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110年-論文發表

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1

離群值篩選與樣品均勻性評估之統計方法介紹

由於產品或樣品的均勻程度,將影響其是否符合應用範圍與目的,如:參考物質生產機構所生產之驗證參考物質,能力試驗執行機構所選用的能力試驗樣品,為確保參考物質或樣品具有一致特性或可比較性的,應證明其具備一定的均勻性。然而在進行均勻性評估前,需對產品或樣品之特性參數進行量測,以取得足夠數量的量測值進行數據分析,但取得的量測值中,可能存在離群值而影響數據分析與結果判讀,因此本文將參考ASTM E178-16a:2016、ISO 5725-2:1994、ISO 13528:2015等標準,介紹數種離群值篩選與均勻性評估方法並輔以案例說明,最後再提醒方法使用之注意事項,以期讀者在實際分析時,可選擇適合方法進行使用。

National Conference of Standards Laboratories, International (NCSLI)

20210824

2

淺談量測系統等級分類準則

計量領域人員依據國際計量學詞彙-基本和通用概念及相關術語 (ISO/IEC Guide 99:2007, International vocabulary of metrology-Basic and general concepts and associated terms, VIM 3)之計量追溯(metrological traceability)定義,對於各量測系統所繪製的新版計量追溯圖,可約略獲知此量測系統在計量追溯鏈之位階高低,但若要進一步判斷系統屬於哪種等級,應歸屬為原級量測系統、次級量測系統,甚至是其他等級的量測系統,因VIM 3未包含原級量測系統與次級量測系統等名詞定義,故對於系統等級尚無明確的分類依據。因此本文將以VIM 3諸多計量術語中,與量測系統等級分類較相關之名詞定義進行探討,試著訂定量測系統等級分類準則,並輔以案例進行說明,以期作為計量領域人員在檢視量測系統並判斷其系統等級時的參考。

National Conference of Standards Laboratories, International(NCSLI)

20210825

3

實驗室間比對之參考值決定與比對結果分析

實驗室間比對(interlaboratory comparison)之良好表現是實驗室量測能力取得國際相互認可的必要條件。本文介紹如何針對不同類型與目的之實驗室間比對,進行參考值決定與比對結果分析。藉由概念性的介紹,期能有助於因應新技術或方法而辦理之實驗室間比對,選擇適當的量化分析方法。

量測資訊雙月刊(量測中心)

20210901

4

顧客滿意度調查暨分析之實務分享–以檢測實驗室運作為例

「顧客滿意度」為企業經營者常用以確認自身產品或服務品質滿足顧客需求與否之評估指標,亦可從滿意度調查結果,尋求品質改進的方向。ISO/IEC 17025:2017測試與校正實驗室能力一般要求,係國內檢測實驗室運作所依循之規範,其於第8.6改進章節中也提及「實驗室應從其顧客尋求無論是正面或負面的回饋,此種回饋應予運用與分析,以改進其管理系統、測試與校正活動及顧客服務」,而顧客滿意度調查即為一種獲得顧客回饋之有效方式。本文主要以檢測實驗室運作為例,與讀者分享顧客滿意度的調查方式、問卷設計及分析方法,期望協助實驗室能藉由有效的問卷調查結果,了解提供之檢測相關服務是否滿足顧客需求,並決定符合顧客期望的改進方向,進而持續提升服務品質與顧客滿意度。

品質管制月刊(中華民國品質管理學會)

20211101

5

材料試驗機之伸長計校正與不確定度評估

本文介紹材料試驗機之伸長計校正與量測不確定度評估方法,量測不確定度評估係依據ISO/IEC Guide 98-3:2008(以下簡稱ISO GUM)中所述之評估方法,針對材料試驗機之伸長計在校正過程中的各項不確定度源分別作分析及估算其標準不確定度。以0 mm至1000 mm之遊校範圍作不確定度評估,在相對應約95 % 信賴水準下,估算得擴充不確定度為 0.09 mm及涵蓋因子為2.02。

量測資訊雙月刊(量測中心)

20211101

6

座標量測儀掃描及單點量測模式之誤差差異

座標量測儀已廣泛的應用於工業產品生產時的尺寸量測。本論文針對座標量測儀的掃描及單點量測模式進行誤差差異研究,以提供使用者合理的參數設定依據,並確保量測的準確度與可靠度。研究過程中是依據ISO規範進行數據收集,並利用ANOVA方法進行統計分析。研究結果顯示,兩種量測方法如預期的有顯著之差異,但掃描量測模式中的各種參數設定則無顯著不同。未來,本研究成果將用於建立掃描模式之VCMM建立,提供三維尺寸標準之追溯。

ICCPE 2016 Proceedings

20161001

7

應用聲速量測探討現行國際溫標溫度與熱力學溫度之差異

熱力學溫度單位克耳文(kelvin)新定義自2019年國際計量日(5月20日)起即開始實施,現行的1990年國際溫標(International Temperature Scale of 1990,ITS-90)在新定義啟動後之轉換期間,短期內國際上的因應方案採雙軌並行方式運行,但ITS-90的溫度T90其實和熱力學溫度T間存在偏差,需要應用基於新定義之測溫法來量測熱力學溫度,並據此修正ITS-90溫度T90之偏差,亦即得到(T90-T)。本研究利用溫度量測諮詢委員會(Consultative Committee on Thermometry,CCT)認可之原級測溫法之一 聲學氣體測溫法,應用聲速量測來決定熱力學溫度T,將溫度標準傳遞到白金電阻溫度計上,並與依照ITS-90定點溫度量測法所得之T90進行比較。文中並涵蓋與熱力學溫度相關之不確定度評估內容,藉以進一步探討該差異與國際上其他國家計量機構(National Metrology Institute,NMI)已發表結果之等同性,確立基於溫度單位新定義下國內聲學氣體測溫法之技術建立能量。

台灣聲學學會

20201113

8

應用於5G綠能通訊之環形凹槽天線與矽晶太陽能電池整合技術

在此研究中,我們提出一個新的設計:應用於5G綠能通訊之環形凹槽天線與矽晶太陽能電池整合技術。此自發電天線操作於不需經許可的國家信息基礎設施(Unlicensed National Information Infrastructure (U-NII) )頻段。此環形凹槽天線具有對於各偏振的高對稱特性與寬頻的特性。在我們的研究中約可達到400 MHz的頻寬。
此研究中模擬數種不同的環形凹槽天線模型,目標是設計一個環形凹槽天線結合矽晶太陽能電池,且此矽晶太陽能電池需具備不明顯影響天線整體效能的特性。為了減少環形凹槽天線與矽晶太陽能電池之間的干涉,我們最佳化了矽晶太陽能電池陣列的晶格常數分布。此研究使用三維全波電磁模擬來驗證此自發電天線的特性,此自發電天線設計於 U-NII 頻段,將可應用再在未來的5G綠能通訊上。

International Multi-Conference on Engineering and Technology Innovation

20211029

9

NML與NMIJ電阻標準系統比對

因應新公制單位(New SI)之變革,我國國家度量衡標準實驗室(National Measurement Laboratory;NML)將原有之電阻標準系統作汰換,建立新電阻標準。為了確保標準具國際一致性,NML與日本計量研究院(National Institute of Advanced Industrial Science and Technology;NMIJ)進行國際比對。本文記述NML及NMIJ的電阻系統介紹、電阻系統量測不確定度及比對內容等,比對結果確立了NML電阻標準具國際一致性。此外,我國為亞太地區TCEM (Technical Committee on Electricity and Magnetism)領域內首次採用Hybrid Comparison (HC)模式作為比對模式的國家,首篇HC比對報告已登錄於亞太計量組織(Asia Pacific Metrology Programme;APMP)官網。

量測資訊雙月刊(量測中心)

20211101

10

建置高壓大容量短路試驗室之可行性評估與研究

我國高壓大容量短路試驗能量不足,長久以來國內電力業者需送國外試驗,除曠日廢時並要花費數百萬新台幣方能完成型式試驗。為配合國家能源政策與電業法修法,台電公司綜合研究所已展開高壓試驗設備與試驗能量的更新與擴建計畫。
本研究主要是針對台電公司綜合研究所之兩個所區(包含:樹林所區與深澳所區)用於建置能加入如國際短路試驗聯盟(Short-circuit Testing Liaison, STL)之國際級 「36 kV 40 kA高壓大容量短路試驗室」的可行性作廣泛地探討與比較。其中,可行性評估與研究的主要項目包含:最適使用面積/位置、搬運道路限制、環境風險影響以及短路試驗室加入系統後之系衝分析等。
最終,本研究將針對台電公司綜合研究所之樹林所區與深澳所區完成各項可行性評估的完整比較與防制建議。

量測資訊雙月刊(量測中心)

20211101

11

可攜式耳溫計標準器

市售各類耳溫計之標準不一,無法篩檢出發燒病人,有效隔離傳染源。量測中心有鑑於此需求,發展出模擬耳道之耳膜的黑體空腔設計之可攜式耳溫計標準校正器。一系列開發製程中,我們發展出易設計、易製造、易操作、易攜帶、易維修及低成本之紅外線耳溫計校正器。它不受限於任何視角設計之耳溫計,適合廣泛使用於民生、醫療、生產製造等。其有效放射率是經由蒙地卡羅方式計算而得。其規格功能滿足國際間之標準。在發燒篩選之溫度38 ℃的擴充不確定度低於0.06 ℃ ,充分地滿足國際標準(歐、美)紅外線耳溫計最大允許誤差±0.2 ℃之標準。

量測資訊雙月刊(量測中心)

20210502

12

鐵道系統獨立查證與確證制度之探討

為提升鐵道運輸之品質與安全,透過一致的程序與標準及監督管理機制,建立制度化的獨立查證與確證制度(Independent Verification and Validation;IV&V),將對鐵道運輸的行政管理、建設的推動及民眾安全福祉等之確保,有所助益。本文針對鐵道系統獨立查證與確證制度的認知及實踐進行探討,並介紹我國鐵道查證與確證制度現況,解析並建議鐵道技術研究暨驗證中心建置計畫之功能定位,以及在查證與確證制度所扮演之角色。

量測資訊雙月刊(量測中心)

20210701

13

APMP.T-K8濕度關鍵比對總結報告:露點溫度+30 °C 至 +95 °C

涵蓋露點溫度+30 °C 至 +95 °C 的關鍵比對APMP.T-K8,係於NMIJ (主導)、MSL (協辦)、RCM-LIPI/SNSU-BSN、SCL、KRISS、NMIM、NMIA、NIMT、CMS/ITRI、和NMC/A*STAR等國家實驗室間舉行,目標是建立參加國家間實現露點溫度之等同程度。即使比對進度比預定時程嚴重落後,傳遞標準件在整個比對過程並無顯著漂移,根據卡方檢定的結果亦呈現出比對的有效性,而且本比對的結果可作為支持各個參加機構申請CMC的可信賴證據。

Metrologia

20210604

14

1000 °C以上熱電偶的高溫定點校正與實現

隨著國內產業的升級與工業科技的進步,在半導體、航空航太、國防科技、鋼鐵冶金、燒結等領域對1000 ℃以上使用熱電偶進行高準確度的溫度量測有著迫切的需求。然而,熱電偶若長期暴露在高溫下,其組成材料間的物理/化學反應會隨時間變化產生額外的熱電動勢,導致有漂移 (drift) 現象。透過金屬-碳共晶點 (metal-carbon eutectic points) 鈷碳合金 (Co-C;1324 ℃) 與鈀碳合金 (Pd-C;1492 ℃) 高溫校正技術的實現,熱電偶在1000 ℃至1500 ℃之溫度量測不確定度能有效控制在1 ℃以內的品質要求,從而改善高溫生產良率與減少不必要的能量損耗,並確保國內工業和科學溫度量測的可靠性。

量測資訊雙月刊(量測中心)

20211101

15

採用外差干涉法之衝擊振動原級校正系統改良

國家度量衡標準實驗室(NML)原級衝擊校正系統,採用零差法(homodyne)建立干涉模組,依國際標準的訊號處理方式計算衝擊加速度。近年來,因應產業技術升級,雷射干涉技術突飛猛進,加上類比轉數位擷取的軟、硬體能力的蓬勃發展,德國聯邦物理技術研究院(PTB)為採用外差法(heterodyne)來量取加速度訊號之濫觴,至今國際上原級振動校正的實現,外差干涉法已蔚為主流;本文介紹NML衝擊振動原級系統之干涉儀模組,現役的零差干涉法及改良後的外差干涉法之原理、架構及訊號處理方法,探討系統改良之實施流程,期能藉由外差法之優點,提升國內衝擊振動原級校正之技術水準。

量測資訊雙月刊(量測中心)

20211101

16

熱力學溫度實現與ITS-90溫度差異探討

熱力學溫度單位克耳文(kelvin)新定義自2019年世界計量日(5月20日)起開始實施,現行的1990年國際溫標(International Temperature Scale of 1990,ITS-90)在新定義啟動後,溫度諮詢委員會(Consultative Committee on Thermometry; CCT)的因應方案採雙軌並行方式運行,但ITS-90的溫度T90其實和熱力學溫度T間存在偏差,需要利用新定義之測溫法來量測熱力學溫度,並據此修正T90溫度之偏差-亦即得到(T–T90)。本研究利用CCT認可原級測溫法之一的聲學氣體測溫法,利用聲速量測來決定熱力學溫度T,再將溫度標準傳遞到白金電阻溫度計上,以與依照ITS-90定點溫度量測法所得之T90進行比較。文中除介紹實現熱力學溫度之步驟並探討(T–T90)與國際上其他國家計量機構(National Metrology Institute,NMI)已發表結果之等同性,確立基於溫度單位新定義下國內聲學氣體測溫法之技術與能量。

量測資訊雙月刊(量測中心)

20210901

17

以 DIN 5036 Part 3方法量測穿透霧度

本論文主要是分析以 DIN 5036 Part 3方法量測穿透霧度結果。從數值模擬的分析結果可知,擴散穿透會受到積分球反射影響,連帶的穿透霧度也受到相同因素影響。量測數據將和以雙補償方式量測的數值相比較以驗證這個模擬分析結果

International Conference on New Developments and Applications in Optical Radiometry

20210623

18

CIE 242:2020 曲面和軟性OLED和LED光源的光度法

本技術報告由CIE技術委員會(TC)2-75的第2部分“光和輻射的物理測量”編寫,並已得到管理委員會和國際照明委員會2部門的批准。該文檔報告了有關所描述的特定照明和照明領域的當前知識和經驗,旨在供所有對照明和照明具有卓越興趣的人使用。此處提供的信息僅供參考,並非強制性的

本報告介紹了測量彎曲光源的光度和色度數量的方法,並為確定測量不確定度提供了指導。測量量包括亮度,光通量,顏色,反射率和視角。

The International Commission on Illumination

20201217

19

乾燥柏油路面反射特性之現場量測

現場量測一條由LED照明之乾燥柏油路面,再由影像亮度與照度分布研究此路面之反射特性,此彎曲舊道路的高角度亮照比可用本方法獲得,其特性可用入射與觀測角度的二次方程表示。

Proceedings of NEWRAD

20210623

20

偵測器式(detector-based)光強度(燭光)標準實現方法簡介

光強度(luminous intensity)為光度學(photometry)常見之基本計量,用以描述光源在給定方向單位立體角內所發出之光通量的強度,單位為燭光(符號: cd)。目前我國國家度量衡標準實驗室是以(室溫)絕對輻射計來量測取得計算光強度所需之輻射功率,然而隨著計量技術的演進,各國陸續改採不確定度較低之低溫絕對輻射計來達成更佳的量測結果,而使用低溫絕對輻射計做為計量追溯源之偵測器式(detector-based)光強度標準實現方法,也成為現今光強度標準實現之主流方法。在標檢局的支持下,國家度量衡標準實驗室也開始展開光強度(燭光)標準實現方式之改良。本文介紹偵測器式光強度標準實現方法,內文將說明此法之原理、操作方式、以及與現有實現方式之不同之處。希望讀者對於改良中之光強度標準實現方式有所了解,也期望透過低溫絕對輻射計之運用,降低我國光度計量標準(photometric scale)之不確定度。

量測資訊雙月刊(量測中心)

20210701

21

滅菌用紫外線發光二極體關鍵參數量測

由於紫外線C波段(UV-C)易與生物體作用,藉由照射UVC來破壞微生物DNA以達到消毒滅菌的效果。因此C波段紫外線發光二極體(UV-C LED )在新型冠狀病毒(COVID-19)流行期間之相關應用更加受到重視。然而LED產品應確保產品規格參數才能保證品質。因此工研院量測中心建立UV LED關鍵參數量測系統,包括輻射通量、輻射照度、峰值波長、分光輻射照度、輻射劑量等,以協助相關產業之研發與品質,保障消費者安全。本文針對相關之關鍵參數量測技術說明。

量測資訊雙月刊

20210502

22

台灣首套 EUV 光輻射標準 -EUV 微影檢測生態系之機會與挑戰

為因應國內半導體先進微影技術發展,國家度量衡標準實驗室發展極紫外波段光輻射量測與校正技術,目前已與同步輻射研究中心合作建置了極紫外光( Extreme Ultraviolet; EUV)光偵測器分光響應校正系統,並建立光偵測器之光輻射特性評估量測技術,可提供 EUV 光偵測器之光輻射計量標準。本文簡介了包含 EUV 光偵測器校正系統、校正原理與標準追溯之介紹,實驗室將光輻射標準由 UV 推展至 EUV,新開發光輻射標準之波長範圍為 10 nm 至 20nm,可將輻射響應標準傳遞於 EUV 光偵測器,以滿足目前 EUV 微影製程檢測設備生態系之計量標準需求。

量測資訊雙月刊(量測中心)

20210901

23

紫外線發光二極體應用與量測技術簡介

因應新冠肺炎疫情之爆發,世界各國紛紛提出各種因應疫情的措施,以UV-C光源結合高換氣率之空調,有助於進行COVID-19新冠肺炎病毒之滅活,在後疫情時代成為一種控制新冠肺炎流行之措施。本文介紹UV 光源使用指引與國際發展趨勢,UV-C LED量測技術與相關標準追溯鏈之建置。 目前NML建立UV LED關鍵參數量測系統,可提供輻射通量、輻射照度、峰值波長、分光輻射照度、輻射劑量之量測,藉以協助相關產業研發與產品品質之推展以及消費者安全之保障依據。

標準、檢驗與計量

20210730

24

防疫用人流監控系統

在疫情爆發後政府為了穩定經濟並降低群聚風險,本技術於人潮聚集處佈建先進光達式人流分析系統以對抗新冠肺炎疫情之爆發。系統可用於分析夜市裡的總人數與社交距離,並可提供群聚問題之解決方案以提出防疫策略。系統不需要個資與影像分析可符合GDPR之要求,透過邊緣運算式AI演算法,可降低大量影像資料回傳雲端分析,並達到高偵測距離與高解析度特性,可降低大範圍佈建之成本使易於擴建。因應新常態而發展為防疫科技城市,本系統不只可以作為防疫利器,更可延伸應用為活動人數統計、互動科技與擴增實境之應用藉以增加觀光收益。

量測資訊雙月刊(量測中心)

20210502

25

整合式XRF /XPS表層分析系統開發以定量分析矽晶球表層質量

為了以X光晶體密度法實現新公斤定義,CMS/ITRI建立了整合式XRF(X光螢光頻譜)/ XPS(X光光電子能譜)表層分析系統用於矽晶球表層之組成定量分析。 矽晶球的表層主要由氧化物層,碳化污染層與物理吸附/化學吸附水組成。此系統透過已校正之的矽漂移檢測器測量XRF以直接確定量氧元素之單位面積沉積質量(ng / cm2)和XPS來測量元素(O,Si,C)之原子比例與化學式。 結合這兩種方式可以準確定出矽晶球的表層質量。本文報導了XRF / XPS表層質量分析系統的建置,包括表層分析方法、系統之組裝、真空系統設計以及未來預期之工作。矽晶球之質量將由表層質量量測結果與矽晶球核質量結合定出。。

ACTA IMEKO

20210331

26

以 X 射線螢光頻譜定量分析作為新質量標準之矽晶球表面層氧含量

工研院量測中心以整合式 X 射線螢光(XRF)/X 射線光電子能譜 (XPS) 表面分析系統測量並定量存在於矽晶球表層的氧分布。考量 X 射線源之長期不穩定性,矽晶球表層氧元素的量化基於建立標準試片氧含量與相對強度比值(Si/RRS)之校準曲線,本論文介紹了定量分析矽晶球表層氧含量之的方法和量測結果,氧在矽晶球上的平均質量沉積為 133± 12 ng/cm^2,相對不確定度為小於 10%。透過 XRF 量化的氧含量可作為其他表層元素定量之參考而定出,矽晶球的表層分析系統可透過 XRCD 方法是對新公斤定義之實現和傳遞做出貢獻。

X-Ray Spectrometry

20210822

27

500 kN 萬能校正機數據擷取系統改良

隨著科技的進步,各種儀器控制器、顯示器也日新月異,然而儀器校正的過程中往往需要不斷比對標準件與待校件的數值,當電腦無法同時擷取兩台儀器顯示的數值時,就需要耗費人力記錄待校件讀值。反觀機器視覺辨識模組的技術目前已廣泛的應用在各個領域,相關資源更是唾手可得。本文章將介紹自行建立的機器視覺辨識模組,從模組硬體架構至辨識軟體開發逐一介紹,並探討此技術使用於量測技術的可行性。

量測資訊雙月刊(量測中心)

20211101

28

工具機幾何誤差量測於智慧製造之應用

五軸工具機是智慧製造的重要生產設備之一,目前已整合許多的智慧化技術,例如刀具的磨耗診斷及路徑優化,智慧化技術可確保高品質機械成品。其中幾何精度是五軸工具機的智慧化重要基礎之一,為確保五軸工具機的準確定位能力,工具機製造商常以雷射干涉儀進行幾何誤差的量測與補償,在高達43項幾何誤差的五軸工具機上,如何快速且準確地完成量測與補償已成為業者迫切的需求。本文介紹二維尺寸標準件分析工具機幾何誤差,將二維標準件於座標量測儀的量測結果與傳統標準件進行比較及建立五軸工具機數位化量技術系統協助製造業不斷升級。

機械工業雜誌

20211001

29

數位計量資訊交換發展-以工具機旋轉軸角度定位誤差補償為例

多軸工具機於生產過程進行檢測與校正的常用市售量測儀器,皆僅能產生量測數值與量測趨勢曲線,使用者往往多以人工方式將量測所得之誤差資訊,以手動方式輸入至控制器廠內補償表。隨工廠數位化層次提高,本研究結合工業技術研究院量測技術發展中心研發之可攜式連續角度參考標準件(PoCAS),以統一的資料交換格式與全球既有的SI單位制度為基礎,使用可延伸標記式語言(Extensible Markup Language, XML)作為共通的數位資料交換格式,訂定資料交換架構,使得IoT(物聯網)內傳遞之計量資料皆可具備“數位校正報告(Digital Calibration Certificates, DCC)”之功能,供業者於機台交予客戶端用的調機後證明文件。

機械工業雜誌

20211001

30

自組裝液相介面單層蛋白質於間充質幹細胞研究

本研究合成液相介面單層蛋白質、以研究間充質幹細胞貼覆後的表現。細胞與蛋白質層的作用力於蛋白質層形成階層狀纖維,而拉長的纖連蛋白促使細胞表現類似形狀的黏著斑構造、增加幹細胞朝神經元細胞的分化。此結果的機制為細胞於蛋白質層的拉力造成胞外基質蛋白結構的重新排列,進而影響細胞的分化方向。本實驗使用的仿生物液相介面系統得以操控幹細胞分化動向,於轉譯醫學的應用更有極大的潛力。

Advanced Materials

20200128

31

基板流動特性於上皮細胞貼附及聚合行為的表現

細胞外基質的黏滯、流動等特性於近期的生物機制發展有極大的躍進;然而,細胞行為僅與基質的表面/介面(表面下數百奈米範圍)特性相關,多數團隊使用巨觀的量測技術量化基質的力學性質、無法作為連結基質介面性質與細胞表現的直接證據。本文使用光固化的ε-羥基己酸內酯與D,L-丙交酯的PCL共聚物,並以不同的高分子分子量以及光照射時間、調控基質的彈性與流動性;基質的介面性質以原子力顯微技術進行施加力–壓深深度以及施加力–時間的曲線量測,計算基質的介面彈性模數與鬆弛時間(對應至基質流動性)。培養於PCL共聚物基質的MDCK細胞表現如細胞貼附、細胞遷移等,與基質的流動性有直接相關;實驗結果指出基質介面流動特性與上皮細胞的行為關聯,而本研究設計的黏彈性可調式基質、更可作為藥物開發過程的監測平台。

Biomaterials

20210423

32

掃描電移動度粒徑分析儀於生物粒子快篩之應用

面對襲擊全球的新型冠狀病毒所造成的疾病(coronavirus disease-2019, COVID-19),發展快速、準確的量測方法是各國努力的目標。因應生物樣品快篩的檢測需求,本文提出應用掃描電移動度粒徑分析儀於生物奈米粒子的尺寸量測。該技術以電場調控篩分出不同粒徑的粒子,達到快速、連續的檢測。相較傳統使用的檢測方法,掃描電移動度粒徑分析儀不僅速度快、節省人力,更省去昂貴的化學藥品費用,於醫學快篩檢測具有發展的潛力。

量測資訊雙月刊(量測中心)

20210502

33

利用自製微粒充電器提升DMA-CPC於超微細氣膠量測之效能

空氣中存在許多懸浮微粒,如PM2.5、PM1.0等,當這些微粒粒徑越小或數量越多時,就越容易進入人體,造成肺組織病變、發炎反應或免疫系統受損,甚至導致癌症的發生,因此,粒子粒徑與濃度是環境汙染一項重要的指標。
       微分電移動度分析儀-凝結粒子計數器(Differential Mobility Analyzer - Condensation Particle Counter, DMA-CPC)目前被廣泛應用在奈米粒子粒徑篩分與濃度的量測,DMA的原理是利用不同尺寸的帶電粒子於電場下電移動速度的差異來進行顆粒的篩分,篩分後特定尺寸的粒子進入CPC進行計數;然而在進行小粒徑(100 nm以下)量測時,由於微粒的充電效率下降,使得DMA能夠篩分的帶電粒子變少,導致在小尺寸的粒子量測結果不佳,為了提升DMA-CPC在小尺寸粒子量測的性能,本研究開發了自製的微粒充電器,並使用不同粒徑標準品(10 nm 及20 nm金奈米粒子)來評估自製微粒充電器之效能,並與傳統軟X光充電器進行比較。

環境分析化學研討會

20210629

34

使用AFM技術研究螢火蟲捕獲線之奈米級材料異質性

許多節肢動物用於生物功能的黏合劑材料包含黏性物質和支持材料,通過利用基材附著和能量耗散協同工作。雖然人們非常關注這些生物複合材料的粘性膠水的成分和特性,但對支持它們的材料卻很少關注。特別是,由於這些材料主要負責黏合劑剝離過程中的能量耗散,因此對產生功能性的結構認知甚少,尤其是在奈米尺寸等級之結構性質研究。在這項研究中,我們使用輕敲模式AFM來分析未拉伸和拉伸的螢火蟲 (Arachnocampa tasmaniensis)捕獲線,並揭示了與絲綢表面附近表面結構和彈性模量變化相對應的奈米級特徵。相位圖像顯示了黏彈性變化的高分辨率,並揭示了材料中的大部分球狀和細長特徵。相位圖像的快速傅立葉變換分析證實了這些結果。這項研究的結果證明了 AFM量測技術,尤其是相位角成像,在研究奈米級結構方面的實際用途,這些結構產生了天然和合成來源的高度異質材料的宏觀尺度功能。

Molecules

20210609

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長波長低掠角X 光散射 關鍵尺寸量測技術

半導體元件從2D 構造的半導體場效電晶體(Metal Oxide Semiconductor Field Effect
Transistor; MOSFET),快速進展至3D 的鰭式場效電晶體(Fin Field Effect Transistor; FinFET);
而在2020 年,半導體產業進入環繞閘極(Gate All Around; GAA) 式電晶體世代,除線寬微縮
外,其元件三維結構、材料組成更加複雜,導致所需量測關鍵尺寸參數數量大幅增加。台積
電預計2024 年將製程節點推進至2 nm ,各項關鍵尺寸持續縮小,例如,最小線寬來到了20
nm,疊層誤差(Overlay) 小於0.6 nm。在結構複雜化、微小化及新材料組成之情況下,增加
了關鍵尺寸量測困難度,因此需發展新的關鍵尺寸量測技術以滿足半導體產業計量需求。

量測資訊雙月刊(量測中心)

20210901

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前瞻半導體原物料純度與顆粒檢測技術

隨著半導體製程不斷縮小至奈米等級,半導體元件對於製程中所使用的材料(如︰溶劑、氣體、光阻、研磨劑等)中的污染物非常敏感,如何快速及即時獲得製程氣體與製程液體的潔淨度資訊是十分重要的課題,本篇將針對原物料純度與顆粒分析的相關量測技術與前處理方法進行介紹,並提供實際的應用案例,以提供製程中相關線上檢測方法之參考。藉由精準量測追溯污染來源,準確控制產品良率,提升產品品質。

量測資訊雙月刊(量測中心)

20211029

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發展X光反射技術應用於關鍵尺寸

台灣半導體已啟動2奈米節點研發,導入環繞式閘極 (Gate-All-Around, GAA) 電晶體製程,將於2024年進入量產。X光量測技術視為目前2奈米製程前段唯一可行的線上CD量測方法,因此,本計畫建置關鍵尺寸X光反射式(Critical Dimension X-Ray Reflectivity, CD-XRR)量測技術,以X光反射式量測技術(X-Ray Reflectivity, XRR)為基礎,應用在GAA結構關鍵尺寸量測,滿足量測微區? 50 x 50 μm2製程圖案需求,同時,X光穿透多層環繞式閘極結構,提供原子級解析度關鍵尺寸量測。計畫亦規畫開發首台2奈米製程前段量測設備,進行CD-XRR量測技術驗證,以滿足量測前段製程奈米尺寸三維複雜CD需求,確保台灣半導體2奈米製程前段品質,提升良率。同時,藉由量測技術的建立與前瞻設備的開發,帶領半導體儀器設備產業轉型,進入半導體前段製程檢測,提升儀器設備產業競爭優勢。

The International Multi-Conference on Engineering and Technology Innovation

20211030

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自製便攜式單極充電器小於10奈米顆粒充電效能測試

掃描式電移動度粒徑分析儀(SMPS)能夠確定奈米級粒子的尺寸分佈,已用於半導體行業量測,以滿足該領域對高質量半導體級成分純度分析的強烈需求。然而測量過程中充電步驟中小於 10 奈米顆粒的損失是一個關鍵問題,因為傳統上使用雙極充電器對顆粒充電,由於氣溶膠的整體電中性,小於10 奈米顆粒的充電效率較低。在我們的研究中,自製的便攜式平板電暈單極充電器代替了雙極充電器。使用一根細線,反饋電暈電流設置為 13 nA,以獲得穩定的電暈放電,從而引起空氣分子的極化。 -6.8 V 偏置電壓被施加到鋁室,使空氣分子與氣溶膠顆粒碰撞並轉移電荷。為了評估小於 10 nm 顆粒的充電效率,使用直徑為 3 nm 至 25 nm 的氯化鈉和半導體溶劑作為實際樣品。結果表明,對於小於10 nm 顆粒,單極充電器的固有充電效率至少提高了兩倍,這表明通過修改單極充電器設計可以實現更好的性能。也就是說,在 SMPS 系統中使用單極充電器作為充電器是降低檢測限並滿足半導體行業未來需求的潛在解決方案。

International Multi-Conference on Engineering and Technology Innovation

20211030

39

呼吸器流量與壓力校正追溯

首例新型冠狀病毒(COVID-19)的患者於2019年底出現至今,由於患者會產生呼吸困難的症狀,急需使用呼吸器(Ventilator)幫助感染者維持呼吸功能,此時國內開始有使用呼吸 呼吸器需要由呼吸器分析儀(Ventilator tester)進行流量,壓力驗證或校準,此處將介紹呼吸器分析儀的流量及壓力參數至國家標準衡標準實驗室之流量標準及壓力標準系統,確保安全呼吸器之性能與品質。

量測資訊雙月刊(量測中心)

20210503

40

低壓氣體計量技術精進與分析

鐘形校正器為國家度量衡低壓氣體之原級標準系統。鐘形校正器進行校正時,鐘罩內部氣體之密度須透過量測鐘罩內部氣體之壓力及溫度決定,如何精準量測鐘罩內部具有代表性之溫度為重要之課題,此系統經過重新設計溫控及溫度量測方法後,鐘罩內部因氣溫分層所造成之量測誤差半區間由原先的0.1 ℃下降至0.05 ℃,整體系統之相對擴充不確定度由0.11 %下降至0.09 %。

量測資訊雙月刊(量測中心)

20210715

41

水量計智慧讀表檢測系統建置

國內目前DN 40以下之水量計指示裝置的積算盤,大多數是採用機械構造的數字轉輪以及指針式圓盤,本研究所建置的智慧讀表檢測系統,係使用具有AI(Artificial Intelligence,人工智慧)辨識和無線網路(Wi-Fi)通訊功能的影像辨識攝影機,具備小於0.1秒的高速影像截圖與儲存能力,得於短時間完成積算盤影像的擷取、辨識、儲存及傳送,並透過無線通訊方式傳至監控電腦。影像辨識攝影機藉由內建的影像處理單元,透過機器學習(machine learning)和深度學習(deep learning),自動完成水量計積算器的影像辨識以及轉換成數據,並以純文字形式資料的CSV(Comma-Separated Values,逗號分隔值)格式檔案儲存,檔名包括日期和時間以供辨識。監控電腦透過FTP(File Transfer Protocol,檔案傳輸協定),將攝影機所擷取的影像和辨識所得數值檔案傳送至特定的電腦檔案夾。執行水量計檢驗的自動化監控程式,得於水量計檢驗的過程,至指定檔案夾讀取辨識所得數值檔案,取得水量計積算器的累計水量數值,以供數據計算之用。

中國機械工程學會暨全國學術研討會

20211203

42

音速噴嘴流出係數迴歸模型分析

高壓氣體流量標準系統為運轉在大範圍壓力、溫度及流量的系統,校正系統使用的音速噴嘴傳遞標準件可以建立一條涵蓋操作壓力為5-60 bar,操作溫度為常溫,流量為 3-200 m3/h的範圍。本文精準的預測此範圍內噴嘴特性的萬用曲線,符合迴歸與校正值差異在 ±0.10 %的要求。
影響高壓氣體用音速噴嘴(Sonic Nozzle)特性的變數為雷諾數(Reynolds number,Re)、壓力(Pressure,P)、噴嘴喉部直徑(Nozzle throat diameter,Nd),及三者交互作用(Interaction) 之Re×P、Re×Nd、P×Nd、Re×P×Nd等變數。以變數的次冪多項式線性組合這七個變數成為迴歸分析的多變數曲線。
利用SPSS套裝軟體提供的統計學習函式庫之避免多元共線性(Multi-collinearity)的子集選擇,主要是逐步迴歸(Stepwise)方法,來求解多變數曲線的迴歸係數。經由變數擴充的84個變數,被納入同一區塊及編成7個區塊進行逐步迴歸,經過軟體篩選可精確的預測大範圍多變數的流出係數(Discharge coefficients),迴歸的調整判定係數(Coefficient of determination) R2值最小接近0.9852,且使用平均約30 °C的校正數據,可合理地預測20 °C及10 °C溫度的流出係數。對於噴嘴喉部直徑大於4.219 mm的噴嘴,由於ISO曲線不確定度為0.3 %,因此本模型的整體精度有所提升,尤其最大噴嘴11.556 mm,精度整整提高了2倍。

中國機械工程學會暨全國學術研討會

20211204

43

微小水流量校正系統量測不確定度分析

目前國家度量衡標準實驗室的微流量量測系統(系統編號為F11),所提供服務的流量校正範圍在0.1 μL/min ~ 10 mL/min,但近年來在汽車安全檢測與環境測試工業、氣象監測儀器校正、化工製程應用及醫療設備對流量驗證之量測範圍己達10 mL/min ~ 1 L/min,因此建置此範圍之標準系統是有其必要性。基於上述原因,過去已針對欲擴增的校正範圍(10 mL/min ~ 1L/min)新增第三台 Mettler-Toledo 稱重平台(XPR15002L),且完成該稱重平台穩定性與不確定性評估作業,無論在重複性測試、偏載效應與遲滯效應上其整體精度皆位在十萬分之一差距內,此稱重平台應用在流量系統擴充量測範圍10 mL/min ~ 1 L/min是符合其性能要求的。因此本文重點將對 F11 系統所欲擴增的量測範圍(10 mL/min ~ 1 L/min),進一步對其量測過程中可能產生的不確定度因素逐一進行分析。

中國機械工程學會全國學術研討會

20211203

44

風速計校正與不確定度分析

空氣流速量測常成為各行業檢測的重要參數,舉凡大氣環境監測、工業通風環境空氣品質的檢測、住宅性能驗證、藥品製造及半導體無塵室等廠房等行業領域中廣泛使用空氣流速測量儀器,例如熱線式及輪葉式風速計,為確保風速計量測的準確性,風速校正設備與方法的要求顯得格外重要,包括標準風速計校正追溯、風洞之設計結構與其風洞流場特性都會影響流速計量的準確性。

中國機械工程學會全國學術研討會

20211203

45

超音波風速計流速校正與測試實驗

風速計量的量測常成為各行業檢測的重要參數,舉凡大氣環境監測、工業通風環境空氣品質的檢測、住宅性能驗證、藥品製造及半導體無塵室等廠房等行業領域中廣泛使用,為確保風速計量測的準確性與國際校正的一致性,亞太計量組織(Asia Pacific Metrology Programme,簡稱APMP)流體技術委員會(APMP-TCFF)規畫每10年舉辦一次風速內圈比對(Key Comparison),最近一次APMP.FF-K3 (風速)內圈比對於2009年至2010年舉辦。
2020年台灣工業技術研究院量測標準中心國家度量衡實驗室(NML)主辦此次風速的國際關鍵比對,編號為APMP.FF-K3.2020,主要參與測試的國家計量機構包括中國(NIM)、日本(NMIJ)、韓國(KRISS)、新加坡(A*STAR)、泰國(MINT)及越南(VMI)等,關鍵比對比對的風速範圍為0.5 m/s至30 m/s,將風速涵蓋前次APMP.FF-K3風速範圍的一部分,並延伸至0.5 m/s至30 m/s風速範圍,以提供KCRV列入BIPM資料庫。
本次關鍵比較中使用的超聲波風速計,主要是由日本NMIJ所提供,此風速計的製造廠商為KAIJO SONIC CORPORATION,本文主要說明比對時超音波的量測方法及超聲波風速計量的結果測試。

中國機械工程學會全國學術研討會

20211203

46

標準氣體於儀器校驗查核的應用

行政院環境保護署於全國設置80多個空氣品質監測站,並且針對空氣品質監測站的品保作業規範了校正、查核之方法與頻率,以確保監測設備的運作狀況,其中,量測參考標準為掌控氣體檢測設備監測數據可信度與提升監測濃度準確度的關鍵因素。本篇文章以儀器校驗查核結果為例,說明標準氣體於儀器性能驗證的應用與重要性。

量測資訊雙月刊(量測中心)

20210301

47

氣體純度鑑識技術之應用

純度分析於各產業中皆有廣泛需求,無論是生活相關、工業(製程或者產品)及國防等皆有應用。以生活領域而言,人們每天食用的食品需要檢驗產品或者原物料有無危害壞物質殘留;工廠製造產品使用的原物料或者產品需要檢驗純度以確保製程良率;國防領域而言,飛行員於機艙內呼吸用氣體需要檢驗是否含危害成分氣體,避免影響飛行安全。本文將著重於氣體領域的純度分析應用介紹,藉由檢測案例之執行介紹純度分析於產業之應用與重要性。

量測資訊雙月刊(量測中心)

20210301

48

以同位素鍶與鉛比例量測發展汙染鑑源技術

穩定同位素廣泛存在於自然環境中,因其同位素組成穩定不受短期環境變化影響,故具有產地指向性,故可作為產地來源之鑑定依據。鑑定物品產地的同位素分析技術,近年來開始被探討其用於追溯汙染物來源的可行性。
工業技術研究院量測技術發展中心於2018年,購入多接收器感應耦合電漿質譜儀(multicollector inductively coupled plasma mass spectrometer, MC-ICP-MS),進行矽同位素比例量測。考量鉛同位素比例可用於鑑定燃煤、空氣汙染及水汙染;鍶同位素比例可用於鑑定飲用水及河川汙染物來源。今年著手規劃發展鉛與鍶同位素比例量測技術,並建立量測標準。
初期結果已能量測鉛(204Pb、206Pb、207Pb、208Pb)與鍶(84Sr、86Sr、87Sr、88Sr)各四種同位素,並能依鉛同位素比例區分不同國家所產之鉛標準溶液。

環境分析化學研討會

20210630



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  • 網站最新更新日期 : 2022/12/01
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