一种超声混匀系统的功率智能调节方法和装置

本发明涉及了一种超声混匀系统的控制方法，具体涉及了一种超声混匀系统的功率智能调节方法和装置。

背景技术：

1、传统的超声混匀系统在处理不同体积的溶液时，往往需要手动调节功率，以确保混匀效果。然而，功率调节不当可能导致混匀不均匀或者溶液飞溅的问题，影响实验结果的准确性和安全性。因此，需要一种智能化的方法来实现超声混匀系统的功率自适应调节，以解决这一问题。

2、传统的超声混匀系统在处理不同体积的溶液时，通常需要手动调节功率以确保混匀效果。然而，这种手动调节存在诸多问题。首先，操作者需要根据溶液的体积和性质进行功率调节，这需要一定的经验和技巧。其次，即使操作者有经验，也难以做到完全精准的功率调节，容易导致混匀不均匀或溶液飞溅的问题。这些问题不仅影响了实验结果的准确性，还存在安全隐患。

3、因此，为了解决这些问题，需要一种智能化的方法来实现超声混匀系统的功率自适应调节。

技术实现思路

1、为了解决背景技术中存在的问题和需求，本发明提出了一种超声混匀系统的功率智能调节方法和装置。本发明提出的方法通过采集超声换能器的多个关键数据，并结合机器学习方法，实现了超声混匀系统的智能功率调节，用于智能调节超声功率以防止混匀效果不佳以及溶液飞溅问题。本发明提出的系统可以根据溶液的体积、浓度和性质自动调节功率，以确保混匀效果的均匀性和安全性。通过使用传感器和反馈控制系统，智能化的超声混匀系统能够实时监测混匀过程中的参数变化，并根据这些变化调整功率输出，从而实现混匀过程的精准控制。这不仅提高了实验的准确性和可重复性，还减少了操作者的工作负担，提升了实验室的工作效率。

2、本发明的技术方案如下：

3、一、一种超声混匀系统的功率智能调节方法

4、步骤1：获取训练样本集，每个训练样本包括目标溶液的体积、超声换能器的输入电功率、阻抗信号和输出声功率以及混合状态；

5、步骤2：利用基于回归的机器学习方法对训练样本集进行回归处理后，获得功率预测回归模型；

6、步骤3：在实际试验过程中，将目标溶液的实际体积、阻抗信号和输出声功率输入到功率预测回归模型中，模型输出超声换能器的最佳输入电功率并控制超声混匀系统工作。

7、所述步骤1具体为：

8、在相同试验阶段，设置超声混匀系统中超声换能器的输入电功率，将不同体积的目标溶液倒入同一容器后再用超声混匀系统混匀容器内的溶液，同时采集超声换能器的阻抗信号和输出声功率并记录混合状态，从而获得训练样本集。

9、所述混合状态包括混匀不足、不同等级的混匀强度、溶液雾化以及溶液飞溅。

10、所述步骤2中，基于回归的机器学习方法包括多项式回归方法。

11、二、一种超声混匀系统的功率智能调节装置

12、装置包括电流传感器、声传感器、阻抗信号采样电路、输入电功率生成电路、超声混匀系统和功率控制系统，声传感器、电流传感器均与功率控制系统相连，超声混匀系统与阻抗信号采样电路相连，超声混匀系统还与输入电功率生成电路相连，阻抗信号采样电路和输入电功率生成电路均与功率控制系统相连，超声混匀系统作用于混合容器中，声传感器放置在混合容器下。

13、所述功率控制系统中包含基于回归的机器学习模型。

14、所述输入电功率生成电路包括电压调控电路、推挽逆变模块、变压器和lc匹配电路，电压调控电路与功率控制系统相连，电压调控电路依次经推挽逆变模块和变压器后与lc匹配电路相连，lc匹配电路与超声混匀系统相连。

15、与传统方法相比，本发明具有以下有益效果：

16、本发明利用多项式回归的机器学习方法，根据实时采集的数据自适应地调节功率，无需人工干预，提高了混匀效率；

17、本发明在功率调节过程中考虑了不同体积下的混匀情况，避免了过低功率导致混匀不足和过高功率导致溶液飞溅的问题；

18、本发明通过智能调节功率，提高了混匀效果的稳定性和一致性，保证了实验结果的准确性。

技术特征：

1.一种超声混匀系统的功率智能调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种超声混匀系统的功率智能调节方法，其特征在于，所述步骤1具体为：

3.根据权利要求1或2所述的一种超声混匀系统的功率智能调节方法，其特征在于，所述混合状态包括混匀不足、不同等级的混匀强度、溶液雾化以及溶液飞溅。

4.根据权利要求1所述的一种超声混匀系统的功率智能调节方法，其特征在于，所述步骤2中，基于回归的机器学习方法包括多项式回归方法。

5.一种超声混匀系统的功率智能调节装置，其特征在于，装置包括电流传感器、声传感器、阻抗信号采样电路、输入电功率生成电路、超声混匀系统和功率控制系统，声传感器、电流传感器均与功率控制系统相连，超声混匀系统与阻抗信号采样电路相连，超声混匀系统还与输入电功率生成电路相连，阻抗信号采样电路和输入电功率生成电路均与功率控制系统相连，超声混匀系统作用于混合容器中，声传感器放置在混合容器下。

6.根据权利要求5所述的一种超声混匀系统的功率智能调节装置，其特征在于，所述功率控制系统中包含基于回归的机器学习模型。

7.根据权利要求5所述的一种超声混匀系统的功率智能调节装置，其特征在于，所述输入电功率生成电路包括电压调控电路、推挽逆变模块、变压器和lc匹配电路，电压调控电路与功率控制系统相连，电压调控电路依次经推挽逆变模块和变压器后与lc匹配电路相连，lc匹配电路与超声混匀系统相连。

技术总结本发明公开了一种超声混匀系统的功率智能调节方法和装置。本发明通过采集不同工况下的训练样本并构建获得训练样本集，每个训练样本包括目标溶液的体积、超声换能器的输入电功率、阻抗信号和输出声功率以及混合状态；再利用基于回归的机器学习方法对训练样本集进行回归处理后，获得功率预测回归模型；最后在实际试验过程中，将目标溶液的实际体积、阻抗信号和输出声功率输入到功率预测回归模型中，模型输出超声换能器的最佳输入电功率并控制超声混匀系统工作。本发明解决了传统超声混匀系统中功率过小不能有效混匀溶液、功率过大容易导致溶液飞溅的问题，实现了根据溶液体积变化智能调节超声混匀系统的功率，确保混匀效果和操作安全。技术研发人员：邹俊,游年港,邹继华,孟欢欢,林方烨,谢小恒受保护的技术使用者：浙江大学技术研发日：技术公布日：2024/9/29