一种超声溶解加速器及其加速药物溶解的方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种超声溶解加速器及其加速药物溶解的方法和应用，包括容器以及与容器相连的超声发生装置，以水作为耦合介质，将水充盈于超声发生装置的超声换能器与容器之间，然后将加入有溶剂以及待溶解药物的器皿放入容器中，超声换能器产生的超声波透过器皿作用于待溶解药物，从而使待溶解药物加速溶解于溶剂内，本发明提供了一条新的用于促进药物溶解的途径，相比现有药物促溶手段，可以在更短的时间内，以更低的功耗起到更好的促溶效果，本发明中采用频率合成器、功率放大器、超声换能器以及单片机和反馈电路组成闭环控制系统，不仅可以保证超声换能器稳定工作，而且可以通过调整参数方便地控制促溶过程。
【专利说明】一种超声溶解加速器及其加速药物溶解的方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及利用功率超声的机械效应促进药物溶解领域，具体涉及一种超声溶解加速器及加速药物溶解的方法和应用。
【背景技术】
[0002]医用类注射药品须溶解在生理盐水或葡萄糖溶液中后注射，才能被人体充分吸收，达到预期药效。因为溶解速度问题使一些药物在实际应用中给医生、护士带来了很大的工作量。药品溶解的现有方法有搅拌、磁力搅拌、手摇、浸溃、煮沸、水浴等。使用手摇法、水浴法等，工作量大，况且振摇等处理过程中易造成漏液或溶解不完全，耗时、耗力又耗材。水浴的效果不是很明显，而且存在使部分药物变性失效的风险。摇床等机械搅拌设备，其效率比较低；磁力搅拌需要向溶液中添加搅拌子，这对于人使用的药物而言是不合适的。
[0003]研究表明超声波具有特殊的强纵向振动、高速冲击破碎、空化效应、搅拌及加热等物理性能。超声波的强化传质效应能破坏液一固界面上的滞流层，可大大提高传质速率，它在介质(液体)中传播时，能产生强烈的冲击波和高速射流，破坏固一液、液一液及气一液界面上的滞流层，使表面更新及多相系统有效混合、分散或凝聚，具有搅拌、分散成雾、凝聚、冲击破碎等作用。这些特性与药物一般的物理性溶解方法是一致的。
[0004]目前超声波在溶解方面的应用主要在中药检验的提取，应用在注射药品的溶解中几乎没有，而传统注射药物溶解的方法的弊端越来越突出，因此迫切需要研究一种通用注射药物速溶装置以及方法。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种超声溶解加速器及其加速药物溶解的方法和应用。
[0006]一种超声溶解加速器，包括超声驱动电路、杯状的超声换能器以及用于盛放待溶解物质的器皿，所述器皿设置于所述超声换能器内，超声换能器与超声驱动电路相连。
[0007]所述超声驱动电路包括频率合成器、功率放大电路、反馈电路和单片机；频率合成器以及超声换能器分别与功率放大电路相连；功率放大电路通过反馈电路与单片机相连，单片机与频率合成器相连。
[0008]所述频率合成器采用DDS芯片AD9850实现频率合成。
[0009]所述反馈电路包括串联在功率放大电路末级输出端的反馈电阻，反馈电阻的一端接地，另一端与所述单片机内部的AD转换器相连，功率放大电路采用LM3886实现功率放大。
[0010]所述超声换能器的谐振频率采用以下方法进行确定:
[0011]首先通过单片机设定频率扫描的初始范围fl?f2以及暂存器temp和f, temp和f分别用于存储频率扫描过程中反馈的电压最大值和判定的谐振频率，然后以fl为起始频率，并以f2为终止频率启动第一次频率扫描，使超声换能器驱动信号的频率值在初始范围fl?f2内逐步变化，在频率扫描的同时进行反馈采集和模数转换得到反馈电路的电压，若后一个扫描频率下反馈电路的电压比前一个扫描频率下反馈电路的电压大，则用所述后一个扫描频率下反馈电路的电压更新temp，并将所述后一个扫描频率存入f，反之则保持temp和f不变，直到第一次频率扫描完成，通过多次频率扫描，将频率扫描的范围逐渐变小，并最终锁定到某一频率，多次频率扫描过程中，将上一次频率扫描结束时存入f的值作为下一次频率扫描的终止频率，将上一次频率扫描结束时对应的超声换能器驱动信号的频率作为下一次频率扫描的起始频率。
[0012]所述超声溶解加速器还包括按键键盘以及显示模块，显示模块包括显示驱动器以及与显示驱动器相连的数码管，单片机分别与按键键盘以及显示驱动器相连。
[0013]上述超声溶解加速器在加速药物溶解中的应用。
[0014]所述药物为注射剂。
[0015]一种加速药物溶解的方法，包括以下步骤:以水作为耦合介质，将水充盈于超声换能器与器皿之间，然后将溶剂以及待溶解药物放入所述器皿中，超声换能器产生的超声波透过器皿使待溶解药物加速溶解于溶剂内。
[0016]本发明的有益效果体现在:本发明提供了一条新的用于促进药物溶解的途径，相比现有促溶手段，利用功率超声的机械效应可以在更短的时间内，以更低的功耗起到更好的促溶效果，无需向药物中加入搅拌子，溶解更为均匀，且不会发生漏液以及药物变性的问题，克服了现有促溶手段的诸多不足。
[0017]进一步的，本发明采用频率合成器、功率放大器、超声换能器以及单片机和反馈电路组成闭环控制系统，不仅可以保证超声换能器稳定工作，而且可以通过调整参数方便地控制促溶过程。
[0018]进一步的，本发明通过频率扫描的方式确定超声换能器的谐振频率,频率合成器按照换能器谐振频率进行输出，以保证溶解加速器的最佳输出功率。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本发明的总体结构示意图；
[0020]图2是本发明的工作原理示意图；
[0021]图3是本发明的工作流程图；
[0022]图4是MAX7219程序流程图；
[0023]图5是AD9850程序流程图；
[0024]图6是按键键盘程序流程图；
[0025]图7反馈电路示意图；
[0026]图8是AD转换程序流程图；
[0027]图9是功率放大电路及超声换能器阻抗匹配电路图；
[0028]图10是频率跟踪算法不意图；
[0029]其中:1为超声驱动电路，2为超声换能器，3为器皿。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。
[0031]参见图1以及图2，本发明所述超声溶解加速器包括超声驱动电路1、杯状的超声换能器2以及用于盛放待溶解物质的器皿3，所述器皿3设置于所述超声换能器2内，超声换能器2与超声驱动电路I相连。所述超声驱动电路I包括频率合成器、功率放大电路、反馈电路和单片机；频率合成器以及超声换能器2分别与功率放大电路相连；功率放大电路通过反馈电路与单片机相连，单片机与频率合成器相连。所述频率合成器采用DDS芯片AD9850实现频率合成。所述反馈电路包括串联在功率放大电路末级输出端的反馈电阻,反馈电阻的一端接地，另一端与所述单片机内部的AD转换器相连，功率放大电路采用LM3886实现功率放大。所述超声溶解加速器还包括按键键盘以及显示模块，显示模块包括显示驱动器以及与显示驱动器相连的数码管，单片机分别与按键键盘以及显示驱动器相连。
[0032]所述超声换能器2的谐振频率采用以下方法进行确定:
[0033]首先通过单片机设定频率扫描的初始范围fl?f2以及暂存器temp和f, temp和f分别用于存储频率扫描过程中反馈的电压最大值和判定的谐振频率，然后以fl为起始频率，并以f2为终止频率启动第一次频率扫描，使超声换能器驱动信号的频率值在初始范围fl?f2内逐步变化，在频率扫描的同时进行反馈采集和模数转换得到反馈电路的电压，若后一个扫描频率下反馈电路的电压比前一个扫描频率下反馈电路的电压大，则用所述后一个扫描频率下反馈电路的电压更新temp值，并将所述后一个扫描频率存入f，反之则保持temp和f不变，直到第一次频率扫描完成，通过多次频率扫描，将频率扫描的范围逐渐变小，并最终锁定到某一频率，多次频率扫描过程中，将上一次频率扫描结束时存入f的值作为下一次频率扫描的终止频率，将上一次频率扫描结束时对应的超声换能器驱动信号的频率作为下一次频率扫描的起始频率。
[0034]上述超声溶解加速器的加速药物溶解的方法，包括以下步骤:以水作为耦合介质，将水充盈于超声换能器2与所述器皿3之间，然后将溶剂以及待溶解药物放入所述器皿3中，超声换能器2产生的超声波透过器皿3使待溶解药物加速溶解于溶剂内。
[0035]实施例
[0036]一种加速注射药物溶解的超声溶解加速器方案:利用超声换能器产生高功率的超声作用于药物，主要通过超声对药物的机械作用加速药物的溶解过程。利用单片机控制超声换能器的工作，调整其功率、频率、强度及作用时间等各参数，发射超声作用于药物，促使其均匀地溶解在溶剂中。
[0037]本方案的核心之一是利用功率放大电路驱动超声换能器，发生超声波。超声换能器在工作过程中会发生频率漂移，只有工作在其中心频率附近，其输出功率才足以对药物溶解产生效果。为了确定超声换能器的频率，在功率放大电路末级提取一个反馈信号，输入到单片机。由单片机对信号做出判断，并控制输出频率在一定范围内扫描，使用频率合成器生成相应的扫描信号提供给功率放大电路，经过放大后作为超声换能器的输入，以保证发射超声的功率。扫描过程中反馈信号的变化对应着超声换能器的频率漂移，经过单片机的计算，可以控制输出频率在超声换能器的中心频率附近扫描。
[0038]超声换能器产生的超声波是不能直接穿透盛放药物的玻璃容器的，在容器表面和空气间，大部分超声会被反射，不能有效地作用于药物。因此本方案中使用纯净水作为耦合介质，使水充盈于超声换能器和玻璃容器之间，以提高超声波的穿透率，使其能有效作用于容器内的药物。
[0039]为了方便操作者使用，本方案还配套有键盘和显示模块。用户可以通过键盘改变发射超声的功率、频率、强度及作用时间等各参数，以取得较好效果。显示模块可以直观地反映整个系统当前工作状态，方便操作者对整个工作过程的把握。键盘和显示模块都由单片机控制。
[0040]如图2所示，系统以MSP430系列单片机为主控芯片，控制AD9850合成频率可调的正弦波信号，作为功率放大电路的输入。信号经过功率放大，满足超声换能器的技术要求后，通过与超声换能器间的阻抗匹配传输到超声换能器上，驱动超声换能器发出高功率超声波，使超声波作用于药物上，使药物溶解。超声换能器在工作过程中，其谐振频率在不断漂移，而其频率特性相当陡峭，因此，系统必须使AD9850合成的信号频率跟踪上换能器谐振频率。这样换能器可以始终工作在谐振频率附近，保证其输出功率。系统通过对功率放大电路末级的反馈信号进行分析，控制驱动信号的合成。系统设计有简单的人机界面，使得使用者可以对系统的工作状态有全面的把握和控制。
[0041]如图3所示,系统的程序以前后台系统为基础。在系统的后台循环中，利用MSP430的定时器定时产生中断，以此作为节拍，在每个中断中分配适当的任务进行处理，使任务得以重复地顺序执行。系统进行初始化后进入低功耗模式等待中断发生。定时器发生中断后，依次执行键盘的检测程序、频率合成程序、AD转换程序、显示程序和频率跟踪程序。然后系统再次进入低功耗模式等待下次中断发生。
[0042]显示模块:显示模块由MAX7219控制的八位八段数码管构成。系统利用MAX7219芯片来完成动态显示的任务。利用MAX7219接收来自单片机的控制字，控制8位8段数码管。MAX7219只需要用DIN、L0AD、CLK3条信号线与单片机相连，8条段选线SEG A-G和8条位选线DIG0-7同数码管相连，按序接收控制字，将控制字存入相应的寄存器中，自动进行译码，对数码管进行动态扫描。在本系统中使用4位数码管显示频率值，3位显示电压值，预留一位用于指示系统工作状态。MAX7219通过4位地址控制字和8位数据控制字对内部各寄存器进行控制。其中V。。和Isrt脚间的电阻是调节数码管亮度的，典型值为9.53ΚΩ。在实际应用中，在与单片机相连的三条信号线上都接小电容后接地以减少外界电磁干扰对MAX7219的影响。经试验，电容值选为15pF时效果较好，有效地解决了干扰的问题，显示模块可以正常工作。
[0043]如图4所示，单片机向MAX7219中写入的控制字为16位，其中的高4位(D12:D15)与控制字无关，第9至12位(D8:D11)为数据要写入的寄存器的地址(共16个地址，其中8个地址分别控制8位数码管显示内容)，低8位(DO:D7)为写入的数据。无论LOAD端信号状态，每个CLK均向MAX7219写入I位数据，写满16位控制字后触发LOAD信号，数据在LOAD上升沿被载入数据寄存器或控制寄存器。向MAX7219写入字节(8bits)，首先读入要写的字节，进入一个循环，先将CLK复位，读入的字节每次都同0x80 (10000000)相与，取出其最高位放置到暂存中。这样暂存就可能有两个值:0χ80和0x00。通过一个判断分支语句if进行判断:暂存为O时DIN输出为O ;暂存不为零时输出为I。设置好输出后，让时钟位CLK置位一次，形成一个时钟周期。传输完一位后，将该字节左移一位，进入下一次循环。循环直到该字节的8位都传输完成才结束。
[0044]频率合成器:系统使用DDS芯片AD9850进行驱动信号的合成。系统使用了较为简便的并行连接方式，其工作受到单片机的控制。产生的信号经过低通滤波器，滤除高频分量。再经过一个反相放大电路，实现信号幅度的可调，以满足系统功率可调的要求。AD9850需要3.3V电压供电。
[0045]如图5所示，并行连接下的AD9850通过8位总线D7?DO接收数据写入到寄存器，40位控制/数据字的装入只需要5个W_CLK信号周期，在FQ_UD上升沿把40位数据从输入寄存器写入到频率/相位控制数据寄存器，从而更新DDS的输出频率和相位。同时把地址指针复位到第一个寄存器。在程序中，每通过数据总线发送一个字节的控制字，先将W-CLK置高，在W-CLK的上升沿，AD9850接收数据总线的数据，再将W-CLK复位，准备进行下一字节的发送；连续发送5个字节后，将FQ-UD置位，使AD9850根据刚输入的控制字更改频率和相位输出，再将FQ-UD复位，准备下一组控制字发送。需要生成某一频率的信号时，首先从程序中读入相应的频率参数，检查系统是否允许扫描，经过单片机计算其控制字，调用上述的传输程序，将控制字输入到AD9850中，从而生成所需要的驱动信号。相应的频率参数传输给显示模块在数码管上进行显示，使得操作者对系统当前工作频率一目了然。
[0046]按键键盘:系统利用MSP430的I/O 口外部中断功能设计了简易键盘，操作者可以通过键盘控制驱动信号的频率以及系统的工作状态。系统使用了简单的独立键盘设计来接收操作者的控制。按键与单片机的I/o 口直接连接，平时上拉到高电平，按下时I/O的输入为低电平，利用电平下降沿触发中断，进入处理程序。三个按键的作用分别为:S1为信号频率微调(频率增加10Hz)，S2为信号频率微调(频率减小10Hz)，S3为暂停/开始扫描。为了增强键盘的抗干扰能力，在按键和地之间接入小电容以滤去干扰信号。经试验，上拉电阻选为100K Ω，电容的大小选为0.1 μ F。
[0047]如图6所示，对于按键动作的处理程序需要注意对抖动干扰的处理。系统采用了软件延时的方法来消除抖动。键盘程序主要有以下步骤:初始化、消除抖动干扰、判读按下的键、识别键码、等待按键松开。处理完成后，对各寄存器进行清理。I/o 口的各寄存器应当还原到初始化过后的状态。
[0048]反馈电路:如图7、图9所示，在电路中引入一个反馈电阻，通过这个电阻两端的电压实时反映超声换能器的工作状况。当超声换能器工作在谐振状态时，电路中的阻抗减小，电流增大，串联在回路的电阻两端的电压就会增加。根据变压器原理，在变压器初级线圈回路中串联电阻R也可以起到反馈电压的作用。这里在变压器初级线圈回路中引入小阻值高功率的水泥电阻R15，将其一端接地，从而只需在电阻非接地端引出，通过放大电路后输入至A/D转换通道。R15的选择必须是大功率小阻值。由于反馈回路电流比较大，最大功率较小，容易烧电阻，但阻值比较大，又会消耗功率，这里采用5W、0.33欧的水泥电阻。
[0049]如图8所示，对反馈信号的AD转换采用单通道单次转换模式，将每次转换的结果存入数组中，多次测量后对结果进行平均处理以抑制电磁干扰。再将结果转换为要表示的电压值。首先应当配置AD转换的相应控制寄存器，配置好定时器的控制寄存器，进入到低功耗模式。然后只要在定时器中断程序中打开ADC12SC，就可以对采集的信号进行转换了。当转换完成后，相应模拟通道的中断标志位会置位。只要在ADC12IFG和ADC12BUSY寄存器都为I时就可以读出位于ADC12MEM.0的正确转换结果。为了减小干扰，首先对数据进行多次采集，再将其结果进行平均，减小随机误差。在程序中将得到的结果进行处理，作为传输给显示模块的参数，将反馈信号大小在数码管上进行显示。
[0050]功率放大电路:所述功率放大电路为高频D类功率放大电路，如图9所示，高频功率放大电路部分利用LM3886为核心进行设计，LM3886是带动态反馈的高功率、高性能音频功放1C，具有宽频、高倍放大、线性失真小等优点，该电路由稳压±35V开关电源进行供电。输入电平IV时，负载上的最大不失真输出功率为63W，最大输出电源可达50V。Cll是输入耦合电容器。由于电路功率较高，其中使用的部分元件需选用高功率器件，同时设计有散热设备，以保证系统的稳定运行。该电路的最大特点是自身保护功能齐全，无需外接各种保护电路，它内含NS公司研制的SPIKe (自身瞬时温度)保护电路，对输出级晶体管的安全工作区(SOA)进行动态检测和保护，从而全面实现过压、欠压、过载、输出短路(包括短路到地和短路到电源)、热失控和瞬时温度冲击等保护功能。
[0051]功率放大电路作用是将高频正弦信号进行功率放大，它利用LM3886为核心进行设计，其放大能力及带宽等参数能够满足系统需求。通过采集系统的反馈信号来对超声换能器的工作状态进行判断，利用单片机来对超声换能器的谐振频率进行跟踪，使得系统始终能够工作在其谐振频率附近，从而保证系统的输出功率。频率跟踪是通过频率扫描来实现的，这种方式能够有效地控制换能器的驱动信号。该频率跟踪技术也同样适用于其它功率超声装置，保证其输出功率，具有一定的通用性。
[0052]如图9所示，系统以功放集成芯片LM3886为核心设计了高频功率放大电路，功率放大电路的特点包括:
[0053]I)输出功率大，可以工作在50W左右；
[0054]2)效率高，功放电路功率损耗少；
[0055]3)功率增益大；
[0056]4)带宽宽，在20kHz至60kHz之间功率增益变化不大；
[0057]5)谐波抑制度(或信号失真度)小，信号能够不失真的送给换能器；
[0058]6)输出阻抗在50欧左右等；
[0059]7)自身保护功能齐全，无需外接各种保护电路。
[0060]由于电路的功率比较大，电路中关键部位的器件都选用了高功率器件，同时有部分散热设计以提高其可靠性。由AD9850产生的驱动信号通过初级放大电路进入到功放电路中，经过功率放大至满足换能器需求后输入到换能器端，从而使换能器发射超声波，促进药物溶解。
[0061]对于超声换能器的谐振频率的跟踪是通过单片机控制驱动信号在一定频率范围内扫描来实现的。换能器工作在谐振频率时输出功率最大，反馈信号也最大。通过对反馈信号的识别，可以得到换能器谐振频率的大致范围。这时单片机将控制合成的驱动信号频率在该范围附近扫描，如此往复以实现对换能器谐振频率的跟踪，使得系统的输出功率始终保持在比较高的状态下。
[0062]如图10所示，系统通过对AD转换的结果进行分析，以判定换能器的谐振频率的变化，并对其进行跟踪。反馈信号的电压大小是同换能器的工作功率大小相关的，当换能器的输出功率大时，反馈信号大；反之反馈信号小。产生的信号频率在换能器谐振频率附近进行扫描，同时对反馈信号进行比较，找到反馈信号最大的时候的频率范围，当作换能器当前的谐振频率范围。首先为频率扫描设定一个起始范围(fl?f2)，启动频率扫描，驱动信号的频率值将会逐步变化。在频率扫描的同时进行反馈采集和AD转换。当频率扫描到谐振频率附近时，AD转换的结果会相对较大。在程序中设定暂存器temp以及f，分别用于存储频率扫描过程中反馈的最大值和判定的谐振频率。若后一次AD的结果比前一次大，则更新temp值，并将此时的频率存入f，反之则保持temp和f不变，直到这次扫描完成。这样就可以找出该次扫描过程中反馈最大时系统产生信号的频率，作为下一次扫描的终止频率，通过扫描使系统的输出信号频率向换能器谐振频率附近靠近。扫描的范围是逐渐变小的，到了最后系统会锁定到某一频率不再进行扫描。这个时候换能器的谐振频率再发生偏移系统也无法进行跟踪。此时就需要对扫描范围强制放大。判定是否需要放大扫描范围可以通过对反馈信号进行检测实现。通过观察记录超声换能器在输出功率足够时的反馈值，将其设为一个阈值。然后在扫描时将反馈值同阈值进行比较，当反馈值小于阈值时，强制放大系统的扫描范围到锁定的频率附近，以保证频率跟踪的正常进行。相比当前广泛被使用的锁相环方案，本发明的基本思想更为简单，实现起来更方便，成本也更低，效果也能达到要求。
[0063]加速注射药物溶解的超声溶解加速器主要由四部分构成:单片机控制系统、频率合成系统、功率放大及反馈系统和超声换能器系统。其中单片机控制系统又可以分为单片机及外围电路、键盘、显示、电源等。系统布局按照从左到右的顺序，分别为:单片机系统、频率合成系统、功率放大及反馈系统和超声换能器系统，结构明了。系统使用8位数码管作为显示，显示内容包括系统工作状态、产生驱动信号频率以及反馈信号的值。使用简易键盘作为输入，使操作者可以对产生的驱动信号的频率进行简单控制(升高和降低频率)，同时可以控制系统的工作状态(暂停及开始)。
[0064]本发明要求系统能够通过改变控制参数来形成频率连续可调的驱动信号，不但能够自动进行频率调节，还能按操作者的直接控制作出响应。产生的驱动信号需进行功率放大，通过功率放大电路来实现。系统将来自于功放末级的一个小电阻的分压作为反馈信号，采集该反馈信号。系统快速地对反馈信号进行分析，以判定换能器的谐振频率的变化，以此来调节产生的驱动信号，使其频率在谐振频率附近范围内扫描。
[0065]本发明利用超声的机械效应来对药物溶解过程进行加速作用。传统的促溶手段在应用于药物时具有一定局限性。摇床等机械搅拌设备，其效率比较低；磁力搅拌需要向溶液中添加搅拌子，这对于人使用的药物而言是不合适的。水浴的效果不是很明显，而且存在使部分药物变性失效的风险。基于对功率超声不断地深入研究，现在功率超声在医学上的应用已相当成熟和广泛，这使得利用超声波的机械性能加速溶解注射药物具有很高的可行性。目前超声波在溶解方面的应用主要在中药检验的提取。超声波在中药检验中的广泛应用已体现了它的适用价值，对注射药品的溶解中应用几乎没有，本发明填补了其在该领域的空白。考虑到对药物处理的安全性，系统中尽力避免了超声空化效应对药物的影响，使用了频率较低的超声波进行作用。同时在换能器同玻璃容器间使用水来作为两者间的耦合齐U。换能器被设计为杯状，其中注入少量水，玻璃容器同水面接触，超声波可以顺利传输至玻璃容器内作用于药物，使其加速溶解。
【权利要求】
1.一种超声溶解加速器，其特征在于:包括超声驱动电路(I)、杯状的超声换能器(2)以及用于盛放待溶解物质的器皿(3)，所述器皿(3)设置于所述超声换能器(2)内，超声换能器(2 )与超声驱动电路(I)相连。
2.根据权利要求1所述一种超声溶解加速器，其特征在于:所述超声驱动电路(I)包括频率合成器、功率放大电路、反馈电路和单片机；频率合成器以及超声换能器(2)分别与功率放大电路相连；功率放大电路通过反馈电路与单片机相连，单片机与频率合成器相连。
3.根据权利要求2所述一种超声溶解加速器，其特征在于:所述频率合成器采用DDS芯片AD9850实现频率合成。
4.根据权利要求2所述一种超声溶解加速器，其特征在于:所述反馈电路包括串联在功率放大电路末级输出端的反馈电阻，反馈电阻的一端接地，另一端与所述单片机内部的AD转换器相连，功率放大电路采用LM3886实现功率放大。
5.根据权利要求4所述一种超声溶解加速器，其特征在于:所述超声换能器(2)的谐振频率采用以下方法进行确定: 首先通过单片机设定频率扫描的初始范围fl?f2以及暂存器temp和f, temp和f分别用于存储频率扫描过程中反馈的电压最大值和判定的谐振频率，然后以Π为起始频率，并以f2为终止频率启动第一次频率扫描，使超声换能器驱动信号的频率值在初始范围fl?f2内逐步变化，在频率扫描的同时进行反馈采集和模数转换得到反馈电路的电压，若后一个扫描频率下反馈电路的电压比前一个扫描频率下反馈电路的电压大，则用所述后一个扫描频率下反馈电路的电压更新temp，并将所述后一个扫描频率存入f，反之则保持temp和f不变，直到第一次频率扫描完成，通过多次频率扫描，将频率扫描的范围逐渐变小，并最终锁定到某一频率，多次频率扫描过程中，将上一次频率扫描结束时存入f的值作为下一次频率扫描的终止频率，将上一次频率扫描结束时对应的超声换能器驱动信号的频率作为下一次频率扫描的起始频率。
6.根据权利要求2所述一种超声溶解加速器，其特征在于:所述超声溶解加速器还包括按键键盘以及显示模块，显示模块包括显示驱动器以及与显示驱动器相连的数码管，单片机分别与按键键盘以及显示驱动器相连。
7.—种如权利要求1所述超声溶解加速器在加速药物溶解中的应用。
8.根据权利要求7所述一种超声溶解加速器在加速药物溶解中的应用，其特征在于:所述药物为注射剂。
9.一种加速药物溶解的方法，其特征在于；包括以下步骤:以水作为耦合介质，将水充盈于超声换能器(2 )与器皿(3 )之间，然后将溶剂以及待溶解药物放入所述器皿(3 )中，超声换能器(2)产生的超声波透过器皿(3)使待溶解药物加速溶解于溶剂内。
【文档编号】B01F11/02GK103877903SQ201410097182
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月14日 优先权日:2014年3月14日
【发明者】周秦武, 白平, 宋亚楠, 陈星 , 吴德东, 张大龙 申请人:西安交通大学