教學大綱表
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課程名稱 (中文) 超音波工程
(英文) Ultrasonic Engineering
開課單位 機械工程研究所
課程代碼 M5750
授課教師 陳永裕
學分數 3.0 必/選修 選修 開課年級 研究所
先修科目或先備能力:普通物理、材料力學
課程概述與目標:超音波是指頻率超過人類耳朵聽力範圍的聲波或振動,由於其高頻的特性而被廣泛應用於眾多領域,如金屬探傷、工件清洗、軍事雷達定位、醫用超音波等。本課程的內容包含超音波原理、技術及其應用,從超音波的性質由淺入深進而探討電子電路元件、機械振盪零件、超音波能量的應用、超音光電技術,期能對有志於研習超音波技術之學子有所助益。
教科書 超音波工程, 鄭振東編譯, 全華科技圖書股份有限公司.
參考教材 Fundamentals and applications of ultrasonic waves, J. David N. Cheeke, Boca Raton : CRC Press, c2002.
課程大綱 學生學習目標 單元學習活動 學習成效評量 備註
單元主題 內容綱要
1 超音波的性質 超音波與可聽音、超音波的特點與特徵 學習超音波與可聽音、超音波的特點與特徵
  • 講授
  • 作業
  •  
    2 超音波的生成與檢測 超音波的發生史、利用壓電效應以產生超音波、利用磁致伸縮效應的超音波生成器、超音波檢測的發展史 學習超音波的發生史、利用壓電效應以產生超音波、利用磁致伸縮效應的超音波生成器、超音波檢測的發展史
  • 講授
  • 作業
  •  
    3 超音波振盪器與壓電材料 強介電體、壓電基本公式與機-電耦合係數、壓電振盪器的等效電路、彈性表面波 學習強介電體、壓電基本公式與機-電耦合係數、壓電振盪器的等效電路、彈性表面波
  • 講授
  • 作業
  •  
    4 電子電路功能元件(Ⅰ) 晶體振盪器、晶體振盪電路、晶體時鐘、彈性表面波振盪器 學習晶體振盪器、晶體振盪電路、晶體時鐘、彈性表面波振盪器
  • 講授
  • 作業
  •  
    5 石英晶體振盪器 業師協同教學,教授晶體振盪器、晶體振盪電路、晶體時鐘等專業知識。 學習晶體振盪器、晶體振盪電路、晶體時鐘等專業知識。
  • 個案研究
  • 講授
  • 協同教學
  •  
    6 石英晶體振盪器 業師協同教學,教授晶體振盪器、晶體振盪電路、晶體時鐘等專業知識。 學習晶體振盪器、晶體振盪電路、晶體時鐘等專業知識。
  • 個案研究
  • 講授
  • 協同教學
  •  
    7 石英晶體振盪器 業師協同教學,教授晶體振盪器、晶體振盪電路、晶體時鐘等專業知識。 學習晶體振盪器、晶體振盪電路、晶體時鐘等專業知識。
  • 個案研究
  • 講授
  • 協同教學
  •  
    8 企業參訪 參訪石英晶體製造商 透過企業參訪學習石英晶體製造之專業知識
  • 參訪
  •  
    9 電子電路功能元件(Ⅱ) AM用的壓電陶瓷濾波器、FM收音機用壓電陶瓷濾波器、彈性表面波濾波器、機械濾波器與音叉‧音片、超音波延遲線與訊號處理裝置 學習AM用的壓電陶瓷濾波器、FM收音機用壓電陶瓷濾波器、彈性表面波濾波器、機械濾波器與音叉‧音片、超音波延遲線與訊號處理裝置
  • 講授
  • 作業
  •  
    10 超音波感測器與壓電感測器 超音波量測、超音波聲納與魚群探勘器、超音波流速計與流量計、空氣中的超音波感測器、超音波醫療設備、超音波顯微鏡、壓電感測器 學習超音波量測、超音波聲納與魚群探勘器、超音波流速計與流量計、空氣中的超音波感測器、超音波醫療設備、超音波顯微鏡、壓電感測器
  • 講授
  • 作業
  •  
    11 超音波量測實驗 藉由實驗了解基礎彈性波傳理論,並學習利用超音波技術量測材料之彈性係數、波傳衰減、厚度和裂縫位置。 學習利用超音波技術量測材料之彈性係數、波傳衰減、厚度和裂縫位置。
  • 講授
  • 上機實習
  • 實驗
  •  
    12 超音波能量的應用(一) 強力超音波的應用、超音波加工、超音波的焊接與點焊、超音波的清洗功能、超音波加濕器、吸取器以及浴池等 學習強力超音波的應用、超音波加工、超音波的焊接與點焊、超音波的清洗功能、超音波加濕器、吸取器以及浴池等
  • 講授
  • 作業
  •  
    13 超音波能量的應用(二) 超音波馬達、進行波型的超音波馬達、駐波型超音波馬達、雙晶壓電型驅動器、積層型壓電驅動器、壓電變壓器、壓電點火元件 學習超音波馬達、進行波型的超音波馬達、駐波型超音波馬達、雙晶壓電型驅動器、積層型壓電驅動器、壓電變壓器、壓電點火元件
  • 講授
  • 作業
  •  
    14 超音波光電技術 音響冷光、利用超音波時光之衍射、超音波的光之元件 學習音響冷光、利用超音波時光之衍射、超音波的光之元件
  • 講授
  • 作業
  •  
    15 最新超音波振盪器材料 鬆弛型強介電體、PZT材料與鬆弛型強介電體、鬆弛體的單晶材料 學習鬆弛型強介電體、PZT材料與鬆弛型強介電體、鬆弛體的單晶材料
  • 講授
  • 作業
  •  
    16 超音波能量的最新應用(Ⅰ)──材料動向 可供高功率使用的壓電陶瓷、電致伸縮及隨同相之移轉所產生的應變、鈮酸鋰的單態體(Monomoph)、超磁致伸縮 學習可供高功率使用的壓電陶瓷、電致伸縮及隨同相之移轉所產生的應變、鈮酸鋰的單態體(Monomoph)、超磁致伸縮
  • 講授
  • 作業
  •  
    17 超音波能量的最新應用(Ⅱ)──應用動向 超音波馬達、壓電驅動器、超音波的懸浮力及其運送功能 學習超音波馬達、壓電驅動器、超音波的懸浮力及其運送功能
  • 講授
  • 作業
  •  
    18 期末專題 閱讀文獻,進行期末專題報告。 總整超音坡工程的知識
  • 心得發表
  • 閱讀討論
  • 專題
  •  

    教學要點概述:
    教材編選: ■ 自編教材 □ 教科書作者提供
    評量方法: 其他評量:20%   專題:30%   作業:50%  
    教學資源: ■ 教材電子檔 □ 課程網站
    扣考規定:http://eboard.ttu.edu.tw/ttuwebpost/showcontent-news.php?id=504