[实用新型]超声波生物优化处理的频率控制系统

权利要求书

1.一种超声波生物优化处理的频率控制系统，其特征是：系统由操控终端(1)、超声波电力产生环节(2)装置、换能执行环节(3)器件、处理槽罐紫外线检测环节(4)和检测信号转换环节(5)装置组成；操控终端(1)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(2)，超声波电力产生环节(2)通过电力电缆，连接到处理槽罐内的换能执行环节(3)；处理槽罐紫外线检测环节(4)配置处的检测信号转换环节(5)，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(2)的对应转接端子，以与送向操控终端(1)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。

2.根据权利要求1所述的超声波生物优化处理的频率控制系统，其特征是：操控终端(1)包括总控、显示及运行参数设置功能环节和扫频模式与功率给定环节(12)，总控、显示及运行参数设置功能环节(11)由上位机PC构成，扫频模式与功率给定环节(12)由配置在超声波电力产生环节(2)上的操作执行单元构成；超声波电力产生环节(2)由超声波电源装置构成；换能执行环节(3)由换能器-变幅杆-工具头振子结构构成；处理槽罐紫外线检测环节(4)由配置在处理槽罐上的紫外线发射、接收对管构成；检测信号转换环节(5)由低噪声、高输入阻抗运放的比较、放大电路结构构成。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的超声波生物优化处理的频率控制系统，其特征是：超声波电力产生环节(2)装置由超声波信号发生环节(a)、隔离驱动环节(b)、功率放大环节(c)、功率、频率匹配环节(d)和功率、频率控制环节(e)组成；超声波信号发生环节(a)，通过单片机MCU及其外围电路结构，产生所需频率正弦波信号；隔离驱动环节(b)，通过专用IGBT或MOSFEET驱动芯片及其外围电路结构，实现所需频率正弦波包络及相应于所需功率占空比的PWM功率驱动信号；功率放大环节(c)，通过IGBT或MOSFEET器件及其电路结构，实现PWM驱动下的直流-交流电力逆变；功率、频率匹配环节(d)，通过电感耦合及其电路结构，实现将PWM交流电力与换能器的谐振匹配，同时取得功率、频率反馈信号；功率、频率控制环节(e)，通过反馈信号处理电路、锁相环路，实现对设定功率、频率的跟踪、锁定和控制。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的超声波生物优化处理的频率控制系统，其特征是：最终实现超声波换能执行环节(3)的工作面，是换能器-变幅杆-工具头振子结构的换能器振子端面(31)，置于处理槽罐的中心偏上部位；超声波电力输出线(32)，将超声波电力产生环节(2)的电力输出端子与超声波换能执行环节(3)的换能器电力输入端子连接，将超声波电力产生环节(2)产生的超声波电力送给换能器；处理槽罐(41)作为处理液(42)的承载容器，可以是封闭式盒槽罐，也可以通过下底和侧壁分别装配入液管和出液管，使其中的处理液(42)匀速流动；处理槽罐(41)的左侧和右侧，分别安装紫外线发射器(43)和装有紫外线接收器(45)的检测信号转换环节(5)，并使紫外线发射器(43)和紫外线接收器(45)头面相对，两器件的光轴心线穿过换能器振子端面(31)中心线下方，距离换能器振子端面(31)一个端面半径长度；紫外线发射器(43)通过紫外线发射驱动线(44)连接到检测信号转换环节(5)；检测信号反馈线(51)连接检测信号转换环节(5)与操控终端(1)的上位机PC，将检测信号转换环节(5)输出的超声波处理效率反馈信号送给总控、显示及运行参数设置功能环节(11)。

5.根据权利要求1或权利要求2所述的超声波生物优化处理的频率控制系统，其特征是：在检测信号转换环节(5)中，紫外线发射管(LED)与紫外线发射管限流保护电阻(R_e)串联，按正向跨接在电路工作电源(E)正极与地之间；紫外线接收管(D_r1)与紫外线接收器桥臂平衡电阻(R₂)串连，紫外线接收管(D_r2)与紫外线接收器桥臂平衡电阻(R₁)串连，以此构成的紫外线接收器的两桥臂；在两桥臂的一端，紫外线接收管(D_r1)与紫外线接收器桥臂平衡电阻(R₁)连接；在两桥臂的另一端，紫外线接收管(D_r2)与紫外线接收器桥臂平衡电阻(R₂)连接；两端连接点按正向跨接在电路工作电源E正极与地之间；两桥臂两侧的x 点和y点分别连接到运算放大器(A)的同相输入端和反相输入端；运算放大器静态偏流电阻(R)跨接在电路工作电源(E)正极与运算放大器A的反相输入端之间，运算放大器反馈(R_f)电阻跨接在运算放大器(A)的输出端与反相输入端之间；在操控终端(1)内PC机的总线扩展槽中，插入具有模数转换、处理和数据通讯功能的A/D板(AD)；运算放大器(A)的输出端，通过检测信号反馈线(51)，以双端输入方式，连接到操控终端(1)内A/D板(AD)的模拟输入端子。