一种防污染的实验物体控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种防污染的实验物体控制系统，包括：微控制器和超声振动系统；超声振动系统包括：超声信号发生器和超声换能器；微控制器用于控制超声信号发生器产生高频电信号；超声换能器按照预设规则设置于待测物体的周围，用于根据高频电信号产生超声波信号，对待测物体进行悬浮并定位；可见，在本方案中，通过微控制器控制多个超声换能器产生超声频率的超声波，使得产生的声压与待测物体的重力相平衡，从而使得待测物体悬浮，消除容器对待测物体的污染，保证了物体的高纯度，对于相关的科学实验研究具有重大的意义；本发明专利技术还公开了一种防污染的实验物体控制方法，同样能实现上述有益效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超声悬浮定位领域，更具体地说，涉及一种防污染的实验物体控制系统及方法。
技术介绍
随着科技的进步与发展，研究人员开始对某些特殊的物质进行研究，如对液体、固体等轻质物品进行实验研究。而目前在对那些特殊物质的研究过程中大多是在接触式的容器中进行实验研究，这样会导致那些媒质被容器所污染，使得媒质的纯度降低。因此，如何对轻物质进行实验研究时消除容器对媒质的污染，是本领域技术人员需要解决的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种防污染的实验物体控制系统及方法，以实现对轻物质进行实验研究时消除容器对媒质的污染。为实现上述目的，本专利技术实施例提供了如下技术方案：一种防污染的实验物体控制系统，包括：微控制器和超声振动系统；所述超声振动系统包括：超声信号发生器和超声换能器；所述微控制器用于控制所述超声信号发生器产生高频电信号；所述超声换能器按照预设规则设置于待测物体的周围，用于根据所述高频电信号产生超声波信号，对所述待测物体进行悬浮并定位。其中，所述超声信号发生器包括：整流滤波模块，与所述整流滤波模块相连的DC/DC模块，与所述DC/DC模块相连的DC/AC模块，与所述DC/AC模块相连的匹配网络模块，以及与所述DC/DC模块和所述DC/AC模块均相连的驱动电路模块；其中，所述整流滤波模块，用于将工频市电转换为直流电压；所述驱动电路模块与所述微控制器相连，用于根据所述微控制器产生的定位指令，驱动所述DC/DC模块和所述DC/AC模块产生高频电信号；所述匹配网络模块与所述超声换能器相连，用于将所述高频电信号发送至所述超声换能器。其中，还包括：与所述微控制器相连的位置传感器，所述位置传感器设置于所述超声换能器上，用于检测所述待测物体与所述超声换能器的位置信息，并将所述位置信息发送至所述微控制器。其中，所述微控制器通过调整每个超声振动系统产生超声波信号的强度，调整所述待测物体悬浮的位置信息及定位的角度信息。一种防污染的实验物体控制方法，包括：微控制器向超声振动系统发送定位指令；所述超声振动系统包括：超声信号发生器和超声换能器；所述超声信号发生器根据所述定位指令生成高频电信号；所述超声换能器根据所述高频电信号产生超声波信号，对所述待测物体进行悬浮并定位；其中，所述超声换能器按照预设规则设置于待测物体的周围。其中，所述超声信号发生器根据所述定位指令生成高频电信号包括：所述超声信号发生器中的驱动电路模块根据所述定位指令，驱动DC/DC模块和DC/AC模块根据直流电压产生高频电信号，并通过匹配网络模块将所述高频电信号发送至所述超声换能器。其中，还包括：位置传感器检测所述待测物体与所述超声换能器的位置信息，并发送至所述微控制器；所述微控制器利用所述位置信息向所述超声振动系统发送定位指令。其中，所述微控制器向大于一组的超声振动系统发送定位指令之前，还包括：获取待测物体的属性信息，根据所述属性信息生成与所述待测物体对应的定位指令。其中，还包括：所述微控制器通过调整每个超声振动系统产生超声波信号的强度，调整所述待测物体悬浮的位置信息及定位的角度信息。通过以上方案可知，本专利技术实施例提供的一种防污染的实验物体控制系统，包括：微控制器和超声振动系统；所述超声振动系统包括：超声信号发生器和超声换能器；所述微控制器用于控制所述超声信号发生器产生高频电信号；所述超声换能器按照预设规则设置于待测物体的周围，用于根据所述高频电信号产生超声波信号，对所述待测物体进行悬浮并定位；可见，在本方案中，通过微控制器控制多个超声换能器产生超声频率的超声波，使得产生的声压与待测物体的重力相平衡，从而使得待测物体悬浮，消除容器对待测物体的污染，保证了物体的高纯度，对于相关的科学实验研究具有重大的意义；本专利技术还公开了一种防污染的实验物体控制方法，同样能实现上述有益效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例公开的一种防污染的实验物体控制系统结构示意图；图2为本专利技术实施例公开的另一种防污染的实验物体控制系统结构示意图；图3为本专利技术实施例公开的一种防污染的实验物体控制方法流程示意图；图4为本专利技术实施例公开的另一种防污染的实验物体控制方法流程示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例公开了一种防污染的实验物体控制系统及方法，以实现对轻物质进行实验研究时消除容器对媒质的污染。参见图1，本专利技术实施例提供的一种防污染的实验物体控制系统，包括：微控制器100和超声振动系统；所述超声振动系统包括：超声信号发生器200和超声换能器300；具体的，微控制器100可以为DSP、ARM、FPGA中的任意一者，可以控制超声信号发生器200发送高频电信号的强度和频率，并且与超声换能器300进行谐振匹配，使得超声换能器工作在最佳状态。所述微控制器100用于控制所述超声信号发生器200产生高频电信号；具体的，超声信号发生器200主要对工频市电进行变换，产生高频电信号来激励超声换能器300，以使超声换能器将电能转变为机械能，即将高频电信号转变为超声波信号。所述超声换能器300按照预设规则设置于待测物体的周围，用于根据所述高频电信号产生超声波信号，对所述待测物体进行悬浮并定位。需要说明的是，本方案中的待测物体可以是液体或者固体。本方案所提供的实验物体控制系统中的超声发生器的数量，可以为一个或者多个；若超声发生器的数量为一个，那么可以将超声换能器设置在待测物体的下方，这样当超声换能器产生的声压大于待测物体的重力时，待测物体就会悬浮。若超声发生器的数量为多个，那么就可以从多个角度对待测物体进行控制，实现对待测物体的定位，在本实施例中以超声发生器的数量为三个进行说明，参见图1，本方案提供的超声振动系统包括：超声信号发生器a、超声信号发生器b、超声信号发生器c和超声换能器a、超声换能器b、超声换能器c；其中，超声信号发生器a对应连接超声换能器a，超声信号发生器b对应连接超声换能器b，超声信号发生器c对应连接超声换能器c；三个超声换能器相邻直接相差120°，超声换能器发射端朝上；其中，图1中的媒质即为本方案中的待测物体。需要说明的是，所述微控制器通过调整每个超声振动系统产生超声波信号的强度，调整所述待测物体悬浮的位置信息及定位的角度信息。具体的，由于本实施例中的超声换能器的数量可以为多个，那么可以将每个超声换能器设置在不同的位置，通过不同角度上的超声换能器产生的超声波，对待测物体进行定位，并且通过改变对应超声换能器产生超声波的强度的大小，可以控制待测物体进行一些操作，例如位置移动操作、翻转操作等，从而方便用户对待测物体进行灵活控制。可以理解的是，本方案的待测物体设置在空气中，例如：当待测物体为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防污染的实验物体控制系统，其特征在于，包括：微控制器和超声振动系统；所述超声振动系统包括：超声信号发生器和超声换能器；所述微控制器用于控制所述超声信号发生器产生高频电信号；所述超声换能器按照预设规则设置于待测物体的周围，用于根据所述高频电信号产生超声波信号，对所述待测物体进行悬浮并定位。

【技术特征摘要】
1.一种防污染的实验物体控制系统，其特征在于，包括：微控制器和超声振动系统；所述超声振动系统包括：超声信号发生器和超声换能器；所述微控制器用于控制所述超声信号发生器产生高频电信号；所述超声换能器按照预设规则设置于待测物体的周围，用于根据所述高频电信号产生超声波信号，对所述待测物体进行悬浮并定位。2.根据权利要求1所述的实验物体控制系统，其特征在于，所述超声信号发生器包括：整流滤波模块，与所述整流滤波模块相连的DC/DC模块，与所述DC/DC模块相连的DC/AC模块，与所述DC/AC模块相连的匹配网络模块，以及与所述DC/DC模块和所述DC/AC模块均相连的驱动电路模块；其中，所述整流滤波模块，用于将工频市电转换为直流电压；所述驱动电路模块与所述微控制器相连，用于根据所述微控制器产生的定位指令，驱动所述DC/DC模块和所述DC/AC模块产生高频电信号；所述匹配网络模块与所述超声换能器相连，用于将所述高频电信号发送至所述超声换能器。3.根据权利要求2所述的实验物体控制系统，其特征在于，还包括：与所述微控制器相连的位置传感器，所述位置传感器设置于所述超声换能器上，用于检测所述待测物体与所述超声换能器的位置信息，并将所述位置信息发送至所述微控制器。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的实验物体控制系统，其特征在于，所述微控制器通过调整每个超声振动系统产生超声波信号的强度，调整所述待...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚震，吴锦莘，张永俊，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44