[发明专利]失重环境下的蜡烛自动点火实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种物理演示实验装置，特别涉及一种失重环境下的蜡烛点火 演示实验装置。

技术背景

教育部2005年《普通高中物理课程标准》的实验部分要求学生了解太空舱 或人造卫星中进行微重力条件下的实验，现有的失重实验教学演示器的实验舱 按照飞行器设计要点设计，实验舱内有放置蜡烛芯的实验平台，与蜡烛芯处于 同一水平高度的实时记录实验现象的摄像头及电源，在实验舱的舱壁上设有用 于人工点火的点火孔，进行失重条件下的点火实验时有实验操作者利用点火枪 透过点火孔点燃蜡烛芯，该手动蜡烛点燃方式存在如下的缺陷：

由于该实验作为一个演示实验，通常将实验舱悬挂在距离地面2米左右的 高处，为了观测到真实的蜡烛在失重状态下的燃烧时的火焰形状，该演示实验 要求在失重状态下点燃蜡烛，也就是说只有在实验舱作自由落体运动时点燃蜡 烛才能够观察到真正的失重状态下的蜡烛燃烧现象，而实验舱从2米的高处下 落到地面的时间只有0.6秒，要在如此短的时间内实现手动点火很容易出现差 错，以至于实验难以操作。

由于上述缺陷导致许多高中物理教师不愿意在课堂上进行失重状态下蜡烛 点火实验的演示，从而导致学生无法对处于失重状态下蜡烛燃烧的状态有一个 直观的认识，因此简化实验操作过程、提高实验的可操作性已经成为一种必要。

发明目的

本发明的目的：在于提供一种用计算机程控的办法来解决上述问题的自动 化控制程度高、操作简单、精度高的失重实验演示装置，不仅能够实时显示实 验图像，而且还能够对实验进行计算机控制。

这种失重环境下的蜡烛自动点火实验装置，主要包括一个形状类似于飞行 器的实验舱1，实验舱1内有放置蜡烛芯4的实验平台3，与蜡烛芯4处于同一 水平高度的实时记录实验现象的摄像头7及电源2，其特征在于：所述的蜡烛芯 4的一侧有一电热丝5。

所述的蜡烛芯4的另一侧设有一常闭型双金属片热继电器6。

所述的实验舱1内部的侧壁上安装有干簧继电器12。

所述的实验舱1外部相对并低于所述干簧继电器12的位置设置有一电磁铁 8。

所述的电热丝5与蜡烛芯4之间的距离在0.1-1mm之间。

所述的常闭型双金属片热继电器6与蜡烛芯4之间的距离在3-8mm之间。

所述的电热丝5和电磁继电器的常开触点a9串联构成电路A；干簧继电 器12与电磁继电器11的常开触点b10并联后和常闭型双金属片热继电器6及 电磁继电器11的线圈串联构成电路B。

所述的电路A和电路B可以是由两个电源供电的独立电路，也可以是由同 一电源供电电路的两个支路。

所述的电磁铁8离实验舱1的外壁5-10mm。

所述的电磁铁8的线圈经控制电路连接至电源。

所述的控制电路为计算机。

所述的电池组2有三个，电池组a为摄像机的供电电池组，电池组b和电 池组c分别为电路a和电路b的供电电池组。

电磁铁8的线圈的两端由计算机或PLC程控器的控制电路连接电源，通过 控制直流电流的接通切断及接通时间的长短，实现蜡烛的自动点火过程，大大 减少了手工点火的繁琐步骤，提高了实验的可操作性。

根据以上技术方案设计的这种失重环境下的蜡烛自动点火实验装置，与目 前已有的失重实验教学演示器相比，具有以下优点：

实现了计算机程控，通过计算机实现蜡烛的自动点火过程，其工作时刻精 确到毫秒级，消除了实验过程中涉及手工操作的步骤，简化了实验操作过程， 提高了实验的可操作性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的自动点火电的原理图。

图中：1、实验舱 2、电源 3、实验平台 4、蜡烛芯 5、电热 丝 6、常闭型双金属片热继电器 7、摄像机 8、电磁铁 9、常开触 点a 10、常开触点b 11、电磁继电器 12、干簧继电器

具体实施方式