[實用新型]超聲波生物優化處理的頻率控制系統

無效

• 申請號: 201020191853.5
• 申請日: 2010-05-17
• 公開（公告）號: CN201933089U
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 屈百達
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C12M1/42
• 分類號: C12M1/42;C12M1/36;C12M1/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本實用新型涉及一種超聲波生物處理系統。

背景技術

現有的超聲波生物處理方法是：通過事先設定或選擇超聲波發生設備的某一工作頻率，然后以該頻率的超聲波作用于處理對象。但超聲波對對象的處理速率與超聲波頻率高度相關，超聲波頻率不同，處理效率大不相同；而且，處理對象的生物細胞種類更與超聲波頻率高度相關，不同的生物細胞，對不同頻率超聲波的敏感性大不相同。這就造成了現有超聲波生物處理方法的初次超聲波頻率確定的盲目性，進而，對額外進行超聲波頻率分析、確定形成依賴性。實際工作過程是：利用某生物細胞在不同頻率下的處理情況，進行分組對照、分析確定，得到有關數據；在以后的工作中，沿用該特定對象的數據，經驗地確定適合的超聲波頻率。這已是習慣做法。本質上，這樣的方法并不能保證所工作的超聲波頻率就是對對象高效的最佳頻率，也不能對不同的對象進行精確的精細頻率調整，積累的經驗也就不是最佳工藝的；加之，該方法不僅在初期大量耗費人力、財力、物力，而且在沿用期也經常地要求觀察、調整和維護。鑒于此，有必要研發一種新的高效策略，使超聲波生物處理工作不再沿用先經分組對照、分析確定超聲波頻率，再經驗地確定所需頻率的低效做法，而是將確定所需頻率的過程最大限度地高效、自動化進行。

發明內容

為彌補現有單一頻率超聲波在生物處理應用中的不足，本實用新型提供一種超聲波生物優化處理的頻率控制系統。系統由操控終端、超聲波電力產生環節、換能執行環節、處理槽罐紫外線檢測環節、檢測信號轉換環節組成；操控終端通過控制、反饋信號線路連接到寬頻域超聲波電力產生環節，超聲波電力產生環節通過電力電纜，連接到處理槽罐內的換能執行環節；處理槽罐紫外線檢測環節配置處的檢測信號轉換環節，通過前述電力電纜的附帶屏蔽芯線，連接到超聲波電力產生環節的對應轉接端子，以與送向操控終端的反饋信號線連接；處理槽罐作為生物處理流程的核心環節，其原處理液從其下底中心的管路入口流入，生成處理液經其側壁上部的出口管路流出。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：通過對處理液處理作用區域的濃度監測，利用程序計算，依次在各個頻帶上，在設定模式下得到濃度變化的動態，依據該動態，確定最佳工藝頻率點。其運行控制的過程為：

根據換能器可高效耦合帶寬，人工設置各處理頻帶的上、下限頻率，并配置與相應頻帶中心頻率匹配的換能器-變幅桿(-工具頭)振子；

——通過操控終端，人工統一設置包括超聲波處理脈沖間歇比、脈沖寬度、頻率搜索速率等的處理模式，以及超聲波電源輸出功率；

——依次從各頻帶下限開始自下而上(或從其上限開始自上而下)掃頻運行，即處理槽罐中的處理液在換能器振子端面下，受超聲波空化作用而產生不同濃度的處理產物；同時，利用蛋白質對200nM～400nM光譜的吸收特性，在處理槽罐裝設紫外線檢測裝置，利用其紫外線接收器，接收到受不同濃度處理產物吸收后而不同的紫外線光通量信號，使之以相應變化幅度的電信號反饋給操控終端；在操控終端內，加設具有模數轉換、處理和數據通訊功能的A/D板作為反饋信號處理單元，將濃度反饋電信號轉化為反映處理效率的數字信號，再通過數據總線傳輸，由CPU進行數據處理與控制使用；

——當處理槽罐紫外線檢測裝置檢測到高效處理頻帶時，保持該處理頻帶各運行參數；?否則，在原已運行的處理頻帶組合外，人工重新設置各處理頻帶上、下限頻率，并配置與相應頻帶中心頻率匹配的換能器-變幅桿(-工具頭)振子；

——如果高效處理頻帶為上端頻帶(或下端頻帶)，保持該處理頻帶各運行參數，并在原已運行的處理頻帶組合上端(或下端)以外，人工重新設置擴展的各處理頻帶的上、下限頻率，并配置與相應頻帶中心頻率匹配的換能器-變幅桿(-工具頭)振子；否則，接下步；

——從同頻帶下限開始自下而上(或從其上限開始自上而下)依次掃頻運行；

——當處理槽罐紫外線檢測裝置檢測到高效處理頻率時，保持該處理頻率各運行參數；否則，在同頻帶繼續掃頻運行；

——處理頻帶上下限頻率匯聚到檢測到的高效頻率點，并控制、鎖定到該高效頻率；

——在高效頻率點鎖定運行；

——當處理槽罐紫外線檢測裝置檢測到處理效率處于漸近趨于零的過程，即光通量信號幅度趨于飽和時，說明液體液位已低于換能器振子端面；否則，在同頻帶繼續掃頻運行。