无线遥控多功能爆炸实验演示装置

来源 :发明与创新·中学生 | 被引量 : 0次 | 上传用户:marinehope
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  学习《燃烧与灭火》时,老师说煤气、天然气、氢气等可燃气体在空气中积聚到一定程度,遇到明火就会发生爆炸,并播放了有关爆炸的视频,可同学们看得并不尽兴。
  如果有装置可以现场进行爆炸演示,不是更好吗?因此,我想制作一个能演示可燃气体在空气中积聚到一定程度,遇到明火发生爆炸的仪器。
  一、基本思路
  用撕拉盖有机玻璃瓶作为爆炸器具,内部装有高压脉冲点火器,演示前向瓶内充入一定量的可燃性气体,盖上盖子,接通高压脉冲点火器,引燃瓶内气体,形成爆炸,产生的冲击波冲开盖子,显示爆炸的威力。
  二、研究过程
  1.确定爆炸装置用高压脉冲点火器
  我从网上购买了两套高压脉冲点火器,输入电压为4.8V至6V,输入电流为2A至5A,高压形式为脉冲高低压分体式,输出电压为50万至100万伏左右(使用时一定要注意安全),高压两极放电距离为10mm至15mm,输出高压线长度约100mm,输入电源线长约100mm,外形尺寸为88mm×26mm(如图1)。
  2.确定爆炸瓶体
  最初我采用口香糖包装瓶进行测试,爆炸效果很好,但瓶体为白色,不透明,不能看到爆炸瞬间瓶内的情况,因此更换为撕拉盖有机玻璃瓶。
  玻璃瓶型号为S6580,瓶身材质为PET,瓶盖材质为PP,直径65mm,高80mm ,容量为220ml,封口采用撕拉口,直接将盖子压下即能密封(如图2)。
  3.初次组装
  用有机玻璃板作为垫板进行组装,接通电源后点火器测试成功,加入可燃气体,接通电源,爆炸演示成功。
  4.加装无线开关
  该爆炸装置虽然小巧,但仍有一定的危险性,为了保证操作者的安全,我决定再加装一个无线遥控开关。
  我网购的无线遥控开关接收灵敏度达-107dBm,电源电压输入范围为3.7V至6V,并具备良好的选择性和杂散辐射、本振辐射抑制能力,可多个接收模块同时工作(即单发多收)且不会互相干扰,一起使用不影响接收距离(如图3)。
  5.组装
  制作一块长297mm、宽210mm的有机玻璃板,作为爆炸装置的操作垫板;垫板下做一个长170mm、宽11mm、高30mm的开口小盒,用于存放高压脉冲点火器、电池、遥控接收器等。
  将撕拉盖有机玻璃瓶粘在垫板上,在瓶底钻两个小孔,用于引入高压脉冲点火器的两条导线(如图4)。
  6.测试
  为电池盒安装电池,打开遥控接收器开关,向瓶内充入打火机气体(丁烷),大约15秒后迅速盖上盖子,站在装置3米以外,按下遥控发射器,先看到瓶内电打火,然后听到“砰”的爆炸声,撕拉盖被冲开,测试成功。
  三、科学原理
  燃烧的条件是可燃物、助燃物、火源,而爆炸的条件是可燃物与空气混合,在较小范围内着火迅速燃烧,瞬间释放大量热量,造成温度和压力急剧升高,形成爆炸。
  我制作的装置利用无线遥控器,可演示多种可燃性气体的爆炸,操作简单安全。
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