一种探究气体放电现象及气体化学性质的综合演示仪制造技术

本发明专利技术公开了一种探究气体放电现象及气体化学性质的综合演示仪，包括操作台和储气瓶，设在操作台内的真空泵、真空计、直流高压电源和电动喷雾器水泵电源，设在操作台上面的固定台，与操作台上面密封配合的第一真空玻璃罩，与固定台上面密封配合的第二真空玻璃罩，还包括设在操作台内的四通管和阀门控制器，在第一真空玻璃罩内设有气体放电真空系统，在第二真空玻璃罩内设有气体化学性质检测真空系统，所述真空泵、储气瓶、第一真空玻璃罩和第二真空玻璃罩分别通过带有阀门的连接管与四通管连接，所述阀门通过导线与所述阀门控制器连接。其能够完整的展示气体放电现象，并且能够有效观察不同气体与检验试剂的变色现象。

A comprehensive demonstrator for exploring the phenomena of gaseous discharge and chemical properties of gases

The invention discloses a comprehensive demonstration of gas discharge phenomenon and the chemical nature of the gas meter, which comprises an operation table and a gas bottle, vacuum pump, vacuum operation in Taiwan in the meter, high voltage DC power supply and electric sprayer pump power, the fixed station is located in the table above, with the first operating table sealed with vacuum glass the cover second is matched with the fixed table top vacuum glass sealing cover, also includes in the operation of four pipe inside station and valve controller, vacuum gas discharge system is arranged in the first vacuum glass, vacuum gas detection system with second chemical properties in the vacuum glass, vacuum pump, gas cylinders, the first vacuum glass and glass cover are respectively connected with second vacuum tube is connected with the four way pipe with a valve through the valve, the valve controller is connected with the wire. The utility model can completely display the phenomenon of gas discharge, and can effectively observe the discoloration phenomenon of different gases and test reagents.

【技术实现步骤摘要】
一种探究气体放电现象及气体化学性质的综合演示仪
本专利技术涉及物理化学教学演示设备，具体涉及一种探究气体放电现象及气体化学性质的的综合演示仪。
技术介绍
气体放电现象在生活中较为常见，例如：雷雨天气里的闪电，霓虹灯里的辉光放电等。现有的气体放电演示仪，CN103247204A公开了“一种探究气体放电现象的演示平台”，能展示火花放电、辉光放电、电晕放电、弧光放电等不同放电现象，若需要探究其它气体的放电现象时，例如氧气、氦气、汞蒸气、氖气、氢气、氧气等，只需先把真空钟罩中的空气抽出，再通过通气阀门将待探究气体充入真空罩中便可进行下一步试验。其存在如下缺点：其气体放电演示中的改变电极间距涉及的演示部分，须打开演示平台的真空罩，通过人工进行调整极间距，调整好极间距后，再关闭玻璃展示罩，这种人工调整间距的方法，很不方便，费时费力，调节精度差，间距测量误差大，并且多次调节间距将使外壳的密封原件受损，从而影响外壳的密封性，影响演示装置的使用寿命。外部储气装置通过通气阀门与真空钟罩连通，使得装置结构复杂，应用较为单一。在中学教材中，涉及到高电压条件的化学反应：氧气在放电的情况下可以转化为臭氧，但对其反应机理只字未提。大部分现有的演示仪器，可以探究的因素比较单一，多为直接检验产物的化学性质，不涉及高电压条件下气体间化学反应、产物的化学性质检测的一体展示，也不能在同一个装置中实现各种气体高压条件下的反应和产物检测。在中学教材中，涉及到气体化学性质的检测，往往是通过比色卡、检验试剂的变色现象来判断物质的化学性质，其效果基本上不明显、展示不直观，也不能在同一装置中实现多种气体性质的检测。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种探究气体放电现象及气体化学性质的的综合演示仪，其能够完整的展示火花放电、辉光放电、电晕放电、弧光放电等不同放电现象，并且能够控制电压、气压、电流、极间距、不同气体等因素，来观察影响气体放电时各因素间的关系，还能有效观察不同气体与检验试剂的变色现象。本专利技术所述的探究气体放电现象及气体化学性质的综合演示仪，包括操作台和储气瓶，设在操作台内的真空泵、真空计、直流高压电源和电动喷雾器水泵电源，设在操作台上面的固定台，所述固定台呈“T”形，与操作台上面密封配合的第一真空玻璃罩，与固定台上面密封配合的第二真空玻璃罩，还包括设在操作台内的四通管和阀门控制器，在所述第一真空玻璃罩内设有气体放电真空系统，在所述第二真空玻璃罩内设有气体化学性质检测真空系统；所述气体放电真空系统包括设在第一真空玻璃罩内的两个电极头，两个电极头分别与设在操作台内的直流高压电源的正负极连接，一个电极头通过绝缘杆固定在操作台的上面，另一个电极头安装在三维调整机构上，由三维调整机构带动可做X、Y、Z三个方向移动，三维调整机构安装在操作台上；所述真空泵、储气瓶、第一真空玻璃罩和第二真空玻璃罩分别通过带有阀门的连接管与四通管连接，所述阀门通过导线与所述阀门控制器连接。进一步，所述电极头与直流高压电源之间串联有数字电流表，所述直流高压电源的正负极之间并联有数字电压表。进一步，所述三维调整机构包括X向移动模块、Y向移动模块和Z向移动模块，所述X向移动模块包括一个X向移动块和一个X向滑轨，所述Y向移动模块包括一个Y向移动块和一个Y向滑轨，所述Z向移动模块包括一个Z向移动块和一个Z向滑轨，所述X、Y、Z向移动块通过驱动电机分别沿着所述X、Y、Z向滑轨作直线运动，所述X向滑轨固定于操作台上，所述Y向滑轨与所述X向移动块固定连接，所述Z向滑轨与所述Y向移动块固定连接，所述Z向移动块和绝缘杆上设有用于固定电极头的插槽。进一步，所述电极头的形状为针形、球形或板形，材质为铁或铜。进一步，所述气体化学性质检测真空系统包括电动喷雾器水泵、弥雾喷头和检验试剂瓶；所述电动喷雾器水泵设在第二真空玻璃罩上方，通过导线与设在操作台内的电动喷雾器水泵电源连接，所述弥雾喷头设在第二真空玻璃罩内且位于第二真空玻璃罩的顶部，通过导管与电动喷雾器水泵出液口连接，所述检验试剂瓶设在第二真空玻璃罩外，通过导管与电动喷雾器水泵进液口连接。进一步，所述气体化学性质检测真空系统还设有废物处理机构，其包括废料盘、排污管和洗气池；所述废料盘设在固定台上；所述排污管一端与气体化学性质检测真空系统连接，另一端穿过固定台与洗气池连接，所述排污管设有内置橡胶密封圈的排气管阀门；所述洗气池设于固定台和操作台之间的空隙内，所述洗气池内设有洗气试剂，用于对气体化学性质检测真空系统中反应后的气体进行尾气处理。进一步，所述真空泵通过带有第一阀门的第一连接管与四通管连接，所述储气瓶通过带有第二阀门的第二连接管与四通管连接，所述第一真空玻璃罩通过带有第三阀门的第三连接管与四通管连接，第二真空玻璃罩通过带有第四阀门的第四连接管与四通管连接，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门分别通过导线与阀门控制器连接。进一步，所述操作台的前侧面上设有真空泵面板、电控阀面板、控制器面板、直流高压电源面板和电动喷雾器水泵电源面板；所述真空泵面板上设有真空泵开关、-0.3档、-0.1档和真空计，所述真空计通过橡胶管分别与气体放电真空系统和气体化学性质检测真空系统连接，用于测量这两系统内的真空度；所述电控阀面板上设有电控阀开关、阀门按钮，所述阀门按钮用于控制连接管上的阀门的开闭，按下时阀门开启，弹出时阀门关闭；所述控制器面板上设有三维调整机构开关、X轴电极开关按钮、Y轴电极开关按钮、Z轴电极开关按钮、示数增按钮、示数减按钮和数字显示器；所述直流高压电源面板上设有直流高压电源开关、电压调节按钮和电压示数板；所述电动喷雾器水泵电源面板上设有电动喷雾器水泵电源开关、档位一和档位二；所述操作台的后侧面上设有电源插槽、电源总开关和排气孔。实验前，取两个电极头，打开第一真空玻璃罩，将两个电极头插入电极插槽里，插上电源，打开电源总开关，检查直流高压电源面板，确保直流高压电源的电压为零，按下控制器面板三维调整机构开关按钮，按动示数增、减按钮，保证示数表读数为零，盖上第一真空玻璃罩，保证操作台与第一真空玻璃罩形成密闭环境，可在密闭容器外边缘涂抹一层凡士林，确保其气密性，按下电控阀面板上的电控阀开关按钮，保证四通管密封，储气瓶连接在第二连接管上，在检验试剂瓶中加入检验液，在洗气池中加入洗气液，检查排污管阀门的气密性；进行气体放电实验时，按下电控阀面板上的第一阀门按钮和第三阀门按钮，打开第一阀门和第三阀门，真空泵与第一真空玻璃罩连通，按下真空泵面板上的-0.3档按钮，真空泵开始工作，真空泵将气体放电真空系统内空气抽出，使气体放电真空系统中的气压降低，其内部真空度将在真空计上显示，当真空度保持在3000Pa时，弹出第一阀门按钮和-0.3档按钮，再按下第二阀门按钮，储气瓶与第一真空玻璃罩连通，利用储气瓶和第一真空玻璃罩之间7000Pa的压强差，将储气瓶中的待探究气体充入气体放电真空系统，充入完成后弹出第二阀门按钮和第三阀门按钮。然后按下直流高压电源面板上的直流高压电源开关按钮，转动电压调节旋钮，以改变两电极头的电压，瞬时电压和电流示数通过数字电压表和数字电流表读出。在增大电压的过程中，可先后观察到火花放电、电晕放电、辉光放电、弧光放电，可记录击穿电压以及各种放电现象的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种探究气体放电现象及气体化学性质的综合演示仪，包括操作台(1)和储气瓶(16)，设在操作台内的真空泵(17)、真空计(37)、直流高压电源(18)和电动喷雾器水泵电源(19)，设在操作台上面的固定台(2)，所述固定台呈“T”形，与操作台上面密封配合的第一真空玻璃罩(3)，与固定台上面密封配合的第二真空玻璃罩(4)，其特征在于：还包括设在操作台(1)内的四通管(8)和阀门控制器(9)，在所述第一真空玻璃罩(3)内设有气体放电真空系统(38)，在所述第二真空玻璃罩(4)内设有气体化学性质检测真空系统(39)；所述气体放电真空系统(38)包括设在第一真空玻璃罩(3)内的两个电极头(5)，两个电极头分别与设在操作台(1)内的直流高压电源(18)的正负极连接，一个电极头通过绝缘杆(6)固定在操作台的上面，另一个电极头安装在三维调整机构(7)上，由三维调整机构带动可做X、Y、Z三个方向移动，三维调整机构安装在操作台上；所述真空泵(17)、储气瓶(16)、第一真空玻璃罩(3)和第二真空玻璃罩(4)分别通过带有阀门的连接管与四通管(8)连接，所述阀门通过导线与所述阀门控制器(9)连接。

【技术特征摘要】
1.一种探究气体放电现象及气体化学性质的综合演示仪，包括操作台(1)和储气瓶(16)，设在操作台内的真空泵(17)、真空计(37)、直流高压电源(18)和电动喷雾器水泵电源(19)，设在操作台上面的固定台(2)，所述固定台呈“T”形，与操作台上面密封配合的第一真空玻璃罩(3)，与固定台上面密封配合的第二真空玻璃罩(4)，其特征在于：还包括设在操作台(1)内的四通管(8)和阀门控制器(9)，在所述第一真空玻璃罩(3)内设有气体放电真空系统(38)，在所述第二真空玻璃罩(4)内设有气体化学性质检测真空系统(39)；所述气体放电真空系统(38)包括设在第一真空玻璃罩(3)内的两个电极头(5)，两个电极头分别与设在操作台(1)内的直流高压电源(18)的正负极连接，一个电极头通过绝缘杆(6)固定在操作台的上面，另一个电极头安装在三维调整机构(7)上，由三维调整机构带动可做X、Y、Z三个方向移动，三维调整机构安装在操作台上；所述真空泵(17)、储气瓶(16)、第一真空玻璃罩(3)和第二真空玻璃罩(4)分别通过带有阀门的连接管与四通管(8)连接，所述阀门通过导线与所述阀门控制器(9)连接。2.根据权利要求1所述的探究气体放电现象及气体化学性质的综合演示仪，其特征在于：所述电极头(5)与直流高压电源(18)之间串联有数字电流表，所述直流高压电源的正负极之间并联有数字电压表。3.根据权利要求1或2所述的探究气体放电现象及气体化学性质的综合演示仪，其特征在于：所述三维调整机构(7)包括X向移动模块、Y向移动模块和Z向移动模块，所述X向移动模块包括一个X向移动块(24)和一个X向滑轨(23)，所述Y向移动模块包括一个Y向移动块(26)和一个Y向滑轨(25)，所述Z向移动模块包括一个Z向移动块(28)和一个Z向滑轨(27)，所述X、Y、Z向移动块通过驱动电机分别沿着所述X、Y、Z向滑轨作直线运动，所述X向滑轨固定于操作台(1)上，所述Y向滑轨与所述X向移动块固定连接，所述Z向滑轨与所述Y向移动块固定连接，所述Z向移动块和绝缘杆(6)上设有用于固定电极头(5)的插槽。4.根据权利要求1或2所述的探究气体放电现象及气体化学性质的综合演示仪，其特征在于：所述电极头(5)的形状为针形、球形或板形，材质为铁或铜。5.根据权利要求1或2所述的探究气体放电现象及气体化学性质的综合演示仪，其特征在于：所述气体化学性质检测真空系统(39)包括电动喷雾器水泵(11)、弥雾喷头(12)和检验试剂瓶(10)；所述电动喷雾器水泵设在第二真空玻璃罩(4)上方，通过导线与设...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彪，黄睿，任婷，宋昱儒，邢林，文睿，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50