CN106797109B - 具有闭环反馈和交织采样的有源电离控制 - Google Patents

具有闭环反馈和交织采样的有源电离控制 Download PDF

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Abstract

一种电离系统(10)包含电力供应器(22a、22b)以及电离器(16)。在第一操作状态中，输出的特性被设定为固定的非零基准水平，并且在第二操作状态中，被设定为中和水平。针对所述特性中的至少一种，固定的基准水平不同于中和水平。下游电荷传感器(15)测量物体(12)电荷。控制器(14)在一系列交替的第一时间周期和第二时间周期期间在第一状态与第二状态之间切换电力供应器；仅在第一时间周期期间，感测到电离器的电流；仅在所述第二时间周期期间，从电荷传感器接收所测量的电荷数据；仅在第二时间周期期间，基于电荷数据而调整中和水平；在第一时间周期或第二时间周期期间，基于所感测的电流来计算上游物体电荷或确定相关电离器条件。

Description

具有闭环反馈和交织采样的有源电离控制
背景技术
本发明的实施例总的来说涉及电离系统，并且更明确地说，涉及具有闭环反馈以及交织采样周期的电离系统，用于确定物体上的上游电荷并确定电离系统的条件。
空气电离是消除目标表面上的静电荷的有效方法。空气电离器在周围大气中产生大量正离子和负离子，其中所述正离子和负离子充当空气中的电荷的移动载体。随着离子流过空气，它们被吸引到带相反电荷的粒子和表面。可通过此过程来迅速地实现带静电的表面的中和。
可使用电离器来执行空气电离，其中电离器在被称为电晕放电的过程中产生离子。电离器通过加强围绕锐点的电场直到电场克服周围空气的介电强度来产生空气离子。当电子从电极流动到周围空气中时，发生负电晕放电。正电晕放电是因电子从空气分子流动到电极中而发生。
例如交流(AC)或直流(DC)电荷中和系统等电离器装置采用许多形式(例如，电离棒、空气电离鼓风机、空气电离喷嘴等)，并用于通过将正离子和负离子发射到工作空间中或发射到区域的表面上来中和静电荷。电离棒通常用于例如纸张印刷、聚合片材或塑料袋制造等连续网式操作中。空气电离鼓风机和喷嘴通常用于组装对静电放电(ESD)敏感的电子设备(例如，硬盘驱动器、集成电路等)的工作空间中。
在用于所输送的材料(例如，材料网等)的典型闭环电离系统中，传感器位于电离器装置的下游。这些传感器(通常是静电场强计等)估算材料上的残余电荷，并且反馈信号被传回到电离系统以驱使残余电荷驱动变为零或尽可能接近零。在这些系统中，下游残余电压通过来自反馈传感器的信息来被良好地表征。进入电离系统中的所输送的材料上的实际电压(即，上游电压)是未知的。此信息对于安全和过程控制来说是重要的。
为了确定上游电压，位于电离器装置的上游的额外传感器是必要的。这将增加系统的花费，但更重要的是，电离器装置的上游的所输送的材料上的电荷可较高(例如，10kV或更高)并超出标准电荷传感器的能力。
此外，随着时间推移，电离器可积聚碎屑。为了维持电离器的最佳性能，有必要清洁电离器以便移除碎屑。随着电离器积聚碎屑，电离器的电荷将减少，并且因此，从电压供应器流动到电离器中的电流也将减少。一种使电离系统自我校准并指示性能的方法描述在第8,039,789号美国专利(Gorczyca等人)中，其中所述美国专利的全部内容以引用方式并入本文中。然而，所述方法需要高电压电力供应器的多个操作状态的校准数据的初始积累。在操作期间获取的实时数据(明确地说，到正电离器和负电离器的电流输出的总和)接着与最接近数据点进行比较以确定性能差异。对可能250个或更多个数据点的校准数据的积累可以是耗时的，并且需要大存储器空间以存储必要基准表。
希望提供一种电离系统，其中所述电离系统可提供闭环反馈并估计上游电荷，而不需要额外上游传感器。
发明内容
简要地说，本发明的实施例包括一种用于对移动物体施加或移除电荷的电离系统。所述系统包含：电力供应器；以及至少一个电离器，耦接到所述电力供应器并从所述电力供应器接收输出。所述电力供应器具有第一操作状态以使得所述输出的一种或更多种特性被设定为固定非零基准水平，并且具有第二操作状态以使得所述输出的所述一种或更多种特性被设定为中和水平。所述输出的一种或更多种特性中的至少一种的固定基准水平不同于所述一种或更多种特性中的至少一种的中和水平。电荷传感器布置在所述至少一个电离器的下游并被配置成测量所述物体上的电荷。控制器耦接到所述电荷传感器的输出，并耦接到所述电力供应器以控制到所述至少一个电离器的输出。所述控制器被配置成：(i)在一系列多个交替第一时间周期和第二时间周期期间在第一状态与第二状态之间切换所述电力供应器；(ii)仅在所述第一时间周期期间，在所述电力供应器设定为所述第一操作状态的情况下感测到所述至少一个电离器的电流；(iii)仅在所述第二时间周期期间，将所述电力供应器设定为所述第二状态并从所述电荷传感器接收所测量的电荷数据；(iv)仅在所述第二时间周期期间，基于来自所述电荷传感器的所测量的电荷数据而在所述第二操作状态中调整所述电力供应器的输出的一种或更多种特性的中和水平中的至少一个；(v)在所述第一时间周期和所述第二时间周期中的一个期间，执行下列至少一者：至少部分基于所述所感测的电流计算所述物体上的上游电荷以及确定所述至少一个电离器的相关条件；并且(vi)针对连续多对第一时间周期和第二时间周期而周期性地重复步骤(ii)到(v)。
本发明的另一实施例包括一种用于监视对移动物体施加或移除电荷的电离系统的条件的方法。所述电离系统具有：电力供应器，被配置成将输出提供给至少一个电离器；电荷传感器，布置在所述至少一个电离器的下游；以及控制器，耦接到所述电荷传感器的输出以及所述电力供应器。所述电力供应器具有第一操作状态以使得所述输出的一种或更多种特性被设定为固定非零基准水平，并且具有第二操作状态以使得所述输出的所述一种或更多种特性被设定为中和水平。所述一种或更多种特性中的至少一种的固定非零基准水平不同于所述一种或更多种特性中的至少一种的中和水平。所述控制器被配置成在一系列多个交替第一时间周期和第二时间周期期间在第一操作状态与第二操作状态之间切换所述电力供应器。所述方法包含：(a)仅在所述第一时间周期期间，在所述电力供应器设定为所述第一操作状态的情况下感测到所述至少一个电离器的电流；(b)仅在所述第二时间周期期间，将所述电力供应器设定为所述第二状态并从所述电荷传感器接收所测量的电荷数据；(c)仅在所述第二时间周期期间，基于来自所述电荷传感器的所测量的电荷数据而在所述第二操作状态中调整所述电力供应器的输出的一种或更多种特性的中和水平中的至少一个；(d)在所述第一时间周期和所述第二时间周期中的一个期间，执行下列至少一者：至少部分基于所述所感测的电流计算所述物体上的上游电荷以及确定所述至少一个电离器的相关条件；以及(e)针对连续多对第一时间周期和第二时间周期而周期性地重复步骤(a)到(d)。
本发明的又一实施例包括一种用于监视对移动物体施加或移除电荷的电离系统的条件的方法。所述电离系统具有：电力供应器，被配置成将输出提供到至少一个电离器；以及控制器，耦接到所述电力供应器。所述电力供应器具有第一操作状态以使得所述输出的一种或更多种特性被设定为固定非零基准水平，并且具有第二操作状态以使得所述输出的所述一种或更多种特性被设定为中和水平。所述一种或更多种特性中的至少一种的固定非零基准水平不同于所述一种或更多种特性中的至少一种的中和水平。所述控制器被配置成在一系列多个交替第一时间周期和第二时间周期期间在第一操作状态与第二操作状态之间切换所述电力供应器。所述方法包含：(a)仅在所述第一时间周期期间，在所述电力供应器设定为所述第一操作状态的情况下感测到所述至少一个电离器的电流；(b)仅在所述第二时间周期期间，将所述电力供应器设定为所述第二状态并允许操作员基于位于所述至少一个电离器的下游的电荷传感器所测量的电荷数据而改变所述电力供应器的输出的一种或更多种特性的中和水平中的至少一个；(c)在所述第一时间周期和所述第二时间周期中的一个期间，执行下列至少一者：至少部分基于所述所感测的电流计算所述物体上的上游电荷以及确定所述至少一个电离器的相关条件；以及(d)针对连续多对第一时间周期和第二时间周期而周期性地重复步骤(a)到(c)。
附图说明
当结合附图阅读时，将较好地理解本发明的优选实施例的以下详细描述。出于图示的目的，在附图中示出当前优选的实施例。然而，应理解，本发明不限于所示出的精确布置和手段。
在附图中：
图1是根据本发明的优选实施例的电离系统的示意性框图；
图2是示出根据本发明的优选实施例的供使用的交替且重复的时间周期的时间线；
图3是根据本发明的优选实施例的图1的电离系统的闭环反馈操作的示范性过程的流程图；以及
图4是根据本发明的优选实施例的图1的电离系统的采样周期期间的操作的示范性过程的流程图。
具体实施方式
某些术语仅为了便利起见而用于下文描述中，并且不是限制性的。如权利要求书和说明书的对应部分中所使用，用词“一”意味“至少一个”。
参照图1，示出电离系统10的第一实施例。电离系统10包含优选控制电离系统10的功能的控制器、处理器或其它控制电路14或处理器14(为了简单起见，下文中称为“控制器14”)。控制器14可直接从用户24、耦接到外部计算机(未示出)的计算机接口32等接受输入。各种高电压产生拓扑可用于本发明的优选实施例中。明确地说，例如微控制器或微处理器等各种控制器14可用于本发明的优选实施例的应用中。一种适当控制器14是Zilog,Inc.所制造的市售的Z8Encore微处理器。控制器14也优选进一步与存储器21通信，其中存储器21可以是任何已知或适当存储器装置，例如，随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪速RAM、硬盘、光盘等。
控制器14耦接到一个或更多个高电压(HV)电力供应器22a、22b，并且优选是正HV电力供应器22a和负HV电力供应器22b。然而，根据本发明，也可使用例如交流(AC)电力供应器等其它HV电力供应器。HV电力供应器22a、22b将优选具有处于约3千伏(kV)到约60kV的范围中的电压的电力供应到电离发射器16(图1中被示出为电离棒16)。在优选实施例中，电离棒16包含与正HV电力供应器22a相关联的一个或更多个电离针脚16a以及与负HV电力供应器22b相关联的对应数量的电离针脚16b。在其它实施中，一个或更多个针脚可由开关等交替连接到正输出和负输出，或连接到AC HV电力供应器。在具有单个直流(DC)HV电力供应器的实施例中，电离棒16的电离针脚将仅接收一个极性。控制器14控制HV电力供应器22a、22b到电离棒16的输出。
在优选实施例中，控制器14、HV电力供应器22a、22b以及电离棒16设置在公用外壳18内。这省去了将电离棒16连接到电力供应器22a、22b的高压电缆的需要，并且提供尺寸效率较高的电离系统10。然而，本发明的实施例可用于其它配置，例如，电离棒16将位于HV电力供应器22a、22b外部并经由高电压电力电缆(未示出)等连接的配置。
电离棒16的输出优选用于对接近电离棒16的移动物体12(例如，移动网)施加或移除电荷。在电离棒16下游的是外部传感器15，其中外部传感器15检测移动物体12上的残余电荷。在正常操作期间，来自传感器15的数据被传递到控制器14中。基于感测器数据，控制器14产生并输出表示对于HV电力供应器22a、22b的输出来说必要的调整的信号，以便优化目标物体12的电离，因此提供电离系统10的闭环反馈。在优选实施例中，ENABLE信号被提供给HV电力供应器22a、22b，以设定高电压脉冲的定时。类似地，V PROG+/-信号被提供以设定HV电力供应器22a、22b的相应输出水平。这些和/或其它信号可响应于在控制器14处从传感器15接收的数据而在操作期间进行调整。
在另一实施例中，下游传感器15可以是手持式场强计或类似手动传感器。手持式场强计所收集的电荷数据可由操作员检查。操作员可被允许基于所测量的电荷数据而将电离器的一个或更多个设定(例如，振幅、占空比、频率等)手动调整为期望水平。操作员改变可以是经由用户输入24、计算机接口32等来进行。操作员可根据需要频繁地或偶尔地执行测量和手动调整。
本发明的实施例将电离棒16有效地用作用于确定目标物体12上的上游电荷(例如，经由V+/-monitor和/或I+/-monitor信号)的“上游传感器”。当目标物体12承载某阈值的电荷时，电离棒16的针脚16a、16b处的电流可基于目标物体12上的电荷的极性而被诱发或受到抑制。预期电流与实际电流之间的差异与目标物体12上的电荷正比例。一种测量针脚16a、16b处的电流的方法描述在第6,130,815号美国专利(Pitel等人)和第6,259,591号美国专利(Pitel等人)中，所述两个美国专利的全部内容以引用方式并入本文中。
例如，可通过下式来确定电离棒的电离器针脚16a、16b处的净中和电流输出Ineut：
Ineut＝I+–I–-I0
其中I+是正电离器针脚16a处的输出电流的绝对值，I–是负电离器针脚16b处的输出电流的绝对值，并且I0是时间t＝0时呈现的中和电流，这基本上是理想上将等于零的校正因子。净中和输出电流Ineut与目标物体12上的电荷、目标物体12的速度以及针脚16a、16b相对于目标物体12的距离成比例。如果在目标物体12上存在不足以在电离棒16处诱发或抑制电流的电荷，那么在多数状况下，净中和输出电流Ineut将是零。如果Ineut>0，那么目标物体12上的电荷是负，但另一方面，如果Ineut<0，那么目标物体12上的电荷是正。
应进一步注意，归一化的净电流值Inorm可用于校正电离棒114的长度所导致的影响。归一化的净电流是由下式给出：
Inorm＝Ineut/Imag
其中Imag表示中和电流的量值，由下式给出：
Imag＝I++I–
可基于下式来计算目标物体12的电荷密度σ：
σ＝Ineut/(K·v·W)
其中v表示目标物体12的速率，并且W表示电离棒16所覆盖的目标物体12的宽度(所述宽度是电离棒16的长度或物体的宽度中的较短者)。K表示由下式给出的中和效率：
K＝1–(残余电荷/初始电荷)
K的值的范围可以是0.1到1.1。实际值取决于电离发射器16的类型、其条件、其安装、相对于目标物体12的距离以及其它变量。
根据电荷密度σ，还可通过下式来确定电场强度E：
E＝σ/ε0＝Ineut/(ε0K·v·W)
其中ε0表示自由空间的电容率。
根据本发明的实施例，这些概念通过将在电离棒16处的采样的周期与用于中和目标物体12的正常闭环反馈操作的周期交织来利用。例如，图2示出电离系统10的操作的时间线100，其中时间线100包含正常闭环反馈操作的交替周期102与采样周期104，其中在正常闭环反馈操作的交替周期102中，电离系统10在正常条件下操作以基于来自下游传感器15的反馈来中和目标物体12上的电荷，并且在采样周期104期间，数据由控制器14收集，其中所述数据可用于确定传入的目标物体12上的上游电荷和/或确定电离棒16的条件。优选的是，采样周期104的长度和频率保持为最小值，这是因为系统10的电离能力可在采样周期104期间减弱。优选的是，正常操作周期102的长度与采样周期104的长度的比率是约100:1，但其它比率也是预期的。此外，所述比率可由操作员根据具体操作要求界定。例如，电离棒16的条件和目标物体12上的电荷可相对缓慢地改变，以使得操作员可根据具体需要来调谐所述比率。
图3是根据本发明的优选实施例的由控制器14执行的示范性方法200的流程图。在正常闭环反馈操作期间，控制器14可检查是否应进入采样周期(步骤202)。如果不应进入，那么控制器14继续闭环反馈操作，并且执行其它常规主循环过程(步骤204)，并且必要时基于从传感器15接收的输入或基于传感器15所测量的数据从手动操作员输入接收(例如，经由用户输入24或计算机接口32)的输入(步骤205)来调整设定点(例如，振幅、占空比等)(步骤206)。
然而，如果在步骤202处，将进入采样周期，那么控制器14可进入图4所示的示范性方法300。在进入采样周期之后，将电力供应器22a、22b设定为基准水平(步骤302)。例如，通常，到电离棒16的输出是具有占空比、振幅、频率等的波形。然而，在某些实施例中，到相应电离针脚16a、16b的输出可以是单极DC信号，在此状况下，正HV电力供应器16a与负HV电力供应器16b两者持续导通，而不是脉冲化。控制器14可将正HV电力供应器22a和负HV电力供应器22b的输出的振幅设定为固定的非零基准水平，例如，介于约4kV与约20kV之间。占空比(即，在波形的循环期间正离子产生与负离子产生的比率)也优选设定为50/50。波形的频率和/或其它特性也可在采样周期期间设定为固定的非零基准水平。通过在采样周期期间维持电离针脚16a、16b的固定的非零基准电压水平，电离系统10可通过利用开环系统而在采样周期期间继续对目标物体12施加或移除电荷。
在替代实施例中，将输出设定为基准水平的步骤302可包含切断从电力供应器22a、22b输出到电离棒16的电压。例如，电力供应器22a、22b可进入一模式中或设定为一设定点，以使得没有信号输出到电离棒16(例如，VPROG＝0)。因此，电离针脚16a、16b不保持在任何电压，并且在针脚16a、16b处产生的电流纯粹是目标物体12上的电荷的结果。
在步骤304处，对A/D读数采样，例如，由控制器120感测的电离针脚16a、16b的电流。在步骤306处，可至少部分基于所感测的电流来计算目标物体12上的上游电荷，如上所述。步骤306中的计算还优选考虑关于目标或网12速度和/或宽度(如垂直于下游方向而测量)的数据，如上所述。也可考虑其它类似数据。速度、宽度和其它相关数据可由传感器(未示出)提供，但优选的是，数据经由用户输入24和/或经由计算机接口32而输入到控制器14。
在采样周期期间在步骤304处收集的数据也可用于确定电离棒16的相关条件。可针对固定的非零基准水平而从存储器21检索之前确定的校准数据。根据所存储的值和实时读数来计算绝对百分比差(步骤308)。在优选实施例中，用于确定所述差的计算是：
ID＝[Ical–Imag]
其中ID是基准校准测量值(Ical)减去实时测量值(Imag)所得的结果的绝对值。所检索的Ical的被赋予值100％。计算相对于100％的误差(步骤310)。通过下式来计算相对于基准校准的百分比差E％：
E％＝100*(1–(ID/Ical))
在计算百分比差之后，更新电离系统10的计量表或显示器以指示电离棒16的操作条件(步骤312)。将百分比差E％与所选择的电离棒的阈值极限进行比较(步骤314)。当超过阈值极限时，清洁棒指示器(未示出)发光(步骤316)。应清洁电离棒的极限的阈值可由用户、传感器、微处理器配置或由耦接到控制器120或位于控制器120内的软件设定。
采样周期的使用还有助于较有效地进行电离系统的自我校准和性能指示。根据由控制器14在采样周期期间(即，在步骤304中)获取的数据来确定电流量值Imag。因此，校准设定点优选与上文所述的固定的非零基准水平相同(即，标称振幅和50/50占空比等)。通过在采样周期期间基于固定的非零基准水平来确定电流量值，可将结果与单个数据点进行比较，而不是与涵盖如控制器14所编程的电力供应器22a、22b的全部操作范围的数百个设定点进行比较。此外，此方法可不需要在开始操作时获得数百个基准值的校准数据。然而，预期到也可使用用于确定电离系统10中的误差和操作条件的其它常规方法。在优选实施例中，在采样周期期间收集的数据用于确定目标物体12上的上游电荷与确定电离棒16的条件两者，但所收集的数据也可用于其它用途。
在步骤316处清洁棒指示器发光之后，或如果百分比差不超过阈值极限，那么控制器在步骤318处优选实际上在进入采样周期之前将电力供应器22a、22b重置为最后的闭环反馈的操作水平。在步骤320中，通过控制器14重新进入闭环反馈操作方法(即，返回到图3中的方法200)。在进入下一采样周期之后，重复方法300。
在另一实施例中，仅在采样周期期间在步骤304处发生采样。即，在步骤304之后，控制器可直接返回到步骤318和闭环反馈操作。可在正常操作期间进行步骤306到316，其中在所述步骤中，执行计算以确定物体12上的上游电荷和电离棒16的条件。以此方式，可更进一步减小采样周期的长度以将对物体12施加或移除电荷的负面影响减到最少。
在采样周期期间，来自下游传感器15的数据可被控制器14忽略。在其它实施例中，可中断传感器15与控制器14之间的通信，或在采样周期的持续时间可使传感器15进入休眠模式中或切断(例如，停用)传感器15。类似地，在采样周期期间，操作员可能无法对中和水平进行任何调整。
本领域的技术人员应了解，可对上文所述的实施例进行改变，而不偏离其广泛发明概念。因此，应理解，本发明不限于所公开的特定实施例，而是希望涵盖在随附权利要求书所定义的本发明的精神和范围内的修改。

Claims (22)

1.一种用于对移动物体施加或移除电荷的电离系统，所述系统包括：
(a)电力供应器；
(b)至少一个电离器，耦接到所述电力供应器并从所述电力供应器接收输出，所述电力供应器具有第一操作状态以使得所述输出的一种或更多种特性被设定为固定的非零基准水平，并且所述电力供应器具有第二操作状态以使得所述输出的所述一种或更多种特性被设定为中和水平，所述输出的所述一种或更多种特性中的至少一种的所述固定的非零基准水平不同于所述一种或更多种特性中的所述至少一种的所述中和水平；
(c)电荷传感器，布置在所述至少一个电离器的下游并被配置成测量所述物体上的电荷；以及
(d)控制器，耦接到所述电荷传感器的输出，并耦接到所述电力供应器以控制到所述至少一个电离器的输出，所述控制器被配置成：
(i)在一系列多个交替的第一时间周期和第二时间周期期间在所述第一操作状态与所述第二操作状态之间切换所述电力供应器；
(ii)仅在所述第一时间周期期间，在所述电力供应器设定为所述第一操作状态的情况下感测到所述至少一个电离器的电流；
(iii)仅在所述第二时间周期期间，将所述电力供应器设定为所述第二操作状态并从所述电荷传感器接收所测量的电荷数据；
(iv)仅在所述第二时间周期期间，基于来自所述电荷传感器的所测量的电荷数据而在所述第二操作状态中调整所述电力供应器的所述输出的所述一种或更多种特性的所述中和水平中的至少一个；
(v)在所述第一时间周期和所述第二时间周期中的一个期间，
执行下列至少一者：至少部分基于所感测的电流计算所述物体上的上游电荷以及确定所述至少一个电离器的相关条件；并且
(vi)针对连续多对所述第一时间周期和所述第二时间周期而周期性地重复步骤(ii)到(v)。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个电离器包含至少一个正电离器和至少一个负电离器。
3.根据权利要求2所述的系统，还包括存储器，所述存储器与所述控制器通信并被配置成存储用于确定所述至少一个正电离器和所述至少一个负电离器的所述相关条件的校准数据，所述控制器被进一步配置成：
(vii)在所述第一时间周期和所述第二时间周期中的一个期间，
在所述电力供应器设定为所述第一操作状态的情况下将到所述至少一个正电离器的所述电流以及到所述至少一个负电离器的所述电流相加以确定电流量值；
(viii)将所述电流量值与所述校准数据进行比较以确定差值；
并且
(ix)使用所述差值以确定所述至少一个正电离器和所述至少一个负电离器的所述相关条件。
4.根据权利要求2所述的系统，其中所述输出的所述一种或更多种特性包含施加到所述至少一个正电离器的第一振幅、施加到所述至少一个负电离器的第二振幅以及占空比，其中对于所述第一振幅和所述第二振幅中的每一个的每一固定的非零基准水平是4kV到20kV之间，并且其中所述占空比的所述固定的非零基准水平是50/50。
5.根据权利要求2所述的系统，其中所述所感测的电流是到所述至少一个正电离器的电流以及到所述至少一个负电离器的电流的净值。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所计算的所述物体上的上游电荷还至少部分基于垂直于所述物体的下游方向而测量的所述物体的速度以及所述物体的宽度。
7.根据权利要求6所述的系统，还包括：
(e)用户输入，耦接到所述控制器并被配置成接收关于所述物体的所述速度和所述宽度的数据。
8.根据权利要求1所述的系统，其中在所述第一时间周期期间执行步骤(v)。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二时间周期的长度与所述第一时间周期的长度的比率是100:1。
10.一种用于监视对移动物体施加或移除电荷的电离系统的条件的方法，所述电离系统具有：电力供应器，被配置成将输出提供给至少一个电离器；电荷传感器，布置在所述至少一个电离器的下游；以及控制器，耦接到所述电荷传感器的输出以及所述电力供应器，所述电力供应器具有第一操作状态以使得所述输出的一种或更多种特性被设定为固定的非零基准水平，并且所述电力供应器具有第二操作状态以使得所述输出的所述一种或更多种特性被设定为中和水平，所述一种或更多种特性中的至少一种的所述固定的非零基准水平不同于所述一种或更多种特性中的所述至少一种的所述中和水平，所述控制器被配置成在一系列多个交替的第一时间周期和第二时间周期期间在所述第一操作状态与所述第二操作状态之间切换所述电力供应器，所述方法包括：
(a)仅在所述第一时间周期期间，在所述电力供应器设定为所述第一操作状态的情况下感测到所述至少一个电离器的电流；
(b)仅在所述第二时间周期期间，将所述电力供应器设定为所述第二操作状态并从所述电荷传感器接收所测量的电荷数据；
(c)仅在所述第二时间周期期间，基于来自所述电荷传感器的所述所测量的电荷数据而在所述第二操作状态中调整所述电力供应器的所述输出的所述一种或更多种特性的所述中和水平中的至少一个；
(d)在所述第一时间周期和所述第二时间周期中的一个期间，执行下列至少一者：至少部分基于所感测的电流计算所述物体上的上游电荷以及确定所述至少一个电离器的相关条件；以及
(e)针对连续多对所述第一时间周期和所述第二时间周期而周期性地重复步骤(a)到(d)。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述至少一个电离器包含至少一个正电离器和至少一个负电离器。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述电离系统包含存储器，所述方法还包括：
(f)存储用于确定所述至少一个正电离器和所述至少一个负电离器的所述相关条件的校准数据；
(g)在所述第一时间周期和所述第二时间周期中的一个期间，在所述电力供应器设定为所述第一操作状态的情况下将到所述至少一个正电离器的所述电流以及到所述至少一个负电离器的所述电流相加以确定电流量值；
(h)将所述电流量值与所述校准数据进行比较以确定差值；以及
(i)使用所述差值以确定所述至少一个正电离器和所述至少一个负电离器的所述相关条件。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述输出的所述一种或更多种特性包含施加到所述至少一个正电离器的第一振幅、施加到所述至少一个负电离器的第二振幅以及占空比，其中对于所述第一振幅和所述第二振幅中的每一个在所述第一时间周期期间施加的每一固定的非零基准水平是4kV到20kV之间，并且其中对于所述占空比在所述第一时间周期期间施加的所述固定的非零基准水平是50/50。
14.根据权利要求10所述的方法，其中所计算的所述物体上的上游电荷还至少部分基于垂直于所述物体的下游方向而测量的所述物体的速度以及所述物体的宽度。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括：
(f)经由耦接到所述控制器的用户输入而接收关于所述物体的所述速度和所述宽度的数据。
16.根据权利要求10所述的方法，其中在所述第一时间周期期间执行步骤(d)。
17.根据权利要求10所述的方法，其中所述第二时间周期的长度与所述第一时间周期的长度的比率是100:1。
18.根据权利要求10所述的方法，还包括在所述第一时间周期期间停用所述电荷传感器。
19.一种用于监视对移动物体施加或移除电荷的电离系统的条件的方法，所述电离系统具有：电力供应器，被配置成将输出提供到至少一个电离器；以及控制器，耦接到所述电力供应器，所述电力供应器具有第一操作状态以使得所述输出的一种或更多种特性被设定为固定的非零基准水平，并且所述电力供应器具有第二操作状态以使得所述输出的所述一种或更多种特性被设定为中和水平，所述一种或更多种特性中的至少一种的所述固定的非零基准水平不同于所述一种或更多种特性中的所述至少一种的所述中和水平，所述控制器被配置成在一系列多个交替的第一时间周期和第二时间周期期间在所述第一操作状态与所述第二操作状态之间切换所述电力供应器，所述方法包括：
(a)仅在所述第一时间周期期间，在所述电力供应器设定为所述第一操作状态的情况下感测到所述至少一个电离器的电流；
(b)仅在所述第二时间周期期间，将所述电力供应器设定为所述第二操作状态并允许操作员基于位于所述至少一个电离器的下游的电荷传感器所测量的电荷数据而改变所述电力供应器的所述输出的所述一种或更多种特性的所述中和水平中的至少一个；
(c)在所述第一时间周期和所述第二时间周期中的一个期间，执行下列至少一者：至少部分基于所感测的电流计算所述物体上的上游电荷以及确定所述至少一个电离器的相关条件；以及
(d)针对连续多对所述第一时间周期和所述第二时间周期而周期性地重复步骤(a)到(c)。
20.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电荷传感器在所述第一时间周期期间进入休眠模式或被切断。
21.根据权利要求10所述的方法，其中，所述电荷传感器在所述第一时间周期期间进入休眠模式或被切断。
22.根据权利要求19所述的方法，其中，所述电荷传感器在所述第一时间周期期间进入休眠模式或被切断。
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