TWI754504B - 棉花棒棒體之膠體檢測系統及其檢測方法 - Google Patents

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李九龍
江建志
鄭詩玟
楊尚樺
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Abstract

本發明提供一種棉花棒棒體之膠體檢測系統及其檢測方法,經由雷射光之物理特性、光吸收、反射以及折射原理,並採用以特定波長之雷射光對該棒體進行檢測。可辨識出雷射光分別對該棒體之反射功率區間以及一端具有膠體之另一該棒體的反射功率區間。達到進行檢測出該棒體之一端是否有塗佈膠體之目的。

Description

棉花棒棒體之膠體檢測系統及其檢測方法
本發明為一種檢測系統之技術領域,尤指一種棉花棒棒體之膠體檢測系統及其檢測方法。
棉花棒於製作過程中,棉花棒之棒體需要塗佈一層極薄的膠體,以利於製作棉頭時,將於抽成細絲狀之棉線層層捲繞後,得以增加固定狀態。
根據使用的情況,棉頭的大小有所區分,自一般清潔耳內污垢之棉花棒到包紮傷口消毒或上藥的大型棉棒,都需要注重將棉頭固定於棒體之一端或兩端。
若做製作過程中,夾伴製作不良,且容易鬆脫之棉花棒或棉棒,對使用者來說,都是不好的體驗。又使得消費者或使用者對製造廠商的不信賴及進而毀損製造廠商的商譽。另,於現今製程,都是以自動化之棉花棒機器生產,更無從對於成品著手進行檢測。
有鑑於此,如何檢測出棉花棒之棒體是否準確進行上膠製作成棉花棒將是刻不容緩的事務。
本發明之一目的,在希望能借由雷射光技術,以雷射光之特性以及光相互作用的特徵,達到檢測樣品棒體上是否有膠水的目的。
本發明之另一目的,藉由本發明提供膠體檢測系統及其檢測方法在讓自動製作棉花棒作業得以檢測出不良品,讓廠商在檢測後得以設計出可以回收該棒體,並重新加入生產線進行製作,藉此減少成本,更能減少浪費。
為達到上述目的,本發明提供一種棉花棒棒體之膠體檢測系統,該膠體檢測系統包括有:檢測平台,其包括有一目標點,該目標點位於該檢測平台之一平面上,用以將該棒體之一端設置於該目標點上;雷射光機,其朝向該目標點射出一雷射光束,該雷射光束具有一特定波長數值,且該雷射光機相距該目標點一第一距離;探測器,其接收該雷射光束投射到該棒體之該端反射後之一最大反射光,並轉換為一訊號,且該探測器相距該目標點一第二距離;處理器,其與該探測器電性連接,該處理器接收該訊號後,將該訊號分析為一第一資料;資料處理裝置,其與該處理器電信連接,該資料處理裝置包括有一數據資料庫以及一比對裝置,該比對裝置接收該第一資料後與該數據資料庫之一第二資料進行比對作業後,得一檢測結果;顯示裝置,其與該資料處理裝置電性連接,用以顯示該第一資料、該第二資料以及該檢測結果。
進一步地,該雷射光機與該探測器分別位於該棒體之兩側,該雷射光束投射方向與垂直平分該棒體之一垂直面形成一第一夾角,該最大反射光進行方向與該垂直面形成一第二夾角,該第一夾角數值等於該第二夾角數值。上述中該第一夾角數值以及該第二夾角數值為15度至45度之間。
進一步地,該第一距離為30公分,以及該第二距離為10公分到15公分。
於前述中,該訊號為該最大反射光之波長數值,以及該第一資料為該最大反射光之反射功率數值。
另外,該膠體檢測系統更包括一紅外線光譜機,該紅外線光譜機與該資料處理裝置電性連接,該紅外線光譜機進行一光譜吸收檢測。
進一步地,該紅外線光譜機分別將該棒體以及另一該棒體進行該光譜吸收檢測,該另一棒體具有一膠體,該特定波長數值為兩該光譜吸收檢測在吸收係數相同時之波長數值
此外,該第二資料包括有一第一反射功率數值區間以及一第二反射功率數值區間,該第一反射功率區間為預先以該雷射光束分別對複數根棒體進行膠體檢測後之數值區間,該第二反射功率區間為預先以該雷射光束分別對包覆膠體之複數根另一棒體進行膠體檢測後之數值區間。
進一步地,當該第一資料之數值落在該第一反射功率數值區間內,該檢測結果為識別出該棒體為未包覆膠體之棒體;當該第一資料之數值落在該第二反射功率數值區間內,該檢測結果為識別出該棒體為包覆膠體之棒體。
另外,為達到上述目的,本發明同時提一種棉花棒棒體之膠體檢測方法,該膠體檢測方法包括有以下步驟:
S01:提供一紅外線光譜機進行一前置作業,得到一特定波長數值、一第一反射功率數值區間以及一第二反射功率數值區間。
S02:提供一膠體檢測系統,該膠體檢測系統包括有一檢測平台、一雷射光機、一探測器、一處理器、一資料處理裝置以及一顯示裝置,其中該探測器與該處理器電性連接,該處理器與該資料處理裝置電性連接,該資料處理裝置與顯示裝置電性連接。
S03:將一棒體設置於該檢測平台,且該棒體之一端位於該檢測平台之一目標點上。
S04:將該雷射光機朝向該目標點投射出該特定波長數值之一雷射光束,且該探測器接收該雷射光束自該端產生反射之一最大反射光,並將該最大反射光轉換為一訊號。
S05:該處理器接收該訊號後,將該訊號分析為一第一資料。
S06:該資料處理裝置包括有一數據資料庫以及一比對裝置,該比對裝置接收該第一資料後與該數據資料庫之一第二資料進行比對作業。
S07:當該第一資料之數值落在該第一反射功率數值區間內,該檢測結果為識別出該棒體為未包覆膠體之棒體,以及該顯示裝置顯示該第一資料、該第二資料以及該檢測結果;以及
S08:當該第一資料之數值落在該第二反射功率數值區間內,該檢測結果為識別出該棒體為包覆膠體之棒體,以及該顯示裝置顯示該第一資料、該第二資料以及該檢測結果。
進一步地,該前置作業包括有以下步驟:
S011:提供一紅外線光譜機、棒體、另一棒體、一雷射光照射棒,其中另一該棒體之一端塗佈有一膠體。
S012:將該棒體以該紅外線光譜機進行光譜分析,得一吸收光譜圖。
S013:將另一該棒體以該紅外線光譜機進行光譜分析,得另一吸收光譜圖。
S014:分析兩該吸收光譜圖。
S015:判斷在相同吸收係數下是否存在一特定波長數值紅外線,若判斷為否,則回到步驟S014,若判斷為是,則進行步驟S016。
S016:對複數根該棒體以該特定波長數值之該雷射光照射棒進行照射,並取得複數個第一反射功率數值。
S017:對複數根該另一棒體以該特定波長數值之該雷射光照射棒進行照射,並取得複數個第二反射功率數值;以及
S018:將該第一反射功率數值、該第二反射功率數值以及該特定波長數值存入一資料處理裝置。
綜上所述,本發明利用具有特定波長之雷射光配合光的物理性質及特性辨識出製作棉花棒之棒體是否已塗佈一層膠體,並且藉由本發明來讓製作棉花棒業者提高生產良率,並得以期望廠商後續,發展出能回收未塗佈膠體之棒體得以進行利用,以達到減少原料浪費的目的,業者亦可降低成本。
本創作將由圖式配合以下說明而得到充分瞭解,使得熟習本技藝之人士可據以完成,然本案之實施並非可由下列實施例而被限制其實施型態。
請參閱圖1以及圖2所示,為本發明之使用架構示意圖以及雷射光束作用示意圖。本發明提供一種棉花棒棒體之膠體檢測系統 1,其包括有一檢測平台  2、一雷射光機 3、一探測器 4、一處理器 5、一資料處理裝置 6 以及一顯示裝置 7。
該檢測平台 2 包括有一目標點 21,該目標點 21 位於該檢測平台 2 之一平面上,用以將一棒體 8 之一端設置於該目標點 21 上。
該雷射光機 3 朝向該目標點 21 射出一雷射光束 31,該雷射光束 31 具有一特定波長數值,且該雷射光機 3 相距該目標點 21 一第一距離 D1。
該探測器 4 接收該雷射光束 31 投射到該棒體 8 之該端反射後之一最大反射光 311,並轉換為一訊號,且該探測器 4 相距該目標點 21 一第二距離 D2。該訊號為該最大反射光 311 之波長數值。
於本實施例中,該雷射光機 3 設置於與該目標點 21 相距30公分處,該探測器 4 於相距該目標點 21 之距離為10公分到15公分處,接收到該雷射光束 31 產生反射後之該訊號。
該處理器 5 與該探測器 4 電性連接,該處理器 5 接收該訊號後,將該訊號分析為一第一資料 51。該第一資料 51 為該最大反射光 311 之反射功率數值。
該資料處理裝置 6 與該處理器 5 電信連接,該資料處理裝置 6 包括有一數據資料庫 61 以及一比對裝置 62,該比對裝置 62 接收該第一資料 51 後與該數據資料庫 61 之一第二資料 611 進行比對作業後,得一檢測結果 63。該第二資料 611 包括有一第一反射功率數值區間 612 以及一第二反射功率數值區間 613。
該顯示裝置 7 與該資料處理裝置 6 電性連接,用以顯示該第一資料 51、該第二資料 611 以及該檢測結果 63。
於上述中,該雷射光機 3 與該探測器 4 分別位於該棒體 8 之兩側,該雷射光束 31 投射方向與垂直平分該棒體 8 之一垂直面 9 形成一第一夾角 θ 1,該最大反射光 311 進行方向與該垂直面 9 形成一第二夾角 θ 2,該第一夾角 θ 1數值等於該第二夾角 θ 2數值。該第一夾角 θ 1數值以及該第二夾角 θ 2數值為15度至45度之間。
此外,該棉花棒棒體之膠體檢測系統 1 更包括一紅外線光譜機91,該紅外線光譜機 91 與該資料處理裝置 6 電性連接,該紅外線光譜機 91 進行一光譜吸收檢測。該紅外線光譜機 91 預先分別將該棒體 8 以及另一該棒體 8 進行該光譜吸收檢測,於該另一棒體 8 之一端塗佈有一膠體 81,其中該特定波長數值為兩該光譜吸收檢測在吸收係數相同時之波長數值。於本實施例中,該特定波長數值為670奈米。
該第一反射功率區間 612 為預先以該雷射光束 31 分別對複數根棒體 8 進行膠體檢測後之數值區間,該第二反射功率區間 613 為預先以該雷射光束 31 分別對包覆膠體之複數根另一棒體 8 進行膠體檢測後之數值區間。
當該第一資料 51 之數值落在該第一反射功率數值區間 612 內,該檢測結果 63 為識別出該棒體 8 為未包覆膠體之棒體;當該第一資料 51 之數值落在該第二反射功率數值區間 613 內,該檢測結果 63 為識別出該棒體 8 為包覆膠體之棒體。
請參閱圖3以及圖4,分別為本發明前置作業之反射功率測量紀錄表以及反射功率測量紀錄表之折線圖。於本實施例中,預先分別以數量20根之該棒體 8 以及另一該棒體 8 逐一進行檢測,並記錄其數值。於前述之檢測時,藉由偏移測量將背景光的輸出功率歸零後,得到紀錄之數值,並製作出折線圖。
該棒體的反射功率在0.54微瓦至0.58微瓦的範圍內,平均值為0.559微瓦,並且所有20個樣品的偏差都非常小。另一棒體的反射功率在0.70微瓦至0.84微瓦的範圍內,平均為0.765微瓦。對於另一棒體情況,20個樣品的偏差仍然很小,但比該棒體的偏差大,這主要是由於所用膠水的均勻性變化(分佈和厚度)所致。施加膠體後,另一該棒體的平均輸出功率增量為36.8%。
請參閱圖5,為本發明檢測方法之流程圖。本發明亦同時提供一種棉花棒棒體之膠體檢測方法,該方法包括有以下步驟:
S01:提供一紅外線光譜機進行一前置作業,得到一特定波長數值、一第一反射功率數值區間以及一第二反射功率數值區間。
S02:提供一膠體檢測系統,該膠體檢測系統包括有一檢測平台、一雷射光機、一探測器、一處理器、一資料處理裝置以及一顯示裝置,其中該探測器與該處理器電性連接,該處理器與該資料處理裝置電性連接,該資料處理裝置與顯示裝置電性連接。
S03:將一棒體設置於該檢測平台,且該棒體之一端位於該檢測平台之一目標點上。
S04:將該雷射光機朝向該目標點投射出該特定波長數值之一雷射光束,且該探測器接收該雷射光束自該端產生反射之一最大反射光,並將該最大反射光轉換為一訊號;
S05:該處理器接收該訊號後,將該訊號分析為一第一資料。
S06:該資料處理裝置包括有一數據資料庫以及一比對裝置,該比對裝置接收該第一資料後與該數據資料庫之一第二資料進行比對作業。
S07:當該第一資料之數值落在該第一反射功率數值區間內,該檢測結果為識別出該棒體為未包覆膠體之棒體,以及該顯示裝置顯示該第一資料、該第二資料以及該檢測結果。
S08:當該第一資料之數值落在該第二反射功率數值區間內,該檢測結果為識別出該棒體為包覆膠體之棒體,以及該顯示裝置顯示該第一資料、該第二資料以及該檢測結果。
請附加參閱圖6,為本發明前置作業之流程圖。於上述之檢測方法中,該前置作業包括有以下步驟:
S011:提供一紅外線光譜機、一棒體、另一棒體、一雷射光照射棒,其中另一該棒體之一端塗佈有一膠體;
S012:將該棒體以該紅外線光譜機進行光譜分析,得一吸收光譜圖;
S013:將另一該棒體以該紅外線光譜機進行光譜分析,得另一吸收光譜圖;
S014:分析兩該吸收光譜圖;
S015:判斷在相同吸收係數下是否存在一特定波長數值紅外線,若判斷為否,則回到步驟S014,若判斷為是,則進行步驟S016;
S016:對複數根該棒體以該特定波長數值之該雷射光照射棒進行照射,並取得複數個第一反射功率數值;
S017:對複數根該另一棒體以該特定波長數值之該雷射光照射棒進行照射,並取得複數個第二反射功率數值;以及
S018:將該第一反射功率數值、該第二反射功率數值以及該特定波長數值存入一資料處理裝置。
綜上所述,本發明棉花棒棒體之膠體檢測系統及其檢測方法,藉由如下之特性達到檢測目的:
1. 膠體含水量比棒體多,通常波長越長,在水中的折射率越小,因此光在原始路徑上傳播的距離更近,而不是向另一個方向散射。
2. 由於膠體比棒體表面具有更高的平整度,因此從膠體表面反射到探測器的光要比從棒體反射的光更多。
3. 藉由紅外光光譜機分析出棒體和膠體在波長670 奈米時的兩者吸收係數基本相同,因此反射光將幾乎相同,唯一的區別是膠體的表面比棒體的表面更平坦。
另外,本發明棉花棒棒體之膠體檢測系統及其檢測方法,具有之優點如下:
1. 借由雷射光技術,以雷射光之特性以及光相互作用的特徵,達到檢測樣品棒體上是否有膠水。
2. 讓廠商在經由檢測後得以設計出可以回收該棒體,並重新加入生產線進行製作,藉此減少成本,更能減少浪費。
上述僅為本發明的較佳實施例而已,並非用來限定本發明實施的範圍,在不背離本發明精神及其實質的情況下,熟悉本領域的技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變和變形,但這些相應的改變和變形都應屬於本發明所附的權利要求的保護範圍。
1:棉花棒棒體之膠體檢測系統 2:檢測平台 21:目標點 3:雷射光機 31:雷射光束 311:最大反射光 4:探測器 5:處理器 51:第一資料 6:資料處理裝置 61:數據資料庫 611:第二資料 612:第一反射功率數值區間 613:第二反射功率數值區間 62:比對裝置 63:檢測結果 7:顯示裝置 8:棒體 81:膠體 9:垂直面 91:紅外線光譜機 D1:第一距離 D2:第二距離 θ 1:第一夾角 θ 2:第二夾角 S01~S08:步驟 S011~S018:步驟
圖1係為本發明之使用架構示意圖。 圖2係為本發明之雷射光束作用示意圖。 圖3係為本發明前置作業之反射功率測量紀錄表。 圖4係為反射功率測量紀錄表之折線圖。 圖5係為本發明檢測方法之流程圖。 圖6係為本發明前置作業之流程圖。
1:棉花棒棒體之膠體檢測系統
2:檢測平台
21:目標點
3:雷射光機
31:雷射光束
311:最大反射光
4:探測器
5:處理器
51:第一資料
6:資料處理裝置
61:數據資料庫
611:第二資料
612:第一反射功率數值區間
613:第二反射功率數值區間
62:比對裝置
63:檢測結果
7:顯示裝置
8:棒體
81:膠體
91:紅外線光譜機

Claims (10)

  1. 一種棉花棒棒體之膠體檢測系統,其包括有:一檢測平台,該檢測平台包括有一目標點,該目標點位於該檢測平台之一平面上,用以將該棒體之一端設置於該目標點上;一雷射光機,該雷射光機朝向該目標點射出一雷射光束,該雷射光束具有一特定波長數值,且該雷射光機相距該目標點一第一距離;一探測器,該探測器接收該雷射光束投射到該棒體之該端反射後之一最大反射光,並轉換為一訊號,且該探測器相距該目標點一第二距離;一處理器,該處理器與該探測器電性連接,該處理器接收該訊號後,將該訊號分析為一第一資料;一資料處理裝置,該資料處理裝置與該處理器電信連接,該資料處理裝置包括有一數據資料庫以及一比對裝置,該比對裝置接收該第一資料後與該數據資料庫之一第二資料進行比對作業後,得一檢測結果;一顯示裝置,該顯示裝置與該資料處理裝置電性連接,用以顯示該第一資料、該第二資料以及該檢測結果;其中,該訊號為該最大反射光之波長數值,以及該第一資料為該最大反射光之反射功率數值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的棉花棒棒體之膠體檢測系統,其中,該雷射光機與該探測器分別位於該棒體之兩側,該雷射光束投射方向與垂直平分該棒體之一垂直面形成一第一夾角,該最大反射光進行方向與該垂直面形成一第二夾角,該第一夾角數值等於該第二夾角數值。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的棉花棒棒體之膠體檢測系統,其中,該第一夾角數值以及該第二夾角數值為15度至45度之間。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的棉花棒棒體之膠體檢測系統,其中,該第一距離為30公分,以及該第二距離為10公分到15公分。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的棉花棒棒體之膠體檢測系統,其中,該膠體檢測系統更包括一紅外線光譜機,該紅外線光譜機與該資料處理裝置電性連接,該紅外線光譜機進行一光譜吸收檢測。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的棉花棒棒體之膠體檢測系統,其中,該紅外線光譜機分別將該棒體以及另一該棒體進行該光譜吸收檢測,該另一棒體具有一膠體,該特定波長數值為兩該光譜吸收檢測在吸收係數相同時之波長數值。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的棉花棒棒體之膠體檢測系統,其中,該第二資料包括有一第一反射功率數值區間以及一第二反射功率數值區間,該第一反射功率區間為預先以該雷射光束分別對複數根棒體進行膠體檢測後之數值區間,該第二反射功率區間為預先以該雷射光束分別對包覆膠體之複數根另一棒體進行膠體檢測後之數值區間。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的棉花棒棒體之膠體檢測系統,其中,當該第一資料之數值落在該第一反射功率數值區間內,該檢測結果為識別出該棒體為未包覆膠體之棒體;當該第一資料之數值落在該第二反射功率數值區間內,該檢測結果為識別出該棒體為包覆膠體之棒體。
  9. 一種棉花棒棒體之膠體檢測方法,該方法包括有以下步驟:S01:提供一紅外線光譜機進行一前置作業,得到一特定波長數值、一第一反射功率數值區間以及一第二反射功率數值區間; S02:提供一膠體檢測系統,該膠體檢測系統包括有一檢測平台、一雷射光機、一探測器、一處理器、一資料處理裝置以及一顯示裝置,其中該探測器與該處理器電性連接,該處理器與該資料處理裝置電性連接,該資料處理裝置與顯示裝置電性連接;S03:將一棒體設置於該檢測平台,且該棒體之一端位於該檢測平台之一目標點上;S04:將該雷射光機朝向該目標點投射出該特定波長數值之一雷射光束,且該探測器接收該雷射光束自該端產生反射之一最大反射光,並將該最大反射光轉換為一訊號;S05:該處理器接收該訊號後,將該訊號分析為一第一資料;S06:該資料處理裝置包括有一數據資料庫以及一比對裝置,該比對裝置接收該第一資料後與該數據資料庫之一第二資料進行比對作業;S07:當該第一資料之數值落在該第一反射功率數值區間內,該檢測結果為識別出該棒體為未包覆膠體之棒體,以及該顯示裝置顯示該第一資料、該第二資料以及該檢測結果;以及S08:當該第一資料之數值落在該第二反射功率數值區間內,該檢測結果為識別出該棒體為包覆膠體之棒體,以及該顯示裝置顯示該第一資料、該第二資料以及該檢測結果。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的棉花棒棒體之膠體檢測方法,其中,該前置作業包括有以下步驟:S011:提供一紅外線光譜機、一棒體、另一棒體、一雷射光照射棒,其中另一該棒體之一端包覆有一膠體; S012:將該棒體以該紅外線光譜機進行光譜分析,得一吸收光譜圖;S013:將另一該棒體以該紅外線光譜機進行光譜分析,得另一吸收光譜圖;S014:分析兩該吸收光譜圖;S015:判斷在相同吸收係數下是否存在一特定波長數值紅外線,若判斷為否,則回到步驟S014,若判斷為是,則進行步驟S016;S016:對複數根該棒體以該特定波長數值之該雷射光照射棒進行照射,並取得複數個第一反射功率數值;S017:對複數根該另一棒體以該特定波長數值之該雷射光照射棒進行照射,並取得複數個第二反射功率數值;以及S018:將該第一反射功率數值、該第二反射功率數值以及該特定波長數值存入一資料處理裝置。
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TWM577943U (zh) * 2018-12-19 2019-05-11 廖顯銘 Glue residue detection mechanism for printed circuit board after laser drilling or slicing

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