奧地利 Ionicon 公司生產的質譜儀在很多應用中都被用作痕量氣體分析儀
，尤其是在醫學研究領域。新加坡也有一套這樣的係統
，通過使用倍福可靠且長期可供的控製技術取得了突破性進展
，並成為臨時批準的新冠病毒檢測設備。
  工業控製技術在痕量氣體分析中的應用
  PTR-TOF 係統是一款具有極高靈敏度的檢測儀
，用於非侵入性呼氣診斷。據 Ionicon 介紹，檢測儀每秒鍾可記錄一個完整的光譜，能夠處理大量信息，同時具有高靈敏度和質量分辨力，成為實時呼氣診斷的事實標準。
  近年來，基於人體呼出氣體中的揮發性有機化合物（VOC）的(de)檢(jian)測(ce)已(yi)成(cheng)為(wei)一(yi)個(ge)快(kuai)速(su)增(zeng)長(chang)的(de)領(ling)域(yu)。肺(fei)泡(pao)與(yu)血(xue)液(ye)進(jin)行(xing)氣(qi)體(ti)交(jiao)換(huan)後(hou)，肺(fei)泡(pao)中(zhong)的(de)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)通(tong)過(guo)呼(hu)氣(qi)排(pai)到(dao)體(ti)外(wai)，氧(yang)氣(qi)由(you)肺(fei)泡(pao)進(jin)入(ru)血(xue)液(ye)。這(zhe)種(zhong)交(jiao)換(huan)也(ye)適(shi)用(yong)於(yu)揮(hui)發(fa)性(xing)代(dai)謝(xie)物(wu)（內源性化合物）或已被消耗或先前吸入的 VOC（外源性化合物）。對人體呼出氣體 VOC 進行采樣是非侵入式的，既簡單又快速。 

 
  Breathonix 團隊與 Ionicon 公司的 PTR-TOF 分析儀合影：新加坡研究人員使用專用的軟件處理新冠病毒呼氣檢測的分析數據，一分鍾就能出結果。 

  在實時呼吸診斷方法中，不需要準備樣品就可以直接對呼出的氣體進行診斷分析。記錄完整的呼吸周期可以提供呼氣末（肺泡）部分的濃度，也可以提供吸入（室內空氣）denongdu，zheliangzhedoukeyitongguoruanjianqingsongtiqu。zheyangkeyijishichujujieguo，bimianyinyangpinshoujihechucunerjingchangchuxiandenanti。lingwai
，shishizhenduankenengshiceliangjiangjiesuduchaokuaidebuwendinghuahewudeweiyifangfa。
  ▷ 采用非侵入式方式快速檢測新冠病毒
  新加坡初創公司 Breathonix 研發出的一款新冠病毒呼氣檢測設備已經進入臨床試驗階段，據 Ionicon 介紹


，臨床試驗結果令人鼓舞。這款便捷的呼氣檢測設備可在一分鍾內檢測出是否感染新冠病毒，目前已獲得新加坡衛生科學局（HSA）的初步批準和馬來西亞衛生部的批準。最終目標是在機場、港口等交通樞紐以及體育場館和奧運會等重大賽事活動中推廣應用這種呼氣檢測法。
  新檢測程序的高精度分析設備由 Ionicon 開發

，Ionicon 公司 CEO Lukas Märk 描述道：“新的新冠病毒呼氣檢測法基於我們的 PTR-TOF 痕量氣體分析儀以及我們開發的專用呼氣采樣係統實現。我們的設備可以實時采集測量數據
，然後由研究人員使用專用軟件進行分析。”研究人員通過這些數據能夠檢測出新冠病毒生物標誌物。
  VOC 在人體呼出氣體中的濃度非常低。“呼氣檢測法的采樣非常簡單，難的是識別和分類 VOC。我們的分析儀可以從一次呼氣中同時測量數百種 VOC。”Lukas Märk 解釋道。呼氣檢測設備可以快速、精確地分析測量結果，在一分鍾內檢測出是否感染新冠病毒。在新加坡本地開展的一項探索性臨床試驗中，其準確性達到了 90％ 以上。 

 
  Ionicon 公司專家團隊（從左至右）：Lukas Märk（CEO）、Gabriel Ivanko（技術人員）
、Judith Bobory（技術人員）、Simon Niederbacher（客戶支持與服務）
、Stefan Haidacher（機電一體化實習生） 

  Breathonix 目前正與新加坡衛生部（MOH）合作，在新加坡一處陸上關口進行部署試驗
，讓入境的旅客進行呼吸檢測。這套呼吸檢測係統已經在 3 個不同地點進行臨床試驗，包括新加坡國家傳染病中心及樟宜機場
，另外
，他們還與迪拜衛生局以及穆罕默德・本・拉希德醫學與健康科學大學合作
，在迪拜進行了臨床試驗。
  ▷ 基於 PC 和 EtherCAT 的通用控製技術
  Ionicon gongsidefenxixitongshizhizizhuanyifanyingfeixingshijianzhipuyi。zaizhexiexitongzhong
，qitiyangpintongguojinyangxitongsongrufanyingshi，bingduiyangpinqitizhongdefenzijinxingdianli。youcichanshengdelizitongguodianchangjiasu，ranhouchuanguoyigefeixinglujing，zailujingmoduantongguotanceqiduilizijinxingdingwei。tamenkeyitancechulizidefeixingshijian，congercedingyangpindechengfen。
  Ionicon 公司高級電子工程師 Stefan Haidacher 在描述基於 PC 和 EtherCAT 的控製技術的細節時說道：“我們的質譜儀包含用於在其中電離和檢測分子的真空係統、用於產生真空的泵、用yong於yu產chan生sheng電dian場chang的de精jing密mi電dian源yuan，以yi及ji用yong於yu進jin樣yang和he校xiao準zhun係xi統tong的de流liu量liang壓ya力li控kong製zhi器qi，以yi及ji用yong於yu檢jian測ce離li子zi的de超chao高gao速su電dian子zi元yuan件jian。這zhe些xie係xi統tong組zu件jian由you一yi台tai搭da載zai Intel Atom® 處理器並安裝有 TwinCAT 控製軟件的 CX5020 嵌入式控製器進行控製和監測。為了方便用戶使用並高效地顯示和配置基本係統參數，我們采用了 CP2907 適合控製櫃安裝的多點觸控控製麵板
，麵板配備 7 英寸顯示屏和 DVI/USB Extended 接口。”
  其中，I/O 產品使用的是 2 通道 EtherCAT 串口端子模塊 EL6022，負責實現與各個係統組件的通信
，如用於產生高真空的渦輪泵。此外還使用了 2 端口 EtherCAT 拓撲擴展模塊 EK1122 將數據快速傳輸至流量壓力控製器等其它 EtherCAT 設備。Stefan Haidacher 強調了超高速數據通信的重要性：“在我們的新開發項目中，我們越來越依賴 EtherCAT 係統總線
，尤其是對於時間要求苛刻的控製任務。”
  倍福 EtherCAT 端子模塊、IP67 EtherCAT 端子盒以及其它端子排、熔斷器和繼電器布置在 19 英寸外殼內，用作控製單元，用於為係統組件供電並進行控製，包括控製電離室溫度、采集真空壓力電池的測量值，以及控製閥門。
  Ionicon 公司的質譜儀有不同版本和各種設備選項可選，可以根據具體的應用領域提供最合適的產品。針對新冠病毒檢測應用，PTR-TOF 1000 配備了 C6920 控製櫃式工業 PC。Stefan Haidacher 介紹了該係統的主要優點：“我們的係統在運行期間會不斷產生大量數據

，這些數據通常通過外置 PC 或筆記本電腦進行記錄和分析。新冠病毒檢測應用對數據采集係統的穩定性和安全性以及組件的長期可用性的要求越來越高。C6920 具備應用所需的性能，並且能夠集成到我們的係統中，讓我們能夠更好地控製整個裝置。到目前為止，倍福的工業 PC 在可靠性和長期可用性方麵表現非常優異。此外，倍福茵斯布魯克銷售辦事處也為我們提供了很好的支持，在銷售辦事處負責人 George Hampel 的帶領下，自 2007 年起
，每天都有人會向 Ionicon 谘詢自動化新技術都有哪些優勢。”
  關於德國倍福（BECKHOFF）
  德國倍福自動化有限公司的總部位於德國威爾市。公司在世界各地設有分支機構，加上全球的合作夥伴，目前公司業務已遍及70多個國家和地區。
  倍福始終以基於PC的自動化新技術作為公司的發展理念，所生產的工業PC、 現場總線模塊、驅動產品和 TwinCAT自動化軟件構成了一套完整的
、相互兼容的控製係統
，可為各個工控領域提供開放式自動化係統和完整的解決方案。30多年來，倍福公司的元件和係統解決方案在世界各地得到了廣泛的應用。2001年3月德國倍福在北京設立中國區第一個代表處，2007年5月德國倍福在上海成立獨資公司，並將中國區總部遷至上海。此後公司業務進入了一個快速發展時期，目前已在北京、廣州、成都
、武漢
、南京等全國26個大中城市設立了辦 事處。隨著倍福各種具有良好性價比的新產品、新技術不斷進入中國市場，其勇於打破傳統控製模式
，傾力推廣PC控製技術的理念已被越來越多的中國用戶所接受。
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