超聲波生物處理系統(tǒng)
超聲波頻率優(yōu)化控制關鍵技術研究及其應用項目所研究的技術屬于先進制 造領域。相關技術的產(chǎn)品涉及振動與聲、電子、機械及材料等新技術。國內超聲 波應用系統(tǒng)中的主要部件(超聲波換能器、超聲波電源)其技術指標與國外有相 當距離,制約了整個行業(yè)的發(fā)展。因此,本項目主要圍繞超聲波電源及超聲波應 用,結合企業(yè)新產(chǎn)品的研發(fā),針對超聲波相關產(chǎn)品研發(fā)中的多項關鍵技術展開研 究,提出解決方案。關鍵技術的突破提升了企業(yè)產(chǎn)品質量水平及競爭比較優(yōu)勢, 創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益,為提升超聲波應用行業(yè)產(chǎn)品技術水平建立良好的示范作 用。項目主要研究下述 3 方面技術: 1.超聲波生物處理(萃取、破碎、清洗等系統(tǒng))是電力電子技術與生物工程 技術交叉、融合的學科,被廣泛應用于輕工、食品、醫(yī)藥、能源、化工等領域的 機械裝備,是近年快速發(fā)展的輕工工藝裝備。項目以大范圍頻率搜索策略,配置 多套換能執(zhí)行振板、匹配諧振網(wǎng)絡和寬頻帶超聲波電源裝置,通過操控(總控、 顯示、參數(shù)設置、模式設置與功率給定功能)終端協(xié)調、控制,進行超聲波生物 處理優(yōu)化頻率的搜索。通過對應不同處理過程的不同物理量傳感器,對處理液中 超聲波作用區(qū)域進行處理效率監(jiān)測,得到處理效率變化的動態(tài),依據(jù)該動態(tài),確 定最佳工藝,使各種不同處理對象接受到適合頻率的超聲波作用,從而成倍提高 處理效率。主要包括:以超聲波電源作為系統(tǒng)的執(zhí)行器,以生物處理過程(效率) 為反饋量,實現(xiàn)超聲波生物處理的全閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。 2.超聲波精細霧化化學機械拋光處理,是機械工程與電子工程交叉學科,解 決常規(guī)工藝無法解決的機械加工問題。通過本項目研發(fā)的超聲波電源,在“超聲 霧液化學機械研拋納米表面形成機理和關鍵技術”發(fā)揮了關鍵作用,保證了課題 的研發(fā)需求。 3.超聲波電源。主要研究超聲波電源系統(tǒng)原理、系統(tǒng)實現(xiàn)方法和在生物處理 方面、機械加工、塑料焊接方面的應用。當前超聲波電源系統(tǒng)主要有信號源、驅 動電路、采樣反饋電路、(算法)控制系統(tǒng)。其結構方案為:①模擬+數(shù)字電路; ②全數(shù)字電路;③微型計算機電路。缺點為運行功耗大,無自動頻率跟蹤功能或 頻率跟蹤范圍小,無法保證輸出最大功率。本項目完成了基于高速 DSP 電路的超 聲波電源。采用智能控制算法,自動頻率跟蹤范圍寬,輸出功率效率高。能在超338 聲換能器的工況變化(溫度、負載、模具等)時,頻率跟蹤點穩(wěn)定地運行在加工 工藝所需的頻率上。 授權專利: 超聲波生物處理的頻率搜索控制方法 200910215255.9 超聲波生物處理效率的蓋上檢測方法 201110342001.0 一種超聲波灸袖珍式超聲波穴位按摩儀及其操作電路 201110347561.5 一種超聲波灸電路結構,201110049586.7 超聲波生物處理的頻帶搜索匹配方法 201110363842.X 一種小功率高頻超聲波電源實現(xiàn)方法 2012100040137, 一種微型超聲波發(fā)生器的高效節(jié)能方法,2012100096908, 超聲波生物處理效率的蓋上檢測方法 2012101814370,201110049586.7 超聲波生物處理的并行頻率搜索控制系統(tǒng) 201020002032.2 超聲波生物處理的頻率搜索控制系統(tǒng) 201020002031.8 超聲波生物處理效率的蓋上檢測裝置, 2012200057985, 一種小功率高頻超聲波電源結構,2012200426513, 超聲波頻率搜索生物處理系統(tǒng)一體化結構,2012200738144, 袖珍式超聲波穴位按摩儀及其操作電路 2012202604159 一種超聲波灸,2012202608319
江南大學
2021-04-13