[实用新型]超声波生物优化处理的频率控制系统

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，本实用新型提供一种超声波生物优化处理的频率控制系统。系统由操控终端、超声波电力产生环节、换能执行环节、处理槽罐紫外线检测环节、检测信号转换环节组成；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环节，超声波电力产生环节通过电力电缆，连接到处理槽罐内的换能执行环节；处理槽罐紫外线检测环节配置处的检测信号转换环节，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环节的对应转接端子，以与送向操控终端的反馈信号线连接；处理槽罐作为生物处理流程的核心环节，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。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：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换能器-变幅杆(-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；

——依次从各频带下限开始自下而上(或从其上限开始自上而下)扫频运行，即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，保持该处理频带各运行参数； 否则，在原已运行的处理频带组合外，人工重新设置各处理频带上、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(-工具头)振子；

——如果高效处理频带为上端频带(或下端频带)，保持该处理频带各运行参数，并在原已运行的处理频带组合上端(或下端)以外，人工重新设置扩展的各处理频带的上、下限频率，并配置与相应频带中心频率匹配的换能器-变幅杆(-工具头)振子；否则，接下步；

——从同频带下限开始自下而上(或从其上限开始自上而下)依次扫频运行；

——当处理槽罐紫外线检测装置检测到高效处理频率时，保持该处理频率各运行参数；否则，在同频带继续扫频运行；

——处理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；

——在高效频率点锁定运行；

——当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，在同频带继续扫频运行。