一种水流传声演示实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出一种水流传声演示实验装置，包括音乐播放器、音频放大器、激光器、发射防水装置、水箱、光敏电阻传感模块、解调防水装置、音箱；激光器在发射防水装置的保护下放入水箱并对准水箱排水管中轴，音乐播放器输出随音乐频率幅度变化的电信号，经过音频放大器调制后作为激光器的驱动电源，使激光器发射随音乐频率幅度变化的激光，激光因全反射原理沿水柱传输到水柱下方光敏电阻传感模块上，光敏电阻传感模块在解调防水装置的保护下接收流水柱中光信号产生对应电信号，此电信号送入音箱还原音乐。本实用新型专利技术利用生活中常见的物品演示光通信原理，与常规光通信实验装置相比，成本低廉，效果直观，可广泛用于相关专业理论和实验教学。

【技术实现步骤摘要】
一种水流传声演示实验装置
本技术属于光通信原理演示实验仪器领域，特别涉及一种水流传声演示实验装置。
技术介绍
现代通信领域里，光纤较之电缆通信等具有经济、效率高、容量大和不易被窃出等优点，已作为通信介质连通到万千家庭，是现代通信领域不可或缺的组件之一。开发制作光纤通信原理演示用实验仪器，应用于科学普及、相关专业理论教学或演示实验教学，可以让学生直观理解光纤通信原理，学生亲自参与实验感受后的理解更为深刻，同时提高学生动手能力，开拓创新思维。目前应用最为广泛的光纤通信，其原理为：先在发送端要把传送的信息(如音乐)变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化，由透明材料做成的纤芯和在它周围采用比纤芯的折射率稍低的材料作为包层的光纤，将射入纤芯的光信号，经纤芯-包层界面全反射，使激光信号在纤芯中传播前进；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后还原音乐信号。本技术直接演示光线在流水柱中曲折前进传递信号，其本质机理与光纤通信是一致的，只不过对应的光传输介质光纤替换为流水柱，光纤外低折射率的包层材料在本装置中为空气，光纤通信使用的1310nm或1550nm不可见光源对应替换成激光器发出的632.8nm可见激光，用生活中熟悉的物体演示复杂的原理和工作过程，使学生简单易懂。本技术利用生活中常见的音乐播放器、激光器、音频放大器、光敏电阻、音箱改装制作而成的光纤通信原理演示实验装置。本技术具有装置小巧，携带和操作方便，有光又有声，直观演示光电转换、光通讯机制等优势，深受学生喜爱。用生活中常见物品开发研制的教学仪器，题材新颖，简单经济，在实际教学过程中使用，效果理想。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种水流传声演示实验装置，其具有利用生活中常见物品简单直观演示光纤通信原理的优势。一种水流传声演示实验装置，包括音乐播放器1、音频放大器2、激光器3、发射防水装置4、水箱5、光敏电阻传感模块6、解调防水装置7、音箱8，激光器3在发射防水装置4的保护下放入水箱并对准水箱排水管中轴，音乐播放器1输出随音乐频率幅度变化的电信号，经过音频放大器2调制后作为激光器3的驱动电源，使激光器3发射随音乐频率幅度变化的激光，由于音频信号变化速度快，激光器发出的光信号也高速变化，因视觉暂留效应，人眼分辨不出来激光频率和强度的变化；因全反射原理沿水柱传输到水柱下方光敏电阻传感模块6上，光敏电阻传感模块6在解调防水装置7的保护下接收流水柱中光信号产生对应电信号，此电信号送入音箱8还原音乐；当切断水流或者遮挡光敏电阻传感模块6，使光敏电阻传感模块6不能接收激光器3发出的光线时，音箱的音乐立即停止。所述的音乐播放器1可以是MP3、MP4、手机等拥有音乐播放功能的常见装置。所述的音频放大器2为输出电压3V～5V的音频放大模块，调制音乐播放器输出的电信号后作为激光器3的驱动电源。所述的激光器3，其工作电压为3V～6V，输出波长为632.8nm红色激光。所述的发射防水装置4，为隔绝激光器与水的透明密封容器，材质为透明塑料或者玻璃。所述的光敏电阻传感模块6，使用的光敏电阻中心工作波长为632.8nm，受到632.8nm波长光照射，其阻值会迅速减小，则当光敏电阻传感模块6受到随音乐频率幅度变化的对应波长的光照射时，产生随音乐频率幅度变化的电流信号。所述的解调防水装置7为隔绝光敏电阻与水的透明密封容器，材质为透明塑料或者玻璃。所述的音箱8，为直流5V或交流220V供电，具有功率放大电路的有源音箱，可以将光敏电阻传感模块输出的随音乐变化的电信号放大并播放出音乐信号。本技术涉及的一种水流传声演示实验装置，利用生活中常见的音乐播放器、音频放大器、激光器、防水装置、水槽、光敏电阻、小音箱改装制作成采用光纤通信原理的演示实验装置。巧妙直观演示不容易理解清楚的光在光纤中传输及通信的原理，与其他光纤通信实验装置相比，成本低廉，效果直观，易理解，可广泛用于科学普及、通识教育、物理相关专业理论教学或实验教学。附图说明图1为水流传声演示实验装置结构图：音乐播放器1、音频放大器2、激光器3、发射防水装置4、水箱5、光敏电阻传感模块6、解调防水装置7、音箱8。图2为装置演示的光通信原理图。具体实施方式以下结合实施案例和附图对本技术作进一步说明，但不应以此限制本技术的保护范围。本技术可以通过如下的方式实现：如图1所示，用插卡式MP3播放器作为音乐播放器1，TF卡中存储歌曲后插入MP3；取3.5mm音频插头转莲花插头音频线一根，取音频放大模块2一个，将3.5mm音频插头插入MP3播放器，另一端莲花插头插入音频放大模块输入接线口，音频放大模块的输出端正负极导线直接连接至激光器供电接线柱。取50cm×30cm×30cm的透明塑料水槽5一个，在一壁离水槽底部5cm高度位置开一个直径2cm的圆形小孔，取长度为10cm外直径为2cm塑料水管作为排水管插入小孔，接口处用塑料焊枪焊接密封。取一次性塑料针筒4一个，将激光器3和导线装入针筒，激光器出光端加盖透明有机玻璃片，并用塑料焊枪将针筒、有机玻璃片完全焊接密封，防止水进入。防水处理后的激光器放入装满水的水槽中，手持激光器将激光对准排水管的中轴线，则实现了音乐播放器输出信号经音频放大器放大后直接作为激光器供电电源，激光器的激光随着音乐频率幅度而变化。取光敏电阻传感模块6一块，取3.5mm三节音频焊接插头一个，旋开插头后盖，将光敏电阻传感模块输出端分别与音频插头负极(地线)、右声道焊接，旋上插头后盖，并用热缩管热缩插头尾部与导线连接处。取防水透明塑料壳7一只，套在光敏电阻传感模块6的光敏电阻上，并用塑料焊枪焊接连接处，做好密封。将3.5mm音频插头插入有源音箱8的3.5mm音频插口。图2为本技术演示的光通信原理图：MP3输出信号经音频放大器调制后给激光器供电，MP3输出随音乐变化的电信号，经音频放大器放大后，驱动激光器发光，激光器发出随音乐信号频率幅度变化而变化的光信号，因全反射原理沿流水柱传输到流水柱下方光敏电阻，光敏电阻传感模块接收到随音乐变化的光信号，产生随音乐变化的电信号，将此电信号送入有源音箱，再由音箱的功率放大电路放大后，推动音箱发声。当阻断水流或者遮挡光敏电阻，使其不能接收激光器发出的光线时，音箱即无音乐产生。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水流传声演示实验装置，包括音乐播放器(1)、音频放大器(2)、激光器(3)、发射防水装置(4)、水箱(5)、光敏电阻传感模块(6)、解调防水装置(7)、音箱(8)，激光器(9)在发射防水装置(4)的保护下放入水箱并对准水箱排水管中轴，音乐播放器(1)输出随音乐频率幅度变化的电信号，经过音频放大器(2)调制后作为激光器(3)的驱动电源，使激光器(3)发射随音乐频率幅度变化的激光，激光因全反射原理沿水柱传输到水柱下方光敏电阻传感模块(6)上，光敏电阻传感模块(6)在解调防水装置(7)的保护下接收流水柱中光信号产生对应电信号，此电信号送入音箱(8)还原音乐；当切断水流或者遮挡光敏电阻传感模块(6)，使光敏电阻传感模块(6)不能接收激光器(3)发出的光线时，音箱的音乐立即停止。

【技术特征摘要】
1.一种水流传声演示实验装置，包括音乐播放器(1)、音频放大器(2)、激光器(3)、发射防水装置(4)、水箱(5)、光敏电阻传感模块(6)、解调防水装置(7)、音箱(8)，激光器(9)在发射防水装置(4)的保护下放入水箱并对准水箱排水管中轴，音乐播放器(1)输出随音乐频率幅度变化的电信号，经过音频放大器(2)调制后作为激光器(3)的驱动电源，使激光器(3)发射随音乐频率幅度变化的激光，激光因全反射原理沿水柱传输到水柱下方光敏电阻传感模块(6)上，光敏电阻传感模块(6)在解调防水装置(7)的保护下接收流水柱中光信号产生对应电信号，此电信号送入音箱(8)还原音乐；当切断水流或者遮挡光敏电阻传感模块(6)，使光敏电阻传感模块(6)不能接收激光器(3)发出的光线时，音箱的音乐立即停止。2.根据权利要求1所述的一种水流传声演示实验装置，其特征在于：所述的音乐播放器(1)可以是MP3、MP4、手机拥有音乐播放功能的常见装置。3.根据权利要求1所述的一种水流传声演示实验装置，其特征在于：所述的音频放大器(2)为输出电压3V～5V的音频放大模块，调制音乐播放器输...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏勇，屈勇，苏于东，刘春兰，张永慧，许刚，胡宁，聂祥飞，
申请(专利权)人：重庆三峡学院，
类型：新型
国别省市：重庆,50