本文研究了熱泡式打印的混雜建模與仿真方法。首先通過一維熱傳導(dǎo)公式,溫度—壓強(qiáng)關(guān)系式和能量、物質(zhì)轉(zhuǎn)換關(guān)系建立了噴墨過程的數(shù)值模型,其中一維熱傳導(dǎo)公式用于描述氣泡和周圍液體之間的能量交換以及氣—液交界層的溫度分布,溫度—壓強(qiáng)關(guān)系式和能量轉(zhuǎn)換關(guān)系用于描述氣泡的增長和破裂過程。該模型從連續(xù)變量動態(tài)系統(tǒng)的角度描述了一次墨滴噴射的過程。其次,論文介紹了混雜系統(tǒng)基本理論,并討論了現(xiàn)有的混雜系統(tǒng)建模方法,比較了各自的優(yōu)缺點和適用性,在此基礎(chǔ)上,分析噴墨系統(tǒng)的混雜特性,提出噴墨過程的混雜Petri網(wǎng)(HPN)建模思路,研究Matlab環(huán)境下,利用Simulink與Stateflow相結(jié)合對HPN進(jìn)行仿真的方法。最后,采用上述模型,對熱泡式噴墨過程進(jìn)行仿真,分析了氣泡產(chǎn)生的初始溫度、初始壓強(qiáng)與控制電壓、液體黏度、噴嘴結(jié)構(gòu)的關(guān)系,為高性能噴墨頭的設(shè)計和打印驅(qū)動電路的設(shè)計提供理論依據(jù)。
【學(xué)位單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2010
【中圖分類】：TP334.83
【部分圖文】：

墨滴噴射出去，整個過程在30-40 s內(nèi)完成，其中加熱過程大約需要10 s。圖2.7噴頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2.8表明了噴嘴的尺寸大小。加熱器位于噴嘴的底部，長約80 m，寬25 m。

Petri網(wǎng)模型如圖5.3所示。各個庫所和變遷的含義見表5-1。圖5.3中的混雜Petri網(wǎng)基本覆蓋了熱泡式噴墨打印過程中所有連續(xù)變量和離散動作信息。HPN的系統(tǒng)動態(tài)是由狀態(tài)標(biāo)識的變化來表征的。1P 中首先置一個token引起變遷激發(fā)，從而開始網(wǎng)模型的運行，由于連續(xù)變遷不改變離散庫所標(biāo)識，變遷操作得以持續(xù)激發(fā)，小車持續(xù)移動。離散變遷激發(fā)給下游離散庫所標(biāo)識數(shù)加 1，連續(xù)庫所標(biāo)識數(shù)代表了模擬參數(shù)的數(shù)值。連續(xù)庫所9P 表示小車的位移，9P 的 Making 數(shù)持續(xù)變化，當(dāng)其為 0 時達(dá)到閾值激發(fā)變遷3T ，從而啟動清潔單元，為x（x≥0）值時確定打印位置激發(fā)變遷7T

7 8 210 10 W /m，加熱溫度為270℃左右[8]，因此，墨水很快過熱并達(dá)到熱極限，形成蒸汽泡。墨水的汽化使得氣泡內(nèi)部產(chǎn)生高壓（4.5MPa），導(dǎo)致氣泡的增長�？焖僭鲩L的氣泡擠壓墨水，由于噴嘴出表面張力的影響形成墨滴，隨著氣泡內(nèi)溫度降低，壓強(qiáng)減小，氣泡開始破裂，墨滴由于慣性從噴嘴中噴射出去。當(dāng)發(fā)熱電阻冷卻時，氣泡自行熄滅，氣泡破碎時產(chǎn)生的吸引力就把新的墨水從儲墨盒中吸到噴頭，為下一次噴墨做準(zhǔn)備。對于熱泡技術(shù)來說，影響墨滴質(zhì)量的最主要的因素就是噴嘴內(nèi)氣泡的產(chǎn)生，它將直接影響到噴射出去的墨滴的形狀、體積和速度。對于氣泡的產(chǎn)生，加熱電壓、加熱脈寬、液體黏度、噴嘴的結(jié)構(gòu)等都對產(chǎn)生氣泡的特性有著比較大的影響，從而影響噴射出的墨滴的質(zhì)量。所以在設(shè)計熱泡式噴墨打印頭的時候，這些因素都是必須要進(jìn)行考慮的。熱泡式技術(shù)的缺點是在使用過程中會加熱墨水，而高溫下墨水很容易發(fā)生化學(xué)變化，性質(zhì)不穩(wěn)定，所以打出的色彩真實性就會受到一定程度的影響；另一方面由于墨水是通過氣泡噴出的，墨水微粒的方向性與體積大小很不好掌握，打印線條邊緣容易參差不齊，一定程度的影響了打印質(zhì)量。
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 王利軍,梁興國,劉志華,張友蘭;噴墨打印技術(shù)及噴墨打印用墨水[J];電子計算機(jī)與外部設(shè)備;1997年04期

2 何賢會,高春華,王慧;基于混雜Petri網(wǎng)的混雜系統(tǒng)建模方法[J];機(jī)電工程;2000年02期

3 趙曉華,陳陽舟;基于Matlab狀態(tài)流的混雜系統(tǒng)仿真設(shè)計[J];計算機(jī)仿真;2005年07期

4 鄭剛,譚民,宋永華;混雜系統(tǒng)的研究進(jìn)展[J];控制與決策;2004年01期

5 陳江紅,李宏光;基于Matlab環(huán)境的Petri網(wǎng)的仿真方法[J];微計算機(jī)信息;2003年12期

6 李路海,張淑芬,楊錦宗,鄒競;噴墨打印機(jī)及其耗材技術(shù)現(xiàn)狀與進(jìn)展[J];影像技術(shù);2003年01期

7 李衛(wèi)東;劉曰鋒;;混雜系統(tǒng)研究綜述[J];自動化技術(shù)與應(yīng)用;2008年01期

8 戴華平,孫優(yōu)賢;一種新型的混合Petri網(wǎng)建模及其分析方法[J];浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2000年06期

本文編號：2886314