[实用新型]超声波生物处理的频率搜索控制系统

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种超声波生物处理系统。

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，本实用新型利用宽频域超声波电源装置，采用多频带处理顺序搜索、捕捉、控制锁定最佳处理频率的运行策略，运行中，在超声波电源装置工作频域内，按频带频率搜索方向依次配置与频带中心频率匹配的，由换能器、变幅杆和工具头构成的振子，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。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

系统由操控终端、超声波电力产生装置、换能执行器件、处理槽罐紫外线检测环节配置装置、检测信号转换装置组成。

操控终端通过控制、反馈信号线路连接到宽频域超声波电力产生装置，超声波电力产生装置通过电力电缆，连接到处理槽罐内的换能执行器件；处理槽罐紫外线检测环节的配置装置处的检测信号转换装置，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装置的对应转接端子，以与送向操控终端的反馈信号线连接。

在处理槽罐紫外线检测环节的配置装置中，振子结构的换能器振子端面，置于处理槽罐的中心偏上部位；超声波电力输出线，将超声波电力产生装置的电力输出端子与超声波换能执行器件的电力输入端子连接；处理槽罐可以是封闭式盒槽罐，也可以通过下底和侧壁分别装配入液管和出液管；处理槽罐的左侧和右侧，分别安装紫外线发射器和装有紫外线接收器的检测信号转换装置，并使紫外线发射器和紫外线接收器头面相对，两器件的光轴心线穿过换能器振子端面中心线下方，距离换能器振子端面一个端面半径长度；紫外线发射器通过紫外线发射驱动线连接到检测信号转换装置；检测信号反馈线连接检测信号转换装置与操控终端的上位机PC。

在处理槽罐紫外线检测环节的配置装置及其检测信号转换装置中，紫外线发射管与紫外线发射管限流保护电阻串联，按正向跨接在电路工作电源正极与地之间；紫外线接收管与紫 外线接收器桥臂平衡电阻串连，紫外线接收管与紫外线接收器桥臂平衡电阻串连，以此构成的紫外线接收器的两桥臂；在两桥臂的一端，紫外线接收管与紫外线接收器桥臂平衡电阻连接；在两桥臂的另一端，紫外线接收管与紫外线接收器桥臂平衡电阻连接；两端连接点按正向跨接在电路工作电源正极与地之间；两桥臂两侧分别连接到运算放大器的同相输入端和反相输入端；运算放大器静态偏流电阻跨接在电路工作电源正极与运算放大器A的反相输入端之间，运算放大器反馈电阻跨接在运算放大器的输出端与反相输入端之间；在操控终端内PC机的总线扩展槽中，插入具有模数转换、处理和数据通讯功能的模数转换板，即A/D板；运算放大器的输出端，通过检测信号反馈线，以双端输入方式，连接到操控终端内的模数转换板，即A/D板的模拟输入端子。

通过对处理液处理作用区域的浓度监测，利用程序计算，依次在各个频带上，在设定模式下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：

根据换能器可高效耦合带宽，人工设置各处理频带的上、下限频率，并配置与相应频带中心频率匹配的振子；