第五章 結果與討論(二)－實驗波形與高斯模擬波形的差異
5.2 模擬高斯波形
5.3.2 實驗波形與高斯模擬波形之比較
圖35 (a)~(d)及圖 36 (a)~(d)分別代表 750 µm 與 500 µm 在 4 種線性流 速(1.83 cm/s 、3.66 cm/s、7.31 cm/s、10.9 cm/s)下，不同 tp*/Wi對偏 差函數(Deviation(t))的影響，根據偏差函數 (Deviation(t))隨時間的變 化值，可比較實驗波形與其對應的高斯波形間的差異。由實驗結果可 發現 tp*/Wi越大時，偏差函數變化的幅度會越小，即實驗波形會越接
*
品在管內流析的時間較短，以致於記錄波形受到時間效應的影響程度 較大而呈現嚴重的拖尾，所以，記錄波形與高斯波形間的差異會非常 顯著。反觀，當 tp*/Wi的值很大時，時間效應的貢獻度會大幅減少，
因此，記錄波形會是較對稱的波形，並且非常接近高斯波形。綜合而 言，樣品在管內移動的距離越長，流析時間越久，tp*/Wi越大，此時，
偏差函數隨時間而變化的值會非常小，即實驗波形會趨近高斯波形。
5.3.3 綜合分析
樣品在管內由前端移動到後端的過程中，不同的管柱內徑會影響 實驗波形受到時間效應影響程度的多寡，整理結果如圖 37 所示，在 4 種不同線性流速 1.83 cm/s 、3.66 cm/s、7.31 cm/s、10.9 cm/s 的實 驗條件中，可觀察到樣品在管柱內徑500 µm 的條件下，其訊號波形 受到時間效應的影響程度，相對於管柱內徑750 µm 而言，其貢獻度 是較小的，並且，隨著流速的增大，二種不同管徑的時間效應貢獻程 度會有顯著的差異性。
圖 31 偏差函數(Deviation(t))示意圖
上圖實線為實驗波形的數據(E(t))，虛線為高斯模擬波形的數值(S(t)) 下圖為偏差函數(D(t) = E(t) - S(t))隨時間而變化的值
0
1.90 4.03 5.96 7.95 10.16 12.25 14.97 17.19 18.51
tp*/Wi
2.00 3.90 5.95 8.08 10.44 12.44 14.31 16.77 18.18
tp*/Wi
1.86 4.02 5.89 8.00 10.16 12.58 13.99 16.55 18.01
tp*/Wi
2.05 4.01 5.83 8.09 10.12 13.08 15.28 17.24 tp*/Wi
圖 32 內徑 750µm 不同流速的時間效應貢獻度(temporal contribution) (a)1.83 cm/s Wi = 24.12 s (b)3.66 cm/s Wi = 12.06 s (c)7.31 cm/s Wi = 6.03 s (d)10.9 cm/s Wi = 4.02 s
0
1.23 2.06 3.05 3.91 4.93 6.07 7.10 7.85 tp*/Wi
1.01 1.87 3.00 3.92 4.95 6.09 7.08 8.50 tp*/Wi
1.07 2.07 2.92 3.99 5.04 6.11 7.03 7.96 8.34
tp*/Wi
1.28 2.08 3.02 4.06 4.93 6.01 7.12 8.19 tp*/Wi
圖 33 內徑 500µm 不同流速的時間效應貢獻度(temporal contribution) (a)1.83 cm/s Wi = 54.32 s (b)3.66 cm/s Wi = 27.16 s (c)7.31 cm/s Wi = 13.58 s (d)10.9 cm/s Wi = 9.05 s
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
time(sec)
Abs.
圖 34 針對波高的變化趨勢分析樣品的擴張程度
圖中顯示由多通道偵測系統在不同偵測位置所取得的16 組時圖，每 一組波形的波高會有一相對應的波峰位置。
(實驗條件: 管柱內徑 750µm 線性流速 1.83 cm/s)
0
0
0
0
0
(a)1.83 cm/s (b)3.66 cm/s (c)7.31 cm/s (d)10.9 cm/s 圖上符號 ●,◆ 分別表示管柱內徑: 750、500 µm
表 17 波高變化趨勢的相關參數
偵測位置 (cm) 波高 (h, Abs.) 波峰位置 (tp*, sec)
1 95.40 1.217 45.59
2 185.0 1.174 97.10
3 275.0 1.101 148.7
4 369.6 1.042 200.3
5 454.8 0.9941 249.5
6 538.9 0.9641 298.5
7 628.6 0.9356 349.3
8 713.1 0.9088 397.8
9 801.9 0.8833 445.6
10 889.8 0.7681 508.0
11 963.9 0.7238 546.9
12 1044 0.6780 591.7
13 1153 0.6705 651.6
14 1237 0.6744 702.4
15 1331 0.6656 751.7
16 1397 0.6601 789.2
第六章 結論
根據Pai 所提出的理論揭露了長久以來被忽略的時間效應，由本 研究的實驗結果觀察，在二種不同管柱內徑及不同流速條件下，低流 速的空圖波形呈現對稱分布，高流速的空圖波形會趨前，但時圖的波 形皆呈現明顯的拖尾，且隨著管柱內徑的增大及流速的提高，空圖與 時圖的波形差異會更明顯，即時間效應影響波形拖尾的程度隨著管柱 內徑與流速的增大而顯著，造成此效應的原因是傳統單通道偵測器固 定在單一偵測位置收集樣品訊號，而樣品在管內的空間分佈狀態隨時 間一直在改變，以致於在偵測過程中造成時間效應。
當我們更進一步探討時間效應的貢獻程度時，由實驗數據顯示，
樣品在管內由前端移動到後端的過程中，流析時間越久，也就是tp*/Wi
越大，其時間效應的貢獻度及偏差函數的變化幅度皆會變小，因為樣 品在管內的空間分佈狀態隨著流析時間的增長其變化的程度會越緩 慢，表示時間效應的影響程度變小，所以記錄波形會接近對稱分佈的 高斯波形。
本研究結果證明流動注入分析訊號的記錄波形產生拖尾的原 因，為時間效應所造成，並且樣品隨著流析時間增長，其tp*/Wi增大，
而時間效應的貢獻會漸小，以致於記錄波形與高斯模擬波形間的差異 變小，最後得到相當接近高斯的記錄波形。
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