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3-1 LabVIEW 程式開發

3-1-1 相似度比對的邏輯運算

在程式中定義兩組圖譜的相似度,如圖 3-1-1 所示,A 圖譜為標 準品,B 圖譜為對照圖。當 (A∩B)/(A∪B)=1 時,相似度為 100% ; 當 (A∩B)/(A∪B)=0 時,相似度為 0% 。式 1 則是在此相似度分析 程式中所使用的數學運算,將兩圖譜的差異除以兩圖譜相加會得到在 0 至 1 的差異值,之後再用 1 減去差異值即可得到相似度的值。。

A ⋂ B

A ⋃ B = 1 A ⋂ B

A ⋃ B = 0

圖 3-1-1 LabVIEW 程式開發過程(一)

相似度 = [1 − ( A−B

A+B )] %

式一

相似度:100%

相似度: 0%

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3-1-2 相似度比對程式開發

圖 3-1-2 LabVIEW 程式開發過程(二)

圖 3-1-2 為 LabVIEW2014 人機介面,右區為撰寫程式區,左邊 為操作面板。程式撰寫過程分別詳述如下。

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圖 3-1-3 LabVIEW 程式開發過程(三)

首先是選擇圖譜進行相似度比較的範圍。

1. 首先是選取要比較的兩張圖,並以 txt 檔的形式輸入。

2. 再來是尋找所輸入的 FROM 值,及所選範圍的起始值,但是檔案 中不一定會有所要尋找的數值,故必頇選擇和其相近的值。那在這裡 的做法是將起始值和圖譜的 X 數列全部相減,小於零的值轉換成無 限大後,再尋找 X 軸的最小值,之後將起始值減去此最小值,即可 得到原本的值。此值小於或等於起始值。

3. 與 TO 值,即終點值相近的值以類似方法尋找,將圖譜的 X 數列 和終點值相減,小於零的值轉換成無限大後,再尋找 X 軸的最小值 和終點值相加,即可得到原本的值。此值會大於或等於 TO 值。

4. 再 2、3 步驟找到的兩個值帶回去圖譜 X 數列,找其數據點,並將 兩個值中間的 X、Y 軸數據點取出,得到一個新的圖譜。

1

2

3

4

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圖 3-1-4 LabVIEW 程式開發過程(四)

再來是對圖譜數據進行數學運算的部分。

1. 將新的兩個圖譜的 Y 數列分別取出進行歸一化。首先將 Y 數列減 去其最小值後得到新的 Y 數列,如圖 3-1-5 所示,這是為了去除底下 的雜訊,得到的新的 Y 數列再除以其最大值,尌會得到一個 Y 值在 0 到 1 之間的數列。

2. 之後將兩個歸一化後的 Y 數列相減取絕對值後,把數列內的值加 總起來。即將兩圖譜每個數據點的差異值相加。

3. 將兩個歸一化後的 Y 數列相加後,把數列內的值加總起來。

4. 將步驟 2 所得到的值除以步驟 3 所得到的值即為兩圖譜的差異度,

故需 1 減其值即可得到相似度。

圖 3-1-5 LabVIEW 程式開發過程(五)

1

2 3

4

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圖 3-1-6 LabVIEW 程式開發過程(六)

再來是對圖譜做圖,使比較相似度時可以進一步確認兩圖譜和兩 者相加、相減後的樣子。

1. 圖中 A、B 為兩圖譜的圖表,將做了歸一化後的兩圖譜呈現於程式 中。

2. 圖中 A-B 的部分則為兩圖譜 Y 數列相減後所作的圖表。

3. 圖中 A+B 的部分則為兩圖譜 Y 數列相加後,再進行一次歸一化後 所作的圖表。

2 1

3 1

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3-1-3 相似度比對程式操作介面示意圖

v

圖 3-1-7 相似度比對程式操作介面

圖中是相似度分析程式中的使用界面,在這裡先以薰衣草精油的 氣相層析圖為例。

1. 首先先選擇要比較的 X 軸範圍,from 是起始值,to 是終點值。

2. 之後再選取要進行比較的 A 圖譜和 B 圖譜。

3. 得到一個值即為兩圖譜的相似度。

X 軸選取範圍: 相似度:

野生高地真正薰衣草精油

高地真正薰衣草精油

1 3

2

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3-2 儀器及周遭設備列表

名稱 製造廠商 型號 規格及示意圖

氣相層析質譜儀

氣相層析儀 Avondale, PA Hewlett-Packard 6890 GC

質譜儀 Avondale, PA

Hewlett-Packard 5972 MSD

注射口墊片 Chromatograph y Research

211165 11 mm

汽化管 Agilent Technologies

5062-3587

Liner,splitless,sing le-taper, glswl, deact

SUPELCO 57330-U

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吸附纖維 SUPELCO 57310-U 65 µm PDMS/DVB 拉曼光譜儀

顯微式拉曼 光譜儀

RENISHEW

InVia Raman Microscope

激發光源 -- 二極體綠光雷射

最大輸出功率:53 mW

輸出波長:532 nm 其他

LabVIEW

National Instruments

2014 版本

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3-3 樣品列表

3-3-1 市售薰衣草精油

類別 名稱

價位

(元/ 10 mL)

分 析 物

*AOC 真薰衣草精油 1800

*喀什米爾真薰衣草精油 1400

*FCC 真薰衣草精油 980

*Hortus 真薰衣草精油 815 Florihana 野生高地真正薰衣草精油 760 Florihana 高地真正薰衣草精油 480 Florihana 醒目薰衣草精油 340 Florihana 穗花薰衣草精油 400 Florihana 頭狀薰衣草精油 540

夜市買的薰衣草精油 300

溶劑 甲醇 --

*為吳昇鴻學長碩論所使用的薰衣草精油

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3-3-2 百合花

類別 名稱 照片

分 析 物

粉香水百合

索邦妮百合

香水百合

巴卡蒂百合

3-3-3 市售食用油

類別 名稱 價位(元/ L)

分 析 物

日清橄欖油 450

王牌義多利橄欖油 409

Oliviers&CO. 橄欖油 11000

CIRIO 橄欖油 396

OLITALIA 橄欖油 379

苦茶油 --

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3-4 樣品配置

市售薰衣草精油皆以甲醇稀釋 1000 倍,並取 1 μL 的液體體積打 入 GC/MS 測定。

頂空固相微萃取採用百合花的花藥部分進行萃取,如圖 3-4-1 所 示。

圖 3-4-1 索邦妮百合的花藥

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