[发明专利]基于共享教育理念的自循环流动演示实验平台

说明书

本发明提供一种基于共享教育理念的自循环流动演示实验平台。包括：可电脑操控的自循环流动实验装置、服务管理器以及用户终端；所述可电脑操控的自循环流动演示实验装置含基本实验装置及PLC控制系统、触摸屏电脑和摄像头等；所述PLC控制系统可以控制阀门启闭或调节开度；摄像头用于实时在电脑及远程监控实验的真实运行情况；所述触摸屏电脑与PLC连接，用于显示和实施PLC相关的软控制、数据存储及程序载体、摄像头调用等；所述可电脑操控的自循环流动演示实验装置与服务管理器之间、服务管理平台之间都是通过互联网连接；本发明在一定程度上解决了如今高校开设自循环自流动演示实验存在的相关问题，达到教学目的，实现共享教育理念。

技术领域

本发明涉及教育教学及工业控制技术领域，尤其涉及一种基于共享教育理念的自循环流动演示实验平台。

背景技术

目前国内各高校给排水科学与工程专业一般需开设相关专业实验，其中包括自循环流动演示实验等。现阶段实验设备一般包括水位观测器、水泵、不同边界的显示面等。在水力学实验运行过程中，通过设备上安装的摄像头观测实验现象。

现阶段国内自循环流动演示实验装置可归为两种：一是由学生动手进行实验操作。由于实际操作必须根据实验指导书进行操作，要排除各种因素的影响，在实际操作中，受一台仪器使用人数的限制，不能得到时间上的最佳利用，以上导致购置了实验设备的高校仅能为本地学生提供实验机会，实验资源得不到充分利用，并且本地学生的实验过程存在不方便性、而在缺乏实验条件的地区无法开展相关实验，学生缺乏实际操作机会，无法掌握实验操作能力，得不到切实直观的实验现象。

二是基于互联网的远程实验方案，主要是采用软件仿真实验装置进行网上仿真或虚拟实验，这种方案的实验现象和数据都是在理想情况下由软件计算得到的，完全由软件来虚拟化实验环境，不具有实验过程中应有的真实性，实验过程固化，不能模拟实际情况中存在的各种干扰因素和误差，实验虽便于了解实验过程，但实验效果难以比拟真实实验，对学生创新能力和发现问题意识的培养不利。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种依托于可电脑操控的自循环流动演示实验装置、互联网与用户终端等相关设备，将自循环流动演示实验装置结合成一个的共享系统，用户在真实实验环境和条件下开展自循环流动演示实验。

一种基于共享教育理念的自循环流动演示实验平台，包括：1个或多个可电脑操控的自循环流动演示实验装置、服务管理器以及1个或多个用户终端。

所述可电脑操控的自循环流动演示实验装置与服务管理器之间通过互联网(有线或无线)连接；所述服务管理器与用户终端之间通过互联网(有线或无线)连接。

所述可电脑操控的自循环流动演示实验装置包括：挂孔、彩色有机玻璃面罩、不同边界的流动显示板、加水孔孔盖、掺气量调节阀、蓄水箱、水泵、铝合金框架后盖、水位观测器、触摸屏电脑、PLC控制系统和摄像头。

半封闭状态下的工作液体(水)由水泵驱动自蓄水箱经掺气后流经不同边界的显示板，形成无数小气泡随水流流动，在仪器内的日光灯照射和显示板的衬托下，小气泡发出明亮的折射光，清楚地显示出小气泡随水流流动的图象，通过PLC控制系统调节掺气量调节阀，使小气泡相对水流流动具有足够的跟随性。通过摄像头观测不同边界流场的迹线、边界层分离、尾流、旋涡等多种流动图谱。

进一步，如上所述的基于共享教育理念的自循环流动演示实验平台，其特征在于，水泵、掺气量调节阀通过数据线(控制)与PLC控制系统连接；摄像头、水位观测器通过数据线(采集)与PLC控制系统连接；触摸屏电脑与PLC控制系统之间有输入和输出数据线。

所述服务管理器含一个管理平台，管理平台包括可电脑操控的自循环流动演示实验装置的登录接口及用户登录及选择某台可电脑操控的自循环流动演示实验装置开展相关实验的接口，服务管理器与可电脑操控的自循环流动演示实验装置之间通过互联网(有线或无线)连接；服务管理器与用户终端通过互联网(有线或无线)连接。