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Title:
ULTRASONIC FREQUENCY DETECTION METHOD FOR ULTRASONIC BIOLOGICAL TREATMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/079994
Kind Code:
A1
Abstract:
An ultrasonic frequency detection method for an executive terminal in an ultrasonic biological treatment operation, wherein a voltage detection coil Wv is additionally wound on a secondary side of an output transformer of an ultrasonic power supply to detect a voltage frequency; a secondary side is additionally provided on a resonant inductor, and a current detection coil Wi is wound on the secondary side to detect a current frequency. A dotted terminal and a non-dotted terminal of the voltage detection coil Wv respectively serve as a voltage signal wiring terminal Tv and a voltage signal beginning end wiring terminal Tv0, and are connected to a detection signal processing circuit SP. A dotted terminal and a non-dotted terminal of the current detection coil Wi respectively serve as a current signal wiring terminal Ti and a current signal beginning end wiring terminal Ti0, and are connected to the detection signal processing circuit SP. A current waveform rising-edge zero-crossing pulse signal is generated by the detection signal processing circuit SP, and then is processed to generate and output a current period signal. Ultrasonic frequency data is calculated and outputted by means of a digital signal processing function of a digital signal processor (DSP), and control processing is performed.

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JPH07337001POWER SUPPLY
JP3069805A power supply unit
Inventors:
QU BAIDA (CN)
Application Number:
PCT/CN2015/095288
Publication Date:
May 18, 2017
Filing Date:
November 23, 2015
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Assignee:
UNIV JIANGNAN (CN)
International Classes:
H02M7/217; G01H11/00
Foreign References:
CN205160394U2016-04-13
CN102594295A2012-07-18
CN101774679A2010-07-14
US20140167761A12014-06-19
US6291180B12001-09-18
Attorney, Agent or Firm:
WUXI HUAYUAN PATENT AND TRADEMARK AGENCY (GENERAL PARTNERSHIP) (CN)
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Claims:
权利要求书

[权利要求 1] 一种超声波生物处理的超声波频率检测方法, 其特征是:

禾 1J用系统的功率匹配输出单元和 DSP反馈控制电路的部分功能; 在超声波电源的输出变压器副边, 增设绕制电压检测线圈 Wv, 用以 检测电压频率; 对谐振电感器增设副边, 在该副边绕制电流检测线圈 Wi, 用以检测电流频率; 电压检测线圈 Wv的同名端和异名端分别作 为电压信号接线端子 Tv和电压信号始端接线端子 Tv0, 接入检测信号 处理电路 SP; 电流检测线圈 Wi的同名端和异名端分别作为电流信号 接线端子 Ti和电流信号始端接线端子 Ti0, 接入检测信号处理电路 SP 检测信号处理电路为以 MAX9382型鉴相器芯片 IC为核心的鉴相电路 ; 电压信号接线端子 Tv通过电压信号耦合电阻 Rv连接到鉴相器芯片 I C的 7脚, 电压信号始端接线端子 TvO接地; 电压信号反相限幅二极管 Dvl和电压信号正相限幅二极管 Dv2构成反并联支路, 跨接在鉴相器 芯片 IC的 7脚与地之间; 电流信号接线端子 Ti通过电流信号耦合电阻 R i连接到鉴相器芯片 IC的 6脚, 电流信号始端接线端子 TiO接地; 电压 信号反相限幅二极管 Dvl与电压信号正相限幅二极管 Dv2构成反并联 支路, 跨接在鉴相器芯片 IC的 6脚与地之间; 鉴相器芯片 IC的 7脚连接 到 DC5V工作电源正极接线端 E; 鉴相器芯片 IC的 1脚作为电流波形上 升沿过零脉冲信号输出端, 连接到 D触发器芯片 IC2的 3脚; D触发器 芯片 IC2的 1脚作为电流波形一个周期长度的脉宽信号输出端, 连接到 数字信号处理芯片 DSP的 PA3引脚, 由数字信号处理芯片 DSP的数字 信号处理功能, 按所测电流频率 fi=l/PA3信号脉宽的关系来计算超声 波频率, 并进行控制处理。

[权利要求 2] 根据权利要求 1所述的超声波生物处理的超声波频率检测方法, 其特 征是:

整个超声波生物处理系统由工作电源电路组、 斩波调功电路、 正弦波 信号产生单元、 PWM驱动单元、 PWM电路、 功率匹配输出单元、 频 带切换电路、 频带匹配、 换能网络、 超声波生物处理终端、 DSP反馈 控制电路、 人-机交互终端和人 -机交互终端组成; 检测信号处理电路为以 MAX9382型鉴相器芯片 IC1和 CD4013型 D触发 器芯片 IC2为核心的鉴相电路; 电压信号接线端子 Tv通过电压信号耦 合电阻 Rv连接到鉴相器芯片 IC的 7脚, 电压信号始端接线端子 TvO接 地; 电压信号反相限幅二极管 Dvl和电压信号正相限幅二极管 Dv2构 成反并联支路, 跨接在鉴相器芯片 IC的 7脚与地之间; 电流信号接线 端子 Ti通过电流信号耦合电阻 Ri连接到鉴相器芯片 IC的 6脚, 电流信 号始端接线端子 TiO接地; 电压信号反相限幅二极管 Dvl与电压信号 正相限幅二极管 Dv2构成反并联支路, 跨接在鉴相器芯片 IC的 6脚与 地之间; 鉴相器芯片 IC的 7脚连接到 DC5V工作电源正极接线端 E; 鉴 相器芯片 IC的 1脚作为电流波形上升沿过零脉冲信号输出端, 连接到 D触发器芯片 IC2的 3脚; D触发器芯片 IC2的 1脚作为电流波形一个周 期长度的脉宽信号输出端, 连接到数字信号处理芯片 DSP的 PA3引脚 , 由数字信号处理芯片 DSP的数字信号处理功能, 按频率 fi=l/两 PA2 信号上升沿间隔吋间的关系来计算所测电流频率, 并进行控制处理; D触发器芯片 IC2的 2脚与 D触发器芯片 IC2的 5脚连接; D触发器芯片 I C2的 4脚 6脚和 7脚均接地; D触发器芯片 IC2的 14脚连接到 DC5V工作 电源正极接线端5。

[权利要求 3] 根据权利要求 1或根据权利要求 2所述的超声波生物处理的超声波频率 检测方法, 其特征是: 数字信号处理芯片 DSP对检测信号处理电路送 入的脉宽信号进行数字处理; 首先读取引脚 PA3获得的信号脉宽, 然 后按所测电流频率 fi=l/PA3信号脉宽的关系, 来计算等值的超声波频 率, 并送出该频率数据。

[权利要求 4] 根据权利要求 1所述的超声波生物处理的超声波频率检测方法, 其特 征是:

输出变压器由变压器原边绕组 W1、 输出变压器原边绕组始端接线端 子 TP0、 输出变压器原边绕组终端接线端子 ΤΡ、 变压器副边绕组 W2 、 功率匹配输出始端接线端子 TO0、 功率匹配输出第一路接线端子 Τ 01、 功率匹配输出第二路接线端子 Τ02、 …、 功率匹配输出第十路接 线端子 ΤΟ10、 电压检测线圈 Wv、 电压信号接线端子 Tv、 电压信号始 端接线端子 ΤνΟ、 磁芯 MC、 原边绕组骨架 Frl、 副边绕组骨架 Fr2构成 ; 磁芯 MC采用 MXO-2000型号 E形结构。

在磁芯 MC的芯柱上, 紧套原边绕组骨架 Frl ; 在原边绕组骨架 Frl的 大环槽内, 分层隔衬平绕变压器原边绕组 W1 ; 变压器原边绕组 W1的 异名端通过输出变压器原边绕组始端接线端子 TP0引出, 变压器原边 绕组 W1的同名端通过输出变压器原边绕组终端接线端子 TP弓 I出; 在 原边绕组骨架 Frl的小环槽内, 绕有电压检测线圈 Wv; 电压检测线圈 Wv的异名端通过电压信号始端接线端子 TvO引出, 电压检测线圈 Wv 的同名端通过电压信号接线端子 Tv引出;

原边绕组骨架 Frl外围, 紧套副边绕组骨架 Fr2; 在副边绕组骨架 Fr2 的环槽内, 分层隔衬平绕变压器副边绕组 W2; 变压器副边绕组 W2的 异名端通过功率匹配输出始端接线端子 TOO引出, 变压器副边绕组 W 2的第一抽头通过功率匹配输出第一路接线端子 T01引出, 变压器副 边绕组 W2的第二抽头通过功率匹配输出第二路接线端子 T02引出, ......, 变压器副边绕组 W2的同名端通过功率匹配输出第十路接线端 子 TO10引出;

输出变压器整体以绝缘漆浸渍、 充实、 紧固。

[权利要求 5] 根据权利要求 1或根据权利要求 3所述的超声波生物处理的超声波频率 检测方法, 其特征是: 变压器副边绕组骨架为由上、 下两端的副边绕 组骨架侧壁 SW2与中柱的副边绕组骨架筒壁 WP2构成的内腔筒 -外环 槽形结构, 采用 ABS材料注塑成型; 其上、 下两端副边绕组骨架侧壁 SW2和副边绕组骨架筒壁 WP2均制有均匀分布的浸漆孔 Ho; 在上端 副边绕组骨架侧壁 SW2的腔筒短边一侧, 并排镶嵌有功率匹配输出始 端接线端子 TO0、 功率匹配输出第一路接线端子 Τ01、 功率匹配输出 第二路接线端子 Τ02、 ......、 功率匹配输出第十路接线端子 ΤΟ10。 [权利要求 6] 根据权利要求 1或根据权利要求 3所述的超声波生物处理的超声波频率 检测方法, 其特征是: 变压器原边绕组骨架为由上、 下两端的原边绕 组骨架侧壁 SW1与中柱的原边绕组骨架筒壁 WP1、 原边绕组骨架间壁 MW构成的内腔筒 -外双环槽形结构, 采用 ABS材料注塑成型; 其上 、 下两端原边绕组骨架侧壁 SW1、 原边绕组骨架间壁 MW和原边绕组 骨架筒壁 WP1均制有均匀分布的浸漆孔 Ho; 在上端原边绕组骨架侧 壁 SW1的腔筒短边与功率匹配输出各路接线端子 TO0~TO10相对一侧 , 并排镶嵌有原边绕组始端接线端子 TP0和输出变压器原边绕组终端 接线端子 TP; 在下端原边绕组骨架侧壁 SW1的腔筒短边与输出变压 器原边绕组接线端子 TP0、 TP相同一侧, 并排镶嵌有电压信号始端接 线端子 TvO和电压信号接线端子 Tv。

[权利要求 7] 根据权利要求 1所述的超声波生物处理的超声波频率检测方法, 其特 征是:

谐振电感器由电感线圈 WL、 电流检测线圈 Wi、 电流信号接线端子 Ti 、 电流信号始端接线端子 Ti0、 电感线圈始端接线端子 TL0、 电感线 圈第一路接线端子 TL1、 电感线圈第二路接线端子 TL2、 …、 电感线 圈第十路接线端子 TL10、 电感线圈骨架 FrL、 电感线圈磁芯 MCL构成 在电感线圈磁芯 MCL的芯柱上, 电感线圈骨架 FrL; 在电感线圈骨架 FrL的大环槽内, 分层隔衬平绕电感线圈 WL; 电感线圈 WL的异名端 通过电感线圈始端接线端子 TL0引出, 电感线圈 WL的第一抽头通过 电感线圈第一路接线端子 TL1引出, 电感线圈 WL的第二抽头通过电 感线圈第二路接线端子 TL2引出, ......, 电感线圈 WL的同名端通过 电感线圈第十路接线端子 TL10引出; 在电感线圈骨架 FrL的小环槽内 , 绕有电流检测线圈 Wi; 电流检测线圈 Wi的异名端通过电流信号始 端接线端子 TiO引出, 电流检测线圈 Wi的同名端通过电流信号接线端 子 Ti引出;

谐振电感器整体以绝缘漆浸渍、 充实、 紧固。 [权利要求 8] 根据权利要求 1或根据权利要求 7所述的超声波生物处理的超声波频率 检测方法, 其特征是: 谐振电感线圈骨架为由上、 下两端的线圈骨架 侧壁 SWL与中柱的线圈骨架筒壁 WPL、 线圈骨架间壁 MW构成的内腔 筒 -外双环槽形结构, 采用 ABS材料注塑成型; 其上、 下两端线圈骨 架侧壁 SWL和线圈骨架筒壁 WPL均制有均匀分布的浸漆孔 Ho; 在上 端线圈骨架侧壁 SWL的腔筒短边一侧, 并排镶嵌有电感线圈始端接 线端子 TL0、 电感线圈第一路接线端子 TL1、 电感线圈第二路接线端 子 TL2、 ......、 电感线圈第十路接线端子 TL10; 在下端线圈骨架侧壁

SWL的腔筒短边与电感线圈各路接线端子 TL0~TL10相对一侧, 并排 镶嵌有流信号始端接线端子 TiO和电流信号接线端子 Ti。

Description:
超声波生物处理的超声波频率检测方法 技术领域

[0001] 本发明涉及一种超声波生物处理运行的执行终 端超声波频率检测方法。

背景技术

[0002] 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。

[0003] 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。 对于这样复杂 的匹配结构, 控制是个更复杂而不可回避的问题, 而取得频率反馈信号又是控 制的首要问题。 进而, 执行终端的超声波频率检测, 就成为关键和亟待解决的 难题。 不同于单一频率超声波执行终端的频率检测, 超声波生物处理频率搜索 控制一体化系统的频率检测需要在动态执行终 端上进行。 因此, 必需研发一种 非常规的, 适合该不断切换过程的系统的检测方法。 技术问题

[0004] 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 宽频带搜索、 控制。

问题的解决方案

技术解决方案

[0005] 本发明提出一种超声波生物处理运行的执行终 端超声波频率检测方法, 它是在 超声波电源的输出变压器副边, 增设绕制电压检测线圈, 用以检测电压频率; 对谐振电感器增设副边, 在该副边绕制电流检测线圈, 用以检测电流频率。 电 压检测线圈的同名端和异名端分别作为电压信 号接线端子和电压信号始端接线 端子, 接入检测信号处理电路。 电流检测线圈的同名端和异名端分别作为电流 信号接线端子和电流信号始端接线端子, 接入检测信号处理电路。 经检测信号 处理电路产生电流波形上升沿过零脉冲信号, 再经处理产生电流周期信号输出 , 由数字信号处理芯片 DSP的数字信号处理功能, 计算出超声波频率数据输出, 并进行控制处理。

[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:

[0007] 利用系统的功率匹配输出单元和 DSP反馈控制电路的部分功能。

[0008] 在超声波电源的输出变压器副边, 增设绕制电压检测线圈 Wv, 用以检测电压 频率; 对谐振电感器增设副边, 在该副边绕制电流检测线圈 Wi, 用以检测电流 频率。 电压检测线圈 Wv的同名端和异名端分别作为电压信号接线端 Tv和电压 信号始端接线端子 ΤνΟ, 接入检测信号处理电路 SP。 电流检测线圈 Wi的同名端和 异名端分别作为电流信号接线端子 Ti和电流信号始端接线端子 TiO, 接入检测信 号处理电路 SP。

[0009] 检测信号处理电路为以 MAX9382型鉴相器芯片 IC为核心的鉴相电路。 电压信 号接线端子 Tv通过电压信号耦合电阻 Rv连接到鉴相器芯片 IC的 7脚, 电压信号始 端接线端子 TvO接地; 电压信号反相限幅二极管 Dvl和电压信号正相限幅二极管 Dv2构成反并联支路, 跨接在鉴相器芯片 IC的 7脚与地之间。 电流信号接线端子 T i通过电流信号耦合电阻 Ri连接到鉴相器芯片 IC的 6脚, 电流信号始端接线端子 Ti 0接地; 电压信号反相限幅二极管 Dvl与电压信号正相限幅二极管 Dv2构成反并联 支路, 跨接在鉴相器芯片 IC的 6脚与地之间。 鉴相器芯片 IC的 7脚连接到 DC5V工 作电源正极接线端 E。 鉴相器芯片 IC的 1脚作为电流波形上升沿过零脉冲信号输 出端, 连接到 D触发器芯片 IC2的 3脚。 D触发器芯片 IC2的 1脚作为电流波形一个 周期长度的脉宽信号输出端, 连接到数字信号处理芯片 DSP的 PA3引脚, 由数字 信号处理芯片 DSP的数字信号处理功能, 按所测电流频率 fi=l/PA3信号脉宽的关 系来计算超声波频率, 并进行控制处理。

发明的有益效果

有益效果

[0010] 本发明的有益效果是: 采用输出变压器增设绕制电压检测线圈和谐振 电感器增 设副边绕制电流检测线圈方式, 提高了输出变压器和电感线圈的效用 /体积比, 进而解决了对多抽头输出变压器和电感线圈进 行一点电压、 电流检测的难题, 进而减少了机体空间占用, 大大提高了检测点利用率。

对附图的简要说明

附图说明

[0011] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

[0012] 图 1是本发明实施例的系统控制功能结构框图。

[0013] 图 2是本实施例的切换执行单元电路结构图

[0014] 图 3是本实施例的电流、 电压检测主电路结构图。

[0015] 图 4是本实施例的检测信号处理电路结构图。

[0016] 图 5是检测信号 DSP处理流程图。

[0017] 图 6是输出变压器实施例的结构主视图。

[0018] 图 7是输出变压器结构半剖左视图。

[0019] 图 8是输出变压器副边绕组骨架结构俯视图。

[0020] 图 9是输出变压器副边绕组骨架结构半剖左视图

[0021] 图 10是变压器原边绕组骨架结构半剖视图。

[0022] 图 11是谐振电感器实施例的结构主视图。

[0023] 图 12是谐振电感器结构半剖左视图。

[0024] 图 13是谐振电感线圈骨架结构半剖视图。 [0025] 在图 1~6中: 1.工作电源电路组, 2.斩波调功电路, 3.正弦波信号产生单元, 4.P WM驱动单元, 5.PWM电路, 6.功率匹配输出单元, 7.频带切换电路, 8.频带匹 配、 换能网络, 9.超声波生物处理终端, 10.DSP反馈控制电路, 11.人-机交互终 端; Dr为 PWM驱动信号, TOO为功率匹配输出始端接线端子, T01为功率匹配 输出第一路接线端子, T02为功率匹配输出第二路接线端子, …, TO10为功率 匹配输出第十路接线端子; TZ1为第一路振板第一接线端子, TZ2为第二路振板 第一接线端子, ..., TZ10为第十路振板第一接线端子; PC为功率控制信号, M C为间歇控制信号, FC为频率控制信号, FT为频带切换控制数据, 其中 F1为第 一频带切换信号, F2为第二频带切换信号, …, F10为第十频带切换信号; V为 电压反馈信号, i为电流反馈信号, De为浓度反馈信号, K为系统启动信号, M 为模式给定参数, F为频率给定参数, P为功率给定参数, FS为频率状态数据, P S为功率状态数据, Ef为效率状态数据。

[0026] 在图 2~13中: PS为超声波电源单元, TP0为输出变压器原边绕组始端接线端子

, TP为输出变压器原边绕组终端接线端子; J1-1为第一路切换执行继电器常幵接 点, J2-1为第二路切换执行继电器常幵接点, …, J10-1为第十路切换执行继电器 常幵接点; TZ1为匹配网络第一路振板接线端子, TZ2为匹配网络第二路振板接 线端子, …, TZ10为匹配网络第十路振板接线端子; Z1为第一路振板, Z2为第 二路振板, …, Z10为第十路振板; TL0为电感线圈始端接线端子, TL1为电感 线圈第一路接线端子, TL2为电感线圈第二路接线端子, ..., TL10为电感线圈第 十路接线端子。 W1为变压器原边绕组, W2为变压器副边绕组, Wv为电压检测 线圈, WL为电感线圈, Wi为电流检测线圈; Tv为电压信号接线端子, ΤνΟ为电 压信号始端接线端子; Ti为电流信号接线端子, TiO为电流信号始端接线端子; S P为检测信号处理电路。

[0027] 在图 4中: Rv为电压信号耦合电阻, Ri为电流信号耦合电阻, Dvl为电压信号 反相二极管, Dv2为电压信号正相限幅二极管, Dil为电流信号反相限幅二极管 , Di2为电流信号正相限幅二极管, E为 DC5V工作电源正极接线端, IC1为鉴相 器芯片, IC2为 D触发器芯片。

[0028] 在图 6~13中: Frl为原边绕组骨架, MC为磁芯, Fr2为副边绕组骨架, Ho为浸 漆孔, FrL为电感线圈骨架, MCL为电感线圈磁芯。

[0029] 在图 7~13中: SW1为原边绕组骨架侧壁, Ho为浸漆孔, WP1为原边绕组骨架 筒壁; SW2为副边绕组骨架侧壁, MW为副边绕组骨架间壁, WP2为副边绕组骨 架筒壁。

本发明的实施方式

[0030] 在图 1所示的系统控制功能结构框图中:

[0031] 整个系统由工作电源电路组 1、 斩波调功电路 2、 正弦波信号产生单元 3、 PWM 驱动单元 4、 PWM电路 5、 功率匹配输出单元 6、 频带切换电路 7、 频带匹配、 换 能网络 8、 超声波生物处理终端 9、 DSP反馈控制电路 10、 人 -机交互终端 11和人- 机交互终端 11组成。

[0032] 工作电源电路组 1的交流输入端口连接到〜 220V市电接入工作网络; 工作电源 电路组 1的 DC250V输出端口与斩波调功电路 2的电源输入端口对应连接; 工作电 源电路组 1的 DC15V输出端口同吋与正弦波信号产生单元 3、 PWM驱动单元 4、 频带切换电路和人 -机交互终端 11的 DC15V工作电源端口对应连接; 工作电源电 路组 1的 DC5V输出端口同吋与超声波生物处理终端 9、 DSP反馈控制电路 10和人- 机交互终端 11的 DC5V工作电源端口对应连接。

[0033] 斩波调功电路 2的电源输出端口与 PWM电路 5的工作电源端口对应连接; 正弦 波信号产生单元 3的信号输出端口与 PWM驱动单元 4的信号输入端口对应连接; P WM驱动单元 4的信号输出端口与 PWM电路 5的控制信号输入端口对应连接, 将 P WM驱动信号 Dr送入 PWM电路 5; PWM电路 5的功率输出端口与功率匹配输出单 元 6的功率输入端口对应连接。

[0034] 功率匹配输出单元 6由超声波电源的输出变压器构成。 功率匹配输出单元 6的功 率输出端口通过电压检测网络连接到 DSP反馈控制电路 10的电压反馈信号输入端 口对应端, 将电压反馈信号 V送入 DSP反馈控制电路 10; 功率匹配输出单元 6的功 率匹配输出始端接线端子 TOO连接到频带匹配、 换能网络 8的电感线圈始端接线 端子 TL0; 功率匹配输出单元 6功率输出端口的第一级输出端、 第二级输出端、 …、 第十级输出端分别通过功率匹配输出第一路接 线端子 T01、 功率匹配输出第 二路接线端子 T02、 …、 功率匹配输出第十路接线端子 ΤΟ10连接到频带切换电 路 7的进线对应接线端子; 频带切换电路 7的出线对应接线端子分别连接到频带 匹配、 换能网络 8的第一路振板第一接线端子 TZ1、 第二路振板第一接线端子 ΤΖ2 、 …、 第十路振板第一接线端子 ΤΖ10。

[0035] 频带匹配、 换能网络 8的內浸式振板结构与处理液浓度检测装置装 于超声波 生物处理槽内, 构成超声波生物处理终端 9。 超声波生物处理终端 9通过处理液 浓度检测装置连接到 DSP反馈控制电路 10, 将浓度反馈信号 De送入 DSP反馈控制 电路 10。

[0036] DSP反馈控制电路 10通过切换数据接口的对应频带接线端连接到 带切换电路 7, 将频带切换控制数据 FT, 即其中的第一频带切换信号 Fl、 第二频带切换信号 F2、 …、 第十频带切换信号 F10同吋送入频带切换电路 7; DSP反馈控制电路 10的 频率控制信号输出接线端连接到正弦波信号产 生单元 3的频率控制信号输入接线 端, 将频率控制信号 FC送入正弦波信号产生单元 3; DSP反馈控制电路 10的功率 控制信号输出接线端和间歇控制信号输出接线 端分别连接到斩波调功电路 2的功 率控制信号输入接线端和间歇控制信号输入接 线端, 将功率控制信号 FC和间歇 控制信号 MC为送入斩波调功电路 2。 DSP反馈控制电路 10通过相应数据接口与人 -机交互终端 11构成数据连接, 将频率状态数据 FS、 功率状态数据 FC和效率状态 数据 Ef送入人 -机交互终端 11。

[0037] 人 -机交互终端 11通过相应数据接口与 DSP反馈控制电路 10构成数据连接, 将功 率给定参数 P、 模式给定参数 M和频率给定参数 F的设置值送入 DSP反馈控制电路 10; 人 -机交互终端 11通过相应信号接口与 DSP反馈控制电路 10构成信号连接, 将系统启动信号 K送入 DSP反馈控制电路 10。

[0038] 在图 2所示的切换执行单元电路结构图和图 3所示的本实施例的电流、 电压检测 主电路结构图中:

[0039] 第一路切换信号耦合电阻 R1的一端连接到第一频带切换信号接线端 TF1, 另一 端与第一路幵关晶体管 T1的基极连接; 第一路幵关晶体管 T1的集电极连接到 DC 15V工作电源正极接线端 E, 第一路幵关晶体管 T1的发射极连接到第一路切换执 行继电器电磁线圈 J1的一端; 第一路切换执行继电器电磁线圈 J1的另一端接地; 第一路切换执行继电器常幵接点 Jl-1进线端连接到功率匹配输出第一路接线端 T01, 第一路切换执行继电器常幵接点 Jl-1出线端连接到第一路振板 Z1的第一路 振板第一接线端子 TZ1 ; 第一路振板 Z1的第一路振板第二接线端子连接到电感线 圈第一路接线端子 TL1。

[0040] 第二路切换信号耦合电阻 R2的一端连接到第二频带切换信号接线端 TF2, 另一 端与第二路幵关晶体管 T2的基极连接; 第二路幵关晶体管 T2的集电极连接到 DC 15V工作电源正极接线端 E, 第二路幵关晶体管 T2的发射极连接到第二路切换执 行继电器电磁线圈 J2的一端; 第二路切换执行继电器电磁线圈 J2的另一端接地; 第二路切换执行继电器常幵接点 J2-1进线端连接到功率匹配输出第二路接线端 T02, 第二路切换执行继电器常幵接点 J2-1出线端连接到第二路振板 Z2的第二路 振板第一接线端子 TZ2; 第二路振板 Z2的第二路振板第二接线端子连接到电感线 圈第二路接线端子 TL2。

[0041]

[0042] 第十路切换信号耦合电阻 R10的一端连接到第十频带切换信号接线端 TF10, 另 一端与第十路幵关晶体管 T10的基极连接; 第十路幵关晶体管 T10的集电极连接 到 DC15V工作电源正极接线端 E, 第十路幵关晶体管 T10的发射极连接到第十路 切换执行继电器电磁线圈 J10的一端; 第十路切换执行继电器电磁线圈 J10的另一 端接地; 第十路切换执行继电器常幵接点 J10-1进线端连接到功率匹配输出第十 路接线端子 TO10, 第十路切换执行继电器常幵接点 J10-1出线端连接到第十路振 板 Z10的第十路振板第十接线端子 TZ10; 第十路振板 Z10的第十路振板第二接线 端子连接到电感线圈第十路接线端子 TL10。

[0043] 频带匹配、 换能网络 8的电感线圈始端接线端子 TL0连接到功率匹配输出单元 6 的功率匹配输出始端接线端子 τοο。

[0044] 在图 3所示的本实施例的电流、 电压检测主电路结构图、 图 5、 6所示的输出变 压器实施例结构视图和图 9、 10所示的谐振电感器实施例结构视图中: 在超声波 电源的输出变压器副边, 增设绕制电压检测线圈 Wv, 用以检测电压频率; 对谐 振电感器增设副边, 在该副边绕制电流检测线圈 Wi, 用以检测电流频率。 电压 检测线圈 Wv的同名端和异名端分别作为电压信号接线端 Tv和电压信号始端接 线端子 Tv0, 接入检测信号处理电路 SP。 电流检测线圈 Wi的同名端和异名端分别 作为电流信号接线端子 Ti和电流信号始端接线端子 TiO, 接入检测信号处理电路 S P。

[0045] 在图 4所示的本实施例的检测信号处理电路结构图 : 检测信号处理电路为以 MAX9382型鉴相器芯片 IC1和 CD4013型 D触发器芯片 IC2为核心的鉴相电路。 电 压信号接线端子 Tv通过电压信号耦合电阻 Rv连接到鉴相器芯片 IC的 7脚, 电压信 号始端接线端子 TvO接地; 电压信号反相限幅二极管 Dvl和电压信号正相限幅二 极管 Dv2构成反并联支路, 跨接在鉴相器芯片 IC的 7脚与地之间。 电流信号接线 端子 Ti通过电流信号耦合电阻 Ri连接到鉴相器芯片 IC的 6脚, 电流信号始端接线 端子 TiO接地; 电压信号反相限幅二极管 Dvl与电压信号正相限幅二极管 Dv2构成 反并联支路, 跨接在鉴相器芯片 IC的 6脚与地之间。 鉴相器芯片 IC的 7脚连接到 D C5V工作电源正极接线端 E。 鉴相器芯片 IC的 1脚作为电流波形上升沿过零脉冲 信号输出端, 连接到 D触发器芯片 IC2的 3脚。 D触发器芯片 IC2的 1脚作为电流波 形一个周期长度的脉宽信号输出端, 连接到数字信号处理芯片 DSP的 PA3弓 I脚, 由数字信号处理芯片 DSP的数字信号处理功能, 按频率 fi=l/两 PA2信号上升沿间 隔吋间的关系来计算所测电流频率, 并进行控制处理。 D触发器芯片 IC2的 2脚与 D触发器芯片 IC2的 5脚连接; D触发器芯片 IC2的 4脚 6脚和 7脚均接地; D触发器 芯片 IC2的 14脚连接到 DC5V工作电源正极接线端 E。

[0046] 在图 5所示的检测信号 DSP处理流程图中: 数字信号处理芯片 DSP对检测信号处 理电路送入的脉宽信号进行数字处理。 首先读取引脚 PA3获得的信号脉宽, 然后 按所测电流频率 fi=l/PA3信号脉宽的关系, 来计算等值的超声波频率, 并送出该 频率数据。

[0047] 在图 6、 7所示的输出变压器实施例结构视图中:

[0048] 输出变压器由变压器原边绕组 Wl、 输出变压器原边绕组始端接线端子 TP0、 输 出变压器原边绕组终端接线端子 ΤΡ、 变压器副边绕组 W2、 功率匹配输出始端接 线端子 TO0、 功率匹配输出第一路接线端子 Τ01、 功率匹配输出第二路接线端子 Τ02、 …、 功率匹配输出第十路接线端子 ΤΟ10、 电压检测线圈 Wv、 电压信号接 线端子 Tv、 电压信号始端接线端子 Tv0、 磁芯 MC、 原边绕组骨架 Frl、 副边绕组 骨架 Fr2构成。 磁芯 MC采用 MXO-2000型号 E形结构。

[0049] 在磁芯 MC的芯柱上, 紧套原边绕组骨架 Frl。 在原边绕组骨架 Frl的大环槽内 , 分层隔衬平绕变压器原边绕组 Wl。 变压器原边绕组 W1的异名端通过输出变压 器原边绕组始端接线端子 TP0引出, 变压器原边绕组 W1的同名端通过输出变压 器原边绕组终端接线端子 TP引出。 在原边绕组骨架 Frl的小环槽内, 绕有电压检 测线圈 Wv。 电压检测线圈 Wv的异名端通过电压信号始端接线端子 TvO引出, 电 压检测线圈 Wv的同名端通过电压信号接线端子 Tv弓 I出。

[0050] 原边绕组骨架 Frl外围, 紧套副边绕组骨架 Fr2。 在副边绕组骨架 Fr2的环槽内, 分层隔衬平绕变压器副边绕组 W2。 变压器副边绕组 W2的异名端通过功率匹配输 出始端接线端子 TOO引出, 变压器副边绕组 W2的第一抽头通过功率匹配输出第 一路接线端子 T01引出, 变压器副边绕组 W2的第二抽头通过功率匹配输出第二 路接线端子 T02引出, ......, 变压器副边绕组 W2的同名端通过功率匹配输出第 十路接线端子 TO10引出。

[0051] 输出变压器整体以绝缘漆浸渍、 充实、 紧固。

[0052] 在图 8、 9所示的输出变压器副边绕组骨架结构视图中 副边绕组骨架为由上、 下两端的副边绕组骨架侧壁 SW2与中柱的副边绕组骨架筒壁 WP2构成的内腔筒- 外环槽形结构, 采用 ABS材料注塑成型。 其上、 下两端副边绕组骨架侧壁 SW2和 副边绕组骨架筒壁 WP2均制有均匀分布的浸漆孔 Ho; 在上端副边绕组骨架侧壁 S W2的腔筒短边一侧, 并排镶嵌有功率匹配输出始端接线端子 TO0、 功率匹配输 出第一路接线端子 Τ01、 功率匹配输出第二路接线端子 Τ02、 ......、 功率匹配输 出第十路接线端子 ΤΟ10。

[0053] 在图 10是变压器原边绕组骨架结构半剖视图中: 原边绕组骨架为由上、 下两端 的原边绕组骨架侧壁 SW1与中柱的原边绕组骨架筒壁 WP1、 原边绕组骨架间壁 M W构成的内腔筒 -外双环槽形结构, 采用 ABS材料注塑成型。 其上、 下两端原边 绕组骨架侧壁 SW1、 原边绕组骨架间壁 MW和原边绕组骨架筒壁 WP1均制有均匀 分布的浸漆孔 Ho。 在上端原边绕组骨架侧壁 SW1的腔筒短边与功率匹配输出各 路接线端子 TO0~TO10相对一侧, 并排镶嵌有原边绕组始端接线端子 TP0和输出 变压器原边绕组终端接线端子 TP; 在下端原边绕组骨架侧壁 SW1的腔筒短边与 输出变压器原边绕组接线端子 TP0、 TP相同一侧, 并排镶嵌有电压信号始端接线 端子 ΤνΟ和电压信号接线端子 Τν。

[0054] 图 11、 12所示的谐振电感器实施例结构视图中:

[0055] 谐振电感器由电感线圈 WL、 电流检测线圈 Wi、 电流信号接线端子 Ti、 电流信 号始端接线端子 Ti0、 电感线圈始端接线端子 TL0、 电感线圈第一路接线端子 TL1 、 电感线圈第二路接线端子 TL2、 …、 电感线圈第十路接线端子 TL10、 电感线圈 骨架 FrL、 电感线圈磁芯 MCL构成。

[0056] 在电感线圈磁芯 MCL的芯柱上, 电感线圈骨架 FrL。 在电感线圈骨架 FrL的大环 槽内, 分层隔衬平绕电感线圈 WL。 电感线圈 WL的异名端通过电感线圈始端接 线端子 TL0引出, 电感线圈 WL的第一抽头通过电感线圈第一路接线端子 TL1弓 I 出, 电感线圈 WL的第二抽头通过电感线圈第二路接线端子 TL2引出, ......, 电 感线圈 WL的同名端通过电感线圈第十路接线端子 TL10引出。 在电感线圈骨架 Fr L的小环槽内, 绕有电流检测线圈 Wi。 电流检测线圈 Wi的异名端通过电流信号 始端接线端子 TiO引出, 电流检测线圈 Wi的同名端通过电流信号接线端子 Ti引出

[0057] 谐振电感器整体以绝缘漆浸渍、 充实、 紧固。

[0058] 在图 13是谐振电感线圈骨架结构半剖视图中: 谐振电感线圈骨架为由上、 下两 端的线圈骨架侧壁 SWL与中柱的线圈骨架筒壁 WPL、 线圈骨架间壁 MW构成的 内腔筒 -外双环槽形结构, 采用 ABS材料注塑成型。 其上、 下两端线圈骨架侧壁 S WL和线圈骨架筒壁 WPL均制有均匀分布的浸漆孔 Ho。 在上端线圈骨架侧壁 SW L的腔筒短边一侧, 并排镶嵌有电感线圈始端接线端子 TL0、 电感线圈第一路接 线端子 TL1、 电感线圈第二路接线端子 TL2、 ......、 电感线圈第十路接线端子 TL

10; 在下端线圈骨架侧壁 SWL的腔筒短边与电感线圈各路接线端子 TL0~TL10相 对一侧, 并排镶嵌有流信号始端接线端子 TiO和电流信号接线端子 Ti。