背景技術：

液體推進組件包括用于二維和三維打印的打印頭、集成打印頭墨盒、數(shù)字滴定設備/墨盒和片上實驗室。這樣的液體推進組件能夠在包括2d和3d打印、電子取證實驗室(forensiclab)、衛(wèi)生保健和生命科學的應用領域中以相對高的精度推進液體、并且在許多實例中噴射液體。取決于應用的領域，高精度液體推進組件能夠促進高分辨率打印圖像、準確地再現(xiàn)預定義的液滴重量或液滴位置和/或執(zhí)行高精度診斷(僅列舉一些例子)。在某些示例中，液體推進組件是為了操作而需要被連接至主機設備的可替換組件。液體推進組件在達到一定使用水平之后(例如，在耗盡之后或者在一次性使用之后)被新的液體推進組件所替換。

主機設備或用戶需要能夠驗證液體推進組件是否是由受信任方供給或生產(chǎn)的。受信任方可以是主機設備的oem(原始設備生產(chǎn)商)或者被這樣的oem授權提供可替換組件的一方。這些受信任方可例如與一定質量水平相關聯(lián)并且與隨主機設備運行的保證書相關聯(lián)。相比而言，由不信任方或未授權方提供的液體推進組件有時可產(chǎn)生較不可靠的結果(例如，低質量打印、不可靠的診斷)、損壞主機設備或者影響隨主機設備運行的保證書。

附圖說明

出于例證的目的，現(xiàn)在將參考附圖描述根據(jù)此公開構建的某些示例。

圖1示出了液體推進組件的示例的圖示。

圖2示出了液體推進組件的另一示例的圖示。

圖3示出了液體推進組件的又一示例的圖示。

圖4示出了在液體推進組件中讀取和從液體推進組件傳送模擬值的方法的示例的流程圖。

圖5示出了生產(chǎn)液體推進組件的方法的示例的流程圖。

具體實施方式

在以下詳細描述中，對附圖進行參考。描述和附圖中的示例應當被視為是例證性的，而并不意圖作為對所述具體示例或元件的限制?？梢酝ㄟ^修改、組合或變化不同元件而從以下描述和附圖中推導出許多示例。

圖1示出了要被連接至主機設備并且在使用或耗盡之后被替換的液體推進組件1的示例的圖示。液體推進組件1可以是通過包括光刻和化學處理的半導體制造方法獲得的半導體或mems(微電子機械系統(tǒng))設備。液體推進組件1包括推進液體經(jīng)過其的液體通道3。液體通道3可以是微米級或納米級大小，例如具有約1-250微米之間的最小寬度或直徑。在一個示例中，液體通道3端接于噴嘴中來排出液體。

液體推進組件1包括電路5以推進和/或分析組件1中的液體。電路5包括致動器以推進液體。致動器可以具有微米級或納米級尺寸并且可包括熱敏電阻器、壓電電阻器或微量泵。電路5還可包括感測電路以感測某些液體性質。電路5包括引擎7以驅動致動器和/或讀取感測電路。

引擎7的組件可包括狀態(tài)機、緩沖放大器、采樣和保持放大器、數(shù)模轉換器、模數(shù)轉換器和測量電路。引擎7的功能可包括把從主機設備接收的數(shù)字輸入轉換為模擬輸出以驅動致動器和感測電路，以及把模擬讀數(shù)轉換為數(shù)字輸出以用于向主機設備傳送感測到的性質。電路5還包括存儲器9，存儲器9是非易失和非暫時性的。存儲器9可包括只讀存儲器。引擎7可包括寄存器。

電路5包括被部署在液體通道3中的第一導體13。第一導體13可被部署在液體通道3的壁上。第一導體13要在液體流經(jīng)液體通道3時與液體接觸。第一導體13可以是電氣性質受接觸到的液體的影響的任何類型的電阻器、板極(plate)、電極、端子或電容器。在某些示例中，第一導體13包括鉭。第一導體13可包括諸如鈍化層之類的保護涂層。在其上部署第一導體13的液體通道3的壁可由可被用于半導體制造的至少一種適合的介電材料組成，所述介電材料諸如是su8、氧化硅、氮化硅、碳化硅、teos等中的至少一個。在一個示例中，第一導體13是感測電路的端子。在另一示例中，第一導體13是諸如熱敏電阻器或壓電電阻器或微量泵之類的推進設備的至少一部分。在這兩個示例中，引擎7對第一導體13充電從而第一導體13能夠執(zhí)行其感測功能或致動功能或二者。

在示例中，第一導體13在生產(chǎn)期間被測試和校準以確定用于其感測或致動功能的合適充電量(charge)。一旦確定了第一導體13的合適充電量，就可將該充電量存儲在存儲器9中。

電路5包括第二導體15。第二導體15可以是具有與第一導體13類似類型的電阻器、板極、端子、電容器等等。第二導體15與液體隔絕，從而使得其模擬電氣性質不受液體的影響。例如，第二導體15被部署在與液體通道3相距一定距離的mems結構中。在一個示例中，第二導體15被介電和/或接地材料圍繞以避免與液體的物理和電氣接觸。圍繞或鄰接第二導體15的適合材料可包括適合的介電硅(諸如，su8、氧化硅、氮化硅、碳化硅、teos等等)和/或適合的接地材料(諸如多晶硅或鋁)。在一個示例中，第二導體15包括多晶硅。

電路5包括第一導體和第二導體13、15的電路塊11。電路塊11由引擎7控制。電路塊11具有諸如感測或致動之類的專用功能。電路塊11可以是同一層mems結構的一部分。在示例中，第一導體和第二導體13、15是以相同的制造步驟生產(chǎn)的，并且具有相同的性質。在另一示例中，第一導體和第二導體13、15由基本相同的材料組成。引擎7可以類似的方式對導體13、15進行充電和讀取。

在制造期間，第一導體和第二導體13、15可被測試和校準。因而在制造校準階段為導體13、15確定適當?shù)某潆娏?“偏壓”或“預充電”)值。在一個示例中，意圖是引擎7在液體推進組件1的操作生命期期間根據(jù)所確定的充電值對每個導體13、15充電。在一個示例中，為導體13、15二者使用一個充電值。例如，一個充電值應用于整個電路塊11。在另一示例中，為第一導體和第二導體13、15使用單獨的充電值。在校準期間，優(yōu)化充電值從而具有相應導體13、15的有效充電。

第一導體和第二導體13、15各自具有某些模擬特性，這些模擬特性經(jīng)受生產(chǎn)容差并且固有地不同于它們的生產(chǎn)商規(guī)定的標稱特性。在制造之前無法確切地知道這些模擬特性。示例模擬特性包括阻抗和電阻。其它可測量的示例模擬特性包括基于時間的殘余充電量、相位角、和電感。引擎7通過測量相應的導體13、15如何對預先確定的充電量(即，在校準期間確定的充電量)進行反應來讀取這些模擬特性。

當對第一導體13應用預定充電量時，返回的模擬值取決于與第一導體13接觸的液體的存在或狀態(tài)而變化。與在制造期間(那時通常不存在液體)相比，第一導體13可在操作中(那時通常液體(或碎屑)與第一導體13接觸)返回不同的模擬值。相比而言，第二導體15在操作期間與液體隔絕。因而，可在制造校準階段(那時通道中沒有液體存在)返回第二導體15的模擬值，并且在操作期間(那時在通道3中存在液體)該值應當相對相似。

在制造期間，第二導體15的模擬值可通過引入預定的充電量來進行測量。測量到的模擬值被引擎7轉換為數(shù)字代碼21。數(shù)字代碼21被編碼在存儲器9中，例如以加密的形式編碼在諸如rom(只讀存儲器)之類的非可重寫存儲器中。在后面的階段處，在液體推進組件1的安裝和操作條件中，模擬值可由同一引擎7使用相同的充電值被再次測量并且被轉換為第二數(shù)字代碼，并且被傳送到主機設備以允許比較新測量到的數(shù)字代碼與先前編碼的數(shù)字代碼21。

在一個示例中，如果第二導體15的先前編碼的數(shù)字代碼和新測量到的數(shù)字代碼匹配，則液體推進組件1已經(jīng)被正確制造和校準。在另一示例中，如果所述數(shù)字代碼匹配，則可能的是這些代碼是由授權生產(chǎn)商編碼的。相反，如果確定先前編碼的數(shù)字代碼和新測量到的數(shù)字代碼不匹配，則存在高概率液體推進組件1的制造不是由主機設備的oem授權的。另外由于其它原因，先前編碼的數(shù)字代碼和新測量到的數(shù)字代碼的匹配可被用于認證目的。

如已經(jīng)解釋的那樣，第二導體15的模擬值將對于每個液體推進組件1是不同的。這樣的模擬值可被用作固有存在的獨有識別碼，像指紋或序列號。第二導體15比第一導體13更適合用于識別目的，因為第一導體13在操作期間通常與液體接觸。因而，測量到的模擬電氣特性取決于液體的存在或狀態(tài)而不同。因此，第二導體15被包括在相同的電路塊11中并且用于識別目的。在將參考圖3解釋的示例中，液體推進組件包括多個電路塊，每個電路塊具有至少一個第二導體來存儲多個獨有模擬值中的一獨有數(shù)字認證碼。

圖2示出了液體推進組件101的第二示例。液體推進組件101包括微米級或納米級尺寸的液體通道103。液體通道103可包括伸長的液體通道、腔室和噴嘴中的至少一個。液體推進組件101包括半導體電路105。在一個示例中，半導體電路105包括或者形成mems結構的一部分，所述mems結構包括半導體組件、液體通道等等。電路105包括液體致動器123以推進通道103中的液體，例如推出噴嘴。致動器123可以是熱敏電阻器致動器、壓電電阻器致動器或任何類型的微量泵中的一個。示例致動器123是熱敏噴墨電阻器和壓電噴墨電阻器。

電路105還包括感測電路塊111。電路塊111包括第一感測電路125和第二感測電路127。在不同的應用示例中，第一感測電路和第二感測電路125、127中的每一個可用作阻抗傳感器、電阻傳感器或者其它模擬電氣特性(諸如，基于時間的殘余充電量、相位角、和電感)的傳感器。第一感測電路125包括在液體通道103中延伸以與液體接觸的第一導體113。第一導體113用作第一感測電路125的第一端子。第一導體113可以是板狀的。第一感測電路125還包括接地129。接地129可用作感測電路125的第二端子。接地129可由液體通道壁的一部分(例如，被連接至通信/電源接口141的接地輸出的p摻雜通道壁部分)形成。在一個示例中，第一導體113、液體(和/或空氣和/或碎屑)和p摻雜硅壁用作電容器。引擎7和第一感測電路125被校準以感測端子113、129之間的液體存在或不存在或者液體(干燥、碎屑)的其它狀態(tài)。在此校準期間，確定并存儲用于第一感測電路125的合適充電值。

第二感測電路127包括第二導體115。第二導體115與液體隔絕。靠近第二導體115提供第二接地131，第二接地131也與液體隔絕。第二導體115和第二接地131形成第二感測電路127的端子。通過第二感測電路127感測到的模擬值可基本獨立于液體的存在或狀態(tài)。第二接地131可被部署在相距第二導體115的適合距離處。在一個示例中，在液體推進組件101的安裝條件中，第二接地131要連接至主機設備的接地。在一個示例中，第二導體115是參考板極并且包括多晶硅，其中多晶硅被部署在熱氧化層上，所述熱氧化層被部署在n有源(n-active)硅材料層上，所述n有源硅材料層在操作中被連接到主機設備的接地。在另一示例中，第二接地131被連接到p摻雜晶片部分。

電路105包括引擎107以指示致動器123和感測電路塊111以及把感測到的模擬值轉換為數(shù)字代碼以用于由主機設備處理。電路105還包括存儲與至少第二感測電路127的模擬值相對應的數(shù)字代碼的rom109。rom109要由主機設備讀取。在不同示例中，引擎107包括數(shù)模轉換器、模數(shù)轉換器、輸入采樣和保持(s&h)元件、開關、輸出s&h元件、狀態(tài)機、時鐘和多個寄存器。引擎107可被連接至主機設備的電壓源。引擎107要向感測電路125、127引入電流。用于感測電路125、127的合適充電值137在制造階段被確定并且被編碼在rom109中，以由主機設備讀取，并且然后被指示給引擎107。

引擎107要向第一和第二感測電路125、127引入存儲在rom109中的(一個或多個)充電量。在一個示例中，第一感測電路125的充電值137在校準期間被確定，其中充電值137被優(yōu)化以在第一導體113的干燥狀態(tài)和潮濕狀態(tài)中的阻抗之間進行區(qū)分。充電值137可包括對第一導體113進行充電的適合頻率139。在一個示例中，時鐘機構被用于把引擎的傳感器控制信號適配成適合的頻率。引擎107還包括至少一個寄存器135或者適合的讀寫存儲器來在操作期間暫時存儲充電值。在示例系統(tǒng)中，主機設備從rom109讀取充電值并且把引擎寄存器135的某些位設置為這些充電值，從而引擎107向感測電路125、127引入這些充電量。

在一個示例中，rom109存儲用于第一和第二感測電路125、127二者的相同充電值137。例如，引擎107可向電路塊111中的感測電路125、127二者引入相同的充電量。因而，引擎107可使用相同的寄存器位位置以用于對電路塊111的感測電路125、127二者充電。在又一示例中，第一和第二感測電路125、127要使用分離地存儲在rom109中的不同充電值137，其中引擎107被配置為讀取寄存器135中的不同位位置來應用對應不同的充電量到每個感測電路125、127。

rom109存儲與第二感測電路127相對應的數(shù)字代碼121。數(shù)字代碼121對應于第二感測電路的模擬值。數(shù)字代碼121可作為鎖定的數(shù)據(jù)集或加密的數(shù)據(jù)集被編碼在rom109上，以由主機設備解鎖或解密。在一個示例中，數(shù)字代碼121覆蓋用于第二感測電路127的模擬值的范圍。數(shù)字代碼121可根據(jù)預先固定的數(shù)字代碼的有限集合來設置，每個預先固定的數(shù)字代碼對應于模擬值的一定范圍。模擬值的不同范圍可重疊以當測量到的模擬值接近范圍的邊限時允許一些余裕。在另一示例中，rom109上的數(shù)字代碼對應于特定模擬值，其中由主機設備應用預定余裕以允許預先存儲的數(shù)字代碼和新讀取的數(shù)字代碼的匹配。

液體推進組件101包括通信/電源接口141以與主機設備通信。通信/電源接口141被連接至電路105的其余部分。通過這樣的通信/電源接口141可建立數(shù)據(jù)連接、電壓源連接和接地源連接中的至少一者。在一個示例中，通信/電源接口141包括接觸焊盤陣列。

在某些示例中，液體推進組件101包括多個電路塊111，類似于下文參考圖3所述的示例。

圖3示出了液體推進組件201的圖示的另一示例。液體推進組件201包括mems電路205。mems電路205包括多個液體通道203-1、203-2、203-n。在所示示例中，液體通道203-1、203-2、203-n從諸如儲液器之類的至少一個液體源243接收液體。液體源243可以是液體推進組件201的集成部分。液體由通道中的致動器(未在此示例中示出)推進通過通道203-1、203-2、203-n。致動器可以是熱敏電阻器或壓電電阻器或者任何其它適合的微量泵機構。在一個示例中，液體包括印墨。在另一示例中，液體推進組件是用于噴墨打印機的集成式打印頭墨盒。

mems電路205還包括多個阻抗感測電路塊211-1、211-2、211-n。在此示例中，一個阻抗感測電路塊211-1、211-2、211-n與一個相應的液體通道203-1、203-2、203-n相關聯(lián)。在其它示例中，一個阻抗感測電路塊211-1、211-2、211-n與液體通道陣列相關聯(lián)，或者反之亦然，一個液體通道203-1、203-2、203-n可與阻抗感測電路塊211-1、211-2、211-n的陣列相關聯(lián)。

在此示例中，每個阻抗感測電路塊211-1、211-2、211-n包括當液體流經(jīng)液體通道203-1、203-2、203-n時要與液體接觸的流體阻抗傳感器213-1、213-2、213-n。每個流體阻抗傳感器213-1、213-2、213-n包括要與液體接觸的兩個端子，例如導體端子和接地端子，這兩個端子與液體一起形成電容器。另外，每個阻抗感測電路塊211-1、211-2、211-n包括與液體隔絕的參考阻抗傳感器215-1、215-2、215-n。每個參考傳感器215-1、215-2、215-n包括兩個端子，例如導體端子和接地端子。在示例中，參考傳感器215-1、215-2、215-n被用作參考以使實現(xiàn)每個電路塊211-1、211-2、211-n的故障排除。

mems電路205包括引擎207以控制阻抗傳感器213-1、213-2、213-n、215-1、215-2、215-n上的充電量。每個阻抗傳感器213-1、213-2、213-n、215-1、215-2、215-n的充電值237-1、237-2、237-n被存儲在rom209中的表中。充電值可包括一定頻率237-1、237-2、237-n。引擎207使用對應的預先存儲的充電值237-1、237-2、237-n對每個阻抗傳感器213-1、213-2、213-n、215-1、215-2、215-n進行充電。在操作中，充電值237-1、237-2、237-n可由主機設備讀取并且寫入在寄存器135上以對相應的傳感器213-1、213-2、213-n、215-1、215-2、215-n充電。如上所述，可在相應傳感器213-1、213-2、213-n、215-1、215-2、215-n的校準階段確定充電值237-1、237-2、237-n中的每一個。在一個示例中，每個流體阻抗傳感器213-1、213-2、213-n的充電值237-1、237-2、237-n已經(jīng)被校準以在傳感器213-1、213-2、213-n的(i)潮濕條件、(ii)干燥條件、或(iii)其它(例如，干燥、被污染的)條件之間進行區(qū)分。在一個示例中，用于流體阻抗傳感器213-、213-2、213-n的充電值237-1、237-2、237-n也用于參考阻抗傳感器215-1、215-2、215-n或者整個電路塊211-1、211-2、211-n。在其它示例中，用于流體阻抗傳感器213-1、213-2、213-n的預先存儲的充電值237-1、237-2、237-n和用于參考阻抗傳感器215-1、215-2、215-n的預先存儲的充電值是不同的，例如因為用于流體阻抗傳感器213-1、213-2、213-n和參考阻抗傳感器215-1、215-2、215-n的最優(yōu)充電值237-1、237-2、237-n是不同的。

除了充電值237-1、237-2、237-n之外，rom209存儲與這些充電值237-1、237-2、237-n的參考阻抗傳感器215-1、215-2、215-n的阻抗讀數(shù)相對應的數(shù)字代碼221-1、221-2、221-n。例如，參考阻抗傳感器215-1、215-2、215-n通過使用前文提到的經(jīng)優(yōu)化的存儲的充電值237-1、237-2、237-n進行充電，藉此，結果的模擬阻抗值被引擎207測量并且被轉換為數(shù)字代碼221-1、221-2、221-n。在液體推進組件1的后面的操作階段，參考阻抗傳感器215-1、215-2、215-n的阻抗可被引擎7再次測量，并且結果的數(shù)字值可被主機設備與存儲的數(shù)字代碼進行比較。

圖4示出了傳送液體推進組件中的值的方法的示例流程圖。方法包括液體推進組件向主機設備傳送至少一個預先存儲的數(shù)字代碼(塊300)。在示例中，這是由在主機設備中安裝液體推進組件觸發(fā)的。方法還包括在液體推進組件中用預定義的充電量對共用電路塊中的第一導體和第二導體充電，其中第一導體與液體接觸并且第二導體與液體隔絕(塊310)。方法還包括讀取第二導體的模擬值(塊320)。方法包括把這些模擬值轉換為數(shù)字代碼(塊330)。方法還包括向主機設備傳送經(jīng)轉換的數(shù)字代碼(塊340)。方法還包括促進主機設備比較新讀取的經(jīng)轉換的數(shù)字代碼與預先存儲的數(shù)字代碼(塊350)，例如從而對液體推進組件進行認證。

圖5示出了生產(chǎn)液體推進組件的方法的示例的流程圖。方法包括生產(chǎn)液體推進組件中的感測電路塊，其中每個電路塊包括液體通道中的流體阻抗感測電路和與液體隔絕的參考阻抗感測電路(塊400)。方法包括校準每個感測電路以確定用于每個感測電路的合適充電值(塊410)。例如，流體阻抗感測電路的充電值被優(yōu)化為可靠地確定液體通道中的液體的存在、不存在或狀態(tài)。在一個示例中，僅流體阻抗感測電路被校準并且確定的充電值被用于流體阻抗感測電路和參考阻抗感測電路二者。充電值可包括頻率值。方法還包括將確定的充電值存儲在諸如液體推進組件的rom之類的存儲器中(塊420)。方法還包括使用存儲的充電值對參考阻抗感測電路充電(430)。方法還包括讀取參考阻抗感測電路的阻抗(440)。方法包括把這些測量到的阻抗轉換為數(shù)字代碼(塊450)，例如通過使用模數(shù)轉換器。方法還包括將這些數(shù)字代碼存儲在諸如液體推進組件的rom之類的存儲器上(塊460)。

圖5的示例方法可允許在安裝液體推進組件之后讀取參考阻抗感測電路的阻抗，把這些阻抗轉換為數(shù)字代碼，以及將這些數(shù)字代碼與預先存儲的數(shù)字代碼相比較，藉此，可以通過使用合適的誤差余?；蜣D換算法在經(jīng)轉換的數(shù)字代碼和預先存儲的數(shù)字代碼匹配的情況下認證液體推進組件。在一個示例中，存儲器上存儲的數(shù)字代碼表示模擬值的一定帶寬從而包括一定的誤差余裕。在另一示例中，數(shù)字代碼與相對具體的測量到的模擬值相對應，藉此，在由主機設備執(zhí)行的比較算法中包括一定的誤差余裕。在又一示例中，多個數(shù)字代碼可(例如，使用適合的加密和/或壓縮算法)作為單個代碼被編碼到存儲器。

作為阻抗的替代，諸如電阻之類的其它模擬值可被測量。作為阻抗傳感器的替代，可使用其它類型的傳感器或其它設備，例如例如熱敏或壓電電阻器或感測電阻器，其中參考電阻器可被添加到每個電路塊。根據(jù)上文描述的原理中的一些，這樣的其它設備被提供有與液體接觸的第一導體以及相同電路塊中的保持不受液體的影響的可被用作參考目的的第二導體。

在示例中，液體推進組件包括液體分配頭，諸如打印頭，以用于將液體噴射出噴嘴，其中每個流體通道可通往至少一個噴嘴。在液體分配頭的示例中，靠近每個噴嘴或者一對或一組噴嘴提供一個液體感測電路。例如，液體感測電路被部署在流體通道中靠近噴嘴和/或靠近發(fā)射腔以感測靠近發(fā)射腔的液體的存在或不存在或者感測堵塞。

在一個示例中，所描述的示例之一的液體通道具有約1-250微米的直徑。例如，液體通道包括發(fā)射腔和噴嘴。這樣的發(fā)射腔可具有各自在約1微米和100微米之間的高度、寬度和長度尺寸。發(fā)射腔的示例容積尺寸是32x54x21微米。噴嘴可具有約5-70微米(例如，30-60微米，例如，大約46微米)的直徑。一直通往發(fā)射腔或噴嘴或者在發(fā)射腔和噴嘴之間延伸的通道可具有約1和20微米之間(例如，10或7或5微米)的最小寬度(“夾點”)?？蓱貌煌某叽?。示例阻抗傳感器可被部署在這些通道中，例如靠近相應的發(fā)射腔或噴嘴。