[发明专利]一种生物处理过程的超声波频率优化控制方法

权利要求书

1.一种生物处理过程的超声波频率优化控制方法，其特征是：采用多频带组合并行搜索、捕捉、控制锁定最佳处理频率的运行策略，在各个由上、下限频率界定的频带上进行同步扫频；在各个频带上，通过对处理液作用区域的浓度监测，利用程序计算，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；操控终端(1)通过控制、反馈信号线路连接到超声波电力产生(2)电源多组装置，其中各组超声波电力产生(2)装置，再通过电力电缆，连接到对应处理组的换能执行(3)器件-振板结构；各处理槽罐紫外线检测环节(4)配置处的检测信号转换(5)装置，通过前述电力电缆的附带屏蔽芯线，连接到超声波电力产生(2)电源多组装置的对应组转接端子，以与对应组送向操控终端(1)的反馈信号线连接；各处理组处理槽罐作为生物处理流程的核心环节，其原处理液从其前端下部中心的入液管口流入，生成处理液经其后端上部的出液管口流出；操控终端(1)的总控、显示及运行参数设置功能环节(11)，通过上位机PC，在总体上控制整个系统的运行过程、参数设置，并根据各频带所在处理槽罐及其换能器参数设置其频带上、下限频率；第I处理组(I)，通过该频带所在超声波电力产生环节(2)、换能执行环节(3)、处理槽罐紫外线检测环节(4)和检测信号转换环节(5)的系统配置，行使该频带上扫描频率超声波处理并检测产生物光吸收量、反馈处理效率信号的功能；第II处理组(II)，通过该频带所在超声波电力产生(2)环节、换能执行环节(3)、处理槽罐紫外线检测环节(4)和检测信号转换环节(5)的系统配置，行使该频带上扫描频率超声波处理并检测产生物光吸收量、反馈处理效率信号的功能；...；第N处理组(N)，通过该频带所在超声波电力产生(2)环节、换能执行环节(3)、处理槽罐紫外线检测环节(4)和检测信号转换环节(5)的系统配置，行使该频带上扫描频率超声波处理并检测产生物光吸收量、反馈处理效率信号的功能；扫频模式与功率给定环节(12)，通过配置在超声波电力产生(2)设备上的操作执行单元，行使执行功能，实现总控、显示及运行参数设置功能环节(11)所做的超声波处理脉冲间歇比、模式与电源输出功率给定；超声波电力产生环节(2)，通过超声波电源装置，行使将市电电力转换为超声波电力的功能；换能执行环节(3)，通过其振板结构，实现将超声波电能转换为超声波机械能的功能；处理槽罐紫外线检测环节(4)，通过紫外线发射、接收对管在处理槽罐上的配置，利用处理液中不同浓度产生物的不同光吸收作用，实现对紫外线光通量变化的检测，反映处理液中产生物的浓度变化；检测信号转换环节(5)，利用紫外线接收器将接收到的紫外线光通量变化信号同步换为相应的浓度变化电信号，通过低噪声、高输入阻抗运放的比较、放大电路结构，将发射器得到的驱动信号与接收器送出的浓度变化电信号加以比较、放大，送给总控、显示及运行参数设置功能环节(11)。

2.根据权利要求1所述的生物处理过程的超声波频率优化控制方法，其特征是：超声波电力产生环节(2)的超声波信号发生环节(a)，通过单片机MCU及其外围电路结构，产生所需频率正弦波信号；隔离驱动环节(b)，通过专用IGBT驱动芯片及其外围电路结构，实现所需频率正弦波包络及相应于所需功率占空比的PWM功率驱动信号；功率放大环节(c)，通过IGBT器件及其电路结构，实现PWM驱动下的直流-交流电力逆变；功率、频率匹配环节(d)，通过电感耦合及其电路结构，实现将PWM交流电力与换能器的谐振匹配，同时取得功率、频率反馈信号；功率、频率控制环节(e)，通过反馈信号处理电路、锁相环路，实现对设定功率、频率的跟踪、锁定和控制。