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BSE研究室 研究生碩士論文摘要

1. 陳勇州 86.06 連續式音波稻穀水分計之研究
     
2. 蕭子齊 86.06 紅外線溫度計在聖誕紅葉溫上之測量
     
3. 顏志勳 88.07 培養基自動分裝機構之研發
     
4. 康志忠 89.12 植物組織培養瓶噴射式自動洗瓶機之研發
     
5. 郭志豪 90.01 旋轉式生物反應器之研發
     
6. 林裕彥 90.07 生物反應器之研發與內部環境之量測
     
7. 許欣正 91.07 光質對組培苗生長影響之研究(已發表
     
8. 黃慶文 91.07 植物組織培養瓶換氣率與透光量之研究(已發表
     
9. 許又仁 92.06 標準稻穀量測不確定度之量測(已發表
     
10. 陸慈宏 92.06 相對溼度計校正與量測不確定度之量測(已發表
     
11. 林岳廸 93.07 植物組培瓶內培養基物性監控系統(已發表
     
12. 林玉萍 93.07 穀物水份計之施檢制度研討
     
13. 鍾文彬 94.07 紅外線人體溫度計之量測不準確度(已發表
     
14. 蔡穎睿 94.07 人體排汗量測系統之研究(已發表
     
15. 徐綱鴻 96.07 熱風乾燥條件對巴西蘑菇品質之影響(已發表
     
16. 丁于真 96.07 時間區域反射法應用於水苔及樹皮水分量測之研究
     
17. 胡振奎 96.07 以軟體感測器建立生物反應器內其生物生長模式
     
18. 陳俊源 97.07 循環伏安法與多變方校正方法應用於兩種農藥殘留量之研究
     
19. 劉哲政 98.01 固態培養基熱傳模式研究
     
20. 余見仁 98.07 液態生物反應器氧氣傳導係數之建模與測試
     
21. 陳亮淵 98.07 便攜型紅外光譜儀量測性能之評估
     
22. 黃莉娟 98.07 近紅外光量測於樣品含水率的影響
     
23. 張雯琳 98.07 近紅外線光譜法應用於無創性血糖量測之可行性評估
     
24. 蘇懷遠 98.11 時間區域反射法應用於固態培養介質中水分量測技術之研究
     
25. 林佑原 99.06 小波分析應用於脈診儀頻譜訊號之研究
     
26. 陳彥甫 99.06 嬰兒保溫箱微氣候模式之研究
     
27. 張鳳凌 99.06 利用近紅外光光譜技術於不同產地人蔘之識別可行性評估
     
28. 蘇佑璘 100.06 數據擬合法應用於胃鼻病的脈診頻譜訊號分析
     
29. 吳樂禾 100.06 人類口部呼吸之溫度與濕度量測技術
     
30. 曾汶瑜 101.01 應用時間區域反射法量測介質電導度之研究
     
31. 張雅惠 101.07 溫室內微氣候梯度對作物蒸散量之影響
     
32. 陳明毅 102.07 脈衝式血氧濃度計影響因子之評估
     
33. 張雅涵 103.07 以ELISA檢測蝴蝶蘭病毒之量測不確定度
     
34. 蕭逸偉 104.07 電容感測技術應用於植物葉片含水率量測之研究
     

1. 陳勇州 86.6

連續式音波稻穀水分計之研究

        稻穀在不同含水率與落下高度之條件時,其流動落下所產生的音壓強度值(SPL)也隨之不同。本研究探討稻穀含水率與稻穀下落高度對等量連續音波位準值(Leq)之關係,進而求得稻穀含水率對稻穀落下高度及Leq值間的迴歸方程式,以做為線上、即時量測之連續式音波稻穀水份計之量測基礎。在本研究中,稻穀之實際含水率係以熱風烤箱以105℃烘烤72小時以量測稻穀之乾物質重再求得稻穀之實際含水率。

        實驗結果顯示,Leq值與稻穀落下高度及稻穀含水率顯著相關。將實驗所得到之數據,以Multreg迴歸分析軟體將Leq值對稻穀落下高度及稻穀含水率多重迴歸分析,以建立兩組模式,一、模式A:Leq值為他變數,含水率(MC)與高度(H)為自變數,建立之迴歸方程式再以代數法求得MC之預測公式。二、模式B: 直接以MC為他變數,Leq 與H為自變數,直接建立預測公式。

        此研究之稻穀落下高度範圍為250mm550mm,稻穀含水率範圍為12.6368()25.3157()。在此範圍另以與模式建立之數據以外之獨立數據對稻穀含水率預測模式AB做驗証實驗,得知模式A之平均絕對誤差值小於模式B,且模式A之平均相對誤差比率(Per)較模式B趨近於I。以Dave值與Per值來比較模式AB之預測性能,模式A優於模式B

        此研究結果顯示利用自行設計的連續式音波稻穀水份計,對台梗一號稻穀粒進行等量連續音波位準與稻穀之關係實驗,所得稻穀含水率對等量連續音波位準與稻穀落下高度之含水率預測模式有良好預測能力,Leq值的量測可應用於線上、即時的稻穀含水率量測。

 

2. 蕭子齊 87.7

紅外線溫度計在聖誕紅葉溫上之測量

        溫度是重要的生理指標。葉溫則可指出環境能量之變化以及植物本身水份的狀況。量測葉溫之方法可分為兩種:接觸式及非接觸式。接觸式的量測法是使用熱偶線黏貼於葉子表面來進行葉溫之量測,非接觸式的方法是利用紅外線溫度計來量測葉溫。本研究目的在比較這兩種量測葉溫的方法以及找出影響紅外線溫度計量測結果之因子。

        實驗結果顯示這兩種量測方法在戶外進行葉溫量測時差異平均為 1.7℃,原因是受到風以及陽光的影響,其中以陽光的影響為最大。經迴歸分析校正數據其平均差異可以減小至1℃內。在溫室內進行葉溫量測實驗時兩種方法的差異平均為0.5℃,經迴歸分析校正數據,並無較好之結果。實驗中設計一參考平面量測背景輻射,其作用為修正紅外線溫度計之量測數據。實驗結果參考平面之修正幅度在0.2℃以內,這與葉面之放射率接近1.0有關。

        本研究使用之紅外線溫度計附有放射率調整功能,經實驗結果,顯示此型其調整功能並未依照理論公式進行換算。在以迴歸分析校正紅外線溫度計量測數據時,可考慮加入風速和日照方面之影響因子以增加其預測能力。

 

3. 顏志勳 88.7

培養基自動分裝機構之研發

        培養基自動分裝機構在不同培養基物性之條件時,其充填量也隨之不同。本研究探討培養基物性對分裝機充填量之影響,進而求得其迴歸方程式,以作為線上分裝機構之充填量控制基礎。並進一步分析單軸螺旋泵應用於分裝機構之效果。

        實驗結果顯示,充填量與培養基之溫度、黏度、密度、含水率顯著相關。將實驗所得之數據,以Multreg迴歸分析軟體建立充填量預測模式。此預測模式之培養基溫度範圍為70℃至90℃,黏度範圍為2.5 cp至100 cp,泵轉速範圍為40rpm至l00rpm,控制時間範圍為I sec至5 sec。在此範圍內其充填量預測模式有良好之預測能力,充填量之預測可應用於線上培養基自動分裝機構。

        本研究採用單軸螺旋泵作為培養基輸送之方式。將實驗所得之數據,以SigmaPlot統計分析軟體建立其品質管制圖。由實驗結果顯示,單軸螺旋泵應用於培養基自動分裝機構之效果良好。

        研究中使用充填量預測模式調整分裝機構之充填量,但未能瞭解培養基內部養分,故考慮控制其養分均勻度,以期能使植物根部養分來源更為整齊一致。

 

4.康志忠 89.12

植物組織培養瓶噴射式自動洗瓶機之研發

        隨著培養技術與培養基配方的改進,組織培養在植物種苗商業生產上的地位越來越重要。但是由於其機械化與自動化設備的發展尚未齊備,以致於組織培養的人工作業成本,仍佔全部生產成本的40%~60%。依據調查;組培容器的清洗佔所有組培作業的成本比例高達5.4%。因此本研究針對業界使用之長盒型塑膠組織培養瓶,開發一套高效率、處理作業量大、且清洗快速的組培瓶自動清洗機,藉以改善組培瓶清洗的工作環境,並降低量產之人工成本。

        本研究設計之機構,以整籃22個組培瓶為一個作業單位,自動於輸送帶上行進定位,並且進行翻轉動作使瓶口朝下,再利用可上下升降之高壓噴頭伸入瓶內,將清洗液噴入瓶內擊碎汙物,再由重力和水流作用將汙物帶出瓶外。且依控制器設定值決定重複翻轉清洗的步驟,以達到充分洗淨之目的。隨後再翻轉回輸送帶上送出,完成組培瓶的自動清洗作業。

        測試結果顯示此自動.洗瓶機設定之最佳洗淨條件為:單一噴頭水壓為88.26kPa,單一循環沖洗時間為7秒,清洗次數為2次。對所測試之星辰花、彩色海芋、木瓜苗、文心蘭等定植後之待洗瓶的洗淨率為100%。蝴蝶蘭待洗瓶的洗淨率測定結果:台糖健康種苗中心為27.9%,新高生物科技公司為58.8%,新發生物科技公司為88.7%。影響蝴蝶蘭瓶清洗效果的因素,初步判定為換瓶移植過晚、根系發展過於旺盛與根冠分泌的黏液素所導致,若蝴蝶蘭瓶於清洗前浸泡清水6小時以上,將可提高洗淨效果。

        實際測試之自動洗瓶機洗瓶作業能力每瓶約為2.5秒,清洗能量約為人工洗瓶的3倍,每一瓶之清洗成本約為0.203元。本研究之自動洗瓶機只適用於長盒型塑膠組培瓶,但僅需對翻轉架及輸送裝置稍加修改,即可適用於其他種類組培容器之清洗作業。

 

5. 郭志豪 90.1

旋轉式生物反應器之研發

        植物生物反應器之研究在國外早已行之多年,台灣在這方面的研究以往並不多,直至這幾年,有鑑於組織培養的人工作業成本佔總生產成本一半,成本過高,因此陸續有關研究單位、包括生技中心(DCB)、種苗場(SIPS)等均自行開發出新型生物反應器系統來試圖解決此一問題。本研究之目的在於研發新型旋轉是生物反應器、研究DCB雙槽式反應器及測量內部微氣候,並以彩色海芋組培苗當作測試對象。

        旋轉式反應器之機構設計,以不袗及透明PC板構成反應器主體,內部以鏈條搭配鍊輪的方式帶動栽培容器旋轉,使容器內的彩色海芋苗獲得所需的營養。感測器之架設以不干擾內部作物生長為主。實驗結果顯示此型反應器在結構上仍有許多地方待改進,包括支撐系統的選擇、培養基容器的取出、旋轉裝置的控制及氣密性等問題。感測方面,選用能夠耐高溫高壓及抗紫外燈的感測器來作內部微氣候測量,經實驗測試後效果良好。

        DCB雙槽式反應器在感測器方面之操作及架設方式同旋轉式,經實驗測試後效果良好,在支撐系統方面,以搭配禾春公司(ATBC)生產之叢狀培植墊來栽培海芋獲得良好之效果。

 

6. 林裕彥 90.7

生物反應器之研發與內部環境之量測

        利用生物反應器栽培蝴蝶蘭苗,屬於實驗階段,是否可以取代傳統組織培養,仍有待進一步的探討。實驗中以微氣候感測技術,對內部環境變化加以監測,以植株本身的生理變化與環境參數結合,企圖尋找其相關性。

        首先以反應器內部相對濕度、二氧化碳濃度及培養基溶氧量的變化來探討培養基淹灌的間隔時間,再以分析植株組織內乙醇的生成來探討每次淹灌所需要的時間。結果顯示反應器內部相對濕度分佈於97.2~100%,而培養基溶氧量均處於接近飽和的狀態,因此淹灌間隔時間主要配合二氧化碳的週期變化。而每次淹灌所需要的時間以每日不超過5分鐘為佳。

        以3組光強度處理記錄內部微氣候的變化,對光強度、溫度與二氧化碳變化率的關係以及組培室溫度與反應器內部溫度的關係。

 

7. 許欣正 91.7

光質對組培苗生長影響之研究

        隨著生物科技的發展,植物組織培養的技術大量的應用在農業上。組織培養苗的生長除了受到內部培養基的成分的影響也受到外界的溫度、光量、光照時問及光質的影響。一般栽培者對於培養基的成分以及外界的溫度、光量及光照時間依栽培之經驗給予適當的調配與控制,而光質對植物的影響通常為栽培者加以忽略。因此本研究針對組培業者常用之光源與有較高比例之紅光(610-710nm)及藍光 (410-510nm)光源下栽培組培苗,藉以了解光質對組培苗生長之影響,提供栽培者光源選擇之依據。

        彩色海芋組培苗在光源中提高紅光 (610-710nm)與藍光(410-510nm)比例下栽培,鮮重、乾物重、根數、根長、芽數及葉綠素指數含量比用自光下栽培有增加的趨勢,但在光源中紅光(610-710nm)較高比例下栽培之植株較矮。

        蝴蝶蘭組培苗在光源中提高紅光(610-710nm)比例,鮮重、乾物重、根數、根長、根寬及葉面積明顯增加,在光源中提高藍光(410-510nm)比例下栽培,葉綠素指數含量則明顯提高。

 

已發表:

1.     C. Chen and H. Hsu. 2009. Statistical technique for the evaluation of the effect of light quality on growing characteristics of in vitro cultures. Biosystems Engineering 103(3):257-264.

2.     H. Hsu and C. Chen. 2009. The effect of light quality on the growth characteristics of in vitro cultures of Phalaenopsis. Propagation of Ornamental Plants, Accepted.

 

8. 黃慶文 91.7

植物組織培養瓶換氣率與透光量之研究

        隨著組織培養技術在植物種苗商業生產上的大量應用,組織培養量產工程就越顯得重要,兩植物組織培養瓶之設計與開發為組織培養量產的重要工作。本研究之目的在於瞭解目前各種組培瓶特性,並依據現有組培相關設備之規格提出一種理想組培瓶供組培業者參考。

        此研究首先探討組培瓶之換氣率、光量、光質與光分佈以作為設計組培瓶之依據,結果顯示換氣率約0.025/hr左右,可允許瓶內外氣體交換且可減少水分散失與雜菌入侵之機會,組培瓶塑膠材料以聚碳酸酯(polycarbonate,PC)具透光率高、光譜分光穩定良好(430~760nm透射率約0.9以上)、且耐高溫高壓、耐清洗、可重複使用、重量輕,是作為組培瓶之良好材料,而瓶內光分佈均勻性則以圓柱形瓶為最佳。

        本研究已探討不同組培瓶之換氣率、透光率、光譜分光、瓶內光量分佈均勻性,並設計一組培瓶可提供植物在瓶內生長之微氣候條件,且符合組培業目前設備之規格,做為未來組培業之理想組培瓶。

 

已發表:

Huang, C and C. Chen. 2005. Physical properties of culture vessels for plant tissue culture. Biosystems Engineering 91(4):501-511. (SCI)

 

9. 許又仁 92.6

標準稻穀量測不確定度之量測

        隨著量測技術的進步,已可輕易對研究所需的訊號進行量測,由於有些訊息變化十分微小,研究人員對於量測結果的數據是否能代表受測物件提出存疑,進而發展出量測不確定度之概念。

        本研究主要針對稻穀水分計檢測作業之標準參考物質-標準稻穀,計算其量測不定度,探討政府法規規定標準稻穀含水率允差為±0.2﹪是否合理。實驗結果發現,標準稻穀製造完成後,由於水分與稻穀的混合在短時間內並無法達平衡,需低溫放置約8日後,標準稻穀於承置容器內其含水率方能達到一定值,且呈現均勻分佈,才可使用作為稻穀水分計檢測作業之標準物質。

        整個標準稻穀製程的量測不確定度,受標準稻穀均質性、穩定性與量測儀器(天平)之影響,以含水率12﹪與28﹪標準稻穀之量測不確定為最大,其計算結果為0.241﹪。因此,建議修正法規中允差的之規定。

 

已發表:

Y. Shen and C. Chen. 2007. Preparation of reference materials for rice kernels. Biosystems Engineering 97(1):41-49.

 

10. 陸慈宏 92.6

相對溼度計校正與量測不確定度之量測

        為了準確量測相對溼度,必須先對相對溼度計進行校正。由於量測技術的限制,量測數據通常呈現分散性,必須運用統計計算其量測不確定度。本次實驗以簡易型分流式相對溼度產生器,產生全範圍的相對溼度,並以露點計為標準進行校正。將校正結果與飽和鹽液校正結果相比較。實驗結果顯示簡易型分流法相對溼度產生器建立之校正曲線其性能均優異於飽和鹽液法得到的校正曲線。另外,飽和鹽液法進行校正時,優點為成本低但在無法直接量測氣體環境會產生誤差,而且飽和鹽液法為定點校正系統,無法滿足使用者所需的校正點數。本研究校正相對溼度計時,相對溼度計性能對於量測不確定度會產生影響,使用相對溼度計前必須評估儀器性能是否適合量測需要。

 

已發表:

Lu, H. and C. Chen. 2007. Uncertainty evaluation of humidity sensors calibrated by saturated salt solutions. Measurement 40(6):591-599.

 

11. 林岳廸 93. 7

植物組培瓶內培養基物性監控系統

        植物組織培養是目前生物科技中最重要的產業之一,運用組織培養的技術可以使作物優良的品種繼續繁殖,以及改變其遺傳特性以篩選一些優良特性的突變種。在組織培養作業,培養基佔了很重要的角色。培養基內,糖是不可或缺的成分,是組織培養中碳源的主要來源。

        本研究之目的在於探討運用時間區域反射儀(TDR)判定組織培養培養基中的糖濃度的可行性,用以監控植物在進行組織培養時,所消耗的糖分量來得到其生長期間每一階段對糖的需求量,用以建立植物進行組織培養時糖類的消耗曲線。

        在研究中,設計出適用組織培養瓶之探針,並用此探針結合TDR來進行實驗。實驗結果顯示可量測蔗糖與葡萄糖在培養基中的濃度。且在相同條件之下,統計檢定顯示兩者並無顯著差異。在葡萄糖的不同濃度量測方面,由於整體曲線差異不是很顯著,因此取出量測波形中具代表性的一段進行迴歸分析,再找出其係數與濃度之相關性。並且結合溫度計算其經驗方程式,以從TDR訊號來推估培養基中的糖濃度。培養基在加入MS配方後,因為MS配方中有導電性高的離子,干擾了TDR介電度的量測。因此配方中MS配方的培養基中,並不適用此方法。

 

已發表:

Lin, Y. and C. Chen. Measurement of glucose and sucrose concentrations with time-domain reflectometers. 2008. Sensing and Instrumentation for Food Quality and Safety.2(1):1-8.

 

12. 林玉萍 93. 7

穀物水份計之施檢制度研討

        國內目前各農會及糧商所使用之稻穀水份計其廠牌及機型約有十多種,其各機型之量測範圍、適用品種、操作方法、注意事項並不相同,即使是同一廠商生產之同一型機器,其讀出值之誤差亦不相同。本研究目的在於依據行政院標準檢驗局增訂之『度量衡器施檢規範』第十七節稻穀水分計之規範,實際檢測台灣所使用之稻穀水份計是否符合此規範,並探討此規範對於各機型之水份計的適用性。本研究結果顯示必須依各種機型大小及適用之量測範圍,而有不同的規範。

        水份計之內建值並非以稻穀為標準物質,機器之讀出值均比標準稻穀含水率要高,含水率越高誤差就越大。以收購濕穀而言,水份越多損失就越大,因而造成農民與收購之農會與糧商有所紛爭。實驗結果,可依據機器直接讀出值與標準稻穀之含水率,利用迴歸分析找出校正方程式,製作對照表以校正機器之讀出值。但對照表只能單獨適用一台水份計,即使同一廠牌同一型水份計亦不能互相通用。

 

13. 鍾文彬 94. 7

紅外線人體溫度計之量測不準確度

        基於安全、衛生與效率,非接觸型紅外線體溫計大量應用在體溫量測,其中以耳溫計與額溫計為主。紅外線溫度計準確度取決於量測部位之放射率。放射率不正確量測就不準確。由於人體皮膚變異大,如膚色、粗糙度與清潔度等,皆會影響人體表面之放射率。因此額溫計的使用與量測體表溫度方法誤差最大。體溫計本身的準確性、外界環境與使用步驟都是影響量測準確性的因素,耳溫計即是一個應用例子。耳溫計測試數據因不同廠牌而呈現不同分散程度。校正後兩廠牌的誤差呈均勻分布且誤差範圍縮小,顯示校正後對其性能有改善效果。校正方程式因廠牌而不同,分別為線性與多項式關係。且溫度對耳溫計量測不同廠牌呈現不同的顯著性。

        耳溫計量測的準確性依使用者的需求而定。量測使用步驟與使用環境需要標準化以得到準確之量測。

 

已發表:

Chung, W. and C. Chen. 2009. Evaluation of performance and uncertainty of infrared tympanic thermometers. Sensors, Accepted.

 

14. 蔡穎睿 94.7

人體排汗量測系統之研究

        人類是一種恆溫動物,當外在環境溫度或者內部身體溫度有所變化,經交感神經系統調節,產生適當的排汗,以來維持體溫的恆定。由人體的排汗量可以得知人體的生理狀況,因此本實驗設計開發一套排汗量測系統,它是利用量測而得之空氣流量、空氣密度與及前後絕對溼度值差,三者相乘而得的人體流汗量。同時提供一套標準化之排汗量測系統給醫生作為將來診斷病患之疾病的診斷儀器。

        因此計算絕對濕度時,需要當時的溫度、相對濕度與及大氣壓力,才能計算出真正的絕對濕度。首先將右手掌覆蓋住一氣體混合槽,再將其通入大氣空氣,實驗進行中紀錄流入氣體的相對濕度、溫度與及氣體流速。當人體進行非可感性流汗作用時所產生的水蒸氣與大氣,兩者產生混合作用,混合後的空氣將被帶出,再紀錄流出空氣的相對濕度與溫度。

        利用前後的相對濕度、溫度與大氣壓力三者數值以換算出前後絕對濕度與空氣密度。再利用空氣流速與通管之截面積的乘積,得到空氣流量。再以前後絕對溼度值差、空氣密度值與及空氣流量值,三者乘積而得人體排汗量。

        從數據分佈可知流汗量是會隨著運動量的變化而有所不同。符合運動量大時產生較多汗水,以及運動量少時較不易排汗之人體排汗自然法則。因為運動時人體體溫會升高,為維持體溫的恆定性,人體會藉由排汗來帶走熱能以降低體溫。經由實驗驗證得知此研究所設計的排汗量測系統其量測結果十分合理。因此可以用此排汗量測系統來測量人體排汗之情形。

        而且每人的流汗情況都不一樣,因此建議未來可以用以此量測系統量測個人的流汗情況,記錄個人生理情形,以便建立個人化的生理指標,輔佐判斷其生理之健康狀況。

 

已發表:

Tsai Yingjui and Chiachung Chen. 2009. Development and testing of a perspiration measuring system. Medical Engineering & Physics, Accepted.

 

15. 徐綱鴻 96.7

熱風乾燥條件對巴西蘑菇品質之影響

        食用菌一向是人類食用的一項農產品,具有很高的營養價值。最近的研究發現食用菌還具有藥效的功能,食藥用菌中巴西蘑菇即是其中一個例子。但其鮮菇加工技術尚未有完整報告。

        巴西蘑菇的多醣體具有抗腫瘤等效果。但是巴西蘑菇乾燥處理對多醣體的含量未有相關的研究,必須進一步討論。

        本研究探討巴西蘑菇的平衡含水率、乾燥溫度對用熱水萃取多醣體的含量多寡、乾燥溫度對子實體的收縮影響、用熱水萃取巴西蘑菇的時間與多醣體含量的關係、巴西蘑菇的子實體大小及部位對多醣體的含量的多寡。

        研究結果發現巴西蘑菇乾燥溫度,與多醣體含量具有二項式曲線的關係,在35-75℃之間,菌傘多醣體預測方程式較菌柄預測方程式更為準確。以熱水萃取巴西蘑菇的時間,在四小時的多醣體含量為最高。巴西蘑菇的個體直徑、厚度、部位及大小,與多醣體含量無顯著關係。蘑菇菌柄與菌傘之多醣體含量比的差異,菌柄多醣體平均值含量大於菌傘多醣體為1.8到4.5倍。菌柄與菌傘乾燥收縮比具有顯著的差異。

 

已發表:

Hsu, K. and C. Chen. 2010. The effect of calibration equations on the uncertainty of UV-Vis spectrophotometric measurement. Measurement 43:1525-1531.

 

16. 丁于真 96.7

時間區域反射法應用於水苔及樹皮水分量測之研究

        為了因應蝴蝶蘭大量生產一致品質的要求,以確保蘭花在生長過程中不會因為水分太多或太乾而死亡。使用操作簡單、攜帶方便,應用TDR原理製作生產的水分含量感測器WET Sensor及SM200進行蘭花介質水苔及樹皮水分含量量測值與標準值(重量法)關係之比較,並在有差異的情況下以校正方程式提高其準確度。針對WET值、 值及SM200值分析發現,不同介質使用的校正方程式不同,即使相同介質不同時間進行實驗得到的校正方程式也不同。以不同編號的SM200進行驗證,無法得到接近真實的體積水分含量值。因此利用WET Sensor及SM200量測水苔及樹皮水分含量,必須要進行校正的工作,以期得到具有參考價值的結果。

 

17. 胡振奎 96.7

以軟體感測器建立生物反應器內其生物生長模式

        在微生物培養的過程中,需要量測的參數有酸鹼度、溫度、溶氧量(DO)、氧氣利用率(Oxygen Utility Rate, OUR)、與二氧化碳交換率(Carbon Dioxide Exchange Rate, CER)以及生物濃度、代謝物濃度、培養基消耗率等。但在生物濃度、代謝物濃度與培養基消耗率尚未能夠有即時量測且快速的方法。

        本實驗是藉由量測生物反應器進氣口與出氣口之二氧化碳、氧氣與通氣量以建立模型,用以預測微生物成長之生物濃度變化。在培養環境為22℃、攪拌速率400rpm 及通氣量0.3 slpm 之操作條件下進行培養。接入種菌為7.5%。菌體之測定為乾物重法。

 

18. 陳俊源 97.7

循環伏安法與多變方校正方法應用於兩種農藥殘留量之研究

        目前在農藥檢測上所使用的方法費時,不適合進行現地量測之應用。

        在本研究中採用循環伏安法進行加保利與加保伏兩種農藥殘留量之檢測,採用經典校正與逆校正法來建模,並且對兩種方法之擬合與預測進行比較。對於兩種農藥混合的檢測,使用偏最小平方法進行分析。即使伏安圖中兩種農藥的圖形重疊非常嚴重,此方法仍可以量測出混合液中各成分的含量。對於模式的檢定則是以標準誤差、R2與PRESS三個統計量為標準。此研究所開發之檢測技術可用以檢測大於10-5 mole.L-1之農藥濃度。

 

19. 劉哲政 98.1

固態培養基熱傳模式研究

        在固態發酵中,培養基環境影響微生物成長,而培養基溫度以及含水率為重要指標。在實驗中,用數學方法以及迴歸分析求得溫度預測模式和薄層乾燥模式,已決定這兩個因子,進而成為反應器放大依據以及控制條件。

        在發酵過程中量測而得的溫度,與用熱傳方程式所求得的溫度加以比較。用迴歸分析判斷三個薄層乾燥函數是否為合適,判別依據採用殘差圖。實驗結果發現,三個薄層乾燥係數在溫度23℃到28℃以及在相對濕度73%到90%為常數值。

 

20. 余見仁 98.7

液態生物反應器氧氣傳導係數之建模與測試

        在評估生物反應器內部環境時,最重要的指標是氧氣傳導速率。在探討氧氣傳遞時,描述氧氣質傳模式有很多種,其中有ASCE氧氣質傳模式、McWhirter and Hutter氧氣質傳模式及off-gas氧氣質傳模式等相關理論。

        本實驗是採用三種氧氣質傳模式,分別為ASCE氧氣質傳模式、修正McWhirter and Hutter氧氣質傳模式和off-gas氧氣質傳模式。並藉由量測生物反應器內部的溶氧和氧氣變化量,來測試三種氧氣質傳模式。

 

21. 陳亮淵 98.7

便攜型紅外光譜儀量測性能之評估

        近紅外光譜量測技術具有樣本預處理簡單、量測反應速度快與低污染等特性,符合近代所發展量測技術的訴求。單光徑(single-beam)型近紅外光譜儀雖便於攜帶,但準確度仍須審慎評估。

        本研究以不同重複次數之實驗來探討單光徑近紅外光譜儀量測之準確度(trueness)與精密度(precision)。研究結果顯示,在波長低於1350奈米之範圍,去離子水之透射吸收度之量測準確度優於±0.0039,精密度為0.0020。於葡萄糖錠反射吸收度量測之準確度介於±0.0095~±0.0215,精密度優於0.0156。整體取超過30次重複對不同濃度氯化鈉水溶液進行建模可得到較佳之模式。

 

22. 黃莉娟 98.7

近紅外光量測於樣品含水率的影響

        近紅外光譜(Near infrared, NIR)已經被廣泛應用在各領域,但是NIR量測對於揮發性物質的影響,尚未有文獻進行探討。本研究以煙草為研究目標,針對不同含水率的煙草塊進行探討。

        將樣品分成兩組,照射NIR及不照射NIR。使用天平記錄照射前後的重量,探討照射NIR及其他環境因子對樣品前後的含水率變化與重量變化的關係,以t-test檢定影響因子有無顯著性影響。

        研究結果發現,量測過程中的相對溼度、溫度及其交乘項對樣品的含水率有顯著性影響。而照射NIR、其照射次數及環境中的相對溼度對重量變化具有顯著性影響。因此使用NIR量測揮發性樣品時,需要對於量測環境控制,並注意NIR的照射次數,以確保有較準確的量測結果。

 

23. 張雯琳 98.7

近紅外線光譜法應用於無創性血糖量測之可行性評估

        近年來,近紅外光(NIR)光譜法是一種非破壞、非侵入式且可以快速量測的量測技術,被廣泛應用於食品科學、醫學等領域。目前糖尿病患者所使用的血糖計多為針刺手指取血的侵入式量測,帶給病患諸多不便與痛苦,更帶來感染的危險,所以利用近紅外線光譜法的特性發展非侵入式的血糖量測技術。

        本研究目的在於探討本實驗儀器在僅以水當基質的情況下,量測不同濃度的葡萄糖水溶液,探討其光譜的差異性,說明本實驗儀器所能量測的葡萄糖濃度之解析能力。並使用偏最小平迴歸方法建模,討論模型的預測能力來評估本實驗儀器應用於血糖量測之可行性。

        研究結果發現,本實驗儀器對不同濃度之葡萄糖水溶液具有分辨能力,但由於其量測結果的組內變異大於組間變異,重現性不佳。模型的預測能力無法滿足美國食品與藥物管理局(FDA)的要求。

 

24. 蘇懷遠 98.11

時間區域反射法應用於固態培養介質中水分量測技術之研究

        固態生物反應器中微生物的生長影響因子十分複雜且難以預測,也是微生物固態培養的關鍵技術。因此需要建立即時量測溫度和水分之技術,做為模式分析與控制的基礎。本研究探討培養基溫度與水分量測技術,使用迴歸技術建立SM200對黃豆粉含水率量測之校正方程式,並於單層與分層實驗中探討SM200量測固態培養基質含水率之適用性。

        由於SM200量測含水率過程受到溫度影響,在建模時需考慮溫度變數。量測過程中通氣造成黃豆粉含水率及密度梯度差,導致SM200不適用於此動態環境下含水率之量測。

 

25. 林佑原

小波分析應用於脈診儀頻譜訊號之研究

小波轉換是一個時間和頻率的局部轉換,能有效的從信號中提取資訊。通過伸縮和平移等運算功能對信號進行多尺度分析,用以解決了傅立葉轉換不能解決的問題。中醫脈學雖然目前已研發多種脈診儀器,以取代傳統手指觸摸橈動脈的診脈方法,將人的脈波客觀的描繪。然而目前的分析方法還尚未能完全解釋中醫的學理。國內中醫在肝病上的研究著重在時域的研究。頻域的研究以中國醫藥大學黃醫師為最廣博。研究發現高頻(10-50 Hz)與生病時或面臨壓力時身體立即的反應較有關,其中以13-50 Hz的頻譜圖最有利於臨床上的判斷。本研究利用小波轉換對人的脈波訊號進行分解,針對分解的訊號及其頻譜,透過統計t檢定研究此脈波訊號能否判別出健康的人與肝病的人是否有明顯的差異。

研究結果發現原始波形分解後的特定一層分析中,第一次檔案都沒有顯著差異;在第二次檔案部份最大值與能量有差異。在特定一層的頻譜部份,第一次檔案部份只有最小值有差異;第二次檔案部份在9-19 Hz與10-19 Hz在最大值與能量有差異。10-19 Hz部份屬於高頻的部份,在最大值與能量有差異也符合了中醫的論點。顯示了身體有異狀時高頻的部分振幅與能量有變大。

 

26. 陳彥甫

嬰兒保溫箱微氣候模式之研究

嬰兒保溫箱為早產兒維持生理活動之重要醫療設備,文獻中雖有保溫箱溫溼度控制之研究,但並未模擬嬰兒體溫與水分蒸散系統,只有進行未有嬰兒之空保溫箱溫濕度控制。目前醫院大多使用只有溫度控制的保溫箱。若有加濕系統,則大多是被動式加濕系統,靠熱空氣流過水面帶走蒸發水,此種加濕系統並不穩定。被動式加濕系統在本實驗的測試中即發現波動較大。
  本研究重點在於模擬保溫箱內嬰兒的體溫系統和保溫箱的微氣候回授控制。以及將推衍之微氣候模式寫入單晶片,進行測試,以確定是否能準確預測且控制保溫箱之微氣候,以及嬰兒保溫箱之微氣候模式之探討。
  此研究結果顯示,嬰兒保溫箱的加濕控制,可維持在設定溼度±4%,顯示比原嬰兒保溫箱的加濕能力穩定。嬰兒保溫箱之微氣候模式驗證顯示,其所預測之同時間不同位置的溫溼度皆在容許的預測誤差範圍內。在預測控制性能顯示,預測之不同時間同位置的溫度皆在容許的預測誤差範圍內。

 

27. 張鳳凌

利用近紅外光光譜技術於不同產地人蔘之識別可行性評估

近紅外光光譜技術具有非破壞性、快速和無需樣本前處理的特點,所以廣泛的被應用在生醫檢測上;在中草藥的檢測可利用近紅外光譜技術進行快速的檢測。
  本實驗目的為探討不同產地的人蔘,利用近紅外光光譜技術於定性和定量分析。對近紅外光光譜各波長和不同樣本前處理加以探討其重複性,選出適合的波段大致上是集中在960nm到1600nm的波段。在定性分析於固體的樣本可明顯看出美國花旗人蔘的特徵波段。
  實驗結果顯示於近紅外光光譜技術進行定性分析上具有良好的能力,在定量分析結果顯示,單一產地的樣本,利用其水溶液作為樣本,韓國高麗人蔘和中國吉林人蔘於定量上有良好的能力,混合的樣本則無法進行定量分析。

 

28. 蘇佑璘

數據擬合法應用於胃鼻病的脈診頻譜訊號分析

中醫雖然有一套完整的診斷與治療的方法,不過診治上主要還是憑藉中醫師本身的經驗與判斷,顯得過於主觀。在近代中醫脈診科學化的研究上,使用脈診儀量測受試者橈動脈上的寸、關、尺等三個位置,並應用各種數值分析方法針對脈波圖進行研究探討。
本實驗對象共103名,其中39名受測者經中醫師診斷為身體機能正常,33名為胃病,31名為鼻病。每位受試者均擷取左右手的寸、關、尺一共六個位置的脈搏波,擷取6秒的脈波進行傅利葉轉換、濾波、數據擬合進而獲得a、b、x0、y0四個參數。每個參數均使用平均值±三倍標準差的標準將離群值刪除,而每組資料均可計算出去除y0影響後與橫軸相圍的面積。

將a、b、x0、y0、面積等五個指標進行ANOVA分析,在α=0.01的顯著水準之下可以發現y0對實驗結果並無影響。對其餘四個指標與不同部位分別進行ANOVA分析,並使用Tukey’s test對有顯著差異的位置與參數進行探討。由結果可知在α=0.01的顯著水準之下,參數b與x0無法進一步分辨受試者是屬於身體機能正常、胃病或是鼻病。參數a和面積則是在右關處可以發現,鼻病、胃病的受試者的數值均高於身體機能正常的人,在左寸位置則是鼻病患者的數值會顯著高於胃病患者。

 

29. 吳樂禾

人類口部呼吸之溫度與濕度量測技術

人體呼吸氣體檢測分析與監控是醫學界正致力研究的題目,目前檢測人類呼吸的物理/化學量的儀器與研究也非少見。除了使用昂貴的分析儀器,也有以感測器形式之機構針對人體呼吸的研究。
人類呼吸道有暖化與濕化週遭空氣的能力,溫度與濕度也能成為人類呼吸偵測的指標。
本實驗即以此為出發點,探討個人改變空氣之溫度與濕度的量化程度,以此提供醫學界建立個人呼吸道空調指數的方法,作為判斷身體狀況的輔助。此外本實驗之量測系統也可供它類感測器於量測人體呼吸之物理/化學量時的作溫度或濕度值的補償。

欲測得正確的人體呼吸溫度與濕度需建立一套涵蓋於追涉制度下的感測系統。本實驗以經校正之溫度與濕度感測器搭配訊號擷取卡,量測人體呼氣以及環境之溫度與濕度,以統計檢定討論於不同運動狀態下人體口部呼吸對溫濕度的改變,以及性別間的差異。其中濕度需經計算轉換為絕對濕度。
實驗結果,發現運動狀態會影響人體口部呼吸量測到的溫度與濕度。此外本研究中女性受試者之溫度與絕對濕度與環境的差值之平均,較男性受試者的平均值為高。

 

30. 曾汶瑜

應用時間區域反射法量測介質電導度之研究

組織培養在大量生產品質優良的植株的過程中占重要的地位,因此組織培養所用的培養基監測技術也逐漸獲得重視。目前市面上販售的導電度計,只能使用在液態物質的量測,無法突破量測固態及半固態培養基的限制。本實驗以此為目標,使用前處理方便且反應快速的時間區域反射法。在半固態培養基分別添加不同濃度的肥料(氮肥、磷肥、鉀肥),再藉由量測培養基個別元素的導電率,分析不同元素的特徵波形,使培養基監測的方法更加精準。實驗結果顯示,經由時間反射區域法的波形分析,可以歸納出氮肥及鉀肥的濃度和最低反射係數的規律關係,而磷肥的濃度和最低反射係數則沒有規律的變化。

 

31. 張雅惠

溫室內微氣候梯度對作物蒸散量之影響

蒸散作用為蔬果種植時灌溉的重要指標,受到各種微氣候因子所包括、相對濕度、太陽輻射、風速。溫室內的微氣候梯度增加了環境控制上的不確定性。研究目的為分析溫室內垂直方向的微氣候分布並探討其對作物蒸散量之影響。

蒸散作用為一複雜的機制,涵蓋了多種影響因子。除了微氣候,作物的生長狀況亦會影響蒸散作用。而作物的生長狀況也影響了溫室內的微氣候。葉面積指數高可能導致該位置的氣體交換率小。欲使用數學模式去估算蒸散量,勢必要有足夠的微氣候以及與作物相關的數據,才能準確地估算蒸散率。
由於台灣亞熱帶溫室之高度較低,其空氣流動方向為水平方向,此研究結果顯示在垂直方面的微氣候並無明顯的梯度差。

 

32. 陳明毅

脈衝式血氧濃度計影響因子之評估

血氧飽和度亦可稱血氧濃度,為現代醫學常用觀測人體生命現象的重要指標,目前量測血氧飽和度以無創光學檢測之脈衝式血氧濃度計為主。無創光學檢測會受到各種外界的影響因子,如環境光、指甲油、血液不正常之血紅蛋白等,這些影響因子會可能會影響血氧飽和度量測,並增加量測上的不確定性。本研究以兩部不同之脈衝式血氧濃度計針對指甲油與環境光因子以不同的實驗方法來對脈衝式血氧濃度計使用環境進行評估,由統計檢定提供在干擾環境下量測時造成誤差的程度。實驗結果限定於下列儀器NONIN公司生產之脈衝式血氧濃度計桌上型9600、攜帶式2500及指夾型(Finger Clip)探頭。

本研究的結果顯示,環境光環境部分的干擾並不顯著,而此結果可能與干擾光強度以及近年來儀器設計性能提升有關。指甲油的干擾在本實驗中是顯著的,特定顏色造成的誤差有所不同。以黑色、深綠色、藍色指甲油造成之誤差較大。

 

33. 張雅涵

以ELISA檢測蝴蝶蘭病毒之量測不確定度

在實驗室中,任何檢測結果都無法避免不確定度的問題產生。為了能增加檢測結果之可靠度,需進行量測不確定度之探討。

本研究目的為探討蝴蝶蘭病毒檢測過程之量測不確定度,以增加病毒檢測結果之可靠度。此研究首先將對於蝴蝶蘭各部位進行酵素連結免疫吸附分析法,以計算出取樣之量測不確定度。再針對儀器、設備等不確定度進行評估。

根據評估結果Coating antibody 育成溫度於37℃及4℃的環境下皆有顯著的差異性而呈色反應時間隨著時間的增長其吸光值也有顯著的差異性。因此在檢測過程中或不同實驗室進行比較時,此兩項若能皆為相同條件,可提高酵素連結免疫吸附分析法檢測結果之可靠度。

 

34. 蕭逸偉

電容感測技術應用於植物葉片含水率量測之研究

本研究藉由直接量測植物體的方式以預測作物的水分狀態。電容法目前廣泛運用在量測物質的水分上,且具有快速、靈敏等優點。在農業生產上,若以成本的作為考量,價格過高可能不符經濟效益。而電容感測在此方面具有優勢,因而本研究採用電容感測方式來檢測葉片的水分含量。

試驗結果顯示電極板的間距會影響量測性能,因此此研究選用1.3mm間距進行包括3個不同位置及53個測試頻率的電容量測。由不同位置之量測發現電容值由中心至靠近葉端位置而遞減。可推論葉片水分並不是均勻分布。以葉比重及電容值兩個變數對三種不同定義之含水率建立模型。