成分分析仪及成分分析系统

摘要

本发明提供一种成分分析仪，包含待测物容置装置，其具有容置空间、透光片与转动件，透光片设置于待测物容置装置的相对两侧，转动件设置于待测物容置装置，转动件的延伸方向定义为X方向，X方向与Y方向与Z方向三者彼此相互垂直，Y方向与Z方向定义成YZ平面，待测物容置装置可沿着YZ平面转动；光检测装置，其具有固态光源发射器与接收器；驱动装置，连接转动件。本发明借由待测物容置装置于YZ平面的旋转方式，以使预分析检测的谷物能在均匀地混合的情况下进行检测，并达到多次重复的量测，来获取谷物成分数据。

说明书

技术领域

本发明关于一种成分分析仪的技术领域，特别是指一种具有能均匀地量测与多次重复量测的成分分析仪及成分分析系统。

背景技术

谷物品种的挑选或育种一直是农业努力的方向，对于优良品种谷物的判断，不外乎就是针对谷物内含有的成分比例以判断该谷物价值的高低，如今，许多先进国家将农业与现代科技进行结合，而建立出智慧化农业。

在智慧化农业里利用光谱仪检测谷物的营养成分为常见，尤其是对于具有大量谷物需求与成分要求的买家，更为重视检测后数据的精确度及快速性，目前的成分分析仪在分析谷物时，将谷物放置于分析容器内，并透过分析容器的水平式的旋转或固定静止的方式，以光谱仪来分析谷物的成分比例，而上述方式仅能针对分析容器内部分位置的谷物进行量测，再者，难以重复多次的量测以取得平均的数值，或者如日本专利公告号JP6088770B2所述的谷物成分分析仪利用光谱方法逐个颗粒地定量分析谷物中包含的特定成分，该日本专利所提供的分析仪虽能逐个谷物颗粒进行量测以取得较真实的数值，但显然对于实际情况如当预分析的谷物含量为大量时，是耗时且不切实际的，又或者如市面上出现透过瀑布式的方式将谷物由上而下流动，并于流动的同时透过光谱方法进行量测，该方式虽能改善上述所提的成分分析仪的部分缺点，但对于重复多次的量测仅能以人工的方式进行，耗时耗力且有污染待测谷物的可能。

因此，本发明即在阐述如何借由创新的硬件设计，有效改善传统成分分析仪对于谷物含量、均匀量测与重复量测间如何达到平衡等问题，仍是相关产业的开发从业者与相关研究人员需持续努力克服与解决的课题。

发明内容

发明人有鉴于此，并借由其丰富的专业知识及多年的实务经验所辅佐，而加以改良发明，其目的在于解决传统成分分析仪对于谷物含量、均匀量测与重复量测间如何达到平衡等问题，因此，本发明人借由其丰富的专业知识及实务经验所辅佐，而据此研创出本发明。

本发明提供一种成分分析仪，包含一待测物容置装置，该待测物容置装置具有一容置空间、一透光片与一转动件，该透光片设置于该容置空间的相对两侧中的一侧，该转动件设置于该待测物容置装置，该转动件的延伸方向定义为一X方向，该X方向不同于一Y方向与一Z方向，该Y方向与该Z方向定义成一YZ平面，该待测物容置装置可沿着该YZ平面转动，该YZ平面的法线与该X方向的夹角大于或等于0度且小于90度；一光检测装置，该光检测装置具有一固态光源发射器与一接收器，该固态光源发射器具有一光源，该接收器接收来自该光源发射的一光线，该透光片可供该光线通过，其中该容置空间的相对两侧中的另一侧设置另一该透光片、一反光片或一非透光片；一驱动装置，该驱动装置连接该转动件；以及至少一支撑件，该支撑件枢接于该转动件。

本发明一实施例中，当该容置空间的相对两侧中的另一侧设置另一该透光片，该固态光源发射器与该接收器分别设置于该待测物容置装置两侧。

本发明一实施例中，当该容置空间的相对两侧中的另一侧设置该反光片，该成分分析仪更包含一反光片，该固态光源发射器与该接收器分别设置于该待测物容置装置的同一侧，该反光片设置于该待测物容置装置的另一侧。

本发明一实施例中，当该容置空间的相对两侧中的另一侧设置该非透光片，该固态光源发射器设置于邻近该待测物容置装置的相对两侧中的一侧，该接收器设置于邻近该待测物容置装置的相对两侧中的另一侧，且该接收器面向该待测物容置装置的相对两侧中的一侧。

本发明一实施例中，该待测物容置装置更包含一待测物容置装置盖与一开口，该开口连通于该容置空间，该待测物容置装置盖可活动地密封该开口。

本发明一实施例中，该待测物容置装置盖覆盖于该开口。

本发明一实施例中，该待测物容置装置盖借由一第一枢轴枢设于该待测物容置装置。

本发明一实施例中，该透光片的材质包括玻璃、蓝宝石、石英或压克力。

本发明一实施例中，该固态光源发射器的光源的波长范围介于180nm至2500nm。

本发明一实施例中，该固态光源发射器的光源的波长范围介于400nm至1700nm。

本发明一实施例中，该待测物容置装置的截面形状为圆形、椭圆形、多边形或不规则形状。

本发明一实施例中，该成分分析仪更设置于一壳体的内部。

本发明一实施例中，该壳体更包含一盖子，该盖子借由一第二枢轴枢设于该壳体。

本发明一实施例中，该壳体设置至少一散热孔。

本发明一实施例中，该壳体的内部更设置一散热单元。

本发明一实施例中，该成分分析仪更包含一感测器。

本发明一实施例中，该感测器可为包含相对湿度感测器或温度感测器或其两者。

本发明基于主要目的另外提供一种成分分析系统，适用于一成分分析仪，该成分分析系统包含一待测物容置装置，该待测物容置装置具有一容置空间、一透光片与一转动件，该透光片设置于该容置空间的相对两侧中的一侧，该转动件设置于该待测物容置装置，该转动件的延伸方向定义为一X方向，该X方向不同于一Y方向与一Z方向，该Y方向与该Z方向定义成一YZ平面，该待测物容置装置可沿着该YZ平面转动，该YZ平面的法线与该X方向的夹角大于或等于0度且小于90度；一光检测装置，该光检测装置具有一固态光源发射器与一接收器，该固态光源发射器具有一光源，该接收器接收来自该光源发射的一光线，该透光片可供该光线通过，其中该容置空间的相对两侧中的另一侧设置另一该透光片、一反光片或一非透光片；一驱动装置，该驱动装置连接该转动件；至少一支撑件，该支撑件枢接于该转动件；以及一第一处理器，该第一处理器电性连接该光检测装置、该驱动装置、一谷物分析模组、一第一无线通讯模组与一全球定位系统。

本发明一实施例中，该成分分析系统更包含一感测器，该感测器电性连接该第一处理器。

本发明一实施例中，该感测器可为包含相对湿度感测器或温度感测器或其两者。

本发明一实施例中，该成分分析系统更包含一第一设定单元，该第一设定单元电性连接该第一处理器。

本发明一实施例中，该第一设定单元包含一作物资讯、一作物种类、一纪录日期、一分析区域或一作物采收计划。

本发明一实施例中，该成分分析系统更包含一第一显示装置，该第一显示装置电性连接该第一处理器。

本发明一实施例中，该第一无线通讯模组通讯连接一电子设备的一第二无线通讯模组，该第二无线通讯模组电性连接一第二处理器。

本发明一实施例中，该电子设备更包含一第二设定单元，该第二设定单元电性连接该第二处理器。

本发明一实施例中，该第二设定单元包含一作物资讯、一作物种类、一纪录日期、一分析区域或一作物采收计划。

本发明一实施例中，该电子设备更包含一第二显示装置，该第二显示装置电性连接该第二处理器。

借此，本发明的成分分析仪借由待测物容置装置于YZ平面的旋转方式，以使预分析检测的谷物能在均匀地混合的情况下进行检测，并达到多次重复的量测，来获取谷物成分数据，同时地，可透过成分分析系统将所检测待测物的数值传输于使用者的电子设备，以供使用者日后制定作物采收计划的基础。

附图说明

图1A为本发明其一较佳实施例的成分分析仪整体示意图。

图1B为本发明其一较佳实施例的成分分析仪整体俯视图(一)。

图1C为本发明其一较佳实施例的成分分析仪整体俯视图(二)。

图1D为本发明其一较佳实施例的待测物容器装置侧视图。

图1E为本发明其一较佳实施例的待测物容器装置剖视图。

图1F为本发明其一较佳实施例的待测物容器装置使用状态图(一)。

图1G为本发明其一较佳实施例的待测物容器装置使用状态图(二)。

图2为本发明第一实施例的发光二极管的放射光谱图。

图3为本发明第二实施例的发光二极管的放射光谱图。

图4为本发明第三实施例的发光二极管的放射光谱图。

图5A为本发明光检测装置所测得的待测物时域讯号图。

图5B为本发明光检测装置将待测物时域讯号进行傅立叶转换后的待测物频域讯号图。

图5C为本发明光检测装置将经过滤波效果后所留下的待测物光谱讯号的频域讯号进行傅立叶反转换后的滤波后待测物时域讯号图。

图6为本发明的成分分析仪检测小麦后的光谱图。

图7为现有的成分分析仪检测小麦后的光谱图。

图8为本发明与现有的成分分析仪检测谷物后的成分比较分析表格图。

图9为本发明与现有的成分分析仪检测相同待测物后的光谱比较分析表格图。

图10为本发明其一较佳实施例的成分分析系统方块图。

图11为本发明其一较佳实施例的电子设备方块图。

图12为本发明其一较佳实施例的作物产地示意图。

图13为本发明其一较佳实施例的分析区域示意图(一)。

图14为本发明其一较佳实施例的分析区域示意图(二)。

图15为本发明其一较佳实施例的第一设定单元与第二设定单元示意状态图。

图号说明：

1000:成分分析仪；10:待测物容置装置；101:容置空间；102:透光片；11:转动件；12:光检测装置；120:固态光源发射器；121:接收器；13:驱动装置；14:支撑件；15:待测物容置装置盖；151:第一枢轴；16:壳体；160:盖子；161:第二枢轴；17:散热孔；18:散热单元；19:感测器；

2:成分分析系统；20:第一处理器；21:第一无线通讯模组；22:全球定位系统；23:第一设定单元；24:第一显示装置；25:谷物分析模组；

3:电子设备；30:第二无线通讯模组；31:第二处理器；32:第二设定单元；33:第二显示装置；

D1:第一方向线；D2:第二方向线；A:待测物；C:作物产地；R:分析区域；P:定位资讯。

具体实施方式

为了使本发明揭示内容的叙述更加详尽与完备，下文针对了本发明的实施态样与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本发明具体实施例的唯一形式。

本说明书整体中，单数形式的表达只要为未特别提及，则应理解为亦包括其复数形式的概念。

请参阅图1A至图1D，为本发明其一较佳实施例的成分分析仪整体示意图、整体俯视图(一)、整体俯视图(二)以及待测物容器装置侧视图。一种成分分析仪1000，包含：一待测物容置装置10、一光检测装置12、一驱动装置13以及至少一支撑件14，该待测物容置装置10具有一容置空间101、一透光片102与一转动件11。

该转动件11可贯穿设置于该待测物容置装置10或分别设置于该待测物容置装置10两侧以作为轴心带动该待测物容置装置10转动，又或者可将多个该转动件11设置于该待测物容置装置10周围，例如:该转动件11可为齿轮与该待测物容置装置10的齿轮彼此啮合而转动；多个该转动件11也可分别各自转动或不转动，而透过多个该转动件11间彼此的配合一同带动该待测物容置装置10转动，又或者该多个该转动件11也可包含链条、履带、皮带或其他可带动该待测物容置装置10的物件，使容置于该容置空间101内的该待测物A可以上下翻动，而达到短时间内混合均匀的效果。

该支撑件14枢接于该转动件11，例如:可依照实际需求所需将该支撑件14枢接于该转动件11两端或一端，该驱动装置13连接该转动件11，于实际实施时，该驱动装置13驱动该转动件11转动，该转动件11同时带动该待测物容置装置10进行旋转，而该支撑件14除提供该转动件11枢接以外，也同时支撑该待测物容置装置10，使该待测物容置装置10能稳固地旋转，且该驱动装置13可因应一待测物A(如图1G所示)的尺寸、数量多寡或重量等性质，而调整其运转速度、频率或旋转方向，该驱动装置13可举例但不限定于伺服马达。

该光检测装置12可检测一待测物A，并产生相对应的吸收光谱、穿透光谱或反射光谱的光谱图，而透过光谱图的分析，以得知该待测物A的相关成分比例，如本发明中待测物A为谷物，借由光谱图的分析能得知该谷物的水份、蛋白质与灰质等数值。

再者，该透光片102设置于该待测物容置装置10的相对两侧中的一侧，且该透光片102的材质包括玻璃、蓝宝石、石英或压克力，但本发明并不限于此。于实际实施时，该透光片102可供光源或特定波长的光源通过，使光源可由该待测物容置装置10一侧穿过该容置空间101并到该待测物容置装置10另一侧。该容置空间101的相对两侧中的另一侧设置另一该透光片102、一反光片或一非透光片。当该容置空间101的相对两侧中的另一侧设置另一该透光片102，光源可由该待测物容置装置10一侧穿过该容置空间101并到该待测物容置装置10另一侧。

请再参阅图1D所示，该光检测装置12具有一固态光源发射器120与一接收器121，该固态光源发射器120可举例为发光二极管(LED：Light Emitting Diode)、激光二极管(LD：Laser Diode)，该固态光源发射器120具有一光源，该接收器121接收来自该光源发射的一光线，该透光片102可供该光线通过。本发明一实施例中，当该容置空间101的相对两侧中的另一侧设置另一该透光片102，该固态光源发射器120与该接收器121分别设置于邻近该待测物容置装置10两侧的邻近该透光片102的位置，该固态光源发射器120包含一光源，该光源可举例但不限定于单一光源组或包含多个次光源组，而当该光源包含多个次光源组，每一个该次光源组包含多个各放射具有至少一发光峰值波长及至少一波长范围的光的发光元件，多个该次光源组及/或多个该发光元件与该光源的一电路板电性连接，多个该次光源组呈一不规则状排列或一规则状排列。本发明一实施例中，当该容置空间101的相对两侧中的另一侧设置该反光片，反光片该固态光源发射器120与该接收器121分别设置于邻近该待测物容置装置10的同一侧，该反光片设置于该待测物容置装置10的另一侧，且该固态光源发射器120、该接收器121与该反光片设置于邻近该透光片102的位置，该固态光源发射器120具有一光源，该接收器121接收来自该反光片所反射的一光线，该光线在该光源、该反光片与该接收器121之间的行进路径形成一光路。该反光片可为白板、金属板、反光板、反射镜面、反光涂层或任何具有反光能力的物件。本发明另一实施例中，当该容置空间101的相对两侧中的另一侧设置该非透光片，该固态光源发射器120设置于邻近该待测物容置装置10的相对两侧中的一侧，该接收器121设置于邻近该待测物容置装置10的相对两侧中的另一侧，且该接收器121面向该待测物容置装置10的相对两侧中的一侧。

该接收器121接收来自该光源发射的一光线，且该光线在该光源与该接收器121之间的行进路径形成一光路，该接收器121例如可以是光侦测器(photodetector)、光电二极管(Photo diode)、有机光电二极管(Organic Photo diode)、光电倍增管(photomultiplier)、光导电度侦测器(photoconducting detector)、硅热辐射侦测器(Sibolometer)、一维或多维的光电二极管阵列(photodiode array)、一维或多维的CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合元件)阵列、一维或多维的CMOS(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor，互补式金属氧化物半导体)阵列、感测器19(Image Sensor)、照相机、光谱仪或高光谱相机。一待测物A是被置放于该光路的路径上，该光路穿透该待测物A或该光路在该待测物A的表面形成漫反射(Diffuse Reflection)光；或者，该光路于该待测物表面及内部经由一次或多次穿透及反射而最后形成漫反射光。该接收器121将前述漫反射光转换成一影像讯号、一待测物光谱讯号、一电压讯号及/或一电流讯号，并将该影像讯号、该待测物光谱讯号、该电压讯号及/或该电流讯号传送至一第一处理器20，该第一处理器20将该影像讯号及/或该待测物光谱讯号转换后形成一影像图及/或一待测物光谱图。换言之，该接收器121包含电性连接的一影像撷取器及/或一光侦测器，例如该影像撷取器可以是照相机、CCD或CMOS以将该光线转换成该影像讯号，该光侦测器可以是光谱仪以将该光线转换成该待测物光谱讯号。又例如前述光电二极管可以将该光线转换成该电压讯号或该电流讯号。

如图1E所示，为本发明其一较佳实施例的待测物容器装置剖视图。该转动件11的延伸方向定义为一X方向，该X方向不同于一Y方向与一Z方向，该Y方向与该Z方向定义成一YZ平面，于实际实施时，该YZ平面的法线与该X方向的夹角为大于或等于0度且小于90度的夹角范围内，该待测物容置装置10可沿着该YZ平面转动，使容置于该容置空间101内的该待测物A可以上下翻动，而达到短时间内混合均匀的效果。本发明一实施例中，该X方向与一Y方向与一Z方向三者彼此相互垂直，而穿过于该转动件11的中心且水平于该Y方向定义为一第一方向线D1，再者，穿过于该转动件11的中心且垂直于该Y方向同时水平于该Z方向定义为一第二方向线D2。

如图1F与图1G所示，为本发明其一较佳实施例的待测物容器装置使用状态图一以及使用状态图二，该待测物容置装置10可沿着该YZ平面转动，该YZ平面的法线与该X方向的夹角大于或等于0度且小于90度，如本发明的一实施例中，该待测物容置装置10可容置有一待测物A，而该待测物A可占有该容置空间101的体积为一定比例，使该待测物容置装置10沿着该YZ平面转动时，容置于该容置空间101内的该待测物A可以上下翻动，而达到短时间内混合均匀的效果。

请再参阅图1G所示，该光检测装置12的一固态光源发射器120与一接收器121分别设置于该待测物容置装置10两侧的邻近该透光片102的位置，该光检测装置12可依据该待测物容置装置10转动的方向，调整该光检测装置12设置邻近该透光片102的位置，如本发明的一实施例中，该第一方向线D1与该第二方向线D2交叉后将该待测物容置装置10分成左上区域、左下区域、右上区域与右下区域，当该待测物容置装置10沿着该YZ平面顺时针转动时，该待测物A分布于左下区域或右下区域，因此，该光检测装置12可调整设置于左下区域或右下区域，使得该光检测装置12在检测该待测物A时能得到的较佳的光谱图，以利后续进行光谱图的分析。

本发明的一实施例中，该待测物容置装置10更包含一待测物容置装置盖15与一开口，该开口连通于该容置空间101，该待测物容置装置盖15可活动地密封该开口，于实际实施时，使用者能透过该开口，将不同的该待测物A放置于该容置空间101内，而后该待测物容置装置盖15可覆盖于该开口，或者该待测物容置装置盖15借由一第一枢轴151枢设于该待测物容置装置10，令该待测物容置装置盖15可进行枢摆以调整角度，最后该待测物容置装置盖15密封该开口，防止该待测物容置装置10沿着该YZ平面转动时而掉落出该待测物A。

本发明的一实施例中，该待测物容置装置10的截面形状为圆形、椭圆形、多边形或不规则形状等任何能有利于使该待测物A能混合均匀的截面形状，但本发明并不限于此。

本发明的一实施例中，该成分分析仪1000更设置于一壳体16的内部，该壳体16可提供防撞、防摔或防刮等以保护该成分分析仪1000，而该壳体16的尺寸大小、形状或颜色可依照使用者的需求进行调整，例如:方便携带。该壳体16的一侧设置至少一散热孔17或该壳体16的内部更设置一散热单元18，该散热单元18可举例但不限定为主动散热的风扇或为被动散热的散热片、导热片、导热膏或导热胶，当该成分分析仪1000运作当下，所使用该散热单元18为风扇时，可带动外部气体进入该壳体16的内部，将该成分分析仪1000运作时所产生的热随着气流由该散热孔17对外传导出，以提供散热效果。该壳体16更包含一盖子160，该盖子160借由一第二枢轴161枢设于该壳体16，令该盖子160可进行枢摆以调整角度。

请一并参阅图2，相邻的二个该发光峰值波长所对应的二个发光二极管的该等波长范围部分重叠以形成较该等发光二极管中的各者的该波长范围宽的一连续波长范围，该连续波长范围是介于180nm至2500nm之间。在图2中共有三个发光峰值波长及所对应的波长范围，分别为一第一光线的一第一发光峰值波长(734nm)所对应的该第一波长范围、一第二光线的一第二发光峰值波长(810nm)所对应的该第二波长范围及一第三光线的一第三发光峰值波长(882nm)所对应的该第三波长范围。该第一发光峰值波长与该第二发光峰值波长是相邻的二个发光峰值波长，同样地该第二发光峰值波长与该第三发光峰值波长也是相邻的二个发光峰值波长。该第一发光峰值波长所对应的该第一波长范围为介于660nm至780nm之间，该第二光线的该第二发光峰值波长所对应的该第二波长范围为介于710nm至850nm，该第一波长范围与该第二波长范围在710nm至780nm之间呈现部分重叠，因此该第一波长范围与该第二波长范围共同形成660nm至850nm之间的该连续波长范围。同样地，该第二发光峰值波长所对应的该第二波长范围为介于710nm至850nm，该第三光线的该第三发光峰值波长所对应的该第三波长范围为介于780nm至940nm，该第二波长范围与该第三波长范围在780nm至850nm之间呈现部分重叠，因此该第二波长范围与该第三波长范围共同形成710nm至940nm之间的该连续波长范围。在本发明中，相邻的二个该发光峰值波长所对应的二个该发光二极管的该等波长范围的重叠部分，以重叠愈少则愈佳。当然，相邻的二个该发光峰值波长所对应的二个该发光二极管的该等波长范围也可以不重叠，这将于后文中说明。

相邻的二个该发光峰值波长彼此相差为大于或等于0.5nm，较佳地为介于1nm至80nm之间，更佳地为介于5nm至80nm之间。在图2中，相邻的该第一发光峰值波长(734nm)与该第二发光峰值波长(810nm)彼此相差为76nm，而相邻的该第二发光峰值波长(810nm)与该第三发光峰值波长(882nm)彼此相差为72nm。除了有特别说明的外，本发明及专利范围所述之数值范围的限定总是包括端值，例如前述相邻的二个该发光峰值波长彼此相差为介于5nm至80nm之间，是指大于或等于5nm而且小于或等于80nm。

请一并参阅图3的第二实施例，第二实施例是第一实施例的衍生实施例，因此第二实施例与第一实施例相同之处就不再赘述。第二实施例与第一实施例不同之处在于第二实施例的该光源包含五个发光二极管，分别为放射具有一第一发光二极管、放射具有一第四波长范围的一第四光线的一第四发光二极管、一第二发光二极管、放射具有一第五波长范围的一第五光线的一第五发光二极管及一第三发光二极管，该第四光线在该第四波长范围内具有一第四发光峰值波长(772nm)，该第五光线在该第五波长范围内具有一第五发光峰值波长(854nm)。在图3中，发光峰值波长由小至大依序为该第一发光峰值波长(734nm)、该第四发光峰值波长(772nm)、该第二发光峰值波长(810nm)、该第五发光峰值波长(854nm)及该第三发光峰值波长(882nm)，相邻的该第一发光峰值波长(734nm)与该第四发光峰值波长(772nm)彼此相差为38nm，相邻的该第四发光峰值波长(772nm)与该第二发光峰值波长(810nm)彼此相差为38nm，相邻的该第二发光峰值波长(810nm)与该第五发光峰值波长(854nm)彼此相差为44nm，相邻的该第五发光峰值波长(854nm)与该第三发光峰值波长(882nm)彼此相差为28nm。

请一并参阅图4的第三实施例，第三实施例是第一实施例及第二实施例的衍生实施例，因此第三实施例与第一实施例及第二实施例相同之处就不再赘述。第三实施例与第一实施例不同之处在于第三实施例的该光源包含12个发光二极管，在图4中，12个发光二极管的发光峰值波长由小至大依序为734nm(该第一发光峰值波长)、747nm、760nm、772nm(该第四发光峰值波长)、785nm、798nm、810nm(该第二发光峰值波长)、824nm、839nm、854nm(该第五发光峰值波长)、867nm及882nm(该第三发光峰值波长)。该12个发光二极管的发光峰值波长之中，相邻的二个该发光峰值波长彼此相差依序分别为13nm、13nm、12nm、13nm、13nm、12nm、14nm、15nm、15nm、13nm及15nm。如果于第一实施例、第二实施例及第三实施例中的该发光元件是改用激光二极管，相邻的二个该发光峰值波长彼此相差可以为大于或等于0.5nm，例如为1nm。

多个该发光峰值波长之中的至少一部分的该发光峰值波长所对应的波长半高宽为大于0nm且小于或等于60nm。较佳地，各该发光峰值波长所对应的波长半高宽为大于0nm且小于或等于60nm，例如前述第一实施例、第二实施例及第三实施例中发光峰值波长由小至大依序为734nm(该第一发光峰值波长)、747nm、760nm、772nm(该第四发光峰值波长)、785nm、798nm、810nm(该第二发光峰值波长)、824nm、839nm、854nm(该第五发光峰值波长)、867nm及882nm(该第三发光峰值波长)，该第一光线的该第一发光峰值波长所对应的波长半高宽、该第二光线的该第二发光峰值波长所对应的波长半高宽、该第三光线的该第三发光峰值波长所对应的波长半高宽、该第四光线的该第四发光峰值波长所对应的波长半高宽及该第五光线的该第五发光峰值波长所对应的波长半高宽为大于0nm且小于或等于60nm，较佳为介于15nm至50nm之间，更佳为介于15nm至40nm之间。其余未说明的747nm、760nm、785nm、798nm、824nm、839nm及867nm发光峰值波长所对应的波长半高宽(图4)也是为大于0nm且小于或等于60nm，较佳为介于15nm至50nm之间，更佳为介于15nm至40nm之间。于本发明的实验操作时，前述第一实施例、第二实施例及第三实施例中的发光峰值波长所对应的波长半高宽为55nm；如果该发光元件是激光二极管，各该发光峰值波长所对应的波长半高宽为大于0nm且小于或等于60nm，例如为1nm。

前述相邻的二个该发光峰值波长所对应的二个该发光二极管的该等波长范围也可以不重叠，例如如果前述第一实施例、第二实施例及第三实施例中的各发光峰值波长所对应的波长半高宽为15nm，各发光峰值波长所对应的该波长范围的宽度(也就是该波长范围的最大值与最小值的差)为40nm，相邻的二个该发光峰值波长彼此相差为80nm。又例如如果该发光元件是激光二极管，各该发光峰值波长所对应的波长半高宽为1nm，该波长范围的宽度为4nm，相邻的二个该发光峰值波长彼此相差为5nm，则相邻的二个该发光峰值波长所对应的二个该发光元件激光二极管的该等波长范围不重叠。

较佳地，于第一实施例、第二实施例及第三实施例操作一成像装置进行该待测物A的检测以产生该待测物光谱图时，该成像装置为一手机或平板电脑，如前所述该固态光源发射器120能够分别控制并使得多个该发光二极管分别呈现一明灭频率的非连续发光，多个该明灭频率可以是彼此相同或彼此不同，或者多个该明灭频率可以是部分相同或部分不同，前述该明灭频率是介于0.05次/秒至50000次/秒之间，该明灭频率中开启(点亮)该发光二极管的时间区间为介于0.00001秒至10秒之间，该明灭频率中关闭(熄灭)该发光二极管的时间区间为介于0.00001秒至10秒之间，该明灭频率的周期是指接续的一次开启(点亮)该发光二极管的时间区间及关闭(熄灭)该发光二极管的时间区间的和，该明灭频率的周期是该明灭频率的倒数；换言之，该明灭频率的周期可以被理解为将多个该发光二极管连续点亮一点亮时间区间并立即无间断地连续熄灭一熄灭时间区间的和，该点亮时间区间为介于0.00001秒至10秒之间，该熄灭时间区间为介于0.00001秒至10秒之间。较佳地，该明灭频率是介于0.5次/秒至50000次/秒之间；更佳地，该明灭频率是介于5次/秒至50000次/秒之间。多个该发光二极管呈现非连续发光的样态可以大幅降低该待测物A被该发光二极管所放射的光的热能所影响，避免含有有机体的该待测物A产生质变，因此尤其适合对于热能敏感的该待测物A，更尤其适合于该发光二极管所放射该波长范围的光为近红外光。

特别说明的是，前述该发光元件与该接收器121的该影像撷取器及该光侦测器同步运作及不运作也可以是指：该影像撷取器及该光侦测器以一运作频率进行非连续运作，该发光元件的该明灭频率与该接收器121的该影像撷取器及该光侦测器的该运作频率为相同。

请一并参阅图5A，其为以该明灭频率的非连续发光方式操作该光检测装置12进行该待测物A的检测，该待测物光谱讯号与一背景杂讯的结合及该背景杂讯所构成的一待测物时域(time domain)讯号及一待测物时域讯号图。一数学分析模组设置于该光侦测器或该计算器，该数学分析模组与该光侦测器电性或讯号连接，或该数学分析模组与该计算器电性或讯号连接，而所述该数学分析模组可以是软件或硬件型态，该光侦测器所收集到的讯号被传送到该数学分析模组。当操作该成像装置进行该待测物A的检测以产生该待测物光谱图时，多个该发光二极管可以以相同的该明灭频率同时开或关，该明灭频率中开启(点亮)该发光二极管的时间区间，该光侦测器所接收到的讯号为该待测物光谱讯号及一背景杂讯(或称为背景噪音)的结合，而该明灭频率中关闭(熄灭)该发光二极管的时间区间，该光侦测器所接收到的讯号为该背景杂讯。

该光侦测器所收集到的前述该待测物光谱讯号及该背景杂讯被传送到该数学分析模组，该数学分析模组对于前述该待测物时域讯号进行处理而将该背景杂讯舍弃，例如该数学分析模组包含将该待测物时域讯号转换为一待测物频域(frequency domain)讯号的一时域频域转换单元(图5A)，该时域频域转换单元可以是用以将该待测物时域讯号进行傅立叶转换(Fourier transform)为该待测物频域讯号的一傅立叶转换单元，转换后的该待测物频域讯号及一待测物频域讯号图请参见图5B，该待测物频域讯号很容易被区分为该待测物光谱讯号的频域讯号及该背景杂讯的频域讯号。在图5B中，位于0Hz的峰值的频域讯号或小于该明灭频率的频域讯号，即为该背景杂讯的频域讯号；而在图5B中，除了位于0Hz的峰值的频域讯号(该背景杂讯的频域讯号)，其余剩下的峰值的讯号即为该待测物光谱讯号的频域讯号。较佳地，在该待测物频域讯号中，大于或等于该明灭频率的频域讯号即为该待测物光谱讯号的频域讯号。该数学分析模组将该背景杂讯的频域讯号舍弃并留下该待测物光谱讯号的频域讯号，以达到滤波效果。由于该数学分析模组将该背景杂讯的频域讯号舍弃，因此留下的该待测物光谱讯号的频域讯号完全是属于该待测物A而不包含该背景讯号，所以相对于传统光谱仪而言，本发明的该光检测装置12不仅提高该待测物A在光谱中的讯号杂讯比(Signal-to-noise ratio)，本发明的该光检测装置12甚至因为将该背景杂讯的频域讯号舍弃以进行滤波，所以可以达到无背景杂讯的光谱。请再度参阅图5A及图5B，该固态光源发射器120的一微控制器可以与该数学分析模组电性或讯号连接，以同步将该明灭频率、该明灭频率中开启(点亮)该发光二极管的时间区间及该明灭频率中关闭(熄灭)该发光二极管的时间区间传送给该数学分析模组，以使得该微控制器依据该明灭频率、该明灭频率中开启(点亮)该发光二极管的时间区间及该明灭频率中关闭(熄灭)该发光二极管的时间区间以开或关与该微控制器分别电性连接的多个该发光二极管之时，该数学分析模组能够将该明灭频率中开启(点亮)该发光二极管的时间区间对应为该待测物光谱讯号，以及该数学分析模组能够将该明灭频率中关闭(熄灭)该发光二极管的时间区间对应为该背景杂讯。

特别说明的是，多个该发光二极管呈现该明灭频率的非连续发光的波形为方波、正弦波或负弦波。

另外，该数学分析模组也可以对于前述经过滤波效果所留下的该待测物光谱讯号的频域讯号进行处理，而将前述所留下的该待测物光谱讯号的频域讯号转换为一滤波后待测物时域讯号及一滤波后待测物时域讯号图，其中该滤波后待测物时域讯号之中只存在一滤波后待测物光谱讯号，而不存在该背景杂讯。例如，该数学分析模组包含将前述所留下的该待测物光谱讯号的频域讯号转换为一滤波后待测物时域讯号的一频域时域转换单元图5B，该频域时域转换单元可以是用以将前述所留下的该待测物光谱讯号的频域讯号进行傅立叶反转换(inverse Fourier Transform)为该滤波后待测物时域讯号的一傅立叶反转换单元，转换后的该滤波后待测物时域讯号及该滤波后待测物时域讯号图请参见图5C。比较图5A及图5C可以显然地看出，在图5C中该滤波后待测物时域讯号图之中的该滤波后待测物时域讯号只存在该滤波后待测物光谱讯号而且呈现为方形波，而且该滤波后待测物时域讯号图之中已经不存在任何该背景杂讯。换言之，在图5C中背景讯号为零，所以如果将该滤波后待测物光谱讯号的值除以背景讯号的值，所得到的讯号杂讯比将呈现无限大；因此，本发明提高了试样(待测物)检测结果光谱图中的讯号杂讯比，可以达到测试精准的效果。特别说明的是，所述该数学分析模组、该时域频域转换单元及该频域时域转换单元可以分别是软件或硬件型态，或上述软件或硬件型态的组合；该数学分析模组、该时域频域转换单元及该频域时域转换单元彼此以电性或讯号连接。

本发明的一实施例中，该固态光源发射器120的光源的波长范围介于400nm至1700nm，由于待测物所含有的不同的基团和同一基团在不同物理化学环境中对光源的吸收波长都有明显差异，使用者可针对不同的待测物所含的基团，调整特定范围的该光源的波长范围，以有利于待测物的分析。

请参阅图6所示的本发明的成分分析仪检测小麦后的光谱图，借由待测物容置装置10于YZ平面的旋转方式，使预分析检测的谷物能在均匀地混合的情况下进行检测，而达到多次重复的量测，另一方面，请一并参阅图7所示的现有的成分分析仪检测小麦后的光谱图，现有的成分分析仪借由待测物容置装置10以水平旋转的方式将预分析检测的谷物混合，再进行检测，其中该水平指水平于该X方向与该Y方向所定义的一XY平面上。而如图6与图7所示，横坐标轴为波长，单位为nm，纵坐标轴为相对强度(intensity)，本试验在约650nm至1000nm之间的该连续波长范围内以成分分析仪多次地对谷物进行光谱量测，如图6所示，每一次光谱量测的光相对强度分布的结果趋近于一致，而相对地如7图所示，每一次光谱量测的光相对强度分布的结果均不近相同，尤其在800nm至1000nm之间的该连续波长范围更为明显。

请一并参阅图8所示，为本发明与现有的成分分析仪检测谷物后的成分比较分析表格图。该图8分别展示本发明与现有的成分分析仪检测谷物的表格，而表格中记录每一次的测试次数与其成分分析仪检测谷物后的水份与蛋白质等成分数据以及该数据的标准差(Standard Deviation)与讯号杂讯比(Signal-to-noise ratio)，由表格中显示本发明所量测的蛋白质的标准差数值为0.0308且水份的标准差数值为0.02096，而现有所量测的蛋白质的标准差数值为0.2002且水份的标准差数值为0.1503，故本发明与现有的成分分析仪相比下，其标准差数值明显较小，代表每一次检测的数值与平均数值差异不大，再者，表格中显示本发明所量测的蛋白质的讯号杂讯比为298且水份的讯号杂讯比为436，而现有所量测的蛋白质的讯号杂讯比为45且水份的讯号杂讯比为61，故本发明与现有的成分分析仪相比下，其所侦测到的讯号杂讯比也明显较高，代表本发明确实可提高测试精准的效果。

再者，请一并参阅图9所示，为本发明与现有的成分分析仪检测相同待测物后的光谱比较分析图。横坐标轴为波长，单位为nm，纵坐标轴为多次测量后所得数值中，以最大数值减掉最小数值后除以多次测量后所得数值的平均值，单位为百分比，本试验在约650nm至1000nm之间的该连续波长范围内以成分分析仪多次地对谷物进行光谱量测，以横坐标轴的百分比为5.00％为标准，若高于5.00％时，其最大数值与最小数值差异越大，代表该成分分析仪1000的每次量测结果间具有较低的准确度，反之亦然，若其最大数值与最小数值差异越小，代表该成分分析仪1000的每次量测结果间具有较高的准确度。如图9所示能明显观察出本发明的成分分析仪所量测的结果皆在5.00％以下，而现有的成分分析仪所量测的结果皆高于5.00％。

综上图6至图9所示，透过本发明的待测物容置装置10于YZ平面的旋转方式，确实能使预分析检测的谷物能在均匀地混合的情况下多次地进行检测，且检测后的数据具有较高的测量精度。

请一并参阅图10与图11所示，为本发明其一较佳实施例的成分分析系统方块图与电子设备方块图。本发明基于主要目的另外提供一种成分分析系统，适用于一成分分析仪1000，该成分分析系统2包含：一待测物容置装置10，该待测物容置装置10具有一容置空间101、一透光片102与一转动件11，该透光片102设置于该待测物容置装置10的相对两侧，该转动件11贯穿设置于该待测物容置装置10或分别设置于于该待测物容置装置10两侧，该转动件11的延伸方向定义为一X方向，该X方向不同于一Y方向与一Z方向，该Y方向与该Z方向定义成一YZ平面，该待测物容置装置10可沿着该YZ平面转动，该YZ平面的法线与该X方向的夹角大于或等于0度且小于90度；一光检测装置12，该光检测装置12具有一固态光源发射器120与一接收器121，该固态光源发射器120与该接收器121分别设置于该待测物容置装置10两侧的邻近该透光片102的位置；一驱动装置13，该驱动装置13连接该转动件11；至少一支撑件14，该支撑件14枢接于该转动件11，一第一处理器20，该处理器电性连接该光检测装置12、该驱动装置13、一谷物分析模组25、一第一无线通讯模组21与一全球定位系统22。

该谷物分析模组25可对于该光检测装置12检测谷物后的光谱图进行分析，以分析出该谷物的水份、蛋白质与灰质等数值，可用以进一步地鉴定该谷物的等级与品质，以小麦为例，当小麦加工为面粉时，其蛋白质含量会影响吸水率或面筋强度，灰质含量可用于评估小麦磨粉后的预期产值，而小麦本身水份含量也会影响加工为面粉时所添加的水量。特别说明的是，本发明的谷物分析模组25不限于仅分析上述谷物的水份、蛋白质与灰质等参数，也可依照需求对于谷物其他成分的比例或含量进行分析。

本发明的一实施例中，该第一无线通讯模组21通讯连接一电子设备3的一第二无线通讯模组30，该第二无线通讯模组30电性连接一第二处理器31。该电子设备3可以为个人电脑、个人行动通讯装置、笔记型电脑或平板电脑等。

于实际实施时，该成分分析仪1000能透过该第一无线通讯模组21将该谷物分析模组25所分析出该谷物的水份、蛋白质与灰质等数值传输于一电子设备3，让使用者能随时透过该电子设备3存取该谷物的水份、蛋白质与灰质等数值，该第一无线通讯模组21与第二无线通讯模组30可选用Wi-Fi、WiMAX、IEEE 802.11系列、4G网路、5G网路、HSPA网路、LTE网路或蓝牙。

本发明的一实施例中，该成分分析系统2更包含一感测器19，该感测器19电性连接该第一处理器20，该感测器19可为包含相对湿度感测器或温度感测器或其两者，该相对湿度感测器用于感测空气中的一相对湿度，并产生一相对湿度资料，该温度感测器用于感测植物生长时的一环境温度，并产生一环境温度资料。借由相对湿度或环境温度的高低，以预测谷物的生长情形，且该成分分析仪1000能透过该第一无线通讯模组21将该感测器19所感测得资讯传输于一电子设备3，该资讯可以为该温度感测器所感测的该环境温度资料与该相对湿度感测器所感测的该相对湿度资料，让使用者能随时透过该电子设备3存取目前谷物生长时的该环境温度资料与该相对湿度资料。

本发明的一实施例中，该成分分析系统2更包含一第一设定单元23，该第一设定单元23可举例但不限于触控式萤幕或按键，该第一设定单元23电性连接该第一处理器20。该第一设定单元23可输入一作物资讯、一作物种类、一纪录日期、一分析区域R或一作物采收计划等任何与作物有关的相关参数，让使用者能直接在成分分析仪1000上进行操作。

本发明的一实施例中，该成分分析系统2更包含一第一显示装置24，该第一显示装置24电性连接该第一处理器20，该第一显示装置24可以显示该光检测装置12所产生的光谱图、该驱动装置13的运转速度或频率、该谷物分析模组25对光谱图分析后的数值与该全球定位系统22的该定位资讯P等所产生的讯息或该作物资讯、该作物种类、该纪录日期、该分析区域R或该作物采收计划等任何有益于使用者判断分析的资讯，该第一显示装置24可以为液晶萤幕。

本发明的一实施例中，该电子设备3更包含一第二设定单元32，该第二设定单元32电性连接该第二处理器31，该第二设定单元32可举例但不限于触控式萤幕或按键。该第二设定单元32可输入一作物资讯、一作物种类、一纪录日期、一分析区域R或一作物采收计划等任何与作物有关的相关参数。于实际实施时，如图15所示，该作物种类为所种植的农作物品种，该纪录日期为检测作物时的日期，而该作物资讯可以为环境的相对湿度(RH％)或温度℃；或作物中的灰质(dry matter)含量、水份含量、蛋白质含量与油脂/甜度比例等；而规格为预先设定的作物品质标准数值，该作物品质标准数值可依据上述的灰质(dry matter)含量、水份含量、蛋白质含量与油脂/甜度比例等或其他有利于评价作物品质标准的参数综合判断或采单一参数判断；测试数量为成分分析仪测试作物的次数；成分分析仪每一次对作物测试后会产生一作物品质数值，而平均值为测试后的所有的作物品质数值加总后除以总测试数量；合规数量为每一次作物品质数值符合该规格时会采计一次；良率为合规数量除以测试数量。而作物采收计划可根据作物资讯与作物种类，以预测该作物的采收日期。

本发明的一实施例中，该电子设备3更包含一第二显示装置33，该第二显示装置33电性连接该第二处理器31，该第二显示装置33可以显示该光检测装置12所产生的光谱图、该驱动装置13的运转速度或频率、该谷物分析模组25对光谱图分析后的数值与该全球定位系统22的该定位资讯P等所产生的讯息或一作物资讯、一作物种类、一纪录日期、一分析区域R或一作物采收计划等任何有益于使用者判断分析的资讯。该第二显示装置33可以为液晶萤幕。

请参阅图12至图14所示，为本发明其一较佳实施例的作物产地示意图、分析区域示意图(一)与分析区域示意图(二)。使用者能透过该全球定位系统22，该全球定位系统(Global Positioning System，GPS)22可提供准确的三度立体空间的定位功能，该全球定位系统22可对于一作物产地C定位出一定位资讯P，该定位资讯P可以是所在处的经度、纬度和高度的坐标，于实际实施时，使用者使用成分分析仪检测谷物时，除了产生该谷物的水份、蛋白质与灰质等数值外，该全球定位系统22同时也对该次检测的位置定位出相对应的该定位资讯P，而后该第一处理器20将该成分分析仪1000所检测后的该谷物的水份、蛋白质与灰质等数值及该定位资讯P，透过该第一无线通讯模组21传输于该第二无线通讯模组30，使用者可参考该定位资讯P与其相对应的该等数值、作物资讯或作物种类作为日后制定作物采收计划的基础。使用者也能利用第一设定单元23或第二设定单元32设定预分析的分析区域，该分析区域R可包含多个或单一个该定位资讯P，如图15所示，而得到该分析区域R的作物资讯、作物种类、纪录日期或作物采收计划等任何与作物有关的相关参数，该作物种类为所种植的农作物品种，该纪录日期为检测该作物时的日期，而该作物资讯可以为环境的相对湿度(RH％)或温度(℃)；或作物中的灰质(dry matter)含量、水份含量、蛋白质含量与油脂/甜度比例等；而规格为预先设定的作物品质标准数值，该作物品质标准数值可依据上述的灰质(dry matter)含量、水份含量、蛋白质含量与油脂/甜度比例等或其他有利于评价作物品质标准的参数综合判断或采单一参数判断；测试数量为成分分析仪测试作物的次数；成分分析仪每一次对作物测试后会产生一作物品质数值，而平均值为测试后的所有的作物品质数值加总后除以总测试数量；合规数量为每一次作物品质数值符合该规格时会采计一次；良率为合规数量除以测试数量；而作物采收计划可根据作物资讯与作物种类，以预测该作物的采收日期。

综上所述，本发明与现有技术与产品相较之下，本发明具有以下优点之一：

本发明目的之一为透过本发明的成分分析仪借由待测物容置装置于YZ平面的旋转方式，以使预分析检测的谷物能在均匀地混合的情况下进行检测，并达到多次重复的量测，来获取谷物成分数据。

本发明目的之一为透过待测物容置装置的结构除了量测谷物外，对于任何的颗粒、粉状、中药材、液体或流体的待测物均能量测，并透过量测后所得各类数值，将各待测物进行分类或筛选。

本发明目的之一为透过本发明的成分分析仪结构间的配置关系与旋转方式，减少过去因人工进行重复量测作业时，需取出样品再混合而导致预分析检测的谷物污染的可能性，以维持前次与后次量测时的条件因素。