TWI707630B - 殘留物檢測裝置及其方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種殘留物檢測裝置，用於檢測一待測物內殘留物，殘留物檢測裝置包含：一電源電路，電連接兩供電訊號電極；以及一訊號捕捉電路，電連接兩訊號捕捉電極。供電訊號電極與訊號捕捉電極，可用於進入待測物內。當殘留物檢測裝置處於一電源施加模式，電源電路對待測物提供一供電訊號，以調整待測物內局部所形成之通道。當殘留物檢測裝置處於一訊號捕捉模式，訊號捕捉電路檢測待測物內之內部阻抗。殘留物檢測裝置根據內部阻抗之變化，判斷待測物內之殘留物狀態。

Description

殘留物檢測裝置及其方法

本發明是關於一種殘留物檢測技術，特別是關於一種可用於檢測殘留農藥之裝置及其方法，藉由提供電源電路之訊號源來調整待測物內局部所形成之通道，並檢測此局部之內部阻抗，以判斷待測物內殘留物狀態。

一般而言，蔬菜採收時，為了能保持其品質以及外觀良好，以增加市場上的賣相，常藉助噴灑農藥等方式以降低蟲害等困擾。然而，蔬菜中若是農藥殘留量太高，食用後常易導致對人體的嚴重傷害。雖然，透過清洗等過程可降低部分農藥殘留量，但部分農藥仍是殘留量過高，使得食用後仍可能殘留人體造成慢性傷害。

現有的農藥殘留量檢測技術，主要係以將包含部分蔬菜成分之樣品，放入儀器內進行檢測。或者，藉由專用試紙進行檢測。此類儀器檢測成本昂貴，操作有相當複雜性，不適用於一般家庭用途。試紙的種類雜多，使用不方便，且須具有相關知識才能判讀檢測結果。故現有的農藥殘留量檢測技術難以普及於一般消費者。

有鑑於此，如何能提供一設計簡化、判斷方便、即時性高以及操作方便的農藥殘留量檢測技術，實為相關領域的重大課 題。

關於前述之技術需要，本發明提供一種殘留物檢測裝置，其不需將待測物(例如蔬菜類食物)切開，僅藉由電極插入待測物內，就可進行檢測待測物內殘留物。此技術具有操作容易、簡便迅速且適用於同時檢測多種農藥之效果。

本發明係利用外加偏壓的方式，對待測物之局部區域產生通道特性，然後量待測物中兩電極間是否形成通道，以判斷待測物內殘留物之狀態。

就其中一個觀點，本發明之殘留物檢測裝置包含：一電源電路，電連接兩供電訊號電極；以及一訊號捕捉電路，電連接兩訊號捕捉電極。供電訊號電極與訊號捕捉電極，可用於進入待測物內。當殘留物檢測裝置處於一電源施加模式，電源電路對待測物提供一供電訊號，以調整待測物內局部所形成之通道。當殘留物檢測裝置處於一訊號捕捉模式，訊號捕捉電路檢測待測物內之內部阻抗。殘留物檢測裝置根據內部阻抗之變化，判斷待測物內之殘留物狀態。

一實施例中，當殘留物檢測裝置處於電源施加模式，待測物於兩供電訊號電極間之內部，在電源施加模式下產生一通道形成區。兩訊號捕捉電極進入通道形成區內，當殘留物檢測裝置處於一訊號捕捉模式，訊號捕捉電路進行檢測待測物內之內部電阻。

一實施例中，電源電路對待測物進行之供電，為直流電或交流電。

一實施例中，電源施加模式與訊號捕捉模式為同步進行；或者，當電源電路停止對待測物提供供電訊號後，殘留物檢測裝置進入訊號捕捉模式，訊號捕捉電路檢測待測物內之內部電阻。

一實施例中，待測物之內部電阻之變化，包含一上升電阻趨勢、一下降電阻趨勢、或一穩定電阻趨勢。其中上升電阻趨勢，對應於待測物內之低比例殘留物；下降電阻趨勢，對應於待測物內之高比例殘留物；穩定電阻趨勢，對應於待測物內之微比例殘留物。

就另一個觀點，本發明又提供一種利用前述殘留物檢測裝置之殘留物檢測方法，包含下列步驟：提供一待測物；提供兩供電訊號電極，用於插入待測物內，以對待測物提供一供電訊號，並調整待測物於兩供電訊號電極間內之局部所形成之通道；提供兩訊號捕捉電極，用於插入待測物內，以檢測待測物於形成通道後之內部電阻；以及根據內部電阻之變化，判斷待測物內之殘留物狀態。

100、200‧‧‧殘留物檢測裝置

11‧‧‧電源電路

12‧‧‧供電訊號電極

13‧‧‧訊號捕捉電路

14‧‧‧訊號捕捉電極

15‧‧‧共用電極

16、17‧‧‧類比電路

18‧‧‧電極

A、B、C、E、F、G‧‧‧電壓高點

Aion‧‧‧通道形成區

Liq‧‧‧液體

N‧‧‧節點

Obj‧‧‧待測物

S1、S2、S3、S4‧‧‧步驟

Vcc‧‧‧供電訊號

圖1、2繪示係根據本發明兩實施例之殘留物檢測裝置之示意圖。

圖3A繪示係根據本發明一實施例中各種電阻趨勢之示意圖。

圖3B繪示係根據本發明一實施例之訊號捕捉電路之簡化示意圖。

圖4A、4B繪示係根據本發明兩實施例中檢測電壓之示意圖。

圖5繪示係根據本發明一實施例中另一種待測物之檢測之示意圖。

圖6繪示係根據本發明又一實施例之殘留物檢測裝置之示意圖。

圖7繪示係根據本發明又一實施例之殘留物檢測方法之流程示意圖。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

本發明提供一種殘留物檢測裝置及其方法，其可藉由供電以調整待測物內局部所形成之通道，並檢測此局部之內部阻抗，以判斷待測物內殘留物狀態。本發明檢測技術具有設計簡化、判斷容易、即時性高以及操作方便等果效。

請參照圖1，其顯示本發明的殘留物檢測裝置100，包含：一電源電路11，電連接兩供電訊號電極12；以及一訊號捕捉電路13，電連接兩訊號捕捉電極14。供電訊號電極12與訊號捕捉電極14，可製作成例如探針型式(如圖1所示)，以利於插入待測物Obj內。本申請之殘留物檢測裝置100具有兩種模式：訊號捕捉模式以及電源施加模式。當殘留物檢測裝置100處於電源施加模式時，電源電路11對待測物Obj提供一供電訊號Vcc，以改變及調整待測物Obj內局部所形成 之通道，並提高蔬菜中通道帶電化的密度。當殘留物檢測裝置100處於訊號捕捉模式時，訊號捕捉電路會檢測待測物Obj之內部阻抗。根據上述，殘留物檢測裝置100即根據所測得之局部阻抗變化，以判斷待測物Obj之內部殘留物狀態。

前述之電源電路11以及訊號捕捉電路13，其可為類比電路，以分別提供供電訊號Vcc以及判斷內部阻抗之變化。或者，訊號捕捉電路13可以為類比轉數位電路，即根據所捕捉之電阻訊號，根據比較電路分級待測物Obj之殘留物狀態。

一實施例中，當殘留物檢測裝置100處於電源施加模式時，待測物Obj(例如：蔬菜)於兩供電訊號電極12間之局部區域Aion，在電源施加模式下會形成一通道形成區Aion。一般而言，若是待測物Obj中含有農藥等殘留物的話，在待測物Obj中施加電源後，農藥會在待測物Obj之木質部中產生形成通道之現象，且此形成通道之程度，與殘留在蔬菜中農藥之比例有關。舉例而言，當殘留在待測物Obj中之農藥比例較高時，其中導電離子較多，在供電產生的電場作用下，形成通道之程度也對應地較高。反之，當殘留在待測物Obj中之農藥比例較低時，其中導電離子較低，在供電產生的電場作用下，形成通道之程度也對應地較低。因此，可依據待測物Obj中加強電離子化之程度來判斷殘留在待測物Obj中之農藥比例。綜上所述，前述之導電離子之程度高低，會影響待測物Obj的內部局部電阻。亦即，待測物Obj中導電離子之程度高低，與待測物Obj的內部電阻值直接成正比例關係。只要量測待測物Obj的內部局部電阻值，就可以據以判斷在待測物Obj中是否有農藥 殘留，以及進一步判斷殘留在待測物Obj中的農藥濃度比例高低。

參照圖3A，一實施例中，前述之待測物Obj之內部局部電阻之變化，包含一上升電阻趨勢、一下降電阻趨勢、或一穩定電阻趨勢。其中上升電阻趨勢，對應於待測物內之低比例殘留物；以及下降電阻趨勢，對應於待測物內之高比例殘留物；以及穩定電阻趨勢，對應於待測物內之極微比例殘留物或未具有殘留物。其中，殘留物在待測物內之比例，高比例殘留物>低比例殘留物>微比例殘留物，其中，微比例殘留物可包含極微比例殘留物、無農藥殘留物。

進一步而言，前述之上升電阻趨勢、下降電阻趨勢、或穩定電阻趨勢，此三種狀態分別為隨時間之增加而有不同之電阻變化的特性。根據本發明，當電阻依據時間座標所具有之趨勢斜率，大於一特定正參考斜率時，此狀態即判斷為上升電阻趨勢。當電阻依據時間座標所具有之趨勢斜率，小於一特定負參考斜率時，此狀態即判斷為下降電阻趨勢。當電阻依據時間座標所具有之趨勢斜率，小於上述特定正參考斜率且大於上述特定負參考斜率時，即判斷為穩定電阻趨勢。如此，可根據內部電阻之變化，判斷殘留物狀態，更可進行分級或分類，以提供使用者清楚的農藥殘留判斷指標。一方面，消費者可據以迅速而簡單地判斷蔬菜中的農藥殘留物狀態，進而調整購買或飲食情形。另一方面，農民或業者更可依照本發明所提供之方法，進行施作農藥之評估，以避免過度施作農藥或施作農藥不足等缺失。

本申請的特點在於，系統型農藥大部分為水溶性，水分傳輸主要在木質部，因此可透過量測木質部以進行檢測(即電極進 入木質部)，以檢測出待測物(例如：蔬菜)中的農藥殘留狀態。因此，前述電極進入待測物所產生之通道形成區Aion，較佳的例如為木質部之一部分。然而，本發明之通道形成區Aion可不限於此，例如當需要時，例如韌皮部之水分較高時，亦也可藉由韌皮部之一部分進行殘留物檢測(因系統型農藥可滲入蔬菜的各部分，電極可進入韌皮部進行檢測)，同樣地可以檢測到蔬菜的農藥殘留。使用者可依據實際操作需要決定電極進入蔬菜之位置。

如圖1所示，兩訊號捕捉電極14可用於進入通道形成區Aion內。當殘留物檢測裝置100處於上述訊號捕捉模式時，訊號捕捉電路13藉由兩訊號捕捉電極14(分別包括正極和負極)，進行待測物Obj內部局部電阻之量測。

圖1之實施例中，供電訊號電極12與訊號捕捉電極14，為不同之電極。然而，根據本發明之電極設計，亦可不限於各自獨立之供電訊號電極12與訊號捕捉電極14，例如可為共用之電極設計。舉例而言，在部分實施例中(例如圖2之實施例)，供電訊號電極12與訊號捕捉電極14，可為分別電連接於共用電極15。其操作方式為先進入電源施加模式(例如：強制供電)，在電源施加模式結束後，才開始進入訊號捕捉模式，進行待測物Obj內部局部電阻之檢測，如此一來，可以避免強制供電之電壓與電流彼此間影響電阻訊號量測之正確性。

當然，從另一方面而言，請參照圖1，電源施加模式之供電訊號Vcc亦可對應於訊號捕捉模式中檢測電阻所使用之電源，如此一來，於電源施加模式進行中，亦可同時啟動訊號捕捉模式，以節 省本發明殘留物檢測裝置100之操作時間。

請繼續參照圖1、2，一實施例中，電源電路11對待測物Obj提供之供電訊號Vcc，為直流電壓或交流電壓。其各有不同特徵與效果，例如，供電訊號Vcc所產生之直流電脈衝產生待測物Obj內間歇性的電場，其電場方向一致，具有逐次調整通道內密度達到均勻分布之效果；直流電對通道形成區所產生的電場方向一致，電路中簡單轉換電池之供電就可產生直流電；交流電對通道形成區所產生的電場方向雖持續變換，但不易在電極旁形成離子高度累積而影響檢測結果。在各種的供電訊號Vcc選擇中，使用者可依據需要而決定其供電訊號Vcc方式。

圖3A所顯示的為一段特定時間所顯示之電阻趨勢變化。圖3B顯示一實施例之訊號捕捉電路13之簡化示意圖，其中Ra為一固定阻抗，代表訊號捕捉電路13之內部阻抗，Robj代表待測物的內部阻抗，節點N為供電訊號Vcc至接地間之一分壓點，以供檢測電壓之用。供電訊號Vcc為直流電脈衝其中顯示部分週期中訊號捕捉電極14(如圖1所示)所檢測電壓。根據本案，電阻之變化，可根據圖4A、4B(顯示其中4個直流電脈衝或4個供電週期的對應變化)中不同電壓點A、B、C、E、F、G來判斷電壓走勢。舉例而言，圖4A中電壓波形，顯示訊號捕捉電極14所檢測之電壓為逐漸下降，其對應於前述之下降電阻趨勢。圖4B中電壓波形，顯示訊號捕捉電極14所檢測之電壓為逐漸上升，其對應前述之上升電阻趨勢。根據本發明，無論上升電阻趨勢或下降電阻趨勢，皆可以依據訊號捕捉電極14所檢測之電壓波形進行判斷。

根據本發明，待測物可不限於蔬菜，也可應用於水果等固體、茶葉萃取液、食用油等液體類之殘留物檢測。

參照圖5，當待測物為一液體Liq，本發明之殘留物檢測依然能應於液體Liq之殘留物快篩檢測。此液體Liq可為茶葉萃取液、食用油、或冷軋油類等。其相關原理，類似於前述實施例，同樣地，於電源施加模式下產生一通道形成區Aion，訊號捕捉電極14可用於進入通道形成區Aion內。當殘留物檢測裝置100處於訊號捕捉模式時，訊號捕捉電路13藉由兩訊號捕捉電極14，進行檢測液體Liq之內部電阻，以判斷其中殘留物狀態。因原理與前述實施例類似，故於此不贅述。

然而，根據本發明，殘留物檢測裝置可不限於根據待測物之內部阻抗來判斷殘留物狀態，也可根據待測物之內部電容變化，來判斷判斷待測物內之殘留物狀態。或者，殘留物檢測裝置可同步根據並比較待測物之內部阻抗與內部電容變化，來判斷待測物內之殘留物狀態。

此外，根據本發明，電連接於電源電路之供電訊號電極，也可不限於兩個。若需要，供電訊號電極更可包含二個或二個以上，可於待測物內一較大範圍或採輪流式對待測物進行調整所形成之通道(通道範圍或通道形成之密度)。訊號捕捉電極14也可不限於兩個，更可依據需要而增加其數量，以增加檢測數據，進行比對，以獲得更精確之檢測結果。

一實施例中，電源電路11以及訊號捕捉電路13，若需要， 也可合併於相同電路中或重組於其他電路中，而訊號捕捉電極14之功能，亦可合併供電訊號電極12上。例如，參照圖6，其中殘留物檢測裝置200包含兩類比電路16、17。類比電路16於電源施加模式中供電訊號Vcc，於訊號捕捉模式中提供測試供電。類比電路17於訊號捕捉模式中檢測電壓值，以進行殘留物分析。此實施例中，前述實施例之電源電路11以及訊號捕捉電路13之設計，已重組於兩類比電路16、17中。其中詳細之原理以及操作，可參照前述實施例，於此不贅述。

參照圖7，根據另一觀點，本發明提供一種應用前述殘留物檢測裝置100殘留物檢測方法，包含下列步驟：提供一待測物(S1)；提供兩供電訊號電極，用於插入待測物內，以對待測物提供供電訊號，並調整待測物於兩供電訊號電極間內所形成之通道(S2)；提供兩訊號捕捉電極，用於插入待測物內，以檢測待測物於通道形成之密度之內部電阻(S3)；以及根據內部電阻之變化，判斷待測物內之殘留物狀態(S4)。其中上述待測物，可包含：蔬菜、油品、或茶葉萃取液等。上述各步驟，已於前述實施例中說明，故此不贅述。

以上，已針對較佳實施例來說明本發明，唯以上所述者，僅係為使熟悉本技術者易於了解本發明的內容而已，並非用來限定本發明之權利範圍以及所揭露之技術。任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本申請技術方案範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例。例如本發明之技術，非僅限制於殘留在農藥比例之檢測，其他應用例如可藉由評估通道形成之密度來判斷可能殘留程度之待測物等，也可應用本發明之檢測技術，其均仍屬 於本發明技術方案的權利範圍內。

100‧‧‧殘留物檢測裝置

11‧‧‧電源電路

12‧‧‧供電訊號電極

13‧‧‧訊號捕捉電路

14‧‧‧訊號捕捉電極

Aion‧‧‧通道形成區

Obj‧‧‧待測物

Vcc‧‧‧供電訊號

Claims (8)

1. 一種殘留物檢測裝置，用於檢測一待測物內之一殘留物狀態，該殘留物檢測裝置包含：一電源電路，電連接兩供電訊號電極，該兩供電訊號電極位於該待測物內一局部區域中；以及一訊號捕捉電路，電連接兩訊號捕捉電極，該些訊號捕捉電極位於該待測物內該局部區域中；其中，該些供電訊號電極與該些訊號捕捉電極分別插入於該待測物內；當該殘留物檢測裝置處於一電源施加模式時，該電源電路對該待測物提供一供電訊號，以調整該待測物內該局部區域中該兩供電訊號電極間所形成之通道；當該殘留物檢測裝置處於一訊號捕捉模式時，該訊號捕捉電路檢測該待測物內該局部區域之一內部電阻；其中，該內部電阻之變化，對應於該待測物內之該殘留物狀態，該內部電阻之變化，包含一上升電阻趨勢、一下降電阻趨勢、或一穩定電阻趨勢，其中該上升電阻趨勢，對應於該待測物內之低比例殘留物；該下降電阻趨勢，對應於該待測物內之高比例殘留物；以及該穩定電阻趨勢，對應於該待測物內之微比例殘留物。
2. 如請求項1所述之殘留物檢測裝置，其中該電源電路對該待測物提供之該供電訊號，該訊號包括直流電或交流電。
3. 如請求項1所述之殘留物檢測裝置，其中，該電源施加模式與該訊號 捕捉模式為同步進行；或者，該電源電路停止對該待測物提供該供電訊號後，該殘留物檢測裝置進入該訊號捕捉模式，該訊號捕捉電路檢測該待測物該局部區域內之該內部電阻。
4. 如請求項1所述之殘留物檢測裝置，其中該供電訊號電極之數量為二個或二個以上，該些供電訊號電極於該待測物內一較大範圍調整所形成之該通道、或該些供電訊號電極以輪流方式對該待測物進行調整所形成之該通道。
5. 如請求項1所述之殘留物檢測裝置，其中該訊號捕捉電極之數量為三個或三個以上，以增加該些訊號捕捉電極產生之檢測數據，經比對該些檢測數據後，以獲得更精確之檢測結果。
6. 一種殘留物檢測方法，用於檢測一待測物內之一殘留物狀態，該方法包含：a.提供一待測物；b.提供兩供電訊號電極，該兩供電訊號電極插入該待測物內，於一電源施加模式時，該兩供電訊號電極對該待測物提供一供電訊號，該供電訊號包括直流電或交流電，用以改變該待測物於該兩供電訊號電極間一通道形成區之密度；c.提供兩訊號捕捉電極，該兩訊號捕捉電極插入該待測物內；d.於一訊號捕捉模式時，在一特定時間內，量測該待測物於該通道形成區之一內部電阻；以及e.根據在該特定時間內該內部電阻變化，以判斷該待測物內之該 殘留物狀態，其中，該內部電阻之變化，包含一上升電阻趨勢、一下降電阻趨勢、或一穩定電阻趨勢，並根據該上升電阻趨勢、該下降電阻趨勢、或該穩定電阻趨勢，以判斷該待測物內之該殘留物狀態。
7. 一種殘留物檢測方法，用於檢測一待測物內之一殘留物狀態，該方法包含：a.提供一待測物；b.提供三個或三個以上供電訊號電極，該些供電訊號電極插入該待測物內，於一電源施加模式時，該些供電訊號電極對該待測物提供一供電訊號，以改變該待測物於該些供電訊號電極間一通道形成區之密度，該些供電訊號電極於該待測物內一較大範圍調整所形成之該通道、或該些供電訊號電極以輪流方式對該待測物進行調整所形成之該通道；c.提供兩訊號捕捉電極，該兩訊號捕捉電極插入該待測物內；d.於一訊號捕捉模式時，在一特定時間內，量測該待測物於該通道形成區之一內部電阻；以及e.根據在該特定時間內該內部電阻變化，以判斷該待測物內之該殘留物狀態。
8. 一種殘留物檢測方法，用於檢測一待測物內之一殘留物狀態，該方法包含：a.提供一待測物；b.提供兩供電訊號電極，該兩供電訊號電極插入該待測物內，於 一電源施加模式時，該兩供電訊號電極對該待測物提供一供電訊號，以改變該待測物於該兩供電訊號電極間一通道形成區之密度；c.提供三個或三個以上訊號捕捉電極，該些訊號捕捉電極插入該待測物內，以增加該些訊號捕捉電極產生之檢測數據，經比對該些檢測數據後，較申請專利範圍第8或9項中兩個訊號捕捉電極而獲得更精確之檢測結果；d.於一訊號捕捉模式時，在一特定時間內，量測該待測物於該通道形成區之一內部電阻；以及e.根據在該特定時間內該內部電阻變化，以判斷該待測物內之該殘留物狀態。

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