超声波生物处理的频率搜索控制方法

摘要

一种超声波生物处理的频率搜索控制方法。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。

主权项

一种超声波生物处理的频率搜索控制方法，其特征是：利用超声波电力产生装置，采用多频带组合搜索、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）装置，超声波电力产生（2）装置通过电力电缆，连接到处理槽罐内的换能执行（3）器件；处理槽罐紫外线检测（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）装置的对应转接端子，以与送向操控终端（1）的反馈信号线连接；处理槽罐作为生物处理流程的核心，其原处理液从其下底中心的管路入口流入，生成处理液经其侧壁上部的出口管路流出；总控、显示及运行参数设置功能（11），通过上位机PC，控制整个系统的运行过程、参数设置，并根据各频带及其换能器参数设置其频带上、下限频率；通过超声波电力产生（2）、换能执行（3）、处理槽罐紫外线检测（4）和检测信号转换（5）的系统配置，系统行使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（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（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（2），通过超声波电力产生装置，行使将市电电力转换为超声波电力的功能；换能执行（3），通过由换能器、变幅杆及变幅杆连接的工具头构成的换能器—变幅杆振子结构，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（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（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（11）；其特征是系统的控制运行过程为：St1.开始，控制系统和处理配置参数初始化；St2.根据换能器可高效耦合带宽，人工设置各处理组频带的上、下限频率，并配置与相应频带中心频率匹配的换能器—变幅杆振子结构；St3.通过操控终端（1）的上位机PC，人工统一设置包括超声波处理脉冲间歇比、脉冲宽度、频率搜索速率的处理模式、超声波电源输出功率；St4.在前步设定下，各频带从其频带下限开始自下而上顺次扫频运行；同时，处理槽罐紫外线检测（4）装置的紫外线接收器（45），接收受到不同浓度的处理产物吸收的紫外线不同光通量信号，并以相应变化幅度的检测电信号送给检测信号转换（5）单元，检测信号转换（5）单元将该检测电信号转化为反映处理效率的反馈信号，反馈给操控终端（1）；在操控终端（1）内，具有模数转换、处理和数据通讯功能的A/D板（AD），将处理效率反馈模拟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，由中央处理单元（CPU）进行数据处理与控制使用；St5.当处理槽罐紫外线检测（4）装置检测到高效处理频带时，保持该频带各运行参数；否则，返回到St2，即在原已运行的处理频带组合以外，人工重新设置扩展的频带上、下限频率，并配置与相应频带中心频率匹配的换能器—变幅杆振子结构；St6.如果高效处理频带为上端频带，保持该频带各运行参数，返回到St2，即在原已运行的处理频带组合上端以外，人工重新设置其扩展的频带上、下限频率，并配置与相应频带中心频率匹配的换能器—变幅杆振子结构；否则，接下步；St7.在前步设定下，从同频带下限开始自下而上扫频运行；St8.当处理槽罐紫外线检测（4）装置检测到高效处理频率时，保持该频率下各运行参数； 否则，返回到St7，即同频带继续扫频运行；St9.频带上下限频率汇聚到检测到的高效频率点，并控制、锁定到该高效频率；St10.在前步设定下，在高效频率点锁定运行；St11.当处理槽罐紫外线检测（4）装置检测到处理效率处于趋近零的过程，即光通量信号幅度趋于饱和，说明液体液位已低于换能器振子结构端面（31）；否则，返回到St10，即同频带继续扫频运行；St12.结束。