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传统超声波生物破碎装置由超声波清洗电源改装而来,输出频率精度低且电路结构复杂。为实现最优输出频率的搜索,需进行分组对比实验。本文在超声波生物破碎背景下,针对现有方案的不足,结合蛋白质浓度检测﹑上位机通信﹑D/A转换﹑数据库存储等技术,给出了超声波电源生物破碎装置设计方案。本文的研究内容主要包括以下方面:(1)介绍了超声波生物破碎原理,给出装置整体设计方案。(2)超声波工作电源采用全桥结构,给出了逆变驱动信号﹑频率跟踪﹑过压过流保护等模块的电路设计和参数计算。(3)下位机电路以单片机为控制核心,实现输出频率精确控制﹑蛋白质浓度信号采集发送﹑串口通信等功能。(4)紫外对管构成蛋白质浓度传感器电路核心,传统方案采用单路结构,易受溶液内部蛋白质分布不均或杂质障碍物影响。本方案采用紫外阵列形式,采集反应槽内多点浓度信号,经数据有效性判断和平均运算后得出蛋白质浓度与电压的对应关系。(5)上位机模块采用VC++编写,实现浓度信号图形化显示﹑浓度数据保存﹑浓度曲线变化率计算等功能。传统最优输出频率通过比较多路数据获得,整套系统由多个超声电源构成。本方案采用单反应槽结构,振板黏附多个振子,通过继电器实现负载工作单元的切换。实验结果表明,基于新方案的超声波电源生物破碎装置对比传统方案具有明显优点。通过采用DDS芯片,可精确控制输出频率,简化电路结构。紫外传感器阵列的使用提高了浓度数据的可靠性,避免了单路对管的实验误差。通过计算浓度变化率曲线,得出频带内最佳输出频率。装置结构简单,易于实现,具备工程应用推广价值。