氧化还原反应的自动检测教学装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了氧化还原反应的自动检测教学装置，为分体式装置，包括支架、反应装置和自动检测装置，反应装置和自动检测装置分别设置在支架上，且反应装置与自动检测装置连接；所述反应装置为一个密闭的玻璃器皿，玻璃器皿上设置有至少四个开口，开口中放有瓶塞，瓶塞连接有蠕动管；所述自动检测装置包括电子传感器、电子转换器、数据采集器、CPU控制器和显示器，电子传感器与电子转换器连接，电子转换器与数据采集器连接，数据采集器与CPU控制器连接，CPU控制器与显示器连接。本装置适用范围广泛，能自动控制反应速率，并且能实时检测实验数据及现象变化，学生能直观观察实验反应情况。

Automatic detection teaching device for oxidation-reduction reaction

The teaching of automatic detection device of the utility model discloses a redox reaction, split device, which comprises a bracket, a reaction device and automatic detection device, a reaction device and automatic detection device are respectively arranged on the bracket, and the reaction device and automatic detection device is connected; the reaction device is a sealed glass and glassware is provided with at least four opening, the opening is placed in the bottle, the cork is connected with a peristaltic tube; the automatic detection device comprises an electronic sensor, electronic converter, data acquisition, CPU controller and display, electronic sensors and electronic converter connection, electronic converter and data collector connected, data collector is connected with the CPU controller, CPU controller connected with the display. The utility model has the advantages of wide range of application, automatic control of reaction rate, real-time detection of the experimental data and the change of the phenomenon, and the students can observe the reaction situation directly.

【技术实现步骤摘要】
氧化还原反应的自动检测教学装置
本技术涉及一种氧化还原反应装置，尤其涉及氧化还原反应的自动检测教学装置，属于教学实验装置的

技术介绍
在我国现行初、高中和大学普通化学实验教学中，学生在做氧化还原反应实验时，单纯靠传统化学实验器材和方法进行教学演示、分析等一般性探究，存在不能准确控制实验条件问题，如：实验过程中的浓度、密度、温度、压强和反应速率等。进而，也不能实时跟踪测量反应过程中，容器内生成新化合物前后变化现象，教学上需要检测的数据，以及变化终极物质中需要重点关注的实验指标的测量等突出问题。国家知识产权局于2016年06月22日公开了一种公开号为CN105699504A，专利名称为“在线氧化还原易氧化物质的实时检测装置”的专利技术专利。该专利包括进样器、在线电化学反应装置和离子色谱装置；在线电化学反应装置包括在线电化学反应流动相、第一泵、第一六通阀和在线氧化还原装置；离子色谱装置包括离子色谱流动相、第二泵、第二六通阀、色谱柱和检测器；进样器与第一六通阀相连接，在线氧化还原装置与第二六通阀相连接；通过调控在线氧化还原装置的正负电压值，实现易氧化物质的在线氧化还原，然后利用检测器检测。本专利技术实现了在线氧化还原的可能性，为易氧化物质的准确测定提供了一种新装置。本专利技术的检测装置，检测结果准确，灵敏度和检测限高。国家知识产权局于2008年10月29日公开了一种公开号为CN201140072，专利名称为“一种氧化还原产气反应的实验装置”的技术专利。该专利是一种氧化还原产气反应并能收集所产生气体的教学实验装置。它公开了具支试管的支管处固定有一个气体收集装置，具支试管管口处有一个具贯通孔的胶塞，有一个管壁有孔内试管，内试管穿过胶塞贯通孔直插入具支试管内，内试管的管口留置于胶塞外。本技术能以实验室普通设备稍微改造后即可进行实验，而且适合于多种氧化还原产气反应，具备良好的气密性同时能进行气体的收集，便于教学上的应用。但现有技术还存在如下的问题：（1）“在线氧化还原易氧化物质的实时检测装置”方案虽然能对氧化还原反应进行实时检测，但装置结构复杂，对仪器设备要求高，且操作流程过长，不适用于教学实验装置
；（2）“一种氧化还原产气反应的实验装置”方案中，该装置能简易的完成氧化还原反应，但是所涉及到的实验参数不好控制，也不能实时跟踪测量反应过程中，容器内生成新化合物前后变化现象，教学上需要检测的数据，以及变化终极物质中需要重点关注的实验指标的测量等突出问题。
技术实现思路
本技术旨在解决现有技术的不足，而提出了氧化还原反应的自动检测教学装置。通过对氧化还原反应的自动检测教学装置进行分体式设置，携带方便，节省空间，易于安置；装置结构简单，对仪器设备要求低，操作简单，流程短，能全程控制；利用CPU控制器自动控制反应速率，利用串口连接模块进行实时检测实验数据变化，实现实验信息能直观显示。为实现上述技术目的，提出如下的技术方案：氧化还原反应的自动检测教学装置，其特征在于：所述氧化还原反应的自动检测教学装置为分体式装置，包括支架、反应装置和自动检测装置，反应装置和自动检测装置分别设置在支架上，且反应装置与自动检测装置连接；所述反应装置为一个密闭的玻璃器皿，玻璃器皿上设置有至少四个开口，开口中放有瓶塞，瓶塞连接有蠕动管；所述自动检测装置包括电子传感器、电子转换器、数据采集器、CPU控制器和显示器，电子传感器与电子转换器连接，电子转换器与数据采集器连接，数据采集器与CPU控制器连接，CPU控制器与显示器连接。所述支架为可升降支架，反应装置与支架之间为可拆卸式连接，自动检测装置与支架之间为可拆卸式连接。所述开口为磨砂开口。所述瓶塞为橡胶瓶塞。所述电子传感器包括探头组，探头组包括密度检测探头、压强检测探头、声光信号探头、酸碱度检测探头和温度检测探头，所述密度检测探头、压强检测探头、声光信号探头、酸碱度检测探头和温度检测探头分别通过瓶塞进入玻璃器皿内。所述CPU控制器上设有适配器，适配器包括接口适配器和电源适配器。所述CPU控制器包括速率控制器、数据采集控制器和数据转换控制器；所述速率控制器包括蠕动泵和滴管，蠕动泵与滴管相连接，且蠕动泵设置在蠕动管上；所述数据采集控制器通过接口适配器连接数据采集器；所述数据转换控制器连接显示器。所述探头组上设置有防酸碱、耐高温、防震动的保护套。本技术所述电子传感器、电子转换器、数据采集器、CPU控制器和显示器为本领域技术人员所熟悉的。本技术的工作原理为：在本技术中，当玻璃器皿内发生氧化还原反应时，电子传感器上的探头通过瓶塞分别插入玻璃器皿内，进行信息采集。密度检测探头、压强检测探头、声光信号探头、酸碱度检测探头和温度检测探头将氧化还原反应过程中所检测到的信号传递给电子转换器；电子转换器经信息转换后，传给数据采集器；数据采集器将氧化还原反应过程中的浓度、密度、温度、压强和反应速率变化情况进行收集，经过接口适配器，反馈给CPU控制器；CPU控制器将氧化还原反应的信号进行分析、综合后，在显示器上进行显示，以供学生和老师观察、参考及实验数据记录。瓶塞、蠕动管及包括蠕动泵和滴管的速率控制器相连接，形成控制实验演示（包括定性分组探究实验）的检测系统。在CPU控制器的作用下，检测系统直接控制蠕动泵中电机的蠕动转速，并控制参与反应化合物（溶剂）滴入玻璃器皿内的数量和流速，进而，达到控制整个化学反应的速率的目的，以便师生对实验现象的观察，及反应时相关化学变化量的数据采集分析。在此过程中，某一信号显示出现过激或过慢现象时，通过CPU控制器中的速率控制器控制蠕动泵，调节滴管中反应物的流速，进而控制氧化还原反应速率，以满足学生对实验现象的准确及整体的把握。采用本技术，带来的有益技术效果为：（1）在本技术中，技术方案适用于初、高中和大学普通化学实验教学。学生在做氧化还原反应实验时，利用化学实验器材和方法进行教学演示、分析等探究，能准确控制实验条件，如：实验过程中的浓度、密度、温度、压强和反应速率等。进而，也能实时跟踪测量反应过程中的器皿内生成新化合物前后变化现象，教学上需要检测的数据，以及变化终极物质中需要重点关注的实验指标的测量等突出问题。本技术方案使得实验直观化、系统化和智能化；（2）在本技术中，首创了分体式结构，方便携带，节省空间，易于安置；首创了利用单片机控制氧化还原反应现象的模式，并使用反应速率控制器，自动控制反应速率；首创了利用串口连接模块进行实时数据变化信息的直观显示；装置结构简单，对仪器设备要求低，操作简单，流程短，能全程控制。本技术具有便携性、自动追踪性、实时性、普遍适用性和价格低廉等突出优点；（3）在本技术中，可以通过电子检测显示装置或大屏幕投影仪进行观察，促使学生对氧化还原反应现象进行直观性观察。本技术是对氧化还原反应过程中重点化学量而进行的设计，根据不同教学对象和不同教学类型（演示实验、分组实验、综合性探究实验等课型），对氧化还原反应实验的实验原理、教学内容与教学目标等方面的要求，进行深入调研论证，在此基础上，以自动检测装置为实时检测和调控装置，根据检测装置电路的工作原理、检测系统结构、功能和测量方式方面的理论与技术，而形成本技术方案；（4）本文档来自技高网...

【技术保护点】
氧化还原反应的自动检测教学装置，其特征在于：包括支架（1）、反应装置（2）和自动检测装置（3），反应装置（2）和自动检测装置（3）分别设置在支架（1）上，且反应装置（2）与自动检测装置（3）连接；所述反应装置（2）为一个密闭的玻璃器皿（201），玻璃器皿（201）上设置有至少四个开口（202），开口（202）中放有瓶塞（203），瓶塞（203）连接有蠕动管（4）；所述自动检测装置（3）包括电子传感器（5）、电子转换器（6）、数据采集器（7）、CPU控制器（9）和显示器（10），电子传感器（5）与电子转换器（6）连接，电子转换器（6）与数据采集器（7）连接，数据采集器（7）与CPU控制器（9）连接，CPU控制器（9）与显示器（10）连接。

【技术特征摘要】
1.氧化还原反应的自动检测教学装置，其特征在于：包括支架（1）、反应装置（2）和自动检测装置（3），反应装置（2）和自动检测装置（3）分别设置在支架（1）上，且反应装置（2）与自动检测装置（3）连接；所述反应装置（2）为一个密闭的玻璃器皿（201），玻璃器皿（201）上设置有至少四个开口（202），开口（202）中放有瓶塞（203），瓶塞（203）连接有蠕动管（4）；所述自动检测装置（3）包括电子传感器（5）、电子转换器（6）、数据采集器（7）、CPU控制器（9）和显示器（10），电子传感器（5）与电子转换器（6）连接，电子转换器（6）与数据采集器（7）连接，数据采集器（7）与CPU控制器（9）连接，CPU控制器（9）与显示器（10）连接。2.根据权利要求1所述氧化还原反应的自动检测教学装置，其特征在于：所述支架（1）为可升降支架，反应装置（2）与支架（1）之间为可拆卸式连接，自动检测装置（3）与支架（1）之间为可拆卸式连接。3.根据权利要求1所述氧化还原反应的自动检测教学装置，其特征在于：所述开口（202）为磨砂开口。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李健，郑雯，左晓念，汪晓靖，王应红，
申请(专利权)人：乐山师范学院，
类型：新型
国别省市：四川,51