108年:呼治儀器(1)

下列何種流量偵測儀測量擾流(turbulent flow)較準確?

Athermistor
Borifice pneumotachometer
Cturbinometer
Dfiber screen pneumotachometer

詳細解析

本題觀念

本題比較不同流量偵測儀在擾流下的測量原理。擾流時,氣體速度與壓力變化的關係不再像理想層流那樣單純,因此依靠固定阻力兩端壓差來推算流量的 pneumotachometer,容易出現非線性與校準偏差。thermistor 屬於熱式感測器,利用氣流帶走感測元件熱量後造成的溫度、電阻或導電度改變來產生訊號,不把固定阻力壓差當作唯一依據。在本題列出的四種儀器中,這個原理較能避開擾流對壓差-流量關係的干擾,所以官方答案選 A。要注意這是選項之間的比較,不表示 thermistor 在所有情境都是所有流量測量的唯一標準。

選項分析

  • A:對。thermistor 以熱交換變化感測氣流,氣流經過感測元件時會改變散熱程度,進而造成電阻或導電度訊號變化。它不必先假設固定阻力下的壓差與流量呈理想線性關係,因此在擾流條件下是本題較合適的選項。
  • B:錯。orifice pneumotachometer 讓氣流通過孔口或阻塞物,再以兩側壓差換算流量。這種壓差式設計在校準的層流範圍較容易維持固定關係;擾流增加時,壓力損失受流場與流速影響,輸出可能偏離簡化的流量校準。
  • C:錯。turbinometer 由氣流推動機械轉子,再依轉速估算流量,會受到轉子慣性、摩擦、流場分布與低流量啟動特性的影響。它不是本題要找的熱式感測器,不能因為同樣能偵測氣流就判為最適合擾流。
  • D:錯。f

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