[发明专利]超声波生物处理的并行频率搜索控制方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种超声波生物处理方法。

背景技术

现有的超声波生物处理方法是：通过事先设定或选择超声波发生设备的某一工作频率， 然后以该频率的超声波作用于处理对象。但超声波对对象的处理速率与超声波频率高度相关， 超声波频率不同，处理效率大不相同；而且，处理对象的生物细胞种类更与超声波频率高度 相关，不同的生物细胞，对不同频率超声波的敏感性大不相同。这就造成了现有超声波生物 处理方法的初次超声波频率确定的盲目性，进而，对额外进行超声波频率分析、确定形成依 赖性。实际工作过程是：利用某生物细胞在不同频率下的处理情况，进行分组对照、分析确 定，得到有关数据；在以后的工作中，沿用该特定对象的数据，经验地确定适合的超声波频 率。这已是习惯做法。本质上，这样的方法并不能保证所工作的超声波频率就是对对象高效 的最佳频率，也不能对不同的对象进行精确的精细频率调整，积累的经验也就不是最佳工艺 的；加之，该方法不仅在初期大量耗费人力、财力、物力，而且在沿用期也经常地要求观察、 调整和维护。鉴于此，有必要研发一种新的高效策略，使超声波生物处理工作不再沿用先经 分组对照、分析确定超声波频率，再经验地确定所需频率的低效做法，而是将确定所需频率 的过程最大限度地高效、自动化进行。

发明内容

为弥补现有单一频率超声波在生物处理应用中的不足，本发明采用多频带处理组组合搜 索、捕捉、控制锁定最佳处理频率的运行策略，每一处理组配置一套处理槽罐及其上的检测 装置、超声波电源、换能器-变幅杆(-工具头)振子，通过操控(总控、显示及运行参数 设置功能和扫频模式与功率给定功能)终端协调、控制，在上、下限频率界定频带上进行同 步扫频；参考换能器的固有频率，各处理组的频带上、下限频率与扫描形式均可人工设定， 也可自动连续续接。以此，使各种不同的生物细胞、物品表面污渍、污染、污垢均能接受到 适合频率的超声波作用，并锁定在该频率上，从而成倍提高处理效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：通过对处理液处理作用区域的浓度监测， 利用程序计算，在各个频带上，在设定模式下同步地得到浓度变化的动态，依据该动态，确 定最佳工艺频率点。其运行控制的过程为：

根据处理槽罐数量和换能器可高效耦合带宽，人工配置处理组数量和设置各处理组的频 带上、下限频率，并配置与相应频带中心频率匹配的换能器-变幅杆(-工具头)振子；

——通过操控终端，人工统一设置包括超声波处理脉冲间歇比、脉冲宽度、频率搜索速 率等的处理模式，以及超声波电源输出功率；

——各处理组从其频带下限开始自下而上(或从其上限开始自上而下)同步扫频运行， 即各处理槽罐中的处理液在换能器振子端面下，受超声波空化作用而产生不同浓度的处理产 物；同时，利用蛋白质对200nM～400nM光谱的吸收特性，在各处理槽罐装设紫外线检测装 置，利用其紫外线接收器，接收到受不同浓度处理产物吸收后而不同的紫外线光通量信号， 使之以相应变化幅度的电信号反馈给操控终端；在操控终端内，加设具有模数转换、处理和 数据通讯功能的A/D板作为反馈信号处理单元，将浓度反馈电信号转化为反映处理效率的数 字信号，再通过数据总线传输，由CPU进行数据处理与控制使用；

——当某处理槽罐紫外线检测装置检测到高效处理频带时，保持该处理组各运行参数， 其余各频带处理组中止运行；否则，在原已运行的处理频带组合外，人工重新设置各处理组 的频带上、下限频率，并配置与相应频带中心频率匹配的换能器-变幅杆(-工具头)振子；

——如果高效处理频带为上端频带(或下端频带)，保持该处理组各运行参数，其余各频 带处理组中止运行，即在原已运行的处理频带组合上端(或下端)以外，人工重新设置其余 各处理组的频带上、下限频率，并配置与相应频带中心频率匹配的换能器-变幅杆(-工具 头)振子；否则，接下步；

——人工设置其余各处理组频带的上、下限频率，并配置与相应频带中心频率匹配的换 能器-变幅杆(-工具头)振子人工配置，使之统一于检测到的高效频带处理组；

——各处理组从同频带下限开始自下而上(或从其上限开始自上而下)同步扫频运行；

——当某处理槽罐紫外线检测装置检测到高效处理频率时，保持该处理组各运行参数； 否则，各处理组同频带继续扫频运行；