TWI887111B - Ｌｅｄ光譜儀檢測裝置及其檢測方法 - Google Patents

Abstract

一種LED光譜儀檢測裝置及其檢測方法，包含：本體，勻光板，第一透明板，隔板，及檢測裝置。其中，該檢測裝置進一步包含：複數光源發射器，接收器，控制室，固定連結裝置。而該控制裝置更進一步包含：微控制器，記憶單元，顯示單元，電源單元。藉由光源發射器朝勻光板方向發射，順序掃描待測物；當量測光線撞擊到待測物，其反射回來，或繼續前行的光線訊號，由接收器加以接收；然後將訊號送入控制室內的控制裝置之微控制器，藉由演算、比對、分析形成特定的光譜；而微控制器再由記憶單元抓取儲存的光譜資訊進行後續的演算、比對、分析；最後將其結果回存入記憶單元，並輸出至顯示單元，藉以通知操作者。其藉由快速掃描待測物品，據以迅速判定物品是否為異常，除了可以提升檢測速度，提高檢測效率，亦可以增加檢測物品的範圍。

Description

LED光譜儀檢測裝置及其檢測方法

本發明一種LED光譜儀檢測裝置及其檢測方法，更詳而言之，尤指一種藉由快速掃描待測物品所建立的光譜，據以迅速判定物品是否為異常，並利用相對簡易的構造，即能達到快速檢測物品的目的，除了提升檢測效率，亦能降低檢測成本。

習知的光譜儀檢測裝置，係藉由量測的光所建立的光譜，進而分析物質的組成和性質。其通常運用於元素分析、分子結構分析、物質定性和定量分析、食品和農業分析等各方面，使用範圍相當的廣泛。惟其存在下述三大缺點，第一結構複雜，價格昂貴，無法擴大推廣使用。第二操作繁複，必須具有熟練技術的人員才能靈活操作，拘限其使用的範圍。第三檢測後必須一段較長的時間才能獲得檢測結果，容易造成檢測效率不佳。

另外，本案申請人所申請的我國專利94126592白度檢測裝置，係由殼體、待檢測物容置空間、測量單元、顯示單元及電源供應單元等所組成。其中，呈杓狀之待檢測物容置空間係位於殼體之前端，其上設有一活動上蓋，測量單元、電源供應單元係設置於殼體內，而顯示單元則係設置於殼體之表面。該測量 單元與待檢測物容置空間中間設有一透明基板，前述測量單元進一步係由光源產生器、勻光板、光感應器及控制電路所組成。其中，該光源產生器、光感應器、電源供應單元及顯示單元均與控制電路設有電氣連接，而光感應器係設置測量單元之前端且位於透明基板之一側，光源產生器係相對位於光感應器之後端且其光源發射之方向係朝向光感應器之方向，而勻光板則設於光感應器與光源產生器之間。其藉由該光源產生器產生光源，照射於待檢測物上，再由其所反射之光強度進行比對。藉以判定白米輾壓精製過程的輾白度。因為其僅能作為檢測稻米白度的程度，檢測功能及範圍較為拘限。惟仍將該專利前案作為本案之參考。

本發明主要係針對前述習知光譜儀檢測裝置的缺點，所為的全新發明。

本發明之主要目的，係一種LED光譜儀檢測裝置及其檢測方法，其藉由檢測裝置及控制裝置的設計，得以快速掃描待測物品，藉以得到特定的光譜，並據以迅速判定物品是否為異常，提升檢測效率。

本發明之另一目的，係一種LED光譜儀檢測裝置及其檢測方法，其藉由可見光或不可見光進行等比順序掃描或非等比順序掃描，藉以增加可檢測物品的範圍，提升物品檢測的能力。

本發明之又一目的，係一種LED光譜儀檢測裝置及其檢測方法，其利用相對簡易的構造，即能達到快速檢測物品的功能， 藉以降低成本。

為了達成本發明的目的，本發明一種LED光譜儀檢測裝置，包含：本體，勻光板，第一透明板，隔板，及檢測裝置；其中，該本體，其一側設置檢測裝置；該勻光板，係鄰接該檢測裝置一預定距離，使光線能夠均勻分布穿透；該第一透明板，係與勻光板鄰接間隔一預定距離；該隔板，係與第一透明板鄰接間隔一預定距離；其特徵為：該檢測裝置進一步包含：複數光源發射器，接收器，控制室，固定連結裝置；該複數光源發射器，係設置於該檢測裝置一端的周邊預定處；該接收器，係設置於該檢測裝置的中央，其與光源發射器訊號連接，用以接收發射撞擊到待測物後之訊號；該控制室，係設置於檢測裝置的另一端，並將控制裝置收納於其內部；該固定連結裝置，係設置於該檢測裝置的預定處，藉以將該檢測裝置固定連結於本體上；該控制裝置更進一步包含：微控制器，記憶單元，顯示單元，電源單元；該記憶單元，與微控制器訊號連接，提供資料的儲存；該顯示單元，與微控制器訊號連接，藉以將微控制器演算、比對、分析的結果輸出顯示；該電源單元，係提供該光源發射器、接收器、微控制器、顯示單元的電力者。一種LED光譜儀檢測方法，包含：本體，勻光板，第一透明板，隔板，及檢測裝置；該檢測裝置進一步包含：複數光源發射器，接收器，控制室，固定連結裝置；該控制裝置更進一步包含：微控制器，記憶單元，顯示單元，電源單元；其特徵為：首先藉由光源發射器朝勻光板方向發射，順序掃描待測物；當量 測光線撞擊到待測物，其反射回來，或繼續前行的光線訊號，由接收器加以接收；然後將訊號送入控制室內的控制裝置之微控制器，藉由演算、比對、分析形成特定的光譜；而微控制器再由記憶單元抓取儲存的光譜資訊進行後續的演算、比對、分析；最後將其結果回存入記憶單元，並輸出至顯示單元，藉以通知操作者。

為了詳細說明，特舉下述實施例加以說明如下，惟，該等實施例並非用於限制本發明。

10:本體

12:勻光板

13:緩衝室

14:第一透明板

15:待測物容納室

16:隔板

18:第二透明板

20:檢測裝置

22:光源發射器

24:接收器

26:控制室

28:固定連結裝置

30:控制裝置

32:微控制器

34:記憶單元

36:顯示單元

38:電源單元

41:第一時間

42:第二時間

圖1係本發明LED光譜儀檢測裝置第一實施例示意圖。

圖2係本發明檢測裝置的立體示意圖。

圖3係本發明控制裝置的方塊圖示意圖。

圖4係本發明LED光譜儀檢測裝置第二實施例示意圖。

圖5係本發明LED光譜儀檢測方法的第一實施例示意圖。

圖6係本發明LED光譜儀檢測方法第二實施例的示意圖。

圖7係本發明LED光譜儀檢測方法第三實施例的示意圖。

為利 貴審查委員能進一步瞭解本發明的技術特徵與手段，茲以具體實施例並配合圖示加以詳細說明如後：

本發明一種LED光譜儀檢測裝置，請同時參閱圖1、 2、3；圖1所示，係該LED光譜儀檢測裝置第一實施例示意圖；圖2所示，係本發明檢測裝置的立體示意圖。圖3所示，係本發明控制裝置的方塊圖示意圖。該LED光譜儀檢測裝置包含：本體10，勻光板12，第一透明板14，隔板16，及檢測裝置20等所組成。而該檢測裝置20進一步包含：複數光源發射器22，接收器24，控制室26，固定連結裝置28。該本體10的一側設置檢測裝置20，鄰接該檢測裝置20預定距離處設置勻光板12，使光源發射器22所發射出的LED光線能夠均勻分布穿透。與勻光板12鄰接間隔一預定距離處設置第一透明板14，該勻光板12與第一透明板14之間的空間形成一緩衝室13。該第一透明板14係讓光源發射器22所發射出的LED光線能夠順利穿透。與第一透明板14鄰接間隔一預定距離處設置隔板16，該第一透明板14與隔板16之間的空間形成一待測物容納室15。該隔板16係用以拘束待測物，並界定一個待測物容納室15。而該檢測裝置20的一端設置複數光源發射器22，並係設置於其周邊的預定處，藉以朝勻光板12方向發射LED光線，本實施例及其圖示係以數量4作為舉例說明，並非用以限制本發明。於該檢測裝置20的中央設置一接收器24，其與光源發射器22訊號連接，用以接收發射撞擊到待測物反射回來的光線。該檢測裝置20的另一端設置控制室26，可將控制裝置30收納於其內部。該檢測裝置20預定處設置複數固定連結裝置28，藉以將檢測裝置20固定連結於本體10上。該控制裝置30更進一步包含：微控制器32，記憶單元34，顯示單元36，電源單元38。該微控制器32與接收器24 訊號連接，對訊號進行量測、演算、分析和比對。該記憶單元34與微控制器32訊號連接，提供資料的儲存。該顯示單元36與微控制器32訊號連接，藉以將微控制器32分析演算比對的結果輸出顯示，通知操作者。而該電源單元38則提供該光源發射器22、接收器24、微控制器32、顯示單元36等元件的電力。該電源單元38可選擇為蓄電池，或外接電源，或其他電源裝置。其操作方式首先係將待測物放入待測物容納室15內，然後將檢測裝置20的光源發射器22朝勻光板12方向發射LED光線，經緩衝室13之後穿過第一透明板14，撞擊到待測物，其反射回來的訊號由接收器24加以接收，然後將訊號送入控制室26內的控制裝置30之微控制器32，藉由量測光與待測物相互作用所產生的數據，經由演算和分析組合建立形成特定的光譜。而微控制器32再由記憶單元34抓取儲存的光譜資訊進行後續的比對分析，將其結果回存入記憶單元34，並輸出顯示單元36，藉以通知操作者。

請同時參閱圖2、3、4，圖4係本發明LED光譜儀檢測裝置第二實施例示意圖。該實施例的LED光譜儀檢測裝置一樣包含：本體10，勻光板12，第一透明板14，第二透明板18，及檢測裝置20等所組成。而該檢測裝置20進一步包含：複數光源發射器22，接收器24，控制室26，固定連結裝置28。其主要的差異在於，原該隔板16改為第二透明板18，使光源發射器22所發射的光線，撞擊到待測物而繼續前行的光線，能夠順利穿透該第二透明板18。另外，該檢測裝置20的接收器24將被分離，單獨安裝於本 體10相對於光源發射器22的另一端，使撞擊到待測物而繼續前行並且穿透該第二透明板18的光線，能夠被該接收器24接收。而其操作方式首先係將待測物放入待測物容納室15，然後將檢測裝置20的光源發射器22朝勻光板12方向發射LED光線，經緩衝室13之後穿過第一透明板14，撞擊到待測物而繼續前行的光線訊號，穿透該第二透明板18而由接收器24加以接收，最後將訊號送入控制室26由控制裝置30加以演算、分析、比對。其原理如前一實施例，不再贅述。

本發明LED光譜儀檢測方法，請同時參閱圖1~5，圖5係本發明LED光譜儀檢測方法的第一實施例示意圖。其係使用波長範圍在450到750奈米(nm)之間的LED可見光，本實施例選用藍光，圖示中以英文字母B代表；綠光，圖示中以英文字母G代表；红光，圖示中以英文字母R代表。本實施例係以該三原色光舉例說明，並非用以限制本發明。圖示中橫座標代表波長，縱座標則代表亮度，而刻度僅係示意表達藉以說明，並非嚴苛的限制界定。當光源發射器22首先將LED藍光朝勻光板12方向發射，以等比的方式提升波長，逐漸降低亮度；而接著發射綠光，以等比的方式提升波長，逐漸提升亮度；同樣的方式接續發射红光，順序掃描待測物容納室15內的待測物。當量測光線撞擊到待測物，其反射回來(或繼續前行)的光線，由接收器24加以接收，然後將訊號送入控制室26內控制裝置30的微控制器32，藉由量測光與待測物相互作用產生的數據，經由演算和分析組合建立形成特定的 光譜。而微控制器32再由記憶單元34抓取儲存的光譜資訊進行後續的比對分析，將其結果回存入記憶單元34，並輸出至顯示單元36，藉以通知操作者。其操作的部驟，首先係將一正常的待測物放入待測物容納室15進行一輪等比順序掃描，獲得一組正常待測物的光譜數據，儲存於記憶單元34。接著將未知的待測物放入待測物容納室15進行另一輪等比順序掃描，獲得一組未知的待測物之光譜數據，將兩組數據藉由微控制器32進行演算、比對、分析，即可迅速判定該未知的待測物係正常或是已經遭受汙染。舉例說明，操作人員先將一正常的豬油放入待測物容納室15進行等比順序掃描，獲得一組正常豬油的光譜數據，接著將待測的未知豬油放入待測物容納室15進行另一輪等比順序掃描，獲得該待測未知豬油的光譜數據，將兩組數據送入微控制器32進行演算、比對、分析，即可迅速判定該未知的豬油係正常，或是已經遭受汙染，或是已經過期變質異常等的資訊，並將該資訊顯示於顯示單元36。當然若是使用第二實施例的光譜儀檢測裝置，則當光線撞擊到待測物，其係穿透該第二透明板18，並由接收器24加以接收，然後將訊號送入控制室26內控制裝置30的微控制器32進行後續的演算、比對、分析等操作。請參閱圖6，係本發明LED光譜儀檢測方法第二實施例的示意圖。為了使檢測範圍能夠更為寬廣，將光源發射器22所發射的量測光線，由可見光擴增至涵蓋不可見光。將波長範圍在10到400奈米(nm)之間的紫外光，圖示中以英文字母UV代表；將波長範圍在700奈米到1毫米之間的红外光，圖示 中以英文字母IR代表，加入該LED光譜儀檢測裝置。而其等比順序掃描方法及比對操作原理如上述，不再贅述。因為等比順序掃描的波長範圍更廣，因此其可以採用檢測的選擇範圍也就更多，可以檢測物品的種類也就提升。

請同時參閱圖1、2、3、4、7，圖7係本發明LED光譜儀檢測方法第三實施例的示意圖。為了提升檢測範圍，更進一步採用非等比順序掃描。圖7中，其第一時間41發射的光源為比值不固定的數列波長之量測光線，其第二時間42發射的光源為另一組比值不固定的數列波長之量測光線，並且接續發射第三、四、五…時間比值不固定的數列波長之量測光線(圖未示)。當光線撞擊到待測物，其反射回來(或繼續前行)的量測光線，由接收器24加以接收，然後將訊號送入控制室26內控制裝置30的微控制器32，藉由量測光與待測物相互作用產生的數據，經由演算和分析組合建立形成特定的光譜。而微控制器32再由記憶單元34抓取儲存的光譜資訊進行後續的比對分析，即可辨識待測物是否正常，其方法及原理如同上述，不再贅述。因為係非等比順序掃描，因此可以提升可檢測物品的範圍，提高使用範圍及選擇彈性。而本實施例一樣可以選擇使用可見光或可見光涵蓋不可見光。

綜上所述，本發明LED光譜儀檢測裝置及其檢測方法，藉由檢測裝置及控制裝置的設置，得以快速掃描待測物品，藉以得到特定的光譜，並據以迅速判定物品是否為異常，合於產業上之利用性。而本發明藉由可見光或不可見光進行等比順序掃 描或非等比順序掃描，除了可以提升檢測速度，亦可以提升可檢測物品的範圍，增加檢測的選擇彈性，其較習知技術更具有功效之增進，具有進步性。另外本發明申請前並未見於刊物，其新穎性亦毋庸置疑。本發明合於專利法之規定，爰依法提出發明專利之申請，祈請惠予審查並賜予專利，實感德便。

20:檢測裝置

22:光源發射器

24:接收器

26:控制室

28:固定連結裝置

Claims (10)

1. 一種LED光譜儀檢測裝置，包含：本體，勻光板，第一透明板，隔板，及檢測裝置；其中，

   該本體，其一側設置檢測裝置；

   該勻光板，係鄰接該檢測裝置一預定距離，使光線能夠均勻分布穿透；

   該第一透明板，係與勻光板鄰接間隔一預定距離；

   該隔板，係與第一透明板鄰接間隔一預定距離；

   其特徵為：

   該檢測裝置進一步包含：複數光源發射器，接收器，控制室，固定連結裝置；

   該複數光源發射器，係設置於該檢測裝置一端的周邊預定處；

   該接收器，係設置於該檢測裝置的中央，其與光源發射器訊號連接，用以接收發射撞擊到待測物後之訊號；

   該控制室，係設置於檢測裝置的另一端，並將控制裝置收納於其內部；

   該固定連結裝置，係設置於該檢測裝置的預定處，藉以將該檢測裝置固定連結於本體上；

   該控制裝置更進一步包含：微控制器，記憶單元，顯示單元，電源單元；

   該微控制器，與接收器訊號連接，可以對量測光進行演算、比對、分析操作；該記憶單元，與微控制器訊號連接，提供資料的儲存；該顯示單元，與微控制器訊號連接，藉以將微控制器演算、比對、分析的結果輸出顯示；該電源單元，係提供該光源發射器、接收器、微控制器、顯示單元的電力者。
2. 如申請專利範圍第1項所述之LED光譜儀檢測裝置，其中，該勻光板與第一透明板之間的空間形成一緩衝室。
3. 如申請專利範圍第1項所述之LED光譜儀檢測裝置，其中，該第一透明板與隔板之間的空間形成一待測物容納室。
4. 如申請專利範圍第1項所述之LED光譜儀檢測裝置，其中，該隔板係為光線可穿透的第二透明板，而該接收器係單獨安裝於本體相對於光源發射器的另一端。
5. 如申請專利範圍第1項所述之LED光譜儀檢測裝置，其中，該電源單元可選擇為蓄電池，或外接電源，或其他電源裝置。
6. 一種LED光譜儀檢測方法，包含：本體，勻光板，第一透明板，隔板，及檢測裝置；該檢測裝置進一步包含：複數光源發射器，接收器，控制室，固定連結裝置；該控制室，係設置於檢測裝置的一端，並將控制裝置收納於其內部；該控制裝置更進一步包含；微控制器，記憶單元，顯示單元，電 源單元；其特徵為：首先藉由光源發射器朝勻光板方向發射，順序掃描待測物：當量測光線撞擊到待測物，其反射回來，或繼續前行的光線訊號，由接收器加以接收；然後將訊號送入控制室內的控制裝置之微控制器，藉由演算、比對、分析形成特定的光譜；而微控制器再由記憶單元抓取儲存的光譜資訊進行後續的演算、比對、分析；最後將其結果回存入記憶單元，並輸出至顯示單元，藉以通知操作者。
7. 如申請專利範圍第6項所述之LED光譜儀檢測方法，其中，對待測物掃描係以可見光進行等比順序掃描或非等比順序掃描。
8. 如申請專利範圍第6項所述之LED光譜儀檢測方法，其中，對待測物掃描係以涵蓋可見光及及不可見光進行等比順序掃描或非等比順序掃描。
9. 如申請專利範圍第6項所述之LED光譜儀檢測方法，其中，較佳為該光源發射器係發射紅、綠、黃三種可見光進行等比順序掃描或非等比順序掃描。
10. 如申請專利範圍第6項所述之LED光譜儀檢測方法，其中，較佳為該光源發射器係發射紅、綠、黃三種可見光進 及红外光、紫外光二種不可見光進行等比順序掃描或非等比順序掃描。

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