當(dāng)前，醫(yī)療行業(yè)的很多領(lǐng)域都面臨著高成本風(fēng)險，確保產(chǎn)品物有所值這一信條仍然適用于醫(yī)療保健領(lǐng)域，特別是當(dāng)它涉及到醫(yī)療器械和設(shè)備的清潔與消毒時。病人的安全是第一位的，當(dāng)然，這些程序必須以絕對的可靠性、無磨損地進(jìn)行，因為正在清潔的物品常常包括非常昂貴的手術(shù)器械。比利時公司 Z-Projects主要經(jīng)營醫(yī)院用的預(yù)清洗系統(tǒng)，已經(jīng)開發(fā)了一套基于超聲波的最新創(chuàng)新工藝。清潔和消毒應(yīng)用程序通過Beckhoff安裝有TwinCAT自動化軟件的CX2020嵌入式控制器控制。

用于清洗珠寶和眼鏡的這類超聲波清洗器僅有限地用于清洗醫(yī)院中的手術(shù)器械及其它醫(yī)療設(shè)備，因為醫(yī)院對衛(wèi)生和清潔的要求要嚴(yán)格得多。Z-Projects公司開發(fā)的“UltraZonic”清洗系統(tǒng)克服了這些限制。由于它的頻率可以在清洗周期期間進(jìn)行調(diào)制，清洗強(qiáng)度可以根據(jù)正在處理的物品的要求進(jìn)行調(diào)整。與傳統(tǒng)方法相比，周期時間也縮短了70％。“只需三分鐘即可清除掉骨頭、血漬、蛋白質(zhì)及其它污物。”Z-Projects公司CEO Nancy Steenbakkers解釋說。

UltraZonic系統(tǒng)可以去除各個部位的殘留污物，即使在難接觸的區(qū)域，如邊角、內(nèi)腔、高敏感型手術(shù)器械，或者小直徑導(dǎo)管。“超聲波通過清洗液發(fā)送，在清洗液中無數(shù)氣泡快速形成并迅速內(nèi)爆。通過這些內(nèi)爆功能（如微型洗滌器）產(chǎn)生的沖擊將浸沒在清洗液中的工件內(nèi)外表面的污物剝落下來。因為小氣泡全部內(nèi)爆，這種類型的清洗完全不會有劃痕，甚至能清洗最小的內(nèi)腔，它們用手或用噴霧噴嘴是無法接觸到的。”Nancy Steenbakkers在介紹相關(guān)工藝時說道。

裝著儀器的筐被提升出清洗槽，它們的蓋子通過 CX2020 控制以氣動方式打開和關(guān)閉

靈活的頻率調(diào)制優(yōu)化了清洗過程

大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的超聲波清洗器都以固定的頻率運(yùn)作，每個清洗槽約800瓦。如果清洗槽要清洗的工件過載，它可能無法剝落所有的污物，需要用戶重復(fù)該過程。Z-Projects想出了一個更好的解決方案。一般來說，超聲波的性能越高，其清洗能力就越強(qiáng)，需要的清洗時間也越短。越高的頻率產(chǎn)生的空化氣泡也越小。反過來會以非常精確的清洗力度產(chǎn)生更溫和的內(nèi)爆，更深入地穿透到任何內(nèi)腔中。

基于這些原則，Z-Project開發(fā)了一套頻率范圍可從1千赫茲調(diào)至10兆赫茲的超聲波清洗裝置。這樣，可以根據(jù)頻率來選擇所需的功率。整個頻帶的頻率和功率的適當(dāng)組合提供了卓越的頑固污漬洗凈性能以及出色的清洗深度，并可在很短的時間內(nèi)完成這一切。假設(shè)參數(shù)（如正確的起始頻率）正確編程，即使是高敏感型外科手術(shù)器械，如Da Vinci機(jī)器人、眼科手術(shù)器械、內(nèi)窺鏡等，可輕柔地用超聲波清洗。未來，UltraZonic系統(tǒng)也將具有RFID讀取功能，從而使得編程可以完全自動完成。

確定醫(yī)療設(shè)備的最佳頻率掃描需要廣泛測試。“通過我們開發(fā)的超聲波周期，現(xiàn)在可以更加迅速地清洗所有類型的手術(shù)器械，即使是最小的直徑。”Nancy Steenbakkers解釋道。頻率掃描非常高效，甚至可以殺死細(xì)菌。

Z-Systems開發(fā)的第一套超聲波清洗系統(tǒng)在位于比利時Mol的HeiligHart醫(yī)院投入使用。它確保醫(yī)療器械和器具能夠高效、可靠、無任何磨損地清洗

嵌入式控制器確保技術(shù)可靠性

Z-Systems開發(fā)的第一套超聲波清洗系統(tǒng)具有3000瓦的最小輸出功率，在位于比利時Mol的Heilig Hart醫(yī)院投入使用。它設(shè)有氣動系統(tǒng)，用于打開和關(guān)閉蓋子以及用于從清洗液中提升出器械筐。清空清洗桶，并借助氣動閥再填充。“不用說，超聲波信號也被自動控制。供應(yīng)商為我們預(yù)先編程了幾個清潔周期。”Steenbakkers說道。

系統(tǒng)的控制平臺由一臺直接連接I/O組件并裝有TwinCAT軟件的CX2020嵌入式控制器構(gòu)成。PC具有三個串口（一個在PC上，另外兩個在單獨的I/O端子模塊上），用于操作超聲波發(fā)生器。它也控制氣動系統(tǒng)、兩個狀態(tài)屏幕以及與觸摸屏接口的通訊。控制系統(tǒng)通過TwinCAT進(jìn)行工程設(shè)計，可視化系統(tǒng)完全用VB.NET編程。工藝流程通過嵌入式控制器上的SQL數(shù)據(jù)庫備份，該嵌入式控制器包含了各種公式和一個記錄系統(tǒng)。其中，記錄過程有一個過載傳感器，它防止系統(tǒng)在任何框過載時被啟動。另一個重要部分是超聲源的功率控制，以確保達(dá)到規(guī)定的清洗能力。如果它不能正常工作，系統(tǒng)會發(fā)出警報。系統(tǒng)還記錄溫度和清洗周期，以確保工藝過程是按照醫(yī)療領(lǐng)域中所要求的“最佳實踐”標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的。

CX2020上的內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)接口提供了額外的可靠性，因為它讓Z-Projects能夠在出現(xiàn)問題時遠(yuǎn)程進(jìn)行檢查和采取行動。

超聲波清洗新維度

通過將一個可變超聲波源與它具有TwinCAT實時內(nèi)核的CX2020配套使用，清洗周期可以靈活地根據(jù)特定的產(chǎn)品和臟污水平進(jìn)行調(diào)整。“嵌入式控制器為我們的系統(tǒng)提供了它所需的工業(yè)級魯棒性水平。”Nancy Steenbakkers如此說道。“雖然這對醫(yī)院來說是不可或缺的功能，它也使得該系統(tǒng)非常適合用于其它領(lǐng)域，如醫(yī)藥行業(yè)、實驗室、芯片生產(chǎn)等。”

UltraZonic清洗系統(tǒng)的控制平臺由一臺直接連接I/O組件并裝有TwinCAT軟件的CX2020嵌入式控制器構(gòu)成

摘自《自動化博覽》2015年8月刊