[发明专利]超声波生物处理的频带搜索匹配方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超声波生物处理运行的频带搜索换能匹配方法。 

背景技术

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，进行分频带对照、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频带对照、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。解决该类问题的高效方案是超声波生物处理频率搜索控制的一体化结构，而一体化结构的最困难问题是宽频带换能匹配技术，即随着搜索频率变化，在若干不同中心频率的宽频带振板与驱动电源之间，如何实现谐振网络的频带搜索换能匹配。 

发明内容

为使超声波生物处理过程的可测、可控，实现生物-机-电一体化处理系统中的宽频带换能谐振匹配，本发明提出一种超声波生物处理的宽频带匹配方法，它是与驱动电源输出电能的频带切换同步，在处理模式的脉冲间歇内，通过控制器选择切换相应继电器，将驱动电源相应输出端接通到与电感线圈相应抽头连接的振板，实现对应电感-振板匹配网络的选择切换。即，在进行超声波生物处理的大步频带搜索运行过程中，浓度装置尚未检测到高效处理频带时，转入频带切换运行工作流程；在转入频带切换运行工作流程后的运行过程设定间歇时点，执行切换到下一频带谐振匹配网路；在切换完成后，下一脉冲开始，继续频带搜索处理运行。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：先根据各振板中心频率，计算出各匹配网络所需电感量，确定设计相应电感线圈及其抽头；采用多抽头电感线圈，通过电感线圈不同抽头、振板接线端和继电器常开接点的连接，来实现驱动电源各频率输出端与对应中心频率振板的匹配结构。与驱动电源不同频带输出电能的切换同步，在处理模式的所选脉冲间歇内，通过控制器选择切换，使相应继电器的常开接点闭合，将与电感线圈相应抽头连接的振板与驱动电源相应输出端接通，而其它继电器的常开接点断开，实现对应电感-振板匹配网络的选择切换，构成驱动电源-谐振电感-振板的所选频带谐振匹配网络。 

其切换控制的过程为：在包括超声波处理脉冲间歇比、脉冲宽度、频率搜索速率和搜索起、终点频率等的控制系统各参数初始化与设置下，以下频带的下(或上频带的上)限起点频率开始进行频率搜索处理运行；如果在运行过程中得到频带锁定信号，则跳出切换流程，否则继续运行；当搜索处理频率到达所运行频带的上(或下)限值时，判断处理脉冲间歇是否到来；如果间歇时点到来，又没有得到跳出信号，则由控制器发出切换信号，系统执行切换到上(或下)一频带谐振匹配网路，并控制使后一处理脉冲到来前完成切换，切换后以新一频带的下(或上)限起点频率开始继续搜索处理运行；如果间歇时点未到来，又没有得到跳出信号，则锁定在所运行频带的上(或下)限频率，继续处理运行，并在后一处理脉冲间 歇到来时切换到上(或下)频带，再在后一处理脉冲到来前完成切换，以新一频带的下(或上)限起点频率开始继续搜索处理运行。如果间歇时点到来并得到跳出信号，则控制器不发出切换信号，继续后一处理脉冲的处理运行。如此继续，直到搜索处理运行到上频带的上(或下频带的下)限终点频率。