[发明专利]多频率超声波药残清洗降解实验平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种多频率超声波药残清洗降解实验平台，属于超声波药残清洗降解领域。

背景技术

目前，农药残留问题是随着农药大量生产和广泛使用而产生的，据估算目前世界上生产的农药、产品主要有420种，其在农作物病虫害防治中发挥了巨大作用。但农药长期、不合理、大量使用造成农药残留长期积累，严重污染农产品和生态环境，直接或间接地危害人体健康。我国作为世界上主要的农药生产使用大国，每年农药使用量高达130吨，农药残留问题逐渐成为制约我国可持续发展最为突出的食品安全问题，因农药残留引起的恶性食品污染事件和出口农产品中农药残留超标事故不断说明了问题的严重性。近年来随着人们生活水平的提高，人们对食品安全问题和环境生态日益重视，如何降解农产品和环境中的农药残留已成为世界各国的研究热点。目前世界范围内农药残留降解方法主要：

1、洗涤、吸附等传统物理方法：此方法存在对低浓度残留农药的降解去除效果不够彻底、劳动强度大、耗水量大并且在洗涤过程中加入的洗涤剂存在二次污染问题。

2、氧化分解、水解等化学方法：利用此方法降解农药残留一般都比较耗时且成本较高，效果也不太明明显，一些中间产物还会带来二次污染。

3、生物降解方法：目前这种方法在实际生产中应用较少，产品的稳定性和成本往往难以满足生产实践要求，还有待进一步的研究。

因此，研制出一套高效、节能、节水、无毒无害的药残清洗降解方法对于活跃农产品加工市场、节约利用水资源、保护生态环境和人体健康具有重要的现实意义。从上世纪九十年代开始，国际上应用功率超声降解处理水体中有机污染物，尤其是对有毒难降解污染物的处理，取得了一定效果，超声波降解技术以其高效、低耗、设备简单无二次污染等特点引起研究人员和相关人士的重视。虽然已有将超声波应用于药残降解的相关研究，但大都是研究某种特定频率下的超声波对不同浓度不同种类药残降解的定性分析，都存在着结构复杂、超声波频率单一、降解效率低、难以实现多频率清洗降解实验同时进行、实验对比性差可靠性低等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种多频率超声波药残清洗降解实验平台，它能够利用在五种从低到高的频率下的超声波进行药残清洗降解实验探究，极大地扩展了平台的应用范围，增强了实验对比度和可靠性，方便了科研人员。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种多频率超声波药残清洗降解实验平台，它包括控制面板、控制器、第一多路切换开关组、第二多路切换开关组、第三多路切换开关组、第四多路切换开关组、驱动隔离模块、功率放大模块、第一匹配变压器、第二匹配变压器、五个超声信号发生器、五个匹配电感和五个分别安装在相应的反应容器上的换能器；其中，

控制面板，其与控制器连接以实现双向信号传输，用于接收并显示控制器传递的状态信息和用于选择工作频率并将工作频率信号传递给控制器；

控制器，其信号输出端分别与第一多路切换开关组、第二多路切换开关组、第三多路切换开关组和第四多路切换开关组的控制信号输入端相连接，用于接收控制面板传递的工作频率信号并产生相应的切换控制信号分别传递给第一多路切换开关组、第二多路切换开关组、第三多路切换开关组和第四多路切换开关组；

五个超声信号发生器，其输出端分别通过第一多路切换开关组与驱动隔离模块选择性连接，用于分别输出不同频率的同频反相信号；

第一多路切换开关组，用于接收相应的切换控制信号并选择接通相应的超声信号发生器和驱动隔离模块；

驱动隔离模块，其输出端与功率放大模块相连接，用于驱动功率放大模块正常工作；

功率放大模块，其输出端通过第二多路切换开关组分别与第一匹配变压器和第二匹配变压器选择性连接；

第二多路切换开关组，用于接收相应的切换控制信号并选择接通功率放大模块和相应的第一匹配变压器或第二匹配变压器；

五个匹配电感，其分别与五个超声信号发生器一一对应，并且其中三个匹配电感的输入端分别通过第三多路切换开关组与第一匹配变压器选择性连接，另外两个匹配电感的输入端分别通过第四多路切换开关组与第二匹配变压器选择性连接，五个匹配电感的输出端分别与相应的换能器相连接，用于对相对应的换能器进行调谐匹配；

第一匹配变压器和第二匹配变压器，用于改变相对应的换能器的阻抗，使其与信源阻抗相匹配，保证相对应的换能器获得最大的电功率；

第三多路切换开关组，用于接收相应的切换控制信号并选择接通相应的匹配电感和第一匹配变压器；