超声波生物处理的并行频率搜索控制系统技术方案

一种超声波生物处理的频率并行搜索及控制配置系统，由操控终端(1)、依次工作在不同频段的超声波电力产生电源多组装置(2)、处理组换能执行器件(3)、各处理槽罐紫外线检测环节的配置装置(4)、检测信号转换装置(5)组成。操控终端(1)通过多条控制、反馈信号线路连接到超声波电力产生电源多组装置(2)，组超声波电力产生电源多组装置(2)中的每一组，再通过各自的电力电缆，连接到对应处理组的换能执行器件(3)；各处理槽罐紫外线检测环节的配置装置(4)处的检测信号转换装置(5)，通过前述各自电力电缆的附带屏蔽芯线，连接到超声波电力产生电源多组装置(2)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。每一处理组处理槽罐作为生物处理流程的核心环节，其下底中心连接一入口管路，其侧壁上部连接一出口管路；各入口管路始端与总上液管贯通，各出口管路终端与总下液管贯通。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种超声波生物处理系统的配置。
技术介绍
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。
技术实现思路
为弥补现有单一频率超声波在生物处理应用中的不足，本技术采用多频带处 理组组合搜索、捕捉、控制锁定最佳处理频率的运行策略，每一处理组配置一套处理槽罐及 其上的检测装置、超声波电源、换能器一变幅杆(一工具头)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，各处理组的频带上、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。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是系统由操控终端、依次工作在不同频段的超声波电力产生电源多组装置和多处理 组换能执行器件、各处理槽罐紫外线检测环节的配置装置和检测信号转换装置组成；以此 构成宽频带的多频段分布，每一频段对应一条处理组液路的多频段依次搜索、多液路并行 处理的频率搜索控制系统。操控终端通过多条控制、反馈信号线路连接到超声波电力产生电源多组装置，超 声波电力产生电源多组装置中的每一组，再通过各自的电力电缆，连接到对应处理组的换 能执行器件；各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，通过前述各 自电力电缆的附带屏蔽芯线，连接到超声波电力产生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的反馈信号线连接；每一处理组处理槽罐作为生物处理流程的核心环节，其下底中心连接一入口管路，其侧壁上部连接一出口管路；各入口管路始端与总上液 管贯通，各出口管路终端与总下液管贯通。在各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，是最终实现超声波换能执行的工作面；每条超声波电力输出线， 将超声波电力产生电源多组装置的一组电力输出端子与对应超声波换能执行器件的电力 输入端子连接；每一紫外线发射器通过各自的紫外线发射驱动线连接到对应的检测信号转 换装置；通过各自的检测信号反馈线每一检测信号转换装置与操控终端的上位机PC的一 组信号端子连接。通过对处理液处理作用区域的浓度监测，利用程序计算，在各个频带上，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。其运行控制的过程 为根据处理槽罐数量和换能器可高效耦合带宽，人工配置处理组数量和设置各处理 组的频带上、下限频率，并配置与相应频带中心频率匹配的换能器一变幅杆(一工具头)振 子；—通过操控终端，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 索速率等的处理模式，以及超声波电源输出功率；—各处理组从其频带下限开始自下而上(或从其上限开始自上而下)同步扫频 运行，即各处理槽罐中的处理液在换能器振子端面下，受超声波空化作用而产生不同浓度 的处理产物；同时，利用蛋白质对200nM 400nM光谱的吸收特性，在各处理槽罐装设紫外 线检测装置，利用其紫外线接收器，接收到受不同浓度处理产物吸收后而不同的紫外线光 通量信号，使之以相应变化幅度的电信号反馈给操控终端；在操控终端内，加设具有模数转 换、处理和数据通讯功能的A/D板作为反馈信号处理单元，将浓度反馈电信号转化为反映 处理效率的数字信号，再通过数据总线传输，由CPU进行数据处理与控制使用；——当某处理槽罐紫外线检测装置检测到高效处理频带时，保持该处理组各运行 参数，其余各频带处理组中止运行；否则，在原已运行的处理频带组合外，人工重新设置各 处理组的频带上、下限频率，并配置与相应频带中心频率匹配的换能器一变幅杆(一工具 头)振子；——如果高效处理频带为上端频带(或下端频带)，保持该处理组各运行参数，其 余各频带处理组中止运行，即在原已运行的处理频带组合上端(或下端)以外，人工重新设 置其余各处理组的频带上、下限频率，并配置与相应频带中心频率匹配的换能器一变幅杆 (一工具头)振子；否则，接下步；——人工设置其余各处理组频带的上、下限频率，并配置与相应频带中心频率匹 配的换能器一变幅杆(一工具头)振子人工配置，使之统一于检测到的高效频带处理组；——各处理组从同频带下限开始自下而上(或从其上限开始自上而下)同步扫频 运行；——当某处理槽罐紫外线检测装置检测到高效处理频率时，保持该处理组各运行 参数；否则，各处理组同频带继续扫频运行；——各处理组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；——各处理组在高效频率点锁定运行；——当某处理槽罐紫外线检测装置检测到处理效率处于渐近趋于零的过程，即光 通量信号幅度趋于饱和时，说明液体液位已低于换能器振子端面；否则，各处理组同频带继 续扫频运行。本技术的有益效果是通过多频带组合搜索、捕捉、控制锁定最佳处理频率， 和紫外线通量检测、电脑功能设定等功能的技术提升，在以下几方面表现出了其有益效果 便于通过程序软件的改变，方便地调整控制方案和实现多种新型控制策略，可以实现运行 数据的自动储存，有助于实现超声波生物处理的智能化；可连续监控、调节换能器、变幅杆、 工具头的频率以提供最佳的超声输出；其利用显示器的过程监控、参数图示功能不仅可对 所有处理运行参数进行专门编程，还可以用图形表达超声频率、功率、处理速度和处理过程 理化参数的变化；通过其操控终端的人机对话方式，可对处理程序进行调整，操作人员可按 提示输入有关数据，操作直观明了 ；免去了分组对照、分析确定最佳频率的漫长时间消耗， 容易找到各种生物细胞处理的合适频率，从而成倍提高处理效率；有利于建立其最佳工艺 条件，积累第一手资料。以下结合附图和实施例对本技术进一步说明。附图说明图1是本技术的一个实施例系统配置示意图。图2是本实施例的系统控制功能结构框图。图3是本实施例的处理槽罐配置示意图。图4是本实施例系统控制功能结构的检测信号转换环节电路图。在图1、图2、图3和图4中1.操控终端，11.总控、显本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种超声波生物处理的并行频率搜索控制系统，其特征是：系统由操控终端（１）、依次工作在不同频段的超声波电力产生电源多组装置（２）和多处理组换能执行器件（３）、各处理槽罐紫外线检测环节的配置装置（４）和检测信号转换装置（５）组成；以此构成宽频带的多频段分布，每一频段对应一条处理组液路的多频段依次搜索、多液路并行处理的频率搜索控制系统。

【技术特征摘要】
1.一种超声波生物处理的并行频率搜索控制系统，其特征是系统由操控终端(1)、依 次工作在不同频段的超声波电力产生电源多组装置( 和多处理组换能执行器件(3)、各 处理槽罐紫外线检测环节的配置装置(4)和检测信号转换装置( 组成；以此构成宽频带 的多频段分布，每一频段对应一条处理组液路的多频段依次搜索、多液路并行处理的频率 搜索控制系统。2.根据权利要求1所述的超声波生物处理的并行频率搜索控制系统，其特征是操控 终端(1)通过多条控制、反馈信号线路连接到超声波电力产生电源多组装置O)，超声波电 力产生电源多组装置O)中的每一组，再通过各自的电力电缆，连接到对应处理组的换能 执行器件(3)；各处理槽罐紫外线检测环节的配置装置(4)处的检测信号转换装置(5)，通 过前述各自电力电缆的附带屏蔽芯线，连接到超声波电力产生电源多组装置O)的对应组 转接端子，以与...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈百达，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：实用新型
国别省市：32