113年:呼治儀器

當代償式索普管(compensated Thorpe tube)流量計連接至中央管路系統而針閥關閉時,浮球跳至頂端後立即歸零的原因為何?

A壓力連通後加壓
B內部釋壓閥故障
C流量計未能保持直立,流量計開啟保護關閉
D中央運輸系統漏氣,流量計開啟保護關閉

詳細解析

本題觀念:

代償式索普管流量計(compensated Thorpe tube flowmeter)的「浮球跳頂再歸零」現象。這個現象是代償式設計的正常辨識特徵,與閥門位置(下游)和管內壓力有關。本題考的是「為什麼接上氣源後浮球會先衝頂、再回到零?」

選項分析

A. 壓力連通後加壓 — 正確答案

  • 代償式索普管的針閥(needle valve)在下游(出口端)
  • 接上中央氣源(50 psig)時,高壓氣體直接進入管柱內
  • 針閥是關著的 → 管柱內瞬間充滿 50 psig 壓力 → 浮球被壓力推到最頂端
  • 壓力平衡後(管內各處都是 50 psig、無流動)→ 浮球因重力落回零點
  • 整個過程:「壓力灌入 → 浮球跳頂 → 壓力平衡無氣流 → 歸零」
  • 這就是「壓力連通後加壓」的白話解釋

B. 內部釋壓閥故障 — 錯誤

  • 如果釋壓閥真的故障:
    • 管內壓力無法正常調節
    • 浮球可能會持續停留在頂端,不會回到零
    • 或者壓力洩漏造成持續氣流
  • 釋壓閥故障的表現是「浮球不歸零」或「異常讀數」,不是「跳頂後正常歸零」

C. 流量計未保持直立 — 錯誤

  • 索普管如果沒有保持垂直:
    • 浮球讀數會不準確(偏高或偏低)
    • 但不會出現「跳頂再歸零」的特定模式
  • 傾斜影響的是「讀數精確度

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