一种便携式可充电超声混匀及组织粉碎设备

技术领域

本发明属于生物、医疗分析检测及预处理技术领域，具体涉及一种便携式可充电超声混匀及组织粉碎设备。

背景技术

当前超声混匀和细胞粉碎仪器，基本都需要配有电源箱，移动不方便，不便于灵活的多现场分析和验证，以及采样现场的现场分析，同时大部分产品工作谐振频率并不在理想谐振频率下，会出现组织破碎过程中的热影响，例如融化采样瓶，影响样本特性等，本发明是为了方便科研和技术人员快速验证混匀粉碎效果提供高品质的可充电手持式超声细胞粉碎设备，以解决目前现有技术所存在的问题。

发明内容

本发明为了解决现有技术存在的携带不方便等技术问题，提供了一种便携式可充电超声混匀及组织粉碎设备。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种便携式可充电超声混匀及组织粉碎设备，包括手持机壳、换能器外壳、连接外壳和振动输出头，所述手持机壳与换能器外壳通过旋转卡扣和旋转卡片扣合，手持机壳与换能器外壳连接处对应换能器外壳上的电路板铜电极设有弹片，换能器外壳内设有换能器本体，换能器本体通过固定法兰盘与换能器外壳连接，换能器本体端部通过螺栓连接有变幅杆，所述手持机壳内设有储蓄电池和主控电路板、超声驱动板，手持机壳上设有操作按键、显示屏和出发开关，主控电路板、超声驱动板和显示屏通过储蓄电池提供电能，并通过出发开关和操作按键进行操作控制。

进一步，所述换能器本体位于换能器前向驱动端通过螺栓与变幅杆连接，换能器前向驱动外部设有连接外壳，变幅杆端部设有振动输出头，变幅杆由换能器前向驱动一端至振动输出头一端通过调整直径改变振幅效果，连接外壳与换能器外壳组成夹持结构固定换能器本体以及换能器前向驱动端。

进一步，所述手持机壳上位于旋转卡扣处设有止回凹槽，换能器外壳上位于旋转卡片处对应止回凹槽设有止回凸柱。

进一步，所述主控电路板包括控制模块、信号模块、超声驱动模块和人机交互模块，控制模块通过储蓄电池提供电能，超声驱动模块通过信号模块采集并传输至控制模块进行控制，人机交互模块由操作按键和显示屏构成。

进一步，所述驱动模块采用推挽电路方式，通过MOS开关管驱动变压器产生驱动电压驱动超声，扫频反馈信号取推挽电路变压器一/二次侧的反馈信号，MCU输出控制信号逐步调整输出频率，同时采样该信号经过模拟信号处理电路的信号，当该信号处于最优状态时，表征超声工作在谐振点附近，记忆并锁定该频率点，作为超声工作的基础频率点。

进一步，所述超声信号采集，通过改变FEED_I1信号的采样位置，通过判断FEED_I1、FEED_I2波形或者幅值进行谐振状态判断，另一种实现形式可以通过过零比较换能器电压电流 (FEED_I1、FEED_I2）相位的形式，同时结合电流电压幅值进行谐振状态的判断。

本发明的有益效果是：方便携带，体积小巧，同时提供了可供更换的振头，便于适应不同的使用环境，实现自动扫频，使产品更准确的工作在谐振频率上，同时提供工作时的高效频率跟踪。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图1为本发明的结构示意图；

附图2为本发明的立体爆炸结构示意图；

附图3为本发明振动输出头与换能器本体的连接示意图；

附图4为本发明的供电和信号原理示意图；

附图5为本发明的扫频功能原理示意图；

附图6为本发明的频率跟踪功能原理示意图；

附图7为本发明的电路原理示意图。

图中，1手持机壳，2操作按键，3显示屏，4触发开关，5充电通讯端口，6旋转卡扣，7止回凹槽，8旋转卡片，9止回凸柱，10换能器外壳，11电路板铜电极，12弹片，13连接外壳，14振动输出头，15变幅杆，16换能器本体，17换能器前向驱动，18固定法兰盘。

实施方式

附图1-7为本发明的一种具体实施例。该发明一种便携式可充电超声混匀及组织粉碎设备，包括手持机壳1、换能器外壳10、连接外壳13和振动输出头14，所述手持机壳1与换能器外壳10通过旋转卡扣6和旋转卡片8扣合，手持机壳1与换能器外壳10连接处对应换能器外壳10上的电路板铜电极11设有弹片12，换能器外壳10内设有换能器本体16，换能器本体16通过固定法兰盘18与换能器外壳10连接，换能器本体16端部通过螺栓连接有变幅杆15，所述手持机壳1内设有储蓄电池和主控电路板、超声驱动板，手持机壳1上设有操作按键2、显示屏3和触发开关4，主控电路板、超声驱动板和显示屏3通过储蓄电池提供电能，并通过触发开关4和操作按键2进行操作控制。

进一步，所述换能器本体16位于换能器前向驱动17端通过螺栓与变幅杆15连接，换能器前向驱动17外部设有连接外壳13，变幅杆15端部设有振动输出头14，变幅杆15由换能器前向驱动17一端至振动输出头14一端通过调整直径改变振幅效果，连接外壳13与换能器外壳10组成夹持结构固定换能器本体16以及换能器前向驱动17端。

进一步，所述手持机壳1上位于旋转卡扣6处设有止回凹槽7，换能器外壳10上位于旋转卡片8处对应止回凹槽7设有止回凸柱9。

进一步，所述主控电路板包括控制模块、信号模块、超声驱动模块和人机交互模块，控制模块通过储蓄电池提供电能，超声驱动模块通过信号模块采集并传输至控制模块进行控制，人机交互模块由操作按键2和显示屏3构成。

进一步，所述驱动模块采用推挽电路方式，通过MOS开关管驱动变压器产生驱动电压驱动超声，扫频反馈信号取推挽电路变压器一/二次侧的反馈信号，MCU输出控制信号逐步调整输出频率，同时采样该信号经过模拟信号处理电路的信号，当该信号处于最优状态时，表征超声工作在谐振点附近，记忆并锁定该频率点，作为超声工作的基础频率点。

进一步，所述超声信号采集，通过改变FEED_I1信号的采样位置，通过判断FEED_I1、FEED_I2波形或者幅值进行谐振状态判断，另一种实现形式可以通过过零比较换能器电压电流 (FEED_I1、FEED_I2）相位的形式，同时结合电流电压幅值进行谐振状态的判断。

该发明一种便携式可充电超声混匀及组织粉碎设备，提供了工作模式调整，主要包含功率调整、频率、占空比和电流保护，功率调整通过控制超声驱动板的供电电压调整，频率和占空比通过控制超声信号的通断逻辑进行，电流保护通过监控超声驱动板的供电电流采样进行实时监控，该设备采用常规推挽式超声驱动，在此基础上增加了开关信号SW1和SW2，用于控制超声的开关信号，该开关信号也可以直接作用在振荡芯片上，如SG3525第10脚，控制超声使能和关闭，该设备采集电压耦合信号FEED_I1，通过互感器采样换能器电流信号FEED_I2，根据FEED_I1的特征数值判断超声谐振状态，并调整振荡芯片频率，实现超声频率的最优选择，同时处理FEED_I2信号，根据其与驱动信号的相位关系，通过控制更改振荡器的频率实现频率跟踪，针对相应的FEED_I1、FEED_I2的幅值判断以及其与驱动信号，例如PWM_N信号形成的相位差值进行了最优谐振频率的扫描，每次扫描后存储，通过数字或者模拟方式设定设备的中心工作频率，设备工作后进行二次的相位跟踪，使之工作在良好的谐振频率上，同时在更换相近频率的振头之后，可以进行重新扫描，避免设备工作出现偏差，当前设备通过控制谐振中心频率的方式进行了控制。

本发明的结构采用旋转快拆结构，如图1、2所示，其中可更换的换能器本体16以及振动输出头14，通过固定法兰盘18、台阶、O型圈压合的方式进行固定，并通过锁紧螺纹进行锁紧，换能器外壳10上设有露铜的电路板铜电极11，形状为弧形，可以方便旋转接触，手持机壳1的输出为两个导电弹片12，在手持机壳1和换能器外壳10旋合过程中，弹片12接触电路板铜电极11，形成驱动回路，快拆实现为旋转卡扣6模式，手持机壳1上构造有止回凹槽7的距离手持机壳1断面一定距离的结构，主体悬空，末端垂直连接到手持机壳1，这样的结构有对称两个，换能器外壳10上构造两个旋转卡片8，径向外侧方向连接到换能器外壳10，内侧悬空，距离电极电路板有一定距离，两个部分通过旋转进行组装，通过止回凹槽7和止回凸柱9防止旋合后的位置不确定和自然回旋。

本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。