KR20210107774A - 초음파 원리에 기초한 핸드헬드 타입 동식물 조직 절제 기구 - Google Patents
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Abstract
초음파 원리에 기초한 핸드헬드 타입 동식물 조직 절제 기구는, 내부에 제어 보드 및 구동 보드가 설치되어 있는 외부 하우징, 및 외부 하우징 전단에 고정 연결된 초음파 진동기를 포함하고; 초음파 진동기는 초음파 트랜스듀서 및 초음파 트랜스듀서 전단에 고정 연결되고 초음파 트랜스듀서가 입력한 진동에서 진폭을 변화시킨 후 전달하는 혼을 포함하고; 제어 보드에는 전원, DCDC 컨버팅 유닛, 메인 제어 유닛, DCDC 공률 조절 유닛 및 샘플링 유닛이 설치되어 있고; 구동 보드에는 구동 유닛, 변압 유닛 및 공명 유닛이 설치되어 있고; 외부 하우징은 핸드헬드 타입 외부 하우징이고, 외부 하우징은 상호 둔각을 나타내는 제1단 및 제2단을 포함하고, 제1단이 제2단의 일단과 격리되는 일단은 외부 하우징 전단이다.
Description
본 발명은 RNA, DNA 또는 단백질 추출 기술분야에 속하는 것으로, 구체적으로 초음파 원리에 기초한 핸드헬드 타입 동식물 조직 절제 기구에 관한 것이다.
초음파 진동기는 초음파 진동기기라고도 지칭되는데, 초음파 진동기는 압전 세라믹의 전압 효과에 의해 전기 에너지와 기계 에너지(초음파 진동)의 상호 전환을 달성하고, 음향 임피던스가 매칭시키는 전후 복사 덮개 모듈을 통해 증폭을 수행하는 디바이스이다. 초음파 진동기는 초음파 트랜스듀서 및 초음파 혼으로 구성되는 초음파 진동 시스템이다. 초음파 트랜스듀서는 일종의 고주파 전기 에너지를 기계 에너지로 변환시키는 장치이고, 초음파 혼은 패시브 디바이스이고, 자체적으로 진동을 생성하지 않고, 초음파 트랜스듀서가 입력한 진동에서 진폭을 변화시킨 후 전달하는 것으로, 임피던스 변환을 완성한다. 초음파 트랜스듀서는 적절한 전계(electric field) 자극 하에서 규칙적인 진동을 생성할 수 있고, 그 진폭은 일반적으로 10μm 내외이고, 이러한 진폭은 용접 및 가공 절차를 바로 완성하기에 충분하지 않다. 트랜스듀서는 합리적으로 설계된 초음파 혼을 연계시키고, 초음파의 진폭은 매우 큰 범위 내에서 변화할 수 있고, 물질 강도가 충분하기만 하면, 진폭은 100μm를 초과할 수 있다. 초음파 혼이 종방향 신축 진동을 하는 경우, 그 중간의 어떤 횡단면 좌우 양변의 질점(material point) 운동 방향은 서로 반대이고, 정적인 절점면이 존재하는 것에 해당한다. 이러한 절점면을 노드라고 지칭하고, 이곳은 진동기의 가장 바람직한 고정점이기도 하고, 이 노드 고정에서 이탈하면 진동기의 작업 효율이 저하되는데, 이를 속칭 누설파라고 지칭한다.
초음파 진동기의 자주 발견되는 응용은: 초음파 세척기, 초음파 분무기, B초음파 프로브 등인데, 종래의 초음파 진동기에는 구조 설치가 불편하고 설치 후의 완성품 구조가 휴대하기 불편한 문제가 존재한다.
상기 내용으로부터 알 수 있는 것은, 종래의 조직에서 신속하게 RNA, DNA 또는 단백질을 추출하는 방법에는 아직 관련된 초음파 진동기의 응용이 없고, 조직에서 RNA, DNA 또는 단백질을 신속하게 추출하는 것은, 미국 Thermo 회사가 출품한 조직 분쇄기의 원리는: 자기 구슬이 전자기장에서 불규칙적으로 고속 운동하는 것을 이용하여 조직을 조직 분쇄액으로 연마하는데, 기기가 매우 비싸고, 조직 분쇄액을 비교적 작은 조직 단괴로 만들 뿐이고; 미국의 PR0*PR0200 핸드헬드, 거치식 양용 균질기 및 Bioprep-24 생물 샘플링 균질기, 고속 대량 생물 샘플링 균질 기구는, 동일하게 기기가 매우 비싸고, 조직 분쇄액을 비교적 작은 조직 단괴로 만들 수 있을 뿐이다.
종래기술에 존재하는 상기 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 목적은 초음파 원리에 기초한 핸드헬드 타입 동식물 조직 절제 기구를 제공하는 데 있다.
본 발명이 채용한 기술방안은:
초음파 원리에 기초한 핸드헬드 타입 동식물 조직 절제 기구로, 내부에 제어 보드 및 구동 보드가 설치되어 있는 외부 하우징, 및 외부 하우징 전단(front end)에 고정 연결된 초음파 진동기를 포함하고;
상기 초음파 진동기는 초음파 트랜스듀서 및 초음파 트랜스듀서 전단에 고정 연결되고 초음파 트랜스듀서가 입력한 진동에서 진폭을 변화시킨 후 전달하는 혼(horn)을 포함하고;
상기 제어 보드에는 전원, DCDC 컨버팅 유닛, 메인 제어 유닛, DCDC 공률 조절 유닛 및 샘플링 유닛이 설치되어 있고; 상기 구동 보드에는 구동 유닛, 변압 유닛 및 공명 유닛이 설치되어 있고; 상기 전원은, DCDC 컨버팅 유닛 및 DCDC 공률 조절 유닛을 통해 전압을 컨버팅한 후 동식물 조직 절단 기구에 사용되고; 메인 제어 유닛은, 제1 PWM 신호를 출력하여 DCDC 공률 제어 유닛을 제어하여 조절 가능한 전압을 출력하도록 하고, 수집 변압 유닛의 출력단 루프 전압 및 전류의 샘플링 유닛의 피드백을 통해, 2채널 상보적 듀티비의 제2 PWM 신호를 구동 유닛에게 출력하고 변압 유닛을 거쳐 변압하고, 그 다음 변압 유닛에 설치된 출력단 루프의 공명 유닛을 통해 공명점을 초음파 진동기의 공진점까지 조절하여, 변압 유닛의 출력단 루프에 설치된 초음파 진동기가 공명 상태에서 작업하도록 하고; 상기 외부 하우징은 핸드헬드 타입 외부 하우징이고, 외부 하우징은 상호 둔각을 나타내는 제1단 및 제2단을 포함하고, 제1단이 제2단의 일단(one end)과 격리되는 일단은 외부 하우징 전단(front end)이다.
상기 기술방안에 기초하여, 상기 외부 하우징 전단에는 초음파 진동기를 고정 연결하는 데 사용되는 연결 구멍이 설치되어 있고, 상기 연결 구멍의 내벽에는 하나 이상의 제1 끼움 홈이 설치되어 있고, 상응하게, 초음파 진동기에는 제1 끼움 홈과 매칭되는 제1 층계가 설치되어 있다.
상기 초음파 진동기는 감입의 방식을 통해 외부 하우징 전단에 설치되어, 초음파 진동기 설치를 안정화하고, 유지보수, 탈착이 편리하다.
상기 기술방안에 기초하여, 상기 제1 층계의 양측에는 각각 제1 끼움 모듈 및 제2 끼움 모듈이 더 설치되어 있고, 제1 끼움 모듈 및 제2 끼움 모듈은 제1 층계를 제1 끼움 홈 내에 긴밀히 끼운다.
제1 끼움 모듈 및 제2 끼움 모듈은 협동하여 초음파 진동기를 긴밀히 끼우고, 진일보하게 초음파 진동기 설치를 안정화시킨다.
상기 기술방안에 기초하여, 상기 제1 끼움 홈은 링형 끼움 홈이고, 제1 층계는 링형 층계이고, 제1 끼움 모듈 및 제2 끼움 모듈은 모두 링형 끼움 모듈이고, 제1 끼움 모듈 및 제2 끼움 모듈은 모두 초음파 진동기의 외벽에 슬리브된다.
상기 기술방안에 기초하여, 상기 초음파 진동기에 설치된 제1 층계의 전단에는 제1 고정 커버가 더 슬리브 연결되어 있고, 제1 고정 커버의 후단(rear end)은 제1 끼움 홈 내부에 긴밀히 끼워진다.
제1 고정 커버는 초음파 진동기의 중후단(middle rear end)을 고정하고, 한편으로는 초음파 진동기 설치 안정성을 증대시켜, 초음파 진동기 효과를 향상시키고, 다른 한편으로는 초음파 진동기의 수명도 증가시킨다.
상기 기술방안에 기초하여, 상기 외부 하우징은 상호 끼움 연결되는 상부 하우징 및 하부 하우징을 포함하고; 상기 상부 하우징 및 하부 하우징의 전단에는 제2 고정 커버가 더 슬리브 연결되어 있고, 제2 고정 커버 내벽에는 제2 층계가 설치되어 있고, 상부 하우징 및 하부 하우징의 전단 외벽에는 제2 층계와 매칭되는 제2 끼움 홈이 더 설치되어 있다.
상부 하우징 및 하부 하우징의 설치 방식은 외부 하우징을 편리하게 설치, 유지보수, 탈착하도록 함과 동시에, 진일보하게 초음파 진동기를 견고하게 하였다.
상기 기술방안에 기초하여, 상기 외부 하우징의 외벽에는 걸림 고리가 설치되어 있다. 본 발명을 편리하게 배치할 수 있다.
상기 기술방안에 기초하여, 상기 동식물 절제 기구의 공률은 50 내지 1000W이고, 초음파 진동은 20 내지 200kHz이다.
상기 기술방안에 기초하여, 상기 DCDC 공률 조절 유닛은:
스위치 제어 신호 수신단이 메인 제어 유닛을 연결하여 스위치 제어 신호를 수신하는 스위치 제어 신호 수신 회로;
제1 PWM 신호 수신단이 메인 제어 유닛을 연결하여 제1 PWM 신호를 수신하는 제1 PWM 신호 수신 회로;
메인 제어 유닛이 전송하는 스위치 제어 신호 및 제1 PWM 신호를 통해 전원을 조절 가능한 전압으로 컨버팅하여 출력하는 제4 DCDC 컨버팅 유닛을 포함한다.
상기 기술방안에 기초하여, 상기 제4 DCDC 컨버팅 유닛은: 차례로 전원 전압의 제4 전압 입력 필터, 제4 전압 컨버팅 칩 U1 및 제4 전압 출력 필터를 처리하고, 제4 전압 입력 필터는 전원단에 연결된 필터 커패시터를 포함하고, 제4 전압 컨버팅 칩 U1의 상부 튜브 구동 신호 레퍼런스 포인트 핀 SW는 에너지 저장 인덕턴스 L1을 통해 조절 가능한 전압 출력단에 연결되고, 조절 가능한 전압 출력단에 직렬 연결된 분압 저항 R32 및 R47은 전압 샘플링을 수행하여 제4 전압 컨버팅 칩 U1의 레퍼런스 전압 핀 FB에 입력되고, 제4 전압 컨버팅 칩 U1의 상부 튜브 구동 신호 레퍼런스 포인트 핀 SW에는 플라이백(flyback) 다이오드 D2가 더 연결되어 있고, 인에이블핀 EN에는 저항 R33이 더 연결되어 있고, 레지스터 타이밍 / 외부 클럭 핀 RT / CLK에는 주파수 분압 저항 R85가 더 연결되어 있고, 주파수 보상 핀 COMP에는 루프를 조절하고, 전압 출력을 안정화하는 데 사용되는 커패시터 C51, C49 및 저항 R46이 더 연결되어 있고, 여기에서, 커패시터 C49는 직렬 연결된 커패시터 C51 및 저항 R46과 병렬 연결되고, 제4 전압 출력 필터는 조절 가능한 전압 출력단에 연결된 필터 커패시터를 포함하고;
스위치 제어 신호 수신 회로는: 컨버팅 후 전압과 스위치 제어 신호 수신단 사이에 직렬로 연결된 저항 R104 및 R105를 포함하고, 이미터는 변환 후 전압에 연결되고, 베이스는 저항 R104 및 R105 사이의 노드에 연결되고 컬렉터는 제4 전압 컨버팅 칩 U1의 인에이블 핀 EN의 트랜지스터 Q12에 연결되고, 스위치 제어 신호가 L인 경우, 트랜지스터 Q12는 도통되고, 제4 전압 컨버팅 칩 U1은 작업을 개시하고;
제1 PWM 신호 수신 회로는: 차례로 제1 PWM 신호를 처리하는 RC 필터 및 제1 전압 폴로어(follower) U3B를 포함하고, 제1 PWM 신호 수신단이 수신하는 제1 PWM 신호는 RC 필터를 통해 필터링된 후 제1 전압 폴로어 U3B의 비반전(non-inverting) 입력단에 입력되고, 제1 전압 폴로어 U3B의 출력단은 분압 저항 R54를 통해 분압 저항 R32 및 R47 사이의 노드에 연결된다.
상기 기술방안에 기초하여, 상기 구동 유닛은 제1 구동 유닛 및 제2 구동 유닛을 포함하고, 제1 구동 유닛의 제2 PWM 신호 수신단 N은 메인 제어 유닛이 전송하는 제1 채널 제2 PWM 신호를 수신하고, 제1 구동 유닛의 출력단은 변압 유닛의 1차(primary) 코일의 동일 명칭단을 연결하고, 제2 구동 유닛의 제2 PWM 신호 수신단 P는 메인 제어 유닛이 전송하는 제2 채널 제2 PWM 신호를 수신하고, 제2 구동 유닛의 출력단은 변압 유닛의 1차 코일의 상이(相異) 명칭단을 연결하고, 제2 PWM 신호 수신단 N이 수신한 제1 회로 제2 PWM 신호를 통해 제1 구동 MOS 튜브 Q6를 제어하여 도통/중단시키고, 제2 PWM 신호 수신단 P가 수신한 제2 채널 제2 PWM 신호를 통해 제2 구동 MOS 튜브 Q2를 제어하여 중지/도통시킨다.
상기 기술방안에 기초하여, 상기 변압 유닛은 푸시풀(push-pull) 트랜스포머이고, DCDC 공률 조절 유닛의 조절 가능한 전압 출력단은 푸시풀 트랜스포머의 1차 제1 코일의 상이 명칭단 및 제2 코일의 동일 명칭단을 연결하고;
상기 제1 구동 유닛은 지면과 제2 PWM 신호 수신단 N 사이에 직렬 연결된 저항 R10 및 R14를 포함하고, 그리드는 저항 R10 및 R14 사이의 노드를 연결하고, 소스는 접지되고 드레인은 제1 구동 유닛의 출력단이고 푸시풀 트랜스포머의 1차 제1 코일의 동일 명칭단의 제1 구동 MOS 튜브 Q6을 연결하고;
상기 제2 구동 유닛은 지면과 제2 PWM 신호 수신단 P 사이에 직렬 연결된 저항 R5 및 R13을 포함하고, 그리드는 저항 R5 및 R13 사이의 노드를 연결하고, 소스는 접지되고 드레인은 제2 구동 유닛의 출력단이고 푸시풀 트랜스포머의 1차 제2 코일의 상이 명칭단의 제2 구동 MOS 튜브 Q2를 연결한다.
상기 기술방안에 기초하여, 상기 공명 유닛은 LC 직렬 연결 공명이고, LC 직렬 연결 공명은 변압 유닛을 직렬 연결하는 출력단 루프의 인덕턴스 T1 및 커패시터 C1을 포함한다.
상기 기술방안에 기초하여, 상기 샘플링 유닛은 수집 변압 유닛의 출력단 루프 전압의 전압 샘플링 유닛 및 수집 변압 유닛의 출력단 루프 전류의 전류 샘플링 유닛을 포함하고, 상응하게, 변압 유닛의 출력단 루프에는 복수 개의 직렬 연결된 샘플링 저항이 설치되어 있고; 복수 개의 샘플링 저항 사이에 연결된 노드의 전압 샘플링단을 통해 전압 신호를 수집한 후 전압 수집 유닛에게 전송하여 필터링 및 증폭을 수행하고, 그 다음 메인 제어 유닛에게 전송하여 공명 조절을 수행하고; 변압 유닛의 출력단 루프에 직렬 연결된 전류 샘플링단을 통해 전류 신호를 수집하여 전류 샘플링 유닛에게 전송하여 필터링 및 증폭을 수행하고, 그 다음 메인 제어 유닛에게 전송하여 공명 조절을 수행한다.
상기 기술방안에 기초하여, 상기 메인 제어 유닛은 메인 제어 칩 U2 및 메인 제어 칩 외부 둘레 회로를 포함하고, 메인 제어 칩 U2은 제1 PWM 신호를 출력하여 DCDC 공률 조절 유닛을 제어하여 조절 가능한 전압을 출력하고, 수집 변압 유닛의 출력단 루프 전압 및 전류의 샘플링 유닛의 피드백을 통해, 2채널 듀티비 상보적인 제2 PWM 신호를 구동 유닛에게 출력한다.
상기 기술방안에 기초하여, 상기 메인 제어 유닛은 보조 칩 U1 및 보조 칩 외부 둘레 회로를 더 포함하고, 메인 제어 유닛의 메인 제어 칩 U2은 수집 변압 유닛의 출력단 루프 전압 및 전류의 샘플링 유닛의 피드백을 통해, 보조 칩 U1에게 명령을 전송하고, 보조 칩 U1은 메인 제어 칩 U2의 명령을 수신하고, 2채널 듀티비 상보적인 제2 PWM 신호를 구동 유닛에게 출력하고, 이와 동시에, 2 채널 듀티비 상보적인 제2 PWM 신호를 메인 제어 칩 U2에게 더 피드백한다.
상기 기술방안에 기초하여, 상기 2채널 상보적 듀티비의 제2 PWM 신호는 각각 제1 신호 증폭 출력 회로 및 제2 신호 증폭 출력 회로를 통해 증폭을 수행한 후 구동 유닛에게 전송한다.
상기 기술방안에 기초하여, 상기 동식물 조직 절단 기구는 메인 제어 칩 U2와 연결된 표시 유닛, 버튼, 충전 인터페이스, 스토리지, USB 인터페이스 유닛 또는/및 터치 유닛을 더 포함하고, 메인 제어 칩 U2에 버튼 및 표시 유닛이 연결되어 있는 경우, 버튼 및 표시 유닛의 표시 모니터에는 제2단 외부 하우징의 표면이 설치된다. 찾기에 편리하다.
본 발명의 유익한 효과는:
1. 본 발명은 종래 생물 조직에서 신속하게 RNA, DNA 또는 단백질을 추출하는 설비 가격이 비싸고 추출 조작 과정이 번잡하고, 조작 조건이 높고, 비용이 낭비되고, 시간이 소모되고, 작업량이 큰 문제를 해결하였고, 본 발명의 절제 기구를 채용하여, 제1 PWM 신호를 이용하여 DCDC 공률 조절 유닛을 제어하여 전압 출력을 조절할 수 있어, 출력 공률이 0.5 내지 1000W 에서 조절될 수 있고, 수집 변압 유닛의 출력단 루프 전압 및 전류의 샘플링 유닛의 피드백을 이용하여, 2채널 듀티비 상보적인 제2 PWM 신호를 구동 유닛에게 출력하여, 공명 초음파 주파수가 20 내지 200KHz에서 조절될 수 있고, 공명점을 초음파 진동기의 공진점까지 조절하여, 초음파 진동기가 공명 상태에서 작업하도록 하고, 출력 에너지가 최대이고, 진폭이 가장 장하고, 낮은 헤르츠 초음파를 이용하는 방법은, 신속, 간단하게 조직 덩이를 조직 분쇄액이 되도록 하는 목적이고, 후속하여 조직 RNA, DNA 또는 단백질의 추출을 수행하기 편리하고, 동시에 가격도 저렴하다.
2. 본 발명은 종래의 초음파 진동기에 존재하는 구조 설치가 불편하고 설치 후 완성품 구조가 휴대하기 불편한 문제를 해결하였고, 본 발명의 핸드헬드 타입 외부 하우징은 상호 둔각을 나타내는 제1단 및 제2단을 포함하고, 버튼 및 표시 모니터는 제2단 외부 하우징의 표면에 설치되고, 제1단이 제2단의 일단과 격리되는 일단은 외부 하우징 전단이고, 초음파 진동기 설치가 편리하고, 설치 후의 완성품 구조는 휴대하기 편리하다.
3. 본 발명 초음파 진동기는 감입의 방식을 통해 외부 하우징 전단에 설치되고, 제1 끼움 모듈, 제2 끼움 모듈, 제1 고정 커버 및 제2 고정 커버 협력을 통해 고정되어, 초음파 진동기 설치를 안정화하고, 유지보수, 탈착이 편리하고, 효과가 좋고, 수명이 길다.
도 1은 본 발명-실시예의 구조도이다.
도 2는 본 발명-실시예의 분해 구조도이다.
도 3은 본 발명-실시예의 단면도이다.
도 4는 도 3의 국부 확대도이다.
도 5는 본 발명-실시예의 시스템 블록도이다.
도 6은 본 발명-실시예 제어 보드의 전원, DCDC 컨버팅 유닛 및 DCDC 공률 조절 유닛의 회로 원리도이다.
도 7은 본 발명-실시예 제어 보드의 메인 제어 유닛의 회로 원리도이다.
도 8은 본 발명-실시예 제어 보드의 샘플링 유닛, 표시 유닛 및 보조 칩의 회로 원리도이다.
도 9는 본 발명-실시예 제어 보드의 인터페이스의 회로 원리도이다.
도 10은 본 발명-실시예 구동 보드의 구동 유닛, 변압 유닛 및 공명 유닛의 회로 원리도이다.
도 11은 본 발명의 세포 현탁액이다.
도 12는 종래의 조직 분쇄기를 통해 처리하여 획득한 조직 분쇄액이다.
도 2는 본 발명-실시예의 분해 구조도이다.
도 3은 본 발명-실시예의 단면도이다.
도 4는 도 3의 국부 확대도이다.
도 5는 본 발명-실시예의 시스템 블록도이다.
도 6은 본 발명-실시예 제어 보드의 전원, DCDC 컨버팅 유닛 및 DCDC 공률 조절 유닛의 회로 원리도이다.
도 7은 본 발명-실시예 제어 보드의 메인 제어 유닛의 회로 원리도이다.
도 8은 본 발명-실시예 제어 보드의 샘플링 유닛, 표시 유닛 및 보조 칩의 회로 원리도이다.
도 9는 본 발명-실시예 제어 보드의 인터페이스의 회로 원리도이다.
도 10은 본 발명-실시예 구동 보드의 구동 유닛, 변압 유닛 및 공명 유닛의 회로 원리도이다.
도 11은 본 발명의 세포 현탁액이다.
도 12는 종래의 조직 분쇄기를 통해 처리하여 획득한 조직 분쇄액이다.
아래에서는 도면 및 구체적인 실시예를 참조하여 본 발명에 대해 진일보하게 서술한다.
실시예 1:
도 1 내지 10에 도시된 바와 같이, 초음파 원리에 기초한 핸드헬드 타입 동식물 조직 절제 기구는, 내부에 제어 보드(4) 및 구동 보드(5)가 설치되어 있는 외부 하우징(1), 및 외부 하우징 전단에 고정 연결된 초음파 진동기를 포함하고; 초음파 진동기는 초음파 트랜스듀서(2) 및 초음파 트랜스듀서(2)에 고정 연결되고 초음파 트랜스듀서가 입력한 진동에서 진폭을 변화시킨 후 전달하는 혼(3)을 포함하고; 제어 보드(4)는 구동 보드(5)와 전기적으로 연결되고, 구동 보드(5)는 초음파 트랜스듀서(2)와 전기적으로 연결되고, 제어 보드(4)에는 버튼(6), 표시 모니터(7) 및 충전 인터페이스가 연결되어 있고; 외부 하우징(1)은 핸드헬드 타입 외부 하우징이고, 외부 하우징(1)은 상호 둔각을 나타내는 제1단 및 제2단을 포함하고, 버튼(6) 및 표시 모니터(7)는 제2단 외부 하우징의 표면에 설치되고, 제1단이 제2단의 일단과 격리되는 일단은 외부 하우징 전단이다.
제2단 외부 하우징 표면에는 상응하는 버튼 통공 및 표시 모니터 통공이 설치되어 있고, 제어 보드(4)는 제2단 외부 하우징 내부에 설치되고, 구동 보드(5)는 제1단 외부 하우징 내부에 설치된다.
외부 하우징 전단에는 초음파 진동기를 고정하는 데 사용되는 연결 구멍이 설치되어 있고, 연결 구멍의 내벽에는 하나 이상의 제1 끼움 홈(103)이 설치되어 있고, 상응하게, 초음파 진동기에는 제1 끼움 홈(103)과 매칭되는 제1 층계(801)가 설치되어 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 층계(801)는 혼(3)에 설치되고, 제1 끼움 홈(103)은 3개이고, 제1 층계(801)는 중부에 위치한 제1 끼움 홈(103) 내부에 감입되고, 제1 층계(801)의 양측에는 각각 제1 끼움 모듈(802) 및 제2 끼움 모듈(803)이 더 설치되어 있고, 제1 끼움 모듈(802) 및 제2 끼움 모듈(803)은 제1 층계(801)를 제1 끼움 홈(103) 내부에 긴밀히 끼운다. 제1 끼움 홈(103)은 링형 끼움 홈이고, 제1 층계(801)는 링형 층계이고, 제1 끼움 모듈(802) 및 제2 끼움 모듈(803)은 모두 링형 끼움 모듈이고, 제1 끼움 모듈(802) 및 제2 끼움 모듈(803)은 모두 초음파 진동기의 외벽에 슬리브되고, 제2 끼움 모듈(803)은 후단에 위치한 제1 끼움 홈(103)이 더 연장되어 있다.
본 실시예에 있어서, 혼(3)에는 제1 층계의 전단이 설치되고 제1 고정 커버(804)가 더 슬리브되어 있고, 제1 고정 커버(804)의 후단은 전단에 위치한 제1 끼움 홈(103) 내부에 긴밀히 끼워진다.
본 실시예에 있어서, 외부 하우징은 상호 연결된 상부 하우징(101) 및 하부 하우징(102)을 포함한다. 상부 하우징(101) 및 하부 하우징(102)의 전단에는 제2 고정 커버(805)가 더 슬리브되어 있고, 제2 고정 커버(805) 내벽에는 2개의 제2 층계(806)가 설치되어 있고, 상부 하우징(101) 및 하부 하우징(102)의 전단 외벽에는 후단에 위치한 제2 층계(806)와 매칭되는 제2 끼움 홈(807)이 더 설치되어 있다. 전단에 위치한 제2 층계(806)는 외부 하우징의 전단을 내부에 포장하고, 진일보하게 전단에 위치한 제1 끼움 홈(103)에 연장되어 제1 고정 커버(804)의 후단을 긴밀히 끼운다.
본 실시예에 있어서, 제어 보드(4) 및 구동 보드(5)는 나사를 통해 외부 하우징(1) 내부에 고정된다. 고정 보드(5)에는 보호 하우징이 더 설치되어 있고, 표시 모니터(7) 표면에는 강화 유리막이 더 접합되어 있다.
본 실시예에 있어서, 외부 하우징의 외벽에는 걸림 고리(9)가 설치되어 있다.
설명: 혼 및 초음파 트랜스듀서는 종래 제품이고, 그 내부 구조는 비교적 성숙한 기술로, 여기에서 중복 설명하지 않는다. 상기 전단, 후단은 모두 상대적인 위치이고, 절대적인 위치가 아니다.
도 4 내지 9에 도시된 바와 같이, 제어 보드에는 전원, DCDC 컨버팅 유닛, 메인 제어 유닛, DCDC 공률 조절 유닛 및 샘플링 유닛이 설치되어 있고, 구동 보드에는 구동 유닛, 변압 유닛 및 공명 유닛이 설치되어 있다.
전원은, DCDC 컨버팅 유닛 및 DCDC 공률 조절 유닛을 통해 전압을 컨버팅 한 후 동식물 조직 절제에 사용되고; 메인 제어 유닛은, 제1 PWM 신호를 출력하여 DCDC 공률 조절 유닛을 제어하여 조절 가능한 전압을 출력하고, 수집 변압 유닛의 출력단 루프 전압 및 전류의 샘플링 유닛의 피드백을 통해, 2채널 상보적 듀티비의 제2 PWM 신호를 구동 유닛에게 출력하고 변압 유닛을 거쳐 변압하고, 그 다음 변압 유닛에 설치된 출력단 루프의 공명 유닛을 통해 공명점을 초음파 진동기의 공진점까지 조절하여, 변압 유닛의 출력단 루프에 설치된 초음파 진동기가 공명 상태에서 작업하도록 한다.
동식물 조직 절제에 대해 진일보하게 서술한다.
전원은 DC24V 전원이고, DCDC 컨버팅 유닛은 제1 DCDC 컨버팅 유닛, 제2 DCDC 컨버팅 유닛 및 제3 DCDC 컨버팅 유닛을 포함한다.
여기에서, 제1 DCDC 컨버팅 유닛은 TVS 프로텍션, 제1 전압 입력 필터, 제1 전압 컨버팅 칩 및 제1 전압 출력 필터를 포함하고, DC24V 전원은 차례로 TVS 프로텍션, 제1 전압 입력 필터, 제1 전압 컨버팅 칩 및 제1 전압 출력 필터를 12V 출력 전압이 되도록 컨버팅하여, 메인 제어 유닛 및 구동 유닛이 사용하도록 한다.
제1 DCDC 컨버팅 유닛의 회로 원리의 상세한 서술: DC 24V 전원은 차례로 프로텍션 다이오드 TVS1을 거쳐 TVS 프로텍션을 수행하고, 3개의 DC24V 전원단에 병렬 연결된 커패시터 C59, C60 및 C57을 거쳐 전압 입력 필터링을 수행하고, 그 다음 DC24V 전원단에 직렬 연결된 분압 저항 R48 및 R51을 거쳐 전압 샘플링을 수행하여 제1 전압 컨버팅 칩 U6의 인에이블핀 EN을 입력하고, 제1 전압 컨버팅 칩 U6의 품번은 TPS54340이고, 제1 전압 컨버팅 칩 U6의 상부 튜브 구동 신호 레퍼런스 포인트 핀 SW는 에너지 저장 인덕턴스 L2를 통해 12V 출력 전압단에 연결되고, 12V 출력 전압단에 직렬 연결된 분압 저항 R88 및 R89는 전압 샘플링을 수행하여 제1 전압 컨버팅 칩 U6의 레퍼런스 전압 핀 FB에 입력되고, 12V 출력 전압단에 연결된 커패시터 C72를 거쳐 전압 출력을 필터링하고, 제1 전압 컨버팅 칩 U6의 상부 튜브 구동 신호 레퍼런스 포인트 핀 SW에는 플라이백 다이오드 D4가 더 연결되어 있고, 인에이블핀 EN에는 소프트 스타트 커패시터 C79가 더 연결되어 있고, 레지스터 타이밍 / 외부 클럭 핀 RT / CLK에는 주파수 분압 저항 R50이 더 연결되어 있고, 주파수 보상 핀 COMP에는 루프를 조절하고, 전압 출력을 안정화하는 데 사용되는 커패시터 C61, C62 및 저항 R52가 더 연결되어 있고, 여기에서, 커패시터 C62는 직렬 연결된 커패시터 C61 및 저항 R52와 병렬 연결된다.
제2 DCDC 컨버팅 유닛은 제2 전압 입력 필터, 제2 전압 컨버팅 칩 및 제2 전압 출력 필터를 포함하고, 12V 입력 전압은 차례로 제2 전압 입력 필터, 제2 전압 컨버팅 칩 및 제2 전압 출력 필터를 1.8V 출력 전압이 되도록 컨버팅하고, 메인 제어 유닛이 사용하도록 한다.
제2 DCDC 컨버팅 유닛의 회로 원리에 대한 상세한 서술: 12V 입력 전압은 차례로 12V 입력 전압단에 병렬 연결된 2개의 커패시터 C84 및 C85를 거쳐 전압 입력 필터링을 수행하고, 제2 전압 컨버팅 칩 U9의 품번은 TLV62130ARGTR이고, 제2 전압 컨버팅 칩 U9의 MOS 튜브 구동 신호 레퍼런스 포인트 핀 SW는 에너지 저장 인덕턴스 L3을 통해 1.8V 출력 전압단에 연결되고, 1.8V 출력 전압단에 직렬 연결된 분압 저항 R90 및 R91은 전압 샘플링을 수행하여 제2 전압 컨버팅 칩 U9의 레퍼런스 전압 핀 FB에 입력되고, 1.8V 출력 전압단에 병렬 연결된 커패시터 C80 및 C83을 거쳐 전압 출력을 필터링하고, 제2 전압 컨버팅 칩 U9의 내부 공률 전원 핀 PVIN, 내부 제어 회로 전력공급 핀 AVIN, 인에이블핀 EN은 12V 입력 전압단을 더 연결하고, 소프트 스타트/트래킹 핀 SS/TR에는 소프트 스타트 커패시터 C86이 더 연결되어 있고, 조절 출력 핀 DEF 및 주파수 할당 핀 FSW은 모두 접지되고, 출력 전압 수집 핀 VOS는 1.8V 출력 전압단과 연결된다.
제3 DCDC 컨버팅 유닛은 제3 전압 입력 필터, 제3 전압 컨버팅 칩 및 제3 전압 출력 필터를 포함하고, 12V 입력 전압은 차례로 제3 전압 입력 필터, 제3 전압 컨버팅 칩 및 제3 전압 출력 필터를 3.3V 출력 전압으로 컨버팅하고, 메인 제어 유닛 및 샘플링 유닛이 사용하도록 한다.
제3 DCDC 컨버터 유닛의 회로 원리에 대한 상세한 서술: 12V 입력 전압은 차례로 12V 입력 전압단에 병렬 연결된 2개의 커패시터 C89 및 C90를 거쳐 전압 입력 필터링을 수행하고, 제3 전압 컨버팅 칩 U10의 규격은 TLV62130ARGTR이고, 제3 전압 컨버팅 칩 U10의 MOS 튜브 구동 신호 레퍼런스 포인트 핀 SW는 에너지 저장 인덕턴스 L4를 통해 3.3V 출력 전압단에 연결되고, 3.3V 출력 전압단에 직렬 연결된 분압 저항 R92 및 R94는 전압 샘플링을 수행하여 제3 전압 컨버팅 칩 U10의 레퍼런스 전압 핀 FB에 연결되고, 3.3V 출력 전압단에 병렬 연결된 커패시터 C87 및 C88을 거쳐 전압 출력을 필터링하고, 제3 전압 컨버팅 칩 U10의 내부 공률 전원 핀 PVIN 및 내부 제어 회로 전력공급 핀 AVIN에는 12V 입력 전압단이 더 연결되고, 12V 입력 전압단에 직렬 연결된 분압 저항 R93 및 R102를 거쳐 전압 샘플링을 수행하고 제3 전압 컨버팅 칩 U10의 인에이블핀 EN에 입력하고, 제3 전압 컨버팅 칩 U10의 인에이블핀 EN에는 제2 전압 컨버팅 칩 U9의 출력 정상 지시 신호 핀 PG가 더 연결되어 있고, 제2 DCDC 컨버팅 유닛이 정상 작업하지 않는 경우, 제3 DCDC 컨버팅 유닛은 작업을 중지하고, 소프트 스타트 / 트래킹 핀 SS/TR에는 소프트 스타트 커패시터 C91이 더 연결되어 있고, 조절 출력 핀 DEF 및 주파수 할당 핀 FSW은 모두 접지되고, 출력 전압 수집 핀 VOS는 3.3V 출력 전압단과 연결된다.
DCDC 공률 조절 유닛은 스위치 제어 신호 수신 회로, 제1 PWM 신호 수신 회로 및 제4 DCDC 컨버팅 유닛을 포함하고, 제4 DCDC 컨버팅 유닛은 제4 전압 입력 필터, 제4 전압 컨버팅 칩 및 제4 전압 출력 필터를 포함하고, 제4 DCDC 컨버팅 유닛은 메인 제어 유닛이 전송한 스위치 제어 신호 및 제1 PWM 신호를 통해 DC24V 전원을 0 내지 24V 조절 가능한 전압 출력으로 컨버팅한다.
DCDC 공률 조절 유닛의 회로 원리를 상세히 설명함:
제4 DCDC 컨버팅 유닛의 회로 원리: DC24V 전원은 차례로 DC24V 전원단에 병렬 연결된 3개의 커패시터 C6, C7 및 C41을 거쳐 전압 입력 필터링을 수행하고, 제4 전압 컨버팅 칩 U1의 규격은 TPS54340이고, 제4 전압 컨버팅 칩 U1의 상부 튜브 구동 신호 레퍼런스 포인트 핀 SW는 에너지 저장 인덕턴스 L1을 통해 조절 가능한 전압 출력단에 연결되고, 조절 가능한 전압 출력단에 직렬 연결된 분압 저항 R32 및 R47은 전압 샘플링을 수행하고 제4 전압 컨버팅 칩 U1의 레퍼런스 전압 핀 FB에 입력되고, 조절 가능한 전압 출력단에 병렬 연결된 커패시터 C14, C40, C42, C54, C55 및 C56을 거쳐 조절 가능한 전압 출력단을 필터링하고, 제4 전압 컨버팅 칩 U1의 상부 구동 신호 레퍼런스 포인트 핀 SW에는 플라이백 다이오드 D2가 더 연결되어 있고, 인에이블핀 EN에는 저항 R33이 더 연결되어 있고, 레지스터 타이밍 / 외부 클럭 핀 RT / CLK에는 주파수 분압 저항 R85가 더 연결되어 있고, 주파수 보상 핀 COMP에는 루프를 조절하고, 전압 출력을 안정화하는 데 사용되는 커패시터 C51, C49 및 저항 R46이 더 연결되어 있고, 여기에서, 커패시터 C49는 직렬 연결된 커패시터 C51 및 저항 R46과 병렬 연결된다.
스위치 제어 신호 수신 회로의 회로 원리: 스위치 제어 신호 수신단은 메인 제어 유닛을 제어하여 스위치 제어 신호를 수신하고, 저항 R104 및 R105는 3.3V 전압과 스위치 제어 신호 수신단 사이에 직렬 연결되고, 트랜지스터 Q12의 이미터가 연결된 3.3V 전압, 베이스는 저항 R104 및 R105 사이의 노드를 연결하고 컬렉터는 제4 전압 컨버팅 칩 U1의 인에이블핀 EN을 연결하고, 스위치 제어 신호가 L인 경우, 트랜지스터 Q12가 도통되고, 제4 전압 컨버팅 칩 U1은 작업을 개시한다.
제1 PWM 신호 수신 회로의 회로 원리: 제1 PWM 신호 수신단이 수신한 제1 PWM 신호는 RC 필터를 통해 필터링된 후 제1 전압 폴로어 U3B의 비반전 입력단에 입력되고, 제1 전압 폴로어 U3B의 출력단은 분압 저항 R54를 통해 분압 저항 R32 및 R47 사이의 노드에 연결되고, 여기에서, 저항 R45, 커패시터 C63, 저항 R40 및 커패시터 C52는 RC 필터를 구성하고, 그 다음 저항 R36을 통해 제1 전압 폴로어 U3B의 비반전 입력단에 입력되고, 제1 전압 폴로어 U3B의 비반전 입력단에는 커패시터 C50가 더 연결되어 있다.
동식물 조직 절제 기구는 DCDC 공률 조절 유닛의 조절 가능한 전압을 수집하는 데 사용되는 출력 전압 샘플링 유닛을 더 포함하고, 수집한 조절 가능한 전압은 제2 전압 폴로어 U3A를 통해 메인 제어 유닛에게 전송된다.
출력 전압 샘플링 유닛의 회로 원리의 상세한 설명: 조절 가능한 전압 출력단에 직렬 연결된 분압 저항 R55 및 R60은 전압 샘플링을 수행하고 RC 필터를 통해 필터링을 수행한 후 제2 전압 폴로어 U3A의 비반전 입력단에 입력되고, 제2 전압 폴로어 U3A의 양극 전압단은 3.3V 전압을 연결하고, 제2 전압 폴로어 U3A의 출력단은 메인 제어 유닛을 연결하고, 여기에서, 저항 R59 및 커패시터 C39는 RC 필터를 구성하고, 3.3V 전압에는 커패시터 C44가 더 연결되어 있고, 제2 전압 폴로어 U3A의 출력단에는 커패시터 C43이 더 연결되어 있다.
구동 유닛은 제1 구동 유닛 및 제2 구동 유닛을 포함하고, 여기에서, 제1 구동 유닛은 제1 구동 MOS 튜브 Q6을 포함하고, 제2 구동 유닛은 제2 구동 MOS 튜브 Q2를 포함한다. 제1 구동 유닛의 제2 PWM 신호 수신단 N은 메인 제어 유닛이 전송한 제1 채널 제2 PWM 신호를 수신하고, 제1 구동 유닛의 출력단은 변압 유닛의 변압 유닛의 1차(primary) 코일의 동일 명칭단을 연결하고, 제2 구동 유닛의 제2 PWM 신호 수신단 P는 메인 제어 유닛이 전송하는 제2 채널 제2 PWM 신호를 수신하고, 제2 구동 유닛의 출력단은 변압 유닛의 1차 코일의 상이(相異) 명칭단을 연결하고, 제2 PWM 신호 수신단 N이 수신한 제1 회로 제2 PWM 신호를 통해 제1 구동 MOS 튜브 Q6를 제어하여 도통/중단시키고, 제2 PWM 신호 수신단 P가 수신한 제2 채널 제2 PWM 신호를 통해 제2 구동 MOS 튜브 Q2를 제어하여 중지/도통시킨다.
구동 유닛 및 변압 유닛의 회로 원리의 상세한 설명: 변압 유닛은 푸시풀 트랜스포머이고, DCDC 공률 조절 유닛의 조절 가능한 전압 출력단은 푸시풀 트랜스포머의 1차 제1 코일의 상이 명칭단 및 제2 코일의 동일 명칭단을 연결하고; 저항 R10 및 R14는 지면과 제2 PWM 신호 수신단 N 사이에 직렬 연결되고, 제1 구동 MOS 튜브 Q6의 그리드는 저항 R10 및 R14 사이의 노도를 연결하고, 소스는 접지되고, 드레인은 제1 구동 유닛의 출력단이고 푸시풀 트랜스포머의 1차 제1 코일의 동일 명칭단을 연결하고; 저항 R5 및 R13은 지면과 제2 PWM 신호 수신단 P 사이에 직렬 연결되고, 제2 구동 MOS 튜브 Q2의 그리드는 저항 R5 및 R13 사이의 노드를 연결하고, 소스는 접지되고, 드레인은 제2 구동 유닛의 출력단이고 푸시풀 트랜스포머의 1차 제2 코일의 상이 명칭단을 연결한다.
제2 PWM 신호 수신단 N이 수신한 제1 채널 제2 PWM 신호는 H이고 제2 PWM 신호 수신단 P가 수신한 제2 채널 제2 PWM 신호는 L인 경우, 제1 구동 MOS 튜브 Q6을 제어하여 도통시키고, 제2 구동 MOS 튜브 Q2는 중단되고, 1차 제1 코일의 입력단 루프는 연통되고 입력 전류 방향은 1차 제1 코일의 상이 명칭단에서 동일 명칭단이고, 1차 제2 코일의 입력단 루프는 중단되고, 2차 코일의 출력단 루프의 출력 전류 방향은 2차 코일의 동일 명칭단에서 상이 명칭단이다.
제2 PWM 신호 수신단 N이 수신한 제1 채널 제2 PWM 신호는 L이고 제2 PWM 신호 수신단 P가 수신한 제2 채널 제2 PWM 신호는 H인 경우, 제1 구동 MOS 튜브 Q6은 중단되고, 제2 구동 MOS 튜브 Q2는 도통되고, 1차 제2 코일의 입력단 루프는 연통되고 입력 전류 방향은 1차 제2 코일의 동일 명칭단에서 상이 명칭단이고, 1차 제1 코일의 입력단 루프는 중단되고, 2차 코일의 출력단 루프의 출력 전류 방향은 2차 코일의 상이 명칭단에서 동일 명칭단이고, 출력된 직류 전압을 주파수 30KHz, 전압이 100V를 넘는 교류 파형이 되도록 컨버팅하고, 후속 공명 유닛에 대한 조건을 제공한다.
공명 유닛은 푸시풀 트랜스포머의 출력단 루프에 설치되고, 공명 유닛은 LC 직렬 연결 공명이고, 푸시풀 트랜스포머에 직렬 연결된 출력단 루프의 인덕턴스 T1 및 커패시터 C1을 포함한다. 인덕턴스 T1은 EFD20을 채용한다.
초음파 트랜스듀서는 푸시풀 트랜스포머의 출력단 루프에 설치되고, 본 실시예에 있어서, 인터페이스 J2를 통해 초음파 트랜스듀서를 연결한다.
샘플링 유닛은 푸시풀 트랜스포머의 출력단 루프 전압 및 전류를 수집하고, 샘플링 유닛은 전압 샘플링 유닛 및 전류 샘플링 유닛을 포함한다.
전압 샘플링 유닛은 푸시풀 트랜스포머의 출력단 루프 전압을 수집하고, 푸시풀 트랜스포머의 출력단 루프에는 직렬 연결된 샘플링 저항 R1, R2, R3, R4 및 R5가 설치되어 있고, 전압 샘플링단은 저항 R4 및 R15 사이의 노드에 연결되고, 수집된 전압 신호를 전압 샘플링 유닛에게 전송하여 필터링, 증폭을 수행하고, 그 다음 메인 제어 유닛에게 전송하여 공명 조절을 수행한다.
전압 샘플링 유닛의 회로 원리의 상세한 설명: 수집한 전압 신호는 차례로 RC 필터의 필터링, 커패시터 C67의 차단을 수행한 후 제1 연산 증폭기 U7B의 비반전 입력단에 입력되고, 제1 연산 증폭기 U7B의 반전 입력단과 출력단 사이에는 네거티브 피드백 저항 R63이 연결되고, 제1 연산 증폭기 U7B의 출력단은 RC 필터를 통해 필터링을 수행한 후, 그 다음 저항 R72를 통해 제1 비교기 U8A의 비반전 입력단에 입력되고, 3.3V 전압과 지면 사이에 직렬 연결된 분압 저항 R77 및 R76은 전압 샘플링을 수행하여 제1 비교기 U8A의 반전 입력단에 입력되고, 제1 비교기 U8A의 출력단은 저항 R71을 통해 메인 제어 유닛을 연결하고, 저항 R72는 제1 비교기 U8A의 비반전 입력단의 나머지 일단(other end)을 연결하고 저항 R70을 통해 메인 제어 유닛을 더 연결하고, 여기에서, 저항 R61 및 커패시터 C65는 RC 필터를 구성하여 수집된 전압 신호에 대해 필터링을 수행하고, 저항 R62 및 커패시터 C66은 RC 필터를 구성하여 제1 연산 증폭기 U7B의 출력단이 출력한 신호에 대해 필터링을 수행하고, 제1 연산 증폭기 U7B의 반전 입력단에는 저항 R64 및 커패시터 C70이 더 직렬 연결되어 있고, 제1 연산 증폭기 U7B의 비반전 입력단에는 직류 3.3V 전압이 더 연결되어 있고, 상기 직류 3.3V 전압은 분압 저항 R56, R58 및 R57을 통해 분압된 후 생성된 분압은 제1 연산 증폭기 U7B의 비반전 입력단에 입력되고, 분압은 커패시터 C64를 통해 더 필터링되고, 여기에서, 저항 R58의 일단은 제1 연산 증폭기 U7B의 비반전 입력단을 연결하고 나머지 일단은 저항 R56을 연결하고, 저항 R56은 3.3V 전압을 연결하고, 저항 R57의 일단은 저항 R56 및 R58 사이의 노드를 연결하고, 나머지 일단은 접지되고, 제1 비교기 U8A의 양극 전압단은 3.3V 전압을 연결하고, 상기 3.3V 전압은 병렬 연결된 커패시터 C76 및 C77을 통해 필터링된다.
전류 샘플링 유닛은 푸시풀 트랜스포머의 출력단 루프 전류를 수집하고, 전류 샘플링단은 푸시풀 트랜스포머의 출력단 루프에 직렬 연결되고, 수집된 전류 신호를 전류 샘플링 유닛에게 전송하여 필터링, 증폭을 수행하고, 그 다음 메인 제어 유닛에게 전송하여 공명 조절을 수행한다.
전류 샘플링 유닛의 회로 원리의 상세한 서술: 수집한 전류 신호는 차례로 RC 필터의 필터링, 커패시터 C75의 차단을 수행한 후 제2 연산 증폭기 U7A의 비반전 입력단에 입력되고, 제2 연산 증폭기 U7A의 반전 입력단과 출력단 사이에는 네거티브 피드백 저항R73이 연결되고, 제2 연산 증폭기 U7A의 출력단은 RC 필터를 통해 필터링을 수행한 후, 그 다음 저항 R81을 통해 제2 비교기 U8B의 비반전 입력단에 입력되고, 3.3V 전압과 지면 사이에 직렬 연결된 분압 저항 R82 및 R83은 전압 샘플링을 수행하여 제2 비교기 U8B의 반전 입력단에 입력되고, 제2 비교기 U8B의 출력단은 저항 R80을 통해 메인 제어 유닛을 연결하고, 저항 R81은 제2 비교기의 비반전 입력단의 나머지 일단을 연결하고 저항 R79를 통해 메인 제어 유닛을 더 연결하고, 여기에서, 저항 R65 및 커패시터 C68은 RC 필터를 구성하여 수집한 전류 신호에 대해 필터링을 수행하고, 저항 R69 및 커패시터 C69는 RC 필터를 구성하여 제2 연산 증폭기 U7A의 출력단이 출력한 신호에 대해 필터링을 수행하고, 제2 연산 증폭기 U7A의 반전 입력단에는 저항 R74 및 커패시터 C78이 더 직렬 연결되어 있고, 제2 연산 증폭기 U7A의 비반전 입력단에는 직류 3.3V 전압이 더 연결되어 있고, 상기 전류 3.3V 전압은 분압 저항 R78, R66, R67 및 R68을 통해 분압된 후 생성된 분압은 제2 연산 증폭기 U7A의 비반전 입력단에 입력되고, 분압은 커패시터 C71을 통해 필터링되고, 여기에서, 저항 R68의 일단은 제2 연산 증폭기 U7A의 비반전 입력단을 연결하고 나머지 일단은 3.3V 전압단에 직렬 연결된 저항 R78 및 R66을 연결하고, 저항 R67의 일단은 저항 R66 및 R67 사이의 노드를 연결하고 나머지 일단은 접지되고, 제2 비교기 U8B의 양극 전압단은 저항 R78을 통해 3.3V 전압을 연결하고, 상기 3.3V 전압은 병렬 연결된 커패시터 C73 및 C74를 통해 필터링된다.
메인 제어 유닛은, 제1 PWM 신호를 출력하여 DCDC 공률 조절 유닛을 제어하여 조절 가능한 전압을 출력하고, 수집 변압 유닛의 출력단 루프 전압 및 전류의 샘플링 유닛의 피드백을 통해, 2채널 듀티비 상보적인 제2 PWM 신호를 출력하여 구동 유닛의 제1 구동 MOS 튜브 Q6 및 제2 구동 MOS 튜브 Q2에게 전달한다.
메인 제어 유닛은 메인 제어 칩 U2 및 메인 제어 칩 외부 둘레 회로를 포함하고, 메인 제어 칩 U2의 품번은 N32905U1DN이고, ARM9 커널을 채용하고, 메인 주파수는 200MHz이고, 메인 제어 칩 외부 둘레 회로는 시스템 시계, 리셋 등을 포함한다.
N32905U1DNN3290x는 ARM926EJ-S CPU 커널에 기초하여, JPEG 코더/디코더, CMOS 센서 인터페이스, 32채널 SPU(사운드 처리 유닛), ADC, DAC를 집적하여, 각종 응용 요구를 만족할 수 있고, 이와 동시에 BOM 비용을 절감하였다. ARM926@200MHz는 DRAM, 2D BitBLT 가속기, CMOS 이미지 센서 인터페이스, LCD 모니터 인터페이스를 동기화한다. N32905U1DNN3290x 최대 해상도는 XVGA(1,024x768)@TFT LCD 모니터이다. 2D BitBLT 가속기는 도형 계산을 가속하여, 평탄(smooth) 렌더링을 수행하고, CPU를 오프(off)함으로써, 전력 소모를 감소시킨다.
전체 시스템 BOM 비용의 부동(不同) 요구를 만족시키기 위해, 부동(不同) 사이즈의 DRAM은 N3290x 메인 SoC과 하나의 패키지, 즉 멀티칩 패키지(MCP)를 스태킹한다. N32905U1DNN3290x는 특히 1Mbitx16 3.3V SDRAM 설계를 채용한다. N32905U1DNN3290x는 4Mbitx16 1.8V DDR SDRAM 설계를 채용한다. 하나의 16Mbitx16 1.8V DDR2SDRAM은 N32905U1DNN3290x 내부에 스태킹됨으로써, 더 높은 성능을 확보하고 최대 한도로 시스템 설계 작업, 예를 들어 EMI 및 노이즈 페어링을 감소시킨다. 이중층 PCB를 채용하고 댐핑 저항, EMI 방호 부재 등을 제거함으로써, 총 BOM 비용을 절감할 수 있다.
이상 기술방안은 이미 충분히 공개되고 실시 가능하므로, 본 발명은 종래의 생물 조직에서 RNA, DNA 또는 단백질을 추출하는 설비가 비싸고 추출 조작 과정이 번잡하고, 조작 조건이 높고, 비용이 낭비되고, 시간이 소모되고, 작업량이 큰 문제를 해결하였고, 본 발명의 절제 기구를 채용하여, 제1 PWM 신호를 이용하여 DCDC 공률 조절 유닛을 제어하여 전압 출력을 조절할 수 있어, 출력 공률이 0.5 내지 1000W 에서 조절될 수 있고, 수집 변압 유닛의 출력단 루프 전압 및 전류의 샘플링 유닛의 피드백을 이용하여, 2채널 듀티비 상보적인 제2 PWM 신호를 구동 유닛에게 출력하여, 공명 초음파 주파수가 20 내지 200KHz에서 조절될 수 있고, 공명점을 초음파 진동기의 공진점까지 조절하여, 초음파 진동기가 공명 상태에서 작업하도록 하고, 출력 에너지가 최대이고, 진폭이 가장 장하고, 낮은 헤르츠 초음파의 방법을 이용하여, 신속, 간단하게 조직 덩이를 조직 분쇄액이 되도록 하고, 후속하여 조직 RNA, DNA 또는 단백질의 추출을 수행하기 편리하고, 동시에 가격도 저렴하다.
구체적인 응용 시, 본 발명의 메인 제어 유닛은 보조 칩 U1 및 보조 칩 외부 둘레 회로를 더 포함하고, 보조 칩 U1의 품번은 STM32F031G4U6이다.
STM32F031G4U6의 특징은: 커널: ARM® 32비트 Cortex® -M0 CPU, 주파수는 최대 48MHz에 달함; 메모리: 16 내지 32KB의 플래시 메모리, 하드웨어 패리티 검증을 대동하는 4KB SRAM; CRC 계산 유닛; 리셋 및 전원 관리 숫자(digit) 및 I/O 전원: 2.0 내지 3.6V, 아날로그 전원: VDDA = VDD에서 3.6V까지, 파워 온(on) / 파워 오프(off) 리셋(POR/PDR), 프로그램 가능한 전압 검출기(PVD), 저전력 모드: 수면, 정지 및 지원, RTC 및 백업 레지스터에 사용되는 VBAT 전원; 시간 관리: 4 내지 32MHz 수정 발진기, 캘리브레이션에 사용되는 RTC의 32kHz 발진기, x6PLL 옵션을 가진 8MHz RC, 내부 40kHz RC 발진기; 최대 39개의 쾌속 I/O, 모든 외부 인터럽트 벡터에 매핑 가능, 최대 26개의 I/O, 5V 용량 제한을 가짐; 5채널 DMA 제어기; 1 x 12 비트, 1.0μsADC(최대 10개 채널), 컨버팅 범위: 0 내지 3.6V, 아날로그 전원을 2.4에서 3.6V까지 분리하고; 최대 9개의 시계기, 1 x 16 비트 7채널 고급 제어 타이머, 6채널 PWM 출력에 사용되고, 데드 타임을 가지고, 발전 및 긴급 정지되고, 1 x 32 비트 및 1 x 16 비트 타이머, 최대 4개의 IC/OC, IR 제어 디코딩에 사용될 수 있고, 1 x 16 비트 타이머, 2개의 IC/OC, 1개의 OCN, 데드 타임 및 긴급 정지를 대동하고, 1 x 16 비트 타이머는, IC/OC 및 OCN, 데드 타임, 긴급 정지 및 IR 제어에 사용되는 제어기 게이트를 대동하고, 1개의 IC/OC의 1 x 16 비트 타이머, 독립 및 시스템 왓치독 타이머, SysTick 타이머: 24비트 하향 계수기; 이력 RTC, 경보 및 정기 알람 기능이 정지/대기상태부터 구비하고; 통신 인터페이스 1개 I2C 인터페이스, 쾌속 모드 가속(1Mbit/s) 지원, 20mA 전류 흡수, SMBus/PMBus, Stop 알람 모드로부터, 1 x USART 지원 메인 동기화, SPI 및 모뎀 제어, ISO7816 인터페이스, LIN, IrDA 기능, 오토 보드(baud) 속도 검출 및 알람 기능, 1x SPI(18Mbit/s), 4 내지 16 프로그램 가능한 비트 프레임, I2S 인터페이스 대동; 시리얼 와이어 디버그(SWD); 96 비트 유일 ID; 확장 온도 범위: -40 내지 105˚C; 모든 포장 ECOPACK® 2.
메인 제어 유닛의 메인 제어 칩 U2은 수집 변압 유닛의 출력단 루프 전압 및 전류의 샘플링 유닛의 피드백을 통해, 보조 칩 U1에게 명령을 전송하고, 보조 칩 U1은 메인 제어 칩 U2의 명령을 수신하고, 출력하는 2채널 주파수는 30KHz이고, 듀티비 상보적인 제2 PWM 신호는 구동 유닛의 제1 구동 MOS 튜브 Q6 및 제2 구동 MOS 튜브 Q2에게 전송되고, 동시에, 2채널 주파수는 30KHz이고, 듀티비 상보적인 제2 PWM 신호는 메인 제어 칩 U2에게 더 피드백된다. 동시에, 제1 비교기 U8A의 출력단 및 제2 비교기 U8B의 출력단이 출력한 신호는 보조 칩 U1에게 전송된다.
2채널 주파수는 30KHz이고, 듀티비 상보적인 제2 PWM 신호는 각각 제1 신호 증폭 출력 회로 및 제2 신호 증폭 출력 회로를 통해 증폭을 수행한 후 구동 유닛의 제1 구동 MOS 튜브 Q6 및 제2 구동 MOS 튜브 Q2에게 전송된다.
제1 신호 증폭 출력 회로의 회로 원리의 상세한 서술: 제2 PWM 신호는 직렬 연결된 분압 저항 R49 및 R53을 통해 제1 증폭 트랜지스터 Q5의 베이스를 입력하여 증폭을 수행하고, 제1 증폭 트랜지스터 Q5의 컬렉터는 저항 R34을 통해 12V 전압을 연결하고, 제1 증폭 트랜지스터 Q5의 이미터는 접지되고, 제1 증폭 트랜지스터 Q5의 컬렉터는 제1 출력 트랜지스터 Q2 및 제2 출력 트랜지스터 Q4의 베이스와 연결되고, 제1 출력 트랜지스터 Q2는 P형 트랜지스터이고, 제2 출력 트랜지스터 Q4는 N형 트랜지스터이고, 제1 출력 트랜지스터 Q2의 이미터는 12V 전압을 연결하고, 증폭 후의 제1 채널 제2 PWM 신호는 제1 출력 트랜지스터 Q2의 이미터와 제2 출력 트랜지스터 Q4의 이미터로부터 연결되는 노드 지점으로부터 제1 구동 MOS 튜브 Q6의 제2 PWM 신호 수신단 N에게 출력된다.
제2 PWM 신호 입력이 H인 경우, 제1 출력 트랜지스터 Q2는 도통되고, 제2 출력 트랜지스터 Q4는 중단되고; 제2 PWM 신호 입력이 L인 경우, 제1 출력 트랜지스터 Q2는 중단되고, 제2 출력 트랜지스터 Q4는 도통되고, 이로부터 증폭 후의 방형파 제1 채널 제2 PWM 신호를 출력한다.
제2 신호 증폭 출력 회로의 회로 원리의 상세한 서술: 제2 PWM 신호는 직렬 연결된 분압 저항 R86 및 R87을 통해 제2 증폭 트랜지스터 Q8의 베이스를 입력하여 증폭을 수행하고, 제2 증폭 트랜지스터 Q8의 컬렉터는 저항 R84를 통해 12V 전압을 연결하고, 제2 증폭 트랜지스터 Q8의 이미터는 접지되고, 제2 증폭 트랜지스터 Q8의 이미터는 제3 출력 트랜지스터 Q6 및 제4 출력 트랜지스터 Q7의 베이스와 연결되고, 제3 출력 트랜지스터 Q6은 P형 트랜지스터이고, 제4 출력 트랜지스터 Q7은 N형 트랜지스터이고, 제3 출력 트랜지스터 Q6의 컬렉터는 12V 전압을 연결하고, 증폭 후의 제2 채널 제2 PWM 신호는 제3 출력 트랜지스터 Q6의 이미터와 제4 출력 트랜지스터 Q7의 이미터로부터 연결되는 노드 지점으로부터 제2 구동 MOS 튜브 Q2의 제2 PWM 신호 수신단 P에게 출력된다.
제2 PWM 신호 입력이 H인 경우, 제3 출력 트랜지스터 Q6은 도통되고, 제4 출력 트랜지스터 Q7은 중단되고; 제2 PWM 신호 출력이 L인 경우, 제3 출력 트랜지스터 Q6은 중단되고, 제4 출력 트랜지스터 Q7은 도통되고, 이로부터 증폭 후의 방형파 제1 채널 제2 PWM 신호를 출력한다.
표시 모니터(7)는 LCD 표시 모니터이고, LCD 표시 모니터는 표시 칩 J8을 연결하여 표시 유닛을 구성하고, 표시 칩 J8은 메인 제어 칩 U2를 연결하고, 상기 표시 칩 J8의 품번은 FPC050이고, 표시 칩 J8은 3.3V 전압을 연결하고, 메인 제어 칩 U2의 신호 LCD_BL은 MOS 튜브 Q1을 통해 증폭된 후 표시 칩 J8에게 전송된다.
버튼(6)은 메인 제어 칩 U2를 연결하고, 본 실시예는 4개의 버튼을 포함하고, 각각 제1 버튼, 제2 버튼, 제3 버튼 및 제4 버튼이고, 제1 버튼은 좌측 버튼이고, 제2 버튼은 우측 버튼이고, 제3 버튼은 중간 버튼이고, 제4 버튼은 OK 버튼이다. 여기에서, 제1 버튼은 풀업 저항 R4 및 푸시다운 저항 R11을 포함하고, 풀업 저항 R4는 3.3V 전압을 연결하고, 풀업 저항 R4 및 푸시다운 저항 R11 사이의 노드는 버튼 S2의 일단을 연결하고, 버튼 S2의 나머지 일단은 접지되고, 푸시다운 저항 R11의 나머지 일단은 메인 제어 칩 U2를 연결하고, 버튼 S2가 가압되는 경우, 푸시다운 저항 R11은 1K이고, 제1 버튼은 로우 레벨을 출력하고, 버튼 S2 가압이 해소되면, 풀업 저항 R4 및 푸시다운 저항 R11에 의한 풀업을 출력하고, 제1 버튼은 하이 레벨을 출력하고; 제2 버튼은 풀업 저항 R6 및 푸시다운 저항 R19를 포함하고, 풀업 저항 R6은 3.3V 전압을 연결하고, 풀업 저항 R6 및 푸시다운 저항 R19 사이의 노드는 버튼 S3의 일단을 연결하고, 버튼 S3의 나머지 일단은 접지되고, 푸시다운 저항 R19의 나머지 일단은 메인 제어 칩 U2를 연결하고, 버튼 S3을 가압할 때, 제2 버튼은 로우 레벨을 출력하고, 버튼 S3의 가압이 해소되면, 풀업 저항 R6 및 푸시다운 저항 R19에 의한 풀업을 출력하고, 제2 버튼은 하이 레벨을 출력하고; 제3 버튼은 풀업 저항 R8 및 푸시다운 저항 R20을 포함하고, 풀업 저항 R8은 3.3V 전압을 연결하고, 풀업 저항 R8 및 푸시다운 저항 R20 사이의 노드는 버튼 S4의 일단을 연결하고, 버튼 S4의 나머지 일단은 접지되고, 푸시다운 저항 R20의 나머지 일단은 메인 제어 칩 U2를 연결하고, 버튼 S4가 가압될 때, 제3 버튼은 로우 레벨을 출력하고, 버튼 S4의 가압이 해제될 때, 풀업 저항 R8 및 푸시다운 저항 R20에 의한 풀업이 출력되고, 제3 버튼은 하이 레벨을 출력하고; 제4 버튼은 풀업 저항 R10 및 푸시다운 저항 R26을 포함하고, 풀업 저항 R10은 3.3V 전압을 연결하고, 풀업 저항 R10 및 푸시다운 저항 R26 사이의 노드는 버튼 S5의 일단을 연결하고, 버튼 S5의 나머지 일단은 접지되고, 푸시다운 저항 R26의 나머지 일단은 메인 제어 칩 U2를 연결하고, 버튼 S5를 가압되는 경우, 제4 버튼은 로우 레벨을 출력하고, 버튼 S5의 가압이 해제되는 경우, 풀업 저항 R10 및 푸시다운 저항 R26에 의한 풀업이 출력되고, 제4 버튼은 하이 레벨을 출력한다.
메인 제어 칩 U2에는 스토리지가 더 연결되어 있고, 스토리지는 SPI-FLASH 디바이스를 채용하고, 파라미터를 저장하는 데 사용되고, 공명 파라미터, 설정 파라미터 등을 포함한다.
메인 제어 칩 U2에는 USB 인터페이스 유닛이 더 연결되어 있고, USB 인터페이스 유닛은 메인 제어 칩 U2와 연결된 USB 칩 ESD1, 및 USB 칩 ESD1과 연결된 인터페이스 J7을 포함하고, USB 칩 ESD1의 품번은 USBLC6이고, 인터페이스 J7의 품번은 SIP254이다.
메인 제어 칩 U2에는 터치 유닛이 더 연결되어 있고, 터치 유닛은 3.3V 전압과 지면 사이에 직렬 연결된 분압 저항 R99 및 R101을 포함하고, 저항 R99 및 R101 사이 노드의 저항 R100을 연결하고, 베이스는 저항 R99 및 R101 사이 노드의 트랜지스터 Q10을 연결하고, 트랜지스터 Q10의 컬렉터와 3.3V 전압 사이에는 분압 저항 R98 및 R96이 직렬 연결되어 있고, 분압 저항 R98 및 R96 사이의 노드는 MOS 튜브 Q9의 그리드를 연결하고, MOS 튜브 Q9의 소스는 3.3V 전압을 연결하고, MOS 튜브 Q9의 드레인은 터치 인터페이스 J1을 연결하고, 터치 인터페이스 J1은 메인 제어 칩 U2와 연결되고, 터치 인터페이스 J1에는 터치 보드가 연결되어 있고, 메인 제어 칩 U2가 전송한 전원 인에이블 신호 TP_PWEN은 저항 R100을 통해 트랜지스터 Q10의 베이스에게 전달되고, 전원 인에이블 신호 TP_PWEN이 H인 경우, 트랜지스터 Q10은 도통되고, MOS 튜브 Q9는 도통된다.
메인 제어 칩 U에는 외부 인터페이스 J4가 더 연결되어 있다. 메인 제어 칩 U2에는 버저가 더 연결되어 있다.
실시예 2:
본 실시예는 일종의 초음파 원리에 기초한 핸드헬드 타입 동식물 조직 절제 기구의 쾌속 RNA, DNA 또는 단백질 추출 방법을 소개하는데, 다음 단계를 포함한다: A. 세포 현탁액을 준비하는 단계; B. RNA, DNA 또는 단백질을 추출하는 단계; 단계 A는 조직 샘플을 용액과 혼합한 후, 초음파 원리에 기초한 핸드헬드 타입 동식물 조직 절제 기구를 이용하여 초음파 절체를 수행하여, 세포 현탁액을 얻는 단계를 포함한다.
낮은 헤르츠 초음파를 이용하는 방법은, 신속하고, 간편하게 조직 덩이를 세포 현탁액이 되도록 하는 목적이고, 나아가 편리하게 후속하여 RNA, DNA 또는 단백질의 추출을 수행하고, 극히 적은 조직만 있으면 조직으로부터 RNA, DNA 또는 단백질을 추출할 수 있고, 특히 RNA 및 단백질의 목적으로, 동시에 조작이 간단하고, 추출 시간을 절약하고, 조직 덩이로부터 세포 현탁액을 얻는 시간을 대폭 단축시켰고; 전체 조작은 한 사람이 완성할 수 있어, 인력 물력을 대폭 절감하였고, 작업 효율을 제고하였다.
조직이 최적의 분쇄액 효과에 도달하도록 하기 위해, 선택한 초음파 절제의 조건은 공률이 0.5 내지 1000W이고, 초음파 주파수는 20 내지 200kHz이다.
단계 A의 용액은 RNA 추출액, 단백질 추출액, DNA 추출액, 생리 식염수 또는 완충액이다.
초음파 절제 과정에 있어서, 후속 단계의 처리를 편리하게 하기 위해, 부동(不同)한 후속 단계에 대해 부동(不同)한 용액을 선택할 수 있고, 이에 따라 조작 단계를 감축하고, 추출 시간을 절약하고; 후속에서 RNA, DNA 또는 단백질의 추출이 필요한 경우, 상응하는 RNA 추출액, DNA 추출액, 단백질 추출액은 추출 효과를 보장한다는 전제 하에, 추출 시간을 극도로 단축시킨다. 일반적인 시각에서 말하자면, 본 발명은 초음파 절제를 통해 세포 현탁액을 얻을 때, 생리 식염수 또는 완축액을 채용할 수 있다.
일종의 실시방식에 있어서, 단계 A의 용액이 RNA 추출액, 단백질 추출액 또는 DNA 추출액인 경우, 단게 B는 RNA 추출액, 단백질 추출액 또는 DNA 추출액의 통상적인 조작방식에 따라 각각 RNA, 단백질 또는 DNA를 추출하는 단계를 포함한다.
RNA 추출액, 단백질 추출액 또는 DNA 추출액을 용액으로 사용하여 초음파 절제를 통해 세포 현탁액을 얻는 경우, 후속의 구체적인 RNA, DNA 또는 단백질 추출 단계에 있어서, 사용한 RNA 추출액, DNA 추출액 또는 단백질 추출액과 상응하는 시약의 조작 설명서를 채용하여 후속의 추출 조작을 수행할 수 있고, 종래의 기타 통상적인 적합한 추출의 추출방식을 채용하여 조작할 수도 있다.
다른 일종의 실시방식에 있어서, 단계 A의 용액이 생리식염수 또는 완충액인 경우, 단계 B는 세포 현탁액을 추출량의 RNA 추출액, 단백질 추출액 또는 DNA 추출액과 혼합한 후 각각 통상적인 조작방식에 따라 RNA, 단백질 또는 DNA를 추출하는 단계를 포함한다.
생리 식염수 또는 완충액을 용액으로 사용하는 경우, 후속의 구체적인 RNA, DNA 또는 단백질 추출 단계에 있어서, 세포 현탁액에 추출량의 RNA 추출액, DNA 추출액 또는 단백질 추출액을 첨가하여 후속의 추출 조작을 진행할 수 있고, 동일하게, 후속의 추출 조작은 상응하는 RNA 추출액, DNA 추출액 또는 단백질 추출액 중의 시약의 조작 설명서를 참고하여 후속의 추출 조작을 수행할 수 있고, 종래의 기타 통상적인 적합한 추출의 추출방식을 채용하여 조작할 수도 있다. 상기 추출량은 세포 현탁액 중에서 RNA, DNA 또는 단백질을 추출할 수 있는 양을 기준으로 한다.
단계 A의 조직 샘플과 용액의 비율은 10mg 내지 100mg:100 내지 1000μL이다.
후속의 추출 단계를 더 편리하게 하고, 추출 효과를 증대하기 위해, 바람직하게는, 조직 샘플과 용액의 비율은 10mg 내지 100mg:100 내지 1000μL이다.
용액이 완충액인 경우, 완충액은 PBS 완충액이다.
용액으로 완충액을 사용하는 경우, 바람직하게는, 상기 완충액은 PBS 완충액이다.
본 발명의 세포 현탁액의 정의: 완전 절제 후, 단세포의 개수가 단세포 및 세포단을 점유하는 총 수가 95% 이상인 현탁액.
대비예
실시예 2가 획득한 세포 현탁액은 도 11에 도시된 바와 같고, 전통적인 조직 분쇄기를 채용하여 얻은 조직 분쇄액은 도 12에 도시된 바와 같다. 도 11 및 도 12를 대비하여 알 수 있듯이, 본 발명의 쾌속 RNA, DNA 또는 단백질 추출을 이용하는 방법은 생물 조직을 처리한 후 세포 현탁액을 얻지만, 종래의 조직 분쇄기를 채용하여 얻은 조직 분쇄액에는 다량의 세포 단괴가 존재하고, 명백한 것은, 본 발명 기구를 이용하여 RNA, DNA 또는 단백질을 쾌속 추출하는 방법은 전통적인 조직 처리 방식에 비해 처리 속도가 빠르고, 단세포화 측면에서 매우 우수하다.
본 발명은 상기 선택 가능한 실시 방식에 국한되지 않고, 본 발명의 개시 하에서 얻을 수 있는 모든 각종 형식의 제품은, 그 형상 또는 구조의 어떠한 변화를 불문하고, 모두 본 발명 청구항이 획정하는 범위 내의 기술방안인 것으로, 모두 본 발명의 보호범위 내에 속한다.
도면에서: 1-외부 하우징, 101-상부 하우징, 102-하부 하우징, 103-제1 끼움 홈, 2-초음파 트랜스듀서, 3-혼, 4-제어 보드, 5-구동 보드, 6-버튼, 7-표시 모니터, 801-제1 층계, 802-제2 층계, 803-제2 끼움 모듈, 804-제1 고정 커버, 805-제2 고정 커버, 806-제2 층계, 807-제2 끼움 홈, 9-걸림 고리.
Claims (18)
- 초음파 원리에 기초한 핸드헬드 타입 동식물 조직 절제(ablation) 기구에 있어서,
내부에 제어 보드(4) 및 구동 보드(5)가 설치되어 있는 외부 하우징(1), 및 외부 하우징 전단(front end)에 고정 연결된 초음파 진동기를 포함하고;
상기 초음파 진동기는 초음파 트랜스듀서(2) 및 초음파 트랜스듀서 전단에 고정 연결되고 초음파 트랜스듀서가 입력한 진동에서 진폭을 변화시킨 후 전달하는 혼(horn)(3)을 포함하고; 상기 제어 보드에는 전원, DCDC 컨버팅 유닛, 메인 제어 유닛, DCDC 공률 조절 유닛 및 샘플링 유닛이 설치되어 있고; 상기 구동 보드에는 구동 유닛, 변압 유닛 및 공명 유닛이 설치되어 있고; 상기 전원은, DCDC 컨버팅 유닛 및 DCDC 공률 조절 유닛을 통해 전압을 컨버팅한 후 동식물 조직 절단 기구에 사용되고; 메인 제어 유닛은, 제1 PWM 신호를 출력하여 DCDC 공률 제어 유닛을 제어하여 조절 가능한 전압을 출력하도록 하고, 수집 변압 유닛의 출력단 루프 전압 및 전류의 샘플링 유닛의 피드백을 통해, 2채널 상보적 듀티비의 제2 PWM 신호를 구동 유닛에게 출력하고 변압 유닛을 거쳐 변압하고, 그 다음 변압 유닛에 설치된 출력단 루프의 공명 유닛을 통해 공명점을 초음파 진동기의 공진점까지 조절하여, 변압 유닛의 출력단 루프에 설치된 초음파 진동기가 공명 상태에서 작업하도록 하고; 상기 외부 하우징은 핸드헬드 타입 외부 하우징이고, 외부 하우징은 상호 둔각을 나타내는 제1단 및 제2단을 포함하고, 제1단이 제2단의 일단(one end)과 격리되는 일단은 외부 하우징 전단(front end)인 것을 특징으로 하는,
초음파 원리에 기초한 핸드헬드 타입 동식물 조직 절제 기구. - 제1항에 있어서,
상기 외부 하우징 전단에는 초음파 진동기를 고정 연결하는 데 사용되는 연결 구멍이 설치되어 있고, 상기 연결 구멍의 내벽에는 하나 이상의 제1 끼움 홈(103)이 설치되어 있고, 상응하게, 초음파 진동기에는 제1 끼움 홈과 매칭되는 제1 층계(801)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는,
초음파 원리에 기초한 핸드헬드 타입 동식물 조직 절제 기구. - 제2항에 있어서,
상기 제1 층계의 양측에는 각각 제1 끼움 모듈(802) 및 제2 끼움 모듈(803)이 더 설치되어 있고, 제1 끼움 모듈 및 제2 끼움 모듈은 제1 층계를 제1 끼움 홈 내에 긴밀히 끼우는 것을 특징으로 하는,
초음파 원리에 기초한 핸드헬드 타입 동식물 조직 절제 기구. - 제3항에 있어서,
상기 제1 끼움 홈은 링형 끼움 홈이고, 제1 층계는 링형 층계이고, 제1 끼움 모듈 및 제2 끼움 모듈은 모두 링형 끼움 모듈이고, 제1 끼움 모듈 및 제2 끼움 모듈은 모두 초음파 진동기의 외벽에 슬리브되는 것을 특징으로 하는,
초음파 원리에 기초한 핸드헬드 타입 동식물 조직 절제 기구. - 제2항에 있어서,
상기 초음파 진동기에 설치된 제1 층계의 전단에는 제1 고정 커버(804)가 더 슬리브 연결되어 있고, 제1 고정 커버의 후단(rear end)은 제1 끼움 홈 내부에 긴밀히 끼워지는 것을 특징으로 하는,
초음파 원리에 기초한 핸드헬드 타입 동식물 조직 절제 기구. - 제1항에 있어서,
상기 외부 하우징은 상호 끼움 연결되는 상부 하우징(101) 및 하부 하우징(102)을 포함하고; 상기 상부 하우징 및 하부 하우징의 전단에는 제2 고정 커버(805)가 더 슬리브 연결되어 있고, 제2 고정 커버 내벽에는 제2 층계(806)가 설치되어 있고, 상부 하우징 및 하부 하우징의 전단 외벽에는 제2 층계와 매칭되는 제2 끼움 홈(807)이 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는,
초음파 원리에 기초한 핸드헬드 타입 동식물 조직 절제 기구. - 제1항에 있어서,
상기 외부 하우징의 외벽에는 걸림 고리(9)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는,
초음파 원리에 기초한 핸드헬드 타입 동식물 조직 절제 기구. - 제1항에 있어서,
상기 동식물 절제 기구의 공률은 50 내지 1000W이고, 초음파 진동은 20 내지 200kHz인 것을 특징으로 하는,
초음파 원리에 기초한 핸드헬드 타입 동식물 조직 절제 기구. - 제1항에 있어서,
상기 DCDC 공률 조절 유닛은:
스위치 제어 신호 수신단이 메인 제어 유닛을 연결하여 스위치 제어 신호를 수신하는 스위치 제어 신호 수신 회로; 제1 PWM 신호 수신단이 메인 제어 유닛을 연결하여 제1 PWM 신호를 수신하는 제1 PWM 신호 수신 회로; 메인 제어 유닛이 전송하는 스위치 제어 신호 및 제1 PWM 신호를 통해 전원을 조절 가능한 전압으로 컨버팅하여 출력하는 제4 DCDC 컨버팅 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는,
초음파 원리에 기초한 핸드헬드 타입 동식물 조직 절제 기구. - 제9항에 있어서,
상기 제4 DCDC 컨버팅 유닛은:
차례로 전원 전압의 제4 전압 입력 필터, 제4 전압 컨버팅 칩 U1 및 제4 전압 출력 필터를 처리하고, 제4 전압 입력 필터는 전원단에 연결된 필터 커패시터를 포함하고, 제4 전압 컨버팅 칩 U1의 상부 튜브 구동 신호 레퍼런스 포인트 핀 SW는 에너지 저장 인덕턴스 L1을 통해 조절 가능한 전압 출력단에 연결되고, 조절 가능한 전압 출력단에 직렬 연결된 분압 저항 R32 및 R47은 전압 샘플링을 수행하여 제4 전압 컨버팅 칩 U1의 레퍼런스 전압 핀 FB에 입력되고, 제4 전압 컨버팅 칩 U1의 상부 튜브 구동 신호 레퍼런스 포인트 핀 SW에는 플라이백(flyback) 다이오드 D2가 더 연결되어 있고, 인에이블핀 EN에는 저항 R33이 더 연결되어 있고, 레지스터 타이밍 / 외부 클럭 핀 RT / CLK에는 주파수 분압 저항 R85가 더 연결되어 있고, 주파수 보상 핀 COMP에는 루프를 조절하고, 전압 출력을 안정화하는 데 사용되는 커패시터 C51, C49 및 저항 R46이 더 연결되어 있고, 여기에서, 커패시터 C49는 직렬 연결된 커패시터 C51 및 저항 R46과 병렬 연결되고, 제4 전압 출력 필터는 조절 가능한 전압 출력단에 연결된 필터 커패시터를 포함하고; 스위치 제어 신호 수신 회로는: 컨버팅 후 전압과 스위치 제어 신호 수신단 사이에 직렬로 연결된 저항 R104 및 R105를 포함하고, 이미터는 변환 후 전압에 연결되고, 베이스는 저항 R104 및 R105 사이의 노드에 연결되고 컬렉터는 제4 전압 컨버팅 칩 U1의 인에이블 핀 EN의 트랜지스터 Q12에 연결되고, 스위치 제어 신호가 L인 경우, 트랜지스터 Q12는 도통되고, 제4 전압 컨버팅 칩 U1은 작업을 개시하고; 제1 PWM 신호 수신 회로는: 차례로 제1 PWM 신호를 처리하는 RC 필터 및 제1 전압 폴로어(follower) U3B를 포함하고, 제1 PWM 신호 수신단이 수신하는 제1 PWM 신호는 RC 필터를 통해 필터링된 후 제1 전압 폴로어 U3B의 비반전(non-inverting) 입력단에 입력되고, 제1 전압 폴로어 U3B의 출력단은 분압 저항 R54를 통해 분압 저항 R32 및 R47 사이의 노드에 연결되는 것을 특징으로 하는,
초음파 원리에 기초한 핸드헬드 타입 동식물 조직 절제 기구. - 제1항에 있어서,
상기 구동 유닛은 제1 구동 유닛 및 제2 구동 유닛을 포함하고, 제1 구동 유닛의 제2 PWM 신호 수신단 N은 메인 제어 유닛이 전송하는 제1 채널 제2 PWM 신호를 수신하고, 제1 구동 유닛의 출력단은 변압 유닛의 1차(primary) 코일의 동일 명칭단을 연결하고, 제2 구동 유닛의 제2 PWM 신호 수신단 P는 메인 제어 유닛이 전송하는 제2 채널 제2 PWM 신호를 수신하고, 제2 구동 유닛의 출력단은 변압 유닛의 1차 코일의 상이(相異) 명칭단을 연결하고, 제2 PWM 신호 수신단 N이 수신한 제1 회로 제2 PWM 신호를 통해 제1 구동 MOS 튜브 Q6를 제어하여 도통/중단시키고, 제2 PWM 신호 수신단 P가 수신한 제2 채널 제2 PWM 신호를 통해 제2 구동 MOS 튜브 Q2를 제어하여 중지/도통시키는 것을 특징으로 하는,
초음파 원리에 기초한 핸드헬드 타입 동식물 조직 절제 기구. - 제11항에 있어서,
상기 변압 유닛은 푸시풀(push-pull) 트랜스포머이고, DCD 공률 조절 유닛의 조절 가능한 전압 출력단은 푸시풀 트랜스포머의 1차 제1 코일의 상이 명칭단 및 제2 코일의 동일 명칭단을 연결하고; 상기 제1 구동 유닛은 지면과 제2 PWM 신호 수신단 N 사이에 직렬 연결된 저항 R10 및 R14를 포함하고, 그리드는 저항 R10 및 R14 사이의 노드를 연결하고, 소스는 접지되고 드레인은 제1 구동 유닛의 출력단이고 푸시풀 트랜스포머의 1차 제1 코일의 동일 명칭단의 제1 구동 MOS 튜브 Q6을 연결하고; 상기 제2 구동 유닛은 지면과 제2 PWM 신호 수신단 P 사이에 직렬 연결된 저항 R5 및 R13을 포함하고, 그리드는 저항 R5 및 R13 사이의 노드를 연결하고, 소스는 접지되고 드레인은 제2 구동 유닛의 출력단이고 푸시풀 트랜스포머의 1차 제2 코일의 상이 명칭단의 제2 구동 MOS 튜브 Q2를 연결하는 것을 특징으로 하는,
초음파 원리에 기초한 핸드헬드 타입 동식물 조직 절제 기구. - 제1항에 있어서,
상기 공명 유닛은 LC 직렬 연결 공명이고, LC 직렬 연결 공명은 변압 유닛을 직렬 연결하는 출력단 루프의 인덕턴스 T1 및 커패시터 C1을 포함하는 것을 특징으로 하는,
초음파 원리에 기초한 핸드헬드 타입 동식물 조직 절제 기구. - 제1항에 있어서,
상기 샘플링 유닛은 수집 변압 유닛의 출력단 루프 전압의 전압 샘플링 유닛 및 수집 변압 유닛의 출력단 루프 전류의 전류 샘플링 유닛을 포함하고, 상응하게, 변압 유닛의 출력단 루프에는 복수 개의 직렬 연결된 샘플링 저항이 설치되어 있고; 복수 개의 샘플링 저항 사이에 연결된 노드의 전압 샘플링단을 통해 전압 신호를 수집한 후 전압 수집 유닛에게 전송하여 필터링 및 증폭을 수행하고, 그 다음 메인 제어 유닛에게 전송하여 공명 조절을 수행하고; 변압 유닛의 출력단 루프에 직렬 연결된 전류 샘플링단을 통해 전류 신호를 수집하여 전류 샘플링 유닛에게 전송하여 필터링 및 증폭을 수행하고, 그 다음 메인 제어 유닛에게 전송하여 공명 조절을 수행하는 것을 특징으로 하는,
초음파 원리에 기초한 핸드헬드 타입 동식물 조직 절제 기구. - 제1항에 있어서,
상기 메인 제어 유닛은 메인 제어 칩 U2 및 메인 제어 칩 외부 둘레 회로를 포함하고, 메인 제어 칩 U2은 제1 PWM 신호를 출력하여 DCDC 공률 조절 유닛을 제어하여 조절 가능한 전압을 출력하고, 수집 변압 유닛의 출력단 루프 전압 및 전류의 샘플링 유닛의 피드백을 통해, 2채널 듀티비 상보적인 제2 PWM 신호를 구동 유닛에게 출력하는 것을 특징으로 하는,
초음파 원리에 기초한 핸드헬드 타입 동식물 조직 절제 기구. - 제15항에 있어서,
상기 메인 제어 유닛은 보조 칩 U1 및 보조 칩 외부 둘레 회로를 더 포함하고, 메인 제어 유닛의 메인 제어 칩 U2은 수집 변압 유닛의 출력단 루프 전압 및 전류의 샘플링 유닛의 피드백을 통해, 보조 칩 U1에게 명령을 전송하고, 보조 칩 U1은 메인 제어 칩 U2의 명령을 수신하고, 2채널 듀티비 상보적인 제2 PWM 신호를 구동 유닛에게 출력하고, 이와 동시에, 2 채널 듀티비 상보적인 제2 PWM 신호를 메인 제어 칩 U2에게 더 피드백하는 것을 특징으로 하는,
초음파 원리에 기초한 핸드헬드 타입 동식물 조직 절제 기구. - 제15항에 있어서,
상기 2채널 상보적 듀티비의 제2 PWM 신호는 각각 제1 신호 증폭 출력 회로 및 제2 신호 증폭 출력 회로를 통해 증폭을 수행한 후 구동 유닛에게 전송되는 것을 특징으로 하는,
초음파 원리에 기초한 핸드헬드 타입 동식물 조직 절제 기구. - 제15항에 있어서,
상기 동식물 조직 절단 기구는 메인 제어 칩 U2와 연결된 표시 유닛, 버튼, 충전 인터페이스, 스토리지, USB 인터페이스 유닛 또는/및 터치 유닛을 더 포함하고, 메인 제어 칩 U2에 버튼 및 표시 유닛이 연결되어 있는 경우, 버튼 및 표시 유닛의 표시 모니터에는 제2단 외부 하우징의 표면이 설치되는 것을 특징으로 하는,
초음파 원리에 기초한 핸드헬드 타입 동식물 조직 절제 기구.
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