本文標(biāo)題："冰凍法固定標(biāo)本，放置在光學(xué)顯微鏡下測(cè)量"

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使用的皮膚厚度測(cè)量方法，必須經(jīng)過一連串繁複費(fèi)時(shí)的標(biāo)本制作，其中需要

利用急速冰凍法固定標(biāo)本，放置在光學(xué)顯微鏡下測(cè)量，但是標(biāo)本在制作過程中容易遭受嚴(yán)重

毀損，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生誤差。若使用其他接觸式測(cè)量法，例如使用一般的膜厚計(jì)或螺旋測(cè)

微器，會(huì)在固定過程中造成軟性被測(cè)物質(zhì)產(chǎn)生形變；如果使用其他非接觸式測(cè)量的膜厚計(jì)，

其可適用的被測(cè)物也只能針對(duì)特定的材質(zhì)。由于以上方法都無法精準(zhǔn)測(cè)量生物薄膜的厚度，

因此我們想發(fā)展出一套非破壞性檢測(cè)的儀器，采用氣動(dòng)式非接觸測(cè)量法，簡單精準(zhǔn)又可以解

決生物薄膜測(cè)定的問題。

氣動(dòng)式非接觸測(cè)量法，原本設(shè)計(jì)是用來測(cè)量蔬果及牡蠣的厚度，但是后來

被廣泛應(yīng)用于工業(yè)界，例如測(cè)量磁帶或金屬薄片的厚度，近期在醫(yī)學(xué)的應(yīng)用上則是提出利用

氣動(dòng)式非接觸測(cè)量法測(cè)量隱形眼鏡的厚度。上述應(yīng)用的共通點(diǎn)，在于當(dāng)儀器設(shè)計(jì)成雙邊同步

測(cè)量時(shí)，都沒有考慮到待測(cè)物需置中的問題，但是帶測(cè)物置中卻是影響儀器測(cè)量精確度非常

重要的因素。如何使帶測(cè)物置中也將是本題目重要的一項(xiàng)研究

1. 針頭接近物體的情況（圖 08）

氣體由幫浦供應(yīng)流至兩側(cè)端針頭送出，中間物體為待測(cè)物。當(dāng)兩側(cè)針頭非?？?/div>

近物體時(shí)（并沒有碰到），所流出的氣體會(huì)受到阻礙而產(chǎn)生反壓（圖 09），產(chǎn)生的

原因在于氣體從針頭流出呈輻射狀，當(dāng)針頭越靠近待測(cè)物，待測(cè)物表面單位面積所

承受的力量越大，相對(duì)于氣體而言，越靠近待測(cè)物所造成的反向壓力也越大，所以

反壓上升使針頭的出口堵塞，后續(xù)氣流因此相對(duì)流向另一 Y 型管路到氣泡指示計(jì)，

使沒入水中的管口壓出氣泡，當(dāng)氣泡為半顆球時(shí)視為達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)即為指示

針頭與被測(cè)物間的適當(dāng)位置。

二、儀器的校正與測(cè)量

1. 儀器的校正（圖 10）

用已知厚度的標(biāo)準(zhǔn)片(A)做為待測(cè)物讓針頭夾擊趨近，使氣泡指示計(jì)中的管口產(chǎn)

生半顆氣泡。將螺旋測(cè)微器的讀值(C)扣除標(biāo)準(zhǔn)片的厚度，即為校正值(2B)（空隙的

距離）。之后測(cè)量未知厚度時(shí)，將螺旋測(cè)微器的讀值扣除校正值(2B)，即物體不受破

壞時(shí)的厚度。

2. 如何確定半顆氣泡（圖 11）

圖 12，為管口出現(xiàn)氣泡的情形，符合數(shù)學(xué)公式

γ cos

當(dāng)θ為 0 時(shí)，即管口產(chǎn)生為半顆氣泡，ΔP 達(dá)到大值。由于管線內(nèi)部氣體是

持續(xù)供應(yīng)的，壓力會(huì)隨針頭與物體距離變化，當(dāng)內(nèi)壓的力量大于管外水壓的力量加

上水的表面張力，造成失去平衡狀態(tài)，因此當(dāng)氣泡處于留在管口與即將脫離管口之

臨界點(diǎn)時(shí)，我們可以確定它是理論上的半顆氣泡。

三、物體的置中機(jī)制

1. 圖 12 中，在兩針頭距離相同下，物體的位置偏向一邊，會(huì)使較靠近物體的針頭

所受的反壓較強(qiáng)，使產(chǎn)生的氣泡大小比在正中央時(shí)來得大，造成半顆氣泡形成

時(shí)可能代表多種不同針間與測(cè)物距離情形，因此物體需要維持在兩針頭的正中

央，以減少測(cè)量變異與誤差。

2. 在區(qū)域三中（圖 13），于放置待測(cè)物的平移臺(tái)兩側(cè)加上相同的彈簧，再利用螺

旋測(cè)微器推動(dòng)連接針頭的基座向中間擠壓，平移臺(tái)會(huì)因彈簧的靜力平衡而置中

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