113年:呼治儀器
有關pneumotachographs的測量原理,下列何者正確?
A藉由測量壓力差來計算流量
B藉由測量溫度差來計算流量
C藉由測量體積差來計算流量
D直接測量流量
詳細解析
本題觀念:
pneumotachograph(呼吸流速計)是呼吸治療與肺功能檢查中最常見的流量感測元件之一,廣泛用於肺量計、呼吸器的流量感測模組。這題考的是它「怎麼測到流量」的核心物理原理——理解這個原理,才能明白為什麼分泌物或冷凝水沾附會造成讀數失準,這也是臨床操作時很實際的觀念。
選項分析
✅ A. 藉由測量壓力差來計算流量(正確答案)
- pneumotachograph 的核心設計是讓氣流通過一個已知阻抗的固定構造:常見的Fleisch型是由一束細小的毛細管(capillary tubes)組成,Lilly screen型則是以細密的網目(screen)取代毛細管,兩者的共同原理都是讓氣流通過時因為受到阻力而在構造前後兩端產生一個與流量成比例的壓力差(pressure differential),再以高靈敏度的差壓式感測器(differential pressure transducer)量測這個壓力差,並依此換算出流量數值,對時間積分後即可得到容積。
- Fleisch型的設計基礎是Poiseuille's law:假設氣流呈層流(laminar flow)狀態,流量與單位長度的壓力降成正比,毛細管束能製造出擬層流(pseudo-laminar flow),使輸出的壓力訊號與氣流量之間呈線性關係,方便換算。
**❌ B. 藉由測量溫度差來計算
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