非接触式超声裂解系统的研究与设计

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1、SOOCHOWUNIVERSITY硕士学位论文论文题目非接触式超声裂解系统的研究与设计研究生姓名________________________________指导教师姓名________________许宜申专业名称检测技术与自动化装置研究方向仪器仪表与自动化检测论文提交日期2015年4月苏州大学学位论文独创性声明木人郑重声明：提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究:丨:作所取得的成果。除文屮已经注明引用的内容外，本论文不含U:他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏州大学或其他教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出1R要贡献的个体和集体

2、，均已在文中以叨确方式标明。本人承担本声明的法律责任。论文作者签名：m曰期：誠‘学位论文使用授权声明木人完企了解苏州大学关于收集、保存和使用学位论文的规定，即：学位论文著作权归属苏州大学。本学位论文电子文档的内容和纸质论文的内容一致。苏州大学有权向国家图书馆、中国社科院文献信息情报中心、中国科学技术信息研究所（含万方数据电子出版社）、中闺学术期刊（光盘版）电子杂志社送交木学位论文的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存和汇编学位论文，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。涉密论文□本学位论文属在_____年月解密后适用本规

3、定。非涉密论文□论文作者签名日期：非接触式超声裂解系统的研究与设计中文摘要非接触式超声裂解系统的研究与设计中文摘要近年来，超声波技术由于其存在热效应、空化作用等物理化学效应而被广泛应用到细胞破碎和酶催化等生物医学领域。对不同生物样品的处理，现有超声设备存在工作方式单一、对负载适应性差和处理效率低的不足，样品温度、粘稠度的变化引起负载的谐振频率发生漂移，从而导致系统处于失谐状态，增加了功率损耗、降低了输出振幅，所以超声裂解技术在处理不同样品的应用中有局限性。本文针对传统超声电源的缺点以及超声生物裂解的所需的温度控制和对不同样品处理下的负载自适应变化需求，采用直接数字频率合成、D

4、类功率放大、鉴相变换、频率跟踪等技术，研究设计了一种自适应超声波裂解系统。系统中利用超声空化等效应和试管水浴处理具有非接触无污染的特点。直接数字频率合成技术可以使得输出频率在一个比较大的范围内变化以适应不同处理样品的要求。D类功率放大电路的加入简化了逆变主电路结构。在仿真研究了超声换能器的物理特性以及多频特性基础上，对超声波换能器谐振频率进行动态跟踪，采用PI快速定位谐振点范围和DDS精调减少电流电压相位差两种方法同步调整输出频率使负载工作在谐振状态，调幅电路的加入可以控制输出电压幅值从0～100%间256级可调。测试结果表明，该自适应超声裂解系统的功率因数可达92%，最大输

5、出功率400W。关键字：超声裂解；直接数字频率合成；D类功放；频率跟踪；非接触式作者：施恩指导教师：许宜申IAbstractResearchandDesignofaNon-contactSystemforUltrasonicDecompositionResearchandDesignofaNon-contactSystemforUltrasonicDecompositionAbstractTakingadvantageofthermaleffectandcavitation,ultrasonicdecompositioniswidelyappliedinthefieldsof

6、celldisruption,enzymecatalysisandotherbiomedicalareaintherecentyears.However,whendealingwithdifferentbiologicalsamples,ultrasonicequipmenthasdefectsofsimplexworkingstate,badadaptabilitytoloadandlowprocessingefficiency;Changesoftemperatureandviscosityinbiologicalsamplesleadtoadriftofresonanc

7、efrequencyofload,thereforeultrasonicsystemwillworkinaninharmonicstate.Underthecircumstance,powerconsumptionandheatgenerationwillincrease;Meanwhile,outputamplitudewilldecrease.Sothetechnologyofultrasonicbiologicaldecompositionhaslimitationsindealingwithdi