体积中；沿所述条带并由所述条带支撑的加热器的序列，每个所述加热器位于所述体积内的不同深度处；以及沿所述条带并由所述条带支撑的温度传感器的序列，每个所述温度传感器位于所述体积内的不同深度处，其中，所述温度传感器输出指示从所述加热器散出的热的信号，以指示所述体积内的所述液体的液位。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种装置，包括：细长条带，其延伸到包含液体的体积中；沿所述条带并由所述条带支撑的加热器的序列，每个所述加热器位于所述体积内的不同深度处；以及沿所述条带并由所述条带支撑的温度传感器的序列，每个所述温度传感器位于所述体积内的不同深度处，其中，所述温度传感器输出指示从所述加热器散出的热的信号，以指示所述体积内的所述液体的液位。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述细长条带包含硅。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述序列的加热器和所述序列的温度传感器被密封。4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述序列的加热器和所述序列的温度传感器彼此交叉。5.根据权利要求1所述的装置，其中每个所述温度传感器均包括二极管。6.根据权利要求1所述的装置，还包括：限定所述体积以包含所述液体的腔室；以及流体耦合到所述腔室以从所述体积接收液体的打印头。7.根据权利要求1所述的装置，其中所述序列的加热器包括加热器，并且其中所述序列的温度传感器包括与所述第一加热器间隔小于或等于20μm的温度传感器。8.根据权利要求1所述的装置，还包括处理单元，用于接收由温度传感器输出的信号并基于所述信号来确定所述体积内的所述液体的液位。9.根据权利要求1所述的装置，还包括：支撑所述细长条带的载体，其中所述细长条带包括：支撑所述序列的加热器和所述序列的...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·W·库姆比，R·N·K·布朗宁，
申请(专利权)人：惠普发展公司有限责任合伙企业，
类型：发明
国别省市：美国,US