一种多功能气体放电装置及实验操作方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种多功能气体放电装置及实验操作方法，属于放电装置领域，包括静电高压发生器、空气电荷收集器和实验装置，实验装置设置在静电高压发生器的上方，空气电荷收集器设置在静电高压发生器的周边。静电高压发生器包括玻璃球壳体、电源、高压电路板、金属电极、真空泵、抽气阀、真空表、真空管和绝缘外罩。高压电路板设置在玻璃球壳体内，金属电极设置在高压电路板上，高压电路板通过导线与玻璃球壳体外的电源连接，真空泵通过真空管与玻璃球壳体连通，真空管上设置有抽气阀，所述真空表设置在真空管上，绝缘外罩设置在玻璃球壳体的外部。本发明专利技术具有操作安全，能够进行改变参数实验，解决现有放电装置高风险和无法改变操作条件的问题。

A multifunctional gas discharge device and its experimental operation method

The present invention provides a method of operating a device and experimental multifunctional gas discharge discharge device, belonging to the field, including high voltage electrostatic generator, air charge collector and experimental device, the experimental device is arranged above the high voltage electrostatic generator, air charge collector is arranged at the periphery of the static electricity high voltage generator. The electrostatic high voltage generator includes glass ball shell, power supply, high voltage circuit board, metal electrode, vacuum pump, air suction valve, vacuum meter, vacuum tube and insulating cover. High voltage circuit board is arranged in the glass shell, the metal electrode is arranged in the high voltage circuit, high voltage circuit board is connected through a power wire and glass shell, the vacuum pump is communicated with the glass ball shell by vacuum tube, vacuum tube is arranged on the pump valve, the vacuum meter is arranged in the vacuum tube, insulation the external casing is provided in the glass shell. The invention has the advantages of safe operation, capable of changing parameter experiment, solving the problems of high risk of the existing discharge device and unable to change the operation condition.

【技术实现步骤摘要】
一种多功能气体放电装置及实验操作方法
本专利技术涉及放电装置领域，特别是涉及一种多功能气体放电装置及实验操作方法。
技术介绍
电流通过气体时，电离的气体产生各种放电现象，例如自然界的闪电、人造气体放电光源(日光灯、高压钠灯、高压汞灯、激光器)。气体放电的形式多样，包括辉光放电、弧光放电、火花放电、电晕放电、高频微波放电。实验室常见的气体放电装置主要使用升压变压器产生高压，激发放电玻璃管内的气体发光，例如使用感应圈、高压直流电源、火花发生器等。这些实验装置存在高压触电风险，操作时需要保证接地良好，只能够单纯演示气体放电，无法改变操作条件而获得不同的实验结果。并且现有的放电装置功能性单一，只能进行单一实验，而不能进行其他实验，从而使得设备的实用性非常低。
技术实现思路
本专利技术提供一种多功能气体放电装置及实验操作方法，具有操作安全，能够进行改变参数实验的高校实验教学装置和操作方法，并且一个设备能够进行多个实验的用途，解决现有放电装置高风险和无法改变操作条件而获得不同的实验结果和设备功能性单一的问题。本专利技术通过以下技术方案解决上述问题：一种多功能气体放电装置，包括静电高压发生器、空气电荷收集器和实验装置，所述静电高压发生器用于产生高压静电，空气电荷收集器设置在静电高压发生器的周边用于收集静电高压发生器产生的电荷，实验装置用于实验条件改变，其中，所述静电高压发生器包括玻璃球壳体、电源、高压电路板、金属电极、真空泵、抽气阀、真空表、真空管和绝缘外罩；所述高压电路板设置在玻璃球壳体内用于产生高压，所述金属电极设置在高压电路板上用于释放高压电离子使空气导电，所述高压电路板通过导线与玻璃球壳体外的电源连接，电源为高压电路板提供220V交流电，所述真空泵通过真空管与玻璃球壳体连通用于抽空璃球壳体内的空气，所述真空管上设置有抽气阀，用于对真空管的空气进出控制，所述真空表设置在真空管上，用于检测玻璃球壳体内的压强，所述绝缘外罩设置在玻璃球壳体的外部，用于防止做实验过程中触电。本专利技术进一步限定，空气电荷收集器包括支撑架、金属球壳、金属管、导线、氖管、电容器和火花放电器；所述金属管横向设置在支撑架顶部，金属管两端均设置有金属球壳，用于吸收静电高压发生器空气周围电荷，所述导线的一端与金属探头连接设置在金属管内部，金属探头用于把金属球壳上的吸附电荷进行导流到导线，另一端与氖管一端连接，氖管另一端分别与电容器和火花放电器的一端连接，所述电容器和火花放电器的另一端均接地。本专利技术进一步限定，实验装置包括灯管、金属支架、上下滑动金属夹子、左右滑动金属夹子和导线，所述灯管通过上下滑动金属夹子横向设置在金属支架上，左右滑动金属夹子设置在灯管上，通过导线与金属支架连接。本专利技术进一步限定，高压电路板为正离子发射电路板或负离子发射板。本专利技术进一步限定，正离子发射电路板包括电阻R1、R2、R3，若干个电容和若干个二极管，电容相互串联连接形成电容回路，电源一端经电阻R1与电容回路一端连接，电源另一端与电容回路另一端连接，电容回路折中位置断开接入一个二极管，金属电极的输入端经电阻R3和电阻R2与电容回路的折中位置的一个二极管一端连接，二极管相互串联连接形成串联二极管折链，串联二极管折链输入端与电容回路折中位置的二极管输出端连接，串联二极管折链的输出端与电阻R1的与电容连接端连接，串联二极管折链相邻两个二极管的输入端与输出端间与电容回路中的两个电容连接处连接。本专利技术进一步限定，高压电路板使用绝缘塑料盒封装起来，金属电极直竖塑料盒上端。本专利技术进一步限定，金属电极的长度为8厘米-12厘米，玻璃球壳体顶端与绝缘外罩顶端的距离为5厘米-10厘米。一种多功能气体放电装置的实验操作方法，首先关闭真空泵，使玻璃球壳内的气体处于常压(1个标准大气压)，启动高压电路板，观察并记录金属电极发生火花放电情况；打开真空泵，对密闭的玻璃球壳体内抽取真空，观察并记录真空表的数据和对应金属电极发生火花放电情况。本专利技术对实验操作方法进一步限定，首先静电高压发生器处于工作状态，用上下滑动金属夹子固定日光灯管，沿着金属支架在A端、B端之间上下移动，日光灯管通过上下滑动金属夹子经金属支架接地，把日光灯管的D端接触静电高压发生器的绝缘外罩，记录日光灯管的发光情况；把日光灯管慢慢远离静电高压发生器的绝缘外罩，记录日光灯管的发光情况和日光灯管与静电高压发生器的绝缘外罩的距离；把固定上下滑动金属夹子和日光灯管，靠近静电高压发生器的绝缘外罩5厘米处，记录灯管放光情况，把左右滑动金属夹子套在日光灯管的一端位置，通过导线连接金属支架接地，记录日光灯管的D端和C端间的发光情况和日光灯管C端后边的发光情况。本专利技术的优点与效果是：本专利技术静电高压发生器具有很好的绝缘安全保障，防止高压触电风险，在进行实验演示的过程中能够根据实验需要来调整实验的条件，根据实验的条件的改变来获取不同的实验结果，非常合适高校学生实验。附图说明图1是本专利技术放电装置的结构示意图；图2是本专利技术高压电路板原理图。图中标号：1玻璃球壳体、2电源、3高压电路板、4金属电极、5真空泵、6抽气阀、7真空表、8真空管、9绝缘外罩、10支撑架、11金属球壳、12金属管、13导线、14氖管、15电容器、16火花放电器、17灯管、18金属支架、19上下滑动金属夹子、20左右滑动金属夹子、21导线。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步说明。如图1所示，包括静电高压发生器、空气电荷收集器和实验装置，实验装置设置在静电高压发生器的上方，空气电荷收集器设置在静电高压发生器的周边。静电高压发生器用于产生高压静电情况，为本设备的核心部分，空气电荷收集器通过进行收集电荷实验的设备，空气电荷收集器可以根据需要进行设置多个。实验装置主要是用于在实验条件改变部分，根据实验的需要进行不同的改变。静电高压发生器包括玻璃球壳体1、电源2、高压电路板3、金属电极4、真空泵5、抽气阀6、真空表7、真空管8和绝缘外罩9。高压电路板3设置在玻璃球壳体1内。金属电极4设置在高压电路板3上。高压电路板3通过导线与玻璃球壳体1外的电源2连接。真空泵5通过真空管8与玻璃球壳体1连通。真空管8上设置有抽气阀6。真空表7设置在真空管8上。绝缘外罩9设置在玻璃球壳体1的外部。玻璃球壳体1为密闭的高强度玻璃球壳。在密封的高强度玻璃球壳体1内，设计能够产生高压的电路板3，电路板上固定一根金属电极4，电极4的长度约为10厘米左右，根据球壳的大小(直径约为20厘米)适当调节，电路板3和外接220伏交流电源连接。玻璃球壳的中间部分开有小孔，与真空泵5连接。通过抽气阀门对密闭的球壳进行抽气，减小球壳内的气体压强与密度。真空表7可以显示球壳内的气体压强，抽气装置通过真空橡皮管连接起来。整个静电高压装置被绝缘透明的PVC材料包裹，玻璃球壳与PVC外罩上端的距离控制在5—10厘米。如图2所示，正离子发射电路板包括电阻R1、R2、R3，若干个电容和若干个二极管，电容相互串联连接形成电容回路，电源2一端经电阻R1与电容回路一端连接，电源2另一端与电容回路另一端连接。电容回路折中位置断开接入一个二极管，金属电极4的输入端经电阻R3和电阻R2与电容回路的折中位置的一个二极管一端连接，二极管相互串联连接形成串联二极管折链。串联本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能气体放电装置，包括静电高压发生器、空气电荷收集器和实验装置，所述静电高压发生器用于产生高压静电，空气电荷收集器设置在静电高压发生器的周边用于收集静电高压发生器产生的电荷，实验装置用于实验条件改变，其特征在于，所述静电高压发生器包括玻璃球壳体(1)、电源(2)、高压电路板(3)、金属电极(4)、真空泵(5)、抽气阀(6)、真空表(7)、真空管(8)和绝缘外罩(9)；所述高压电路板(3)设置在玻璃球壳体(1)内用于产生高压，所述金属电极(4)设置在高压电路板(3)上用于释放高压电离子使空气导电，所述高压电路板(3)通过导线与玻璃球壳体(1)外的电源(2)连接，电源(2)为高压电路板(3)提供220V交流电，所述真空泵(5)通过真空管(8)与玻璃球壳体(1)连通用于抽空璃球壳体(1)内的空气，所述真空管(8)上设置有抽气阀(6)，用于对真空管(8)的空气进出控制，所述真空表(7)设置在真空管(8)上，用于检测玻璃球壳体(1)内的压强，所述绝缘外罩(9)设置在玻璃球壳体(1)的外部，用于防止做实验过程中触电。

【技术特征摘要】
1.一种多功能气体放电装置，包括静电高压发生器、空气电荷收集器和实验装置，所述静电高压发生器用于产生高压静电，空气电荷收集器设置在静电高压发生器的周边用于收集静电高压发生器产生的电荷，实验装置用于实验条件改变，其特征在于，所述静电高压发生器包括玻璃球壳体(1)、电源(2)、高压电路板(3)、金属电极(4)、真空泵(5)、抽气阀(6)、真空表(7)、真空管(8)和绝缘外罩(9)；所述高压电路板(3)设置在玻璃球壳体(1)内用于产生高压，所述金属电极(4)设置在高压电路板(3)上用于释放高压电离子使空气导电，所述高压电路板(3)通过导线与玻璃球壳体(1)外的电源(2)连接，电源(2)为高压电路板(3)提供220V交流电，所述真空泵(5)通过真空管(8)与玻璃球壳体(1)连通用于抽空璃球壳体(1)内的空气，所述真空管(8)上设置有抽气阀(6)，用于对真空管(8)的空气进出控制，所述真空表(7)设置在真空管(8)上，用于检测玻璃球壳体(1)内的压强，所述绝缘外罩(9)设置在玻璃球壳体(1)的外部，用于防止做实验过程中触电。2.根据权利要求1所述的一种多功能气体放电装置，其特征在于：所述空气电荷收集器包括支撑架(10)、金属球壳(11)、金属管(12)、导线(13)、氖管(14)、电容器(15)和火花放电器(17)；所述金属管(12)横向设置在支撑架(10)顶部，金属管(12)两端均设置有金属球壳(11)，用于吸收静电高压发生器空气周围电荷，所述导线(13)的一端与金属探头连接设置在金属管(12)内部，金属探头用于把金属球壳(11)上的吸附电荷进行导流到导线(13)，另一端与氖管(14)一端连接，氖管(14)另一端分别与电容器(15)和火花放电器(17)的一端连接，所述电容器(15)和火花放电器的另一端均接地。3.根据权利要求1所述的一种多功能气体放电装置，其特征在于：所述实验装置包括灯管(17)、金属支架(18)、上下滑动金属夹子(19)、左右滑动金属夹子(20)和导线(21)，所述灯管(17)通过上下滑动金属夹子(19)横向设置在金属支架(18)上，左右滑动金属夹子(20)设置在灯管(17)上，通过导线(21)与金属支架(18)连接。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴世贵，
申请(专利权)人：吴世贵，
类型：发明
国别省市：广西,45