107年:呼治儀器(2)

決定超音波噴霧器霧氣輸出量的主要因素為:

A耦合(couplant)的溫度
B電流訊號的頻率
C電流訊號的振幅
D藥腔內撞擊器的設計

詳細解析

本題觀念

超音波噴霧器是利用壓電晶體把電能轉成高頻機械振動,再把聲能傳入藥液,使液面形成波動並產生氣霧。判斷輸出量時,要把「每單位時間產生多少液滴」和「液滴大小」分開思考。電流訊號的振幅增加,代表壓電晶體振動幅度及傳給液體的能量增加,液面波動更強,單位時間形成的氣霧量也會增加;頻率則主要影響振動尺度、液面毛細波與粒徑。

選項分析

A. 耦合液的溫度會影響聲能傳遞、散熱及裝置運作穩定性。溫度過高或液量不足可能讓效能下降,但在正常操作範圍內,它不是控制超音波噴霧器主要輸出量的電氣參數,故不是最佳答案。

B. 電流訊號的頻率與壓電晶體的振動頻率有關,會影響液面波的特徵與霧滴粒徑。頻率改變可能使粒子大小與輸送特性不同,但本題問的是霧氣輸出量,主要控制量不是頻率,因此此項不正確。

C. 電流訊號的振幅增加時,壓電晶體的振動幅度與聲能輸出提高,液面受到的擾動更大,能形成較多氣霧。它直接連結電氣驅動強度、液面波動及每單位時間的霧化量,是四項中最符合輸出量原理者。

D. 藥腔內撞擊器或擋板的設計,會影響較大液滴的攔截、粒徑分布與最後離開裝置的氣霧比例。這是液滴生成後的分離與出口設計因素,確實會影響實際輸送,但不是題目所問的主要訊號控制因素。

答案解析

本題答案為 C。超音波噴霧器的壓電晶體受到交變電訊號驅動,振幅決定振動能量的大小;能量傳入藥液後,會改變液面波動強

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