108年:呼治儀器(2)
有關thermal流量計的描述,下列何者錯誤?
A僅能單向測量吐氣流量
B利用溫度改變阻力與氣流大小的相關性而計算流量
C當使用thermistor beads,氣流造成溫度下降會增加阻力
D測量的準確性不會受到氣體黏滯性及密度影響
詳細解析
本題觀念
熱式流量計(thermal flowmeter)不是直接用活塞位移或固定孔洞的壓差來推算流量,而是觀察氣流帶走加熱元件熱量的程度。流量越大,對熱珠或感測元件的冷卻越明顯,溫度就會改變;若使用負溫度係數熱敏電阻(negative temperature coefficient thermistor, NTC),溫度下降會使電阻上升。儀器再依溫度、電阻與流量之間的校正關係換算流量。
判斷本題時要分開看兩件事:第一,感測元件的溫度與電阻變化能否反映氣流;第二,這個換算是否完全不受氣體性質影響。熱傳效果會受到氣體密度、比熱、組成與流動條件影響,因此不同氣體或校正條件不一致時,測量準確性可能改變。
選項分析
A. 正確。 依本題所指呼吸器吐氣端的熱式流量計配置,感測器是用來量測吐氣方向的氣流,因此可視為僅測量吐氣流量。熱式感測器並非在所有儀器設計中都只能單向測量,確實也有可辨識吸氣與吐氣方向的雙向設計;但本題是依指定的呼吸器配置判讀,A 的描述可接受。
B. 正確。 氣流通過加熱元件時會帶走熱量,流量改變會造成元件溫度改變;溫度改變又會反映為熱敏電阻或其他感測元件的阻力變化。儀器透過事先建立的校正關係,把這些電性變化換算成氣流量。因此,選項所說的溫度、阻力與氣流大小之間具有可利用的相關性,方向正確。
C. 正確。
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