113年:呼治儀器
有關turbine flowmeters的敘述,下列何者錯誤?
A以旋轉風扇原理測量流量
B風扇的旋轉速度受氣流速度的影響
C只有機械式,無電子式
D以風扇旋轉速度回推流量
詳細解析
本題觀念
渦輪流量計(turbine flowmeter)是呼吸治療常見的流量與容積測量裝置,原理是氣體通過定子(stator)導引後推動內部小型渦輪(turbine)旋轉,藉由偵測渦輪旋轉速度回推氣體流量與潮氣容積。本題考的是渦輪流量計的基本物理原理,以及機械式與電子式設計是否並存的技術演進觀念。
選項分析
- 以旋轉風扇原理測量流量:✅正確。渦輪流量計的核心結構就是一個可自由旋轉的小風扇(渦輪),氣體流經時帶動風扇旋轉,是這類流量計最基本的物理原理。
- 風扇的旋轉速度受氣流速度的影響:✅正確。在達到穩定狀態時,渦輪的旋轉速度與通過的氣體體積流速呈正比關係,流速越快、渦輪轉得越快,這正是渦輪流量計能夠回推流量的物理基礎。
- 只有機械式,無電子式:❌錯誤,此為本題答案。渦輪流量計技術發展至今,除了傳統以齒輪機構連動指針錶盤讀數的純機械式設計(如經典的Wright respirometer)之外,也已發展出多種電子化版本:一種是以光反射方式偵測渦輪轉動來計算潮氣容積,另一種則是利用對磁場變化敏感的半導體元件,將渦輪轉速轉換為電子訊號,再由微處理器運算出潮氣容積與分鐘通氣量。因此「只有機械式、無電子式」的敘述與實際技術發展不符。
- 以風扇旋轉速度回推流量:✅正確。無論是機械式或電子式渦輪流量計,其共通的量測邏輯都是先偵測渦輪的旋轉
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