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Please use this identifier to cite or link to this item: http://ntour.ntou.edu.tw:8080/ir/handle/987654321/43183

Title: 可攜式水中營養鹽微全分析系統
Authors: 陳威翰;吳志偉
Contributors: 國立臺灣海洋大學:機械與機電工程學系
Keywords: 發光二極體;營養鹽;可攜式;場可規劃邏輯陣列;微全分析系統
Date: 2009
Issue Date: 2017-06-06T06:56:05Z
Publisher: 國立臺灣海洋大學
Abstract: 摘要:常見的營養鹽濃度分析主要分為實驗室分析法及現場即時分析法兩種技術,前者需由人員採樣後以架設於實驗室中的大型儀器進行分析,雖然檢測設備性能精準,卻不易搬遷至現場進行即時檢測;後者如比色卡或掌上型光電比色計,雖然具有可隨身攜帶,提高檢測靈活度的特性,卻犧牲了量測的精確度以及低濃度的檢測能力。提供一輕薄短小、高靈敏度、高偵測極限、低樣本需求、且即時分析檢測之工具解決上述營養鹽濃度檢測技術缺口,為本論文研究的目標。
本研究利用微機電製程技術,整合微流體系統、光學偵測、發光二極體 (Light Emitting Diode,LED)光源、光二極體(Photo Diode,PD)、訊號處理、濃度數字化顯示等技術,製作出可攜式營養鹽濃度微全分析系統,其檢測晶片尺寸為7.0 × 2.7 cm,只需約100 μL的樣本與反應試劑總量即可進行量測。當待測樣本與反應試劑注入晶片時,螺旋式微混合結構將兩者充分混合以呈色;晶片內之微氣泡清除器,則可攫取並儲存混雜在工作流體中的微氣泡,避免因氣泡而造成後續訊號偵測的誤差;已呈色之樣本與LED光源裝置所發射之特定波長光進行吸收反應,衰減的光強度經PD轉為電訊號,再以VHDL硬體描述語言設計訊號處理電路及液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)資料顯示電路,並實現於場可規劃邏輯陣列(Field Programmable Gate Array,FPGA)晶片以作為分析系統之後端電路,如此即可即時推測出未知樣本的營養鹽濃度。
本研究成功量測出亞硝酸鹽及磷酸鹽溶液,製作出符合比爾定律(Beer’s law)之標準檢量線,大於一般檢測規範0.995之R2值。實驗結果顯示本營養鹽濃度檢測系統之線性度、靈敏度與準確度均達市售分光光度計之水準,並且具有良好的再現性,證實具有精準測定亞硝酸鹽與磷酸鹽濃度之能力。
URI: http://ntour.ntou.edu.tw:8080/ir/handle/987654321/43183
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