[发明专利]用于控制液滴形成的装置和方法

权利要求书

1.一种源材料分发器，包括：

毛细管；以及

电致动元件，所述电致动元件机械地耦合至所述毛细管并且与所述毛细管同轴布置，

所述毛细管和所述电致动元件中的至少一个的至少一个尺寸被选择为使得所述源材料分发器在周期控制信号的频率分量处具有谐振模式。

2.根据权利要求1所述的源材料分发器，其中所述谐振模式是所述毛细管连同所述电致动元件的厚度模式。

3.根据权利要求2所述的源材料分发器，其中所述毛细管和所述电致动元件的尺寸被确定为使得所述毛细管和所述电致动元件各自在厚度方向上以共同频率谐振。

4.根据权利要求1所述的源材料分发器，其中所述毛细管和所述电致动元件的尺寸被确定为使得所述毛细管和所述电致动元件各自在厚度方向上以共同频率谐振。

5.根据权利要求1所述的源材料分发器，其中所述谐振模式是弹性长度模式。

6.根据权利要求5所述的源材料分发器，其中所述电致动元件的长度被选择为使得当源材料填充所述毛细管时，所述电致动元件的谐振频率与所述源材料的声学谐波的频率基本相同。

7.根据权利要求1所述的源材料分发器，其中所述电致动元件包括压电元件。

8.根据权利要求4所述的源材料分发器，其中所述电致动元件包括压电元件。

9.一种装置，包括：

源材料分发器，所述源材料分发器包括毛细管和电致动元件，所述电致动元件机械地耦合至所述毛细管并且与所述毛细管同轴布置以形成毛细管电致动元件系统；以及

信号生成器，所述信号生成器电耦合至所述电致动元件以供应控制信号，所述控制信号包括具有与所述毛细管电致动元件系统的至少一种谐振模式相匹配的频率分量的周期信号。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述周期控制信号具有频率与所述毛细管电致动元件系统的厚度模式相匹配的正弦波分量。

11.根据权利要求9所述的装置，其中所述周期控制信号具有在频率和波长上与所述源材料分发器的弹性长度模式相匹配的相干超声分量。

12.根据权利要求9所述的装置，其中所述电致动元件包括压电元件。

13.根据权利要求9所述的装置，其中所述控制信号使所述电致动元件在所述毛细管中生成具有与所述波分量的所述频率基本相同的波频的纵波，所述纵波沿着所述毛细管的长度传播以在轴向方向上位移所述毛细管的尖端，以促进离开所述毛细管尖端中的喷嘴孔口的源材料射流的瑞利破碎。

14.一种方法，包括以下步骤：

提供源材料分发器，所述源材料分发器包括具有喷嘴的毛细管和电致动元件，所述电致动元件机械地耦合至所述毛细管并且与所述毛细管同轴布置；

将控制信号供应给所述源材料分发器，所述控制信号具有频率与所述源材料分发器的谐振模式的频率基本相等的分量；以及

将液体源材料供应给所述源材料分发器，所述液体源材料以流的方式从所述喷嘴排出，所述流破碎为液滴以及所述液滴的聚结中的至少一项由所述控制信号控制。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述谐振模式是所述毛细管连同所述电致动元件的厚度模式。

16.根据权利要求14所述的方法，其中所述谐振模式是弹性长度模式。

17.根据权利要求14所述的方法，其中所述控制信号具有频率与包括所述毛细管和所述电致动元件的系统的厚度模式相匹配的至少一个周期波分量。