自我平衡的离子化气体流.pdf

1、(10)申请公布号 CN 102668720 A(43)申请公布日 2012.09.12CN102668720A*CN102668720A*(21)申请号 201080059357.7(22)申请日 2010.10.2261/279,610 2009.10.23 US12/925,360 2010.10.20 USH05F 3/02(2006.01)(71)申请人伊利诺斯工具制品有限公司地址美国伊利诺伊州(72)发明人彼得格夫特莱斯利韦恩帕奇吉莱尔德怀特纳尔森(74)专利代理机构上海脱颖律师事务所 31259代理人脱颖 杨宇宙(54) 发明名称自我平衡的离子化气体流(57) 摘要披露用于稳定的

2、产生电气平衡且超纯净的离子化气体流的自我平衡电晕放电。通过促进使自由电子转换成负离子的电子转换，且不添加氧气或其他负电性气体至气体流中，而达到此效果。本发明可被使用于负电性和/或正电性或惰性气体流，且可包含使用闭环电晕放电控制系统。(30)优先权数据(85)PCT申请进入国家阶段日2012.06.21(86)PCT申请的申请数据PCT/US2010/053741 2010.10.22(87)PCT申请的公布数据WO2011/050264 EN 2011.04.28(51)Int.Cl.权利要求书5页 说明书12页 附图13页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 5

3、 页 说明书 12 页 附图 13 页1/5页21.一种用于将定义下游方向的非离子化气体流转换为离子化气体流的气体离子化设备，该气体离子化设备包含：接收构件，其用于接收该非离子化气体流，且将该离子化气体流传递至该目标；产生构件，其响应于具有周期T的离子化信号的供给，以用于在该非离子化气体流中产生电荷载子，该周期T具有正部分与负部分，其中该电荷载子包含将该非离子化气体流转换为该离子化气体流的电子云、正离子、与负离子，且其中该电子云是在该离子化信号的该负部分的时间Tnc期间产生；监视构件，其用于监视该离子化气体流中的该电荷载子，至少一部份的该监视构件位于该产生电荷载子的构件的下游，并与该产生电荷载

4、子的构件相隔距离L，且该时间Tnc小于或等于在该时间Tnc期间产生的该电子云往下游移动距离L的时间Te；以及控制构件，其响应于该监视构件以用于控制该离子化信号。2.如权利要求1所述的气体离子化设备，其中，该监视构件包含通过介电材料与该离子化气体流绝缘的非离子化参照电极；该非离子化气体流为正电性气体流；在该时间Tnc期间产生的该电子云中的该电子具有移动度；在该离子化电极与该参照电极之间，在该时间Tnc期间存在平均电场强度为Ed的电场；以及该时间Te小于或等于L/(Edx(-)。3.如权利要求2所述的气体离子化设备，其中该介电材料具有至少约100秒的弛缓时间，且时间Tnc小于或等于周期T的十分之一

5、(1/10)。4.如权利要求2所述的气体离子化设备，其中该非离子化气体流包含选自由下列气体所组成的群组的气体：正电性气体、负电性气体、惰性气体、以及由正电性气体、负电性气体和惰性气体所混合的混合气体；该接收非离子化气体流的接收构件包含具有体壁的穿越通道，至少该体壁的一部分由绝缘介电材料制成；以及该参照电极位于该体壁的该绝缘部分的外侧，以至该体壁使该参照电极与该离子化气体流绝缘。5.如权利要求1所述的气体离子化设备，其中该产生电荷载子的产生构件包含至少一个离子化电极，且该设备进一步包含：离子化电源供应器，该离子化电源供应器电容性地耦合至该控制构件与该至少一个离子化电极，从而使该离子化气体流中的该

6、电荷载子的该浓度至少实质上平衡。6.如权利要求5所述的气体离子化设备，其中该监视电荷载子的监视构件包含通过介电材料与该离子化气体流绝缘的至少一个非离子化参照电极；以及该控制构件通信式地耦合至该监视构件与该电源供应器，且该控制构件包含具有至少为1兆赫兹的截止频率的高通滤波器。7.如权利要求6所述的气体离子化设备，其中该电源供应器将离子化信号提供至该离子化电极，且响应于该控制构件，该离子化信号的振幅在约0与约20千伏之间变化，而该离子化信号的频率在约10千赫兹与100千赫兹之间变化。权 利 要 求 书CN 102668720 A2/5页38.如权利要求6所述的气体离子化设备，其中该电源供应器将离子

7、化信号提供至该离子化电极，且响应于该控制构件，该离子化信号的工作因子在约1与100之间变化，而该离子化信号的重复速率在约0.1赫兹与约1000赫兹之间变化。9.如权利要求6所述的气体离子化设备，其中该设备进一步包含监视流动速率构件，该监视流动速率构件用于监视该离子化气体流的该流动速率；该控制构件响应于该监视流动速率构件；以及该电源供应器提供具有变化工作因子的离子化信号至该离子化电极，该变化工作因子响应于该控制构件而变化。10.如权利要求6所述的气体离子化设备，其中该离子化信号具有：在约0.05千赫兹与约200千赫兹之间的频率；在约1或约等于100之间的工作周期；在约0.1赫兹与约1000赫兹之

8、间的脉冲重复速率以及在约1000伏与约20千伏之间的电压量值；以及该非离子化气体流具有在约每分钟5升与约每分钟150升之间的流动速率的正电性气体流。11.一种用以将离子化气体流传递至电荷中和目标的气体离子化设备，该气体离子化设备接收定义下游方向的非离子化气体流，且包含：至少一个穿越通道，其用于接收该非离子化气体流，并将该离子化气体流传递至该目标；至少一个离子化电极，其响应于具有周期T的离子化信号的供给，以用于在该非离子化气体流中产生电荷载子，该周期T具有正部分与负部分，其中该电荷载子包含进入该非离子化气体流以形成该离子化气体流的电子云、正离子与负离子；电源供应器，其用于将该离子化信号提供至该离

9、子化电极，其中该电子云是由该离子化电极在该离子化信号的该负部分的时间Tnc期间产生；至少一个非离子化参照电极，其位于该离子化电极的下游，该参照电极产生响应于在该离子化气体流内的该电荷载子的监视信号，其中由该离子化电极产生的该电子云在该离子化电极与该参照电极之间振荡，从而将该电子转换为负离子；以及控制系统，其通信式地耦合至该电源供应器与该参照电极，以控制提供至该离子化电极的该离子化信号，该离子化信号至少部分地响应于该监视信号。12.如权利要求11所述的气体离子化设备，其中在时间Tnc期间产生的该电子云朝下游往该参照电极移动，该时间Tnc小于或等于该电子云从该离子化电极移动至该参照电极的时间Te，

10、且该参照电极通过具有至少约100秒的弛缓时间的介电材料与该离子化气体流绝缘。13.如权利要求11项所述的气体离子化设备，其中该电源供应器包含射频离子化电源供应器，该射频离子化电源供应器电容性地耦合至该离子化电极，从而使传递至该目标的该离子化气体流内的负离子与正离子的浓度至少实质上地平衡。14.如权利要求11所述的气体离子化设备，其中该非离子化气体流包含由下列气体所组成的群组的气体：正电性气体、负电性气体、惰权 利 要 求 书CN 102668720 A3/5页4性气体、以及由正电性气体、负电性气体和惰性气体所混合的混合气体；该控制系统通信式地耦合至该参照电极与该电源供应器；且该控制系统包含具有

11、至少为1兆赫的截止频率的高通滤波器。15.如权利要求11所述的气体离子化设备，其中该电源供应器提供离子化信号至该离子化电极，且至少部分地响应于该监视信号，该离子化信号的振幅在约0与约20千伏之间变化，而该离子化信号的频率在约50赫兹与约200千赫兹之间变化。16.如权利要求11所述的气体离子化设备，其中该电源供应器提供离子化信号至该离子化电极，且至少部分地响应于该控制信号，该离子化信号的工作因子在约1与约100之间变化，且该离子化信号的重复速率在约0.1赫兹与约1000赫兹之间变化。17.如权利要求11所述的气体离子化设备，其中该设备进一步包含用于监视该非离子化气体流的该流动速率的监视构件；该

12、控制系统响应于监视该流动速率的监视构件；以及该电源供应器将离子化信号提供至该离子化电极，该离子化信号具有随响应于该监视到的流动速率而变化的工作因子。18.如权利要求11所述的气体离子化设备，其中该离子化信号具有：在约0.05千赫兹与约200千赫兹之间的频率；在约1和约100之间的工作周期；在约0.1赫兹与约1000赫兹之间的脉冲重复速率；以及在约1000伏与约20千伏之间的电压量值；以及该非离子化气体流为具有约每分钟5升与约每分钟150升之间的流动速率的正电性气体流。19.如权利要求11所述的气体离子化设备，其中该离子化信号具有作业量值，且该控制系统调整该离子化信号的该作业量值，以补偿诸如气体

13、组成、气体流、与温度等状态的改变。20.如权利要求11所述的气体离子化设备，其中在该时间Tnc期间产生的该电子云中的该电子具有移动度；在该离子化电极与该参照电极之间，在该时间Tnc期间存在平均电场强度为Ed的电场；以及该时间Te小于或等于L/(Edx(-)。21.一种用于产生往下游方向流动的自我平衡离子化气体流的方法，包含以下步骤：建立步骤，建立往该下游方向流动的非离子化气体流，该非离子化气体流具有压力与流动速率；产生步骤，在该非离子化气体流内产生电荷载子，从而形成具有压力与流动速率、且往该下游方向流动的离子化气体流，该电荷载子包含电子云、正离子、与负离子；转换步骤，将该电子云的该电子转换为负

14、离子，从而产生具有实质上平衡的正离子与负离子浓度的离子化气体流；监视步骤，监视该平衡离子化气体流；以及控制步骤，至少部分地响应于该监视步骤以控制电该荷载子的产生。22.如权利要求21所述的方法，其中权 利 要 求 书CN 102668720 A4/5页5该监视该平衡离子化气体流的监视步骤进一步包含以下步骤：监视该离子化气体流的该电荷载子；以及该产生步骤包含以下步骤：应用具有周期T的射频离子化信号在该非离子化气体流中，该周期T具有正部分与负部分，该电子云在该离子化信号的该负部分中的时间Tnc期间被产生，且该时间Tnc小于或等于周期T的十分之一(1/10)。23.如权利要求22所述的方法，其中该射

15、频离子化信号的振幅在约0与约20千伏之间变化，而该离子化信号的频率在约50赫兹与约200千赫兹之间变化。24.如权利要求22所述的方法，其中该射频离子化信号的工作因子在约0.1与约100之间变化，而该离子化信号的重复速率在约0.1赫兹与约1000赫兹之间变化。25.如权利要求21所述的方法，其中该监视该离子化气体流的监视步骤进一步包含以下步骤：监视该离子化气体流的该流动速率；以及该产生步骤进一步包含以下步骤：应用射频离子化信号于该非离子化气体流中，从而通过电晕放电产生电荷载子，该离子化信号响应于该监视到的流动速率来改变工作因子。26.如权利要求21所述的方法，其中该产生步骤进一步包含以下步骤：

16、应用在该非离子化气体流中的射频离子化信号，从而通过电晕放电产生电荷载子，该离子化信号具有在约5千赫兹与约50千赫兹之间的频率；在约0.1赫兹与约1000赫兹之间的脉冲重复速率；以及在约1千伏与约20千伏之间的量值；以及该非离子化气体流为具有在约每分钟5升与约每分钟150升之间的流动速率的正电性气体流。27.一种用于在电晕放电离子化装置内、将自由电子云转换为负离子的方法，该种电晕放电离子化装置具有气体流流动穿越的穿越通道、至少部分位于该气体流内的至少一个离子化电极、与至少一个在该离子化电极的下游并与该离子化电极相隔距离L的参照电极的类型，该方法包含以下步骤：应用步骤，将具有周期T的离子化信号应用

17、至该离子化电极，该周期T具有正部分与负部分，从而在该离子化信号的该负部分中的时间Tnc内、在该非离子化气体流内产生该电子云，其中该电子云往下游方向朝该参照电极移动，且其中该时间Tnc小于或等于该电子云从该离子化电极移动距离L至该参照电极的时间Te。28.如权利要求27项所述的方法，其中该气体流包含选自下列气体所组成的群组的气体：正电性气体、负电性气体、惰性气体、以及由正电性气体、负电性气体和惰性气体所混合的混合气体；该应用步骤包含以下步骤：应用具有频率在约5千赫兹与约100千赫兹之间的射频离子化信号。29.如权利要求27所述的方法，进一步包含以下步骤：探测该气体流的该负电晕起始电压；维持该应用

18、步骤中的该离子化信号的该振幅，使该振幅大体上等于该探测到的该负电晕起始电压；以及权 利 要 求 书CN 102668720 A5/5页6诱发由该离子化电极产生的该电子云，使该电子云在该离子化电极与参照电极之间振荡。30.一种用于在此类型离子化装置内控制电晕放电的方法，该离子化装置具有非离子化气体流流动穿越的穿越通道、响应于离子化信号的应用以在该非离子化气体流中产生电荷载子从而形成离子化气体流的电极，该方法包含以下步骤：学习模式，包含以下步骤：探测步骤，将具有从非离子化水平提升、至少直到该电极产生负电荷载子的振幅的信号应用至该电极，以探测该离子化装置的负电晕起始电压；重复该探测步骤数次，从而探测

19、负电晕起始电压范围；以及基于该负电晕起始电压范围，计算代表性起始电压；以及作业模式，包含以下步骤：应用步骤，将离子化信号应用至该离子化电极，该离子化信号具有与该代表性起始电压成正比的振幅。31.如权利要求30所述的控制电晕放电的方法，其中该应用离子化信号的步骤进一步包含以下步骤：维持该信号的该振幅在至少实质上等于该代表性起始电压的水平。32.如权利要求30所述的控制电晕放电的方法，进一步包含以下步骤：比较该代表性起始电压与预定电压，从而决定该离子化电极的状态。33.如权利要求30所述的控制电晕放电的方法，其中在该探测步骤期间应用至该离子化电极的该信号，其振幅以第一提升速率提升至第一电压量值，并

20、以第二提升速率提升至该第一电压量值之上；该第一提升速率大于该第二提升速率；以及该第一电压量值低于该代表性起始电压。34.如权利要求31所述的控制电晕放电的方法，其中该应用步骤进一步包含以下步骤：将该信号的该振幅减少至低于该代表性起始电压的静态水平。权 利 要 求 书CN 102668720 A1/12页7自我平衡的离子化气体流0001 相关申请的交叉引用0002 本申请根据35U.S.C.第119(e)款要求2009年10月23日提交的、申请号为No.61/279,610的、题目为“自我平衡的离子化气体流” (Self-Balancing Ionized Gas Streams)的美国临时申请

21、的优先权，前述临时申请的所有内容在此全部并入本申请中。技术领域0003 本发明涉及使用电晕放电以产生气体离子的静电中和设备。更具体的，本发明针对生产用于电荷中和的电气自我平衡、双极性离子化气体流。相应地，本发明的总体目标为提供新颖且具有此类特征的系统、方法、设备、与软件。背景技术0004 在纯净环境中的过程和作业特别倾向于在所有电气隔离表面上创造和堆积静电电荷。这些电荷产生不良电场，电场会将大气悬浮微粒吸引至表面、在电介质中产生电应力(electrical stress)、在半导体材料与导体材料中诱发电流、以及在生产环境中引发电气放电和电磁波干扰(EMI)。0005 要解决这些静电危害，最有效

22、率的方法是将离子化气体流供应至带电荷的表面。此类型的气体离子化可有效的补偿或中和不良电荷，从而减少关于不良电荷的污染物、电场以及电磁波干扰效应。产生气体离子化的一种常规方法被称为电晕放电(corona discharge)。因为基于电晕的离子化装置(例如，见已公开的专利申请说明书US 20070006478与JP 2007048682)，在小空间内其能量与离子化可为高效率而被需要。然而，此种电晕放电设备的一个已知缺点为，在其中使用的高电压离子化电极/发射器(以尖端或细线的形式)，将与需要的气体离子一同产生不良污染物。电晕放电也可在例如周围空气中激发微小液滴型式的水气的形成。0006 常规电晕放

23、电设备的另一个已知的缺点为，在其中使用的高电压离子化电极/发射器有产生不相等数量的气体正离子与气体负离子的倾向，而非如同大部分应用所需要的，产生浓度大致相等的正离子与负离子。因为高纯度的正电性与惰性气体具有高离子化能量与低负电性，在需要离子化正电性气体(诸如氮气与氩气)的应用中此问题特别严重。举例来说，负电性O2的离子化能量为12.2电伏，与N2的15.6电伏和氩气的15.8电伏相比。因此，这些气体有产生大量自由电子，而非负离子的倾向。在此重申，虽然这些气体会产生三种电荷载子(电子、正离子以及负离子)，但其主要是产生正极性离子与电子。因此，负离子发射相对稀有，且正离子与负离子的产生完全不相等(

24、不平衡)。0007 此外，离子不平衡也可产生来自事实：离子产生速率与平衡依赖于一些其他因素，其他因素为诸如离子化电极的状态、气体温度和气体流组成等等。举例来说，以下事实在本发明领域中显而易知：电晕放电逐渐地侵蚀正离子电极与负离子电极两者，且从这些电极中产生污染物粒子。然而，正电极通常以比负电极快速的速率被侵蚀，且这种现象加剧离子不平衡与离子电流不稳定性。说 明 书CN 102668720 A2/12页80008 传统实践中用于平衡离子流的已知作法，是使用浮接(与地电气隔离)的高电压直流电源供应器。该电源供应器的高电压输出被连接至正电极与负电极(如美国专利7,042,694中所示与描述)。然而，

25、此方法需要使用具有被高电压在其之间隔离的至少两个离子电极。0009 用于平衡离子流的一种可选的常规方法，是使用两个(正与负)隔离的直流/脉冲直流电压供应器，且调整应用至一个或两个离子电极的电压输出和/或电压持续期间(如已公开的美国专利申请2007/0279829与2009/0219663中所示与描述)。此种解决办法具有其本身的缺点。第一个缺点为复杂度，其原因是需要控制每个高电压电源供应器。第二个缺点是从两个分离的来源，在气体流中达到正离子与负离子的优良混合的困难度。0010 在以上提到的关于在传统离子化装置中发射器侵蚀与粒子产生的问题，对于高纯度氮气、氩气、与惰性气体的电晕离子化特别地有挑战性

26、。在这些气体中，正极电晕放电在正常的大气状态下产生具有低移动度(低能量)的正离子丛集。然而，由于在电子与中性分子间的非弹性碰撞，负极电晕放电产生高能量电子，非弹性碰撞的原因是发射器的场致发射(field emission)，与在电极顶部周围的电浆区域内的光离子化(photo-ionization)。这些在正电性气体与惰性气体中的自由电子具有对中性气体原子或分子的低附着机率。此外，自由电子的电气移动度是由气体生成的负离子的一百倍以上。这些事实所导致的结果包括：0011 -高能量电子与电极表面的冲撞加速侵蚀，其相应地产生污染离子化气体流的粒子；0012 -高移动度电子在离子化气体流中产生显著的不平

27、衡；0013 -自由电子有能力产生第二电子发射，引发电晕电流不稳定性和(或)导致崩溃。0014 对于上述问题的先前技术解决办法被利用于MKS/离子系统，氮气沿线离子化模型4210(u/un)中。图1示出此设备的简化结构。如在此所示，此装置的离子化单元(IC)具有远远地分开放置的正发射器(PE)与负发射器(NE)，并具有在两者间流动的气体3。每个发射器通过限流(current-limiting)电阻(CLR1与CLR2)连接至高电压直流电源供应器(DC-PS)的浮接输出。在此设计中，如与此一般类型中的其他设计，正发射器侵蚀是污染粒子与离子不平衡的来源。同样地，任何将通过两电极间的气体流离子化的系

28、统的效率被限制。0015 美国专利6,636,411披露对同样问题的另一种解决方法，其建议引入一种特定百分比的电子附加(electron-attaching)气体(诸如氧气)至电浆区域中，以将自由电子转换(附加)入负离子中，并稳定电晕放电。然而，氧气(或一些其他的负电性气体)的引入排除了此解决方法在纯净与超纯净环境和(或)任何需要非氧化性气体流的环境中的使用。发明内容0016 本发明对于电气平衡的离子化气体流的稳定产生，提供自我平衡的电晕放电，以克服已知技术的上述与其他缺点。本发明通过促进使自由电子转换成负离子的电子转换，且不添加(掺杂)氧气或其他负电性气体至该离子化气体流中，而达成此结果。本

29、发明可被使用于负电性气体流、正电性气体流、及惰性气体流的任一个、多个、或这些气体流的任说 明 书CN 102668720 A3/12页9意组合，且可包含使用闭环控制系统。0017 与本发明以及在此所披露的一致，在电晕放电区域(也就是说，在离子化电极与非离子化参照电极之间的离子化单元的区域)内具有两个不同种类的区域：0018 (a)小型(直径约1毫米)且一般为球形的白热电浆区域，其以离子发射器尖端为中心或近于离子发射器尖端，在白色电浆区域中离子化电场提供充足的能量以产生新电子与光子，从而维持电晕放电；以及0019 (b)离子漂移区域，其为在白热电浆区域与非离子化参照电极之间的黑暗区间(dark

30、space)。0020 根据本发明，具有正部分与负部分的周期T的交替的离子化信号，被应用至离子化电极，以在定义下游方向的非离子化气体流中产生电荷载子，从而形成离子化气体流。电荷载子包括电子、正离子、与负离子的云。有利地，在离子化信号的负部分中的Tnc部分期间产生的电子云中的电子，被诱发以在离子漂移区域中振荡。此电子云振荡提高了在振荡电子与在气体流(例如高纯度氮气)中的中性分子之间的弹性碰撞/附加的机率。因为当此种弹性碰撞/附加发生时自由电子与中性分子转换成负离子，所以本发明的使用提高了离子化气体流中负离子的数量。0021 选择性地，在至少一个参照电极与离子漂移区域之间提供介电质屏障(diele

31、ctric barrier)(也就是说，电气隔离)，更进一步促进将多数电子转换成低移动度负离子。此种效应提供稳定的电晕放电，帮助平衡正离子与负离子的数量，并增进从流过离子化装置的气体流采收的正离子与负离子。0022 本发明的特定的选择性具体实施例使用双重解决办法以在离子化气体流中平衡离子流：(1)将离子化电晕电极电容性地耦合至各射频频率(RF)高电压电源供应器(HVPS)，以及(2)将参照电极与离子化气体流电气隔离(例如，以介电材料使参照电极与气体流绝缘)。0023 本发明的特定的选择性具体实施例也展望使用(有能力以在正电性气体与负电性气体中工作的)控制系统，其中将增加的电压脉冲重复地应用至离

32、子化电极，直至电晕放电发生，从而决定电极的电晕阈值电压。接着控制系统可减少作业电压至一般等于电晕阈值电压的静态水平，以最小化电晕电流、发射器融合、与粒子产生。以这种方式，本发明的特定的具体实施例可保护离子化电极，以避免在正电性气体与惰性气体中的RF电晕电流所造成的伤害(诸如侵蚀)。因此，使用此种控制系统的本发明的具体实施例，不仅可更好地平衡离子化气体流，而且可自动地、优化地平衡离子化气体流(也就是说，此种具体实施例可为自我平衡)。0024 理所当然地，前述的本发明所披露的方法很好地特定适应于前述本发明所描述的设备。类似地，本发明的设备很好地适合执行前述有进步性的方法。0025 通过以下优选的具

33、体实施例的详尽描述、权利要求与相关附图，诸多本发明的其他优点与特点对于在本发明相关领域中普通技术人员将是显然的。附图说明0026 本发明的优选具体实施例将于以下参照附图进行描述，其中相同的数字代表相同的步骤和/或结构，其中：说 明 书CN 102668720 A4/12页100027 图1是在先技术的氮气沿线离子化设备；0028 图2是根据本发明的一个优选具体实施例的离子化单元的简要代表图；0029 图3a示出应用至根据图2的优选具体实施例而作业的离子化电极的电压波形；0030 图3b示出根据图2与图3a的优选具体实施例而作业的离子化电极放电的电晕电流波形；0031 图3c示出根据图2、图3a

34、、与图3b的优选具体实施例而作业的发射器产生的正电荷载子与负电荷载子；0032 图4是根据本发明的自我平衡具体实施例、使用模拟控制系统的具有RF HVPS的气体离子化设备的简要代表图；0033 图5a是根据本发明，比较应用至离子发射器的代表性高电压信号，与在空气中的代表性电晕诱发位移电流的示波器缩略图；0034 图5b是比较应用至离子发射器的代表性高电压信号，与在氮气中的代表性电晕诱发位移电流的示波器缩略图；0035 图5c为图5b的电晕诱发电流信号的示波器缩略图，其中水平(时间)轴被扩大以更详细地示出被应用的电压信号；0036 图6a是根据本发明的自我平衡优选具体实施例、具有HVPS与以微处

35、理器为基础的控制系统的气体离子化设备的简要代表图；0037 图6b是根据本发明的自我平衡优选具体实施例、具有HVPS与以微处理器为基础的控制系统的另一个气体离子化设备简要代表图；0038 图7a是根据本发明的一些优选具体实施例、示出控制系统的代表性“开启”模式作业的流程图；0039 图7b是根据本发明的一些优选具体实施例、示出控制系统的代表性“启动”模式作业的流程图；0040 图7c是根据本发明的一些优选具体实施例、示出气体离子化设备的控制系统的代表性“正常作业”模式作业的流程图；0041 图7d是根据本发明的一些优选具体实施例、示出控制系统的代表性“待机”模式作业的流程图；0042 图7e是

36、根据本发明的一些优选具体实施例、示出控制系统的代表性“学习”模式作业的流程图；0043 图8是在学习作业模式(左侧)与正常作业模式(右侧)期间，在使用氮气流的有进步性的离子化装置内，比较代表性电晕位移电流信号与代表性高电压波形的示波器缩略图；0044 图9为在基频为45kHz、工作因子为约49、与脉冲重复速率为99Hz下，比较代表性电晕位移电流信号S4(见屏幕上较高的波形)与射频高电压波形S4的示波器缩略图。具体实施方式0045 图2是示出用于在宽范围的气体流动速率中、至少实质上浓度是电气平衡的电荷载子，产生离子化气体流10/11(例如使用负电性/正电性/惰性气体)的优选方法与设备的简要代表图。此目标通过离子化单元100可达到，离子化单元100包含绝缘参照电极6说 明 书CN 102668720 A10