一种基于失重舱的蜡烛自动点火装置，主要包括一个按照飞行器设计要点设计的实验舱，实验舱内有放置蜡烛芯的实验平台，与蜡烛芯处于同一水平高度的实时记录实验现象的摄像头及电源，其特征在于：所述的蜡烛芯旁有一电热丝和一常闭型双金属片热继电器，电热丝和电磁继电器的常开触点ａ串联构成电路Ａ；干簧继电器与电磁继电器的常开触点ｂ并联后和常闭型双金属片热继电器及电磁继电器的线圈串联构成电路Ｂ。在实验舱外部设有电磁铁，电磁铁线圈的两端经控制电路接至电源。通过在控制电流的接通切断及接通时间的长短，实现蜡烛自动点火过程，大大减少了手工点火的繁琐步骤，提高了实验的可操作性。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种物理演示实验装置，特别涉及一种失重环境下的蜡烛 点火演示实验装置。
技术介绍
教育部2005年《普通高中物理课程标准》的实验部分要求学生了解太空舱 或人造卫星中进行微重力条件下的实验，现有的失重实验教学演示器的实验舱 按照飞行器设计要点设计，实验舱内有放置蜡烛芯的实验平台，与蜡烛芯处于 同一水平高度的实时记录实验现象的摄像头及电源，在实验舱的舱壁上设有用 于人工点火的点火孔，进行失重条件下的点火实验时有实验操作者利用点火枪透过点火孔点燃蜡烛芯，该手动蜡烛点燃方式存在如下的缺陷由于该实验作为一个演示实验，通常将实验舱悬挂在距离地面2米左右的 高处，为了观测到真实的蜡烛在失重状态下的燃烧时的火焰形状，该演示实验 要求在失重状态下点燃蜡烛，也就是说只有在实验舱作自由落体运动时点燃蜡 烛才能够观察到真正的失重状态下的蜡烛燃烧现象，而实验舱从2米的高处下 落到地面的时间只有0.6秒，要在如此短的时间内实现手动点火很容易出现差 错，以至于实验难以操作。由于上述缺陷导致许多高中物理教师不愿意在课堂上进行失重状态下蜡烛 点火实验的演示，从而导致学生无法对处于失重状态下蜡烛燃烧的状态有一个直观的认识，因此简化实验操作过程、提高实验的可操作性已经成为一种必要。 技术目的本技术的目的在于提供一种用计算机程控的办法来解决上述问题的 自动化控制程度高、操作简单、精度高的失重实验演示装置，不仅能够实时显 示实验图像，而且还能够对实验进行计算机控制。这种基于失重舱的蜡烛自动点火装置，主要包括一个形状类似于飞行器的 实验舱l，实验舱l内有放置蜡烛芯4的实验平台3，与蜡烛芯4处于同一水平 高度的实时记录实验现象的摄像头7及电源2，其特征在于所述的蜡烛芯4的 一侧有一电热丝5。所述的蜡烛芯4的另一侧设有一常闭型双金属片热继电器6。所述的实验舱1内部的侧壁上安装有干簧继电器12。所述的实验舱1外部相对并低于所述干簧继电器12的位置设置有一电磁铁8。所述的电热丝5与蜡烛芯4之间的距离在0.1-lmm之间。 所述的常闭型双金属片热继电器6与蜡烛芯4之间的距离在3-8mm之间。 所述的电热丝5和电磁继电器的常开触点a9串联构成电路A; 干簧继电器12与电磁继电器11的常开触点b10并联后和常闭型双金属片热继电器6及电磁继电器ll的线圈串联构成电路B。所述的电路A和电路B可以是由两个电源供电的独立电路，也可以是由同一电源供电电路的两个支路。所述的电磁铁8离实验舱1的外壁5-10mm。 所述的电磁铁8的线圈经控制电路连接至电源。 所述的控制电路为计算机。所述的电池组2有三个，电池组a为摄像机的供电电池组，电池组b和电 池组c分别为电路a和电路b的供电电池组。电磁铁8的线圈的两端由计算机或PLC程控器的控制电路连接电源，通过 控制直流电流的接通切断及接通时间的长短，实现蜡烛的自动点火过程，大大 减少了手工点火的繁琐步骤，提高了实验的可操作性。根据以上技术方案设计的这种基于失重舱的蜡烛自动点火装置，与目前己 有的失重实验教学演示器相比，具有以下优点实现了计算机程控，通过计算机实现蜡烛的自动点火过程，其工作时刻精 确到毫秒级，消除了实验过程中涉及手工操作的步骤，简化了实验操作过程， 提高了实验的可操作性。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为本技术的自动点火电的原理图。图中1、实验舱 2、电源 3、实验平台 4、蜡烛芯 5、电热丝 6、常闭型双金属片热继电器 7、摄像机 8、电磁铁 9、常开触 点a 10、常开触点b 11、电磁继电器 12、干簧继电器具体实施方式按照如图1和图2所示的基于失重舱的蜡烛自动点火装置，控制器采用自 制的CRD驱动器，并在计算机上编写好相应的控制程序。进行实验演示时，首 先将整个实验舱固定在2.5m的高处，电磁铁安装在实验舱外靠近舱体内干簧继电器的一侧，以确保电磁铁与干簧继电器的距离足够近使得磁场力能够将常开 的干簧继电器闭合。实验时启动下落组件使舱体做自由落体运动，同时通过发出点火指令，由CRD驱动器输出直流电流，电磁铁通电后被磁化，产生磁场，当舱体中的干簧继电器(磁感应开关)下落至与电磁铁足够近时，受磁场力的作用干簧继电器的常开开关闭合，此时电磁继电器与干簧继电器组成的电路a 形成闭合回路，电磁继电器的线圈获得电流，线圈通电后产生的磁场力使得电 磁继电器衔铁的两个常开触点a和常开触点b同时闭合，常开触点a闭合使电 热丝被加热，常开触点b闭合使电磁继电器自锁，即电磁继电器通电使常开触点b 闭合，由于常开触点b串联在电路中，所以使电磁继电器继续通电，此时电磁铁 己离开，干簧管触点断幵，由于继电器自锁，所以常开触点a仍旧闭合使电热 丝加热。当电热丝加热到一定温度时，将其旁边的蜡烛芯点燃，实现自动点火 过程。为了防止持续加热烧坏电热丝或加速电热丝的老化，将常闭型双金属片 热继电器安装在蜡烛芯的另一侧，当蜡烛燃烧一定时间后，其释放的热量足以 使位于蜡烛芯旁边的常闭型双金属片热继电器的簧片由于受热膨胀而断开，将 电路切断。本技术通过控制驱动器控制直流电流的接通切断及接通时间的长短， 实现了失重环境下的蜡烛自动点火过程，大大减少了手工点火的繁琐步骤，简 化了实验中手工操作的步骤，实现了实验的自动化控制，提高了实验的可操作 性和真实性。由于其操作简单、精度高该失重条件下的蜡烛自动点火实验装置 还可用于科技馆等场所开展科普教育活动的失重实验演示装置。此外，本技术不仅适用于蜡烛自动点火装置，对于其他类似的自动点 火装置，只要采用了电热丝、常闭型双金属片热继电器和电磁继电器实现能够 自动点火及断开，也属本技术的保护范围。权利要求1、一种基于失重舱的蜡烛自动点火装置，主要包括一个形状类似于飞行器的实验舱(1)，实验舱(1)内有放置蜡烛芯(4)的实验平台(3)，与蜡烛芯(4)处于同一水平高度的实时记录实验现象的摄像头(7)及电源，其特征在于所述的蜡烛芯(4)的一侧有一电热丝(5)。2、 根据权利要求1所述的基于失重舱的蜡烛自动点火装置，其特征在于所述的蜡烛芯(4)的另一侧设有一常闭型双金属片热继电器(6)。3、 根据权利要求1所述的基于失重舱的蜡烛自动点火装置，其特征在于所述的实验舱(1)内部的侧壁上安装有干簧继电器(12)。4、 根据权利要求1或3所述的基于失重舱的蜡烛自动点火装置，其特征 在于所述的实验舱(1)外部，相对并低于所述干簧继电器(12)的位置设置 有一电磁铁(8)。5、 根据权利要求1所述的基于失重舱的蜡烛自动点火装置，其特征在于 所述的电热丝(5)与蜡烛芯(4)之间的距离在0.1-lmm之间。6、 根据权利要求2所述的基于失重舱的蜡烛自动点火装置，其特征在于 所述的常闭型双金属片热继电器(6)与蜡烛芯(4)之间的距离在3-8mm之间。7、 根据权利要求1或2或3所述的基于失重舱的蜡烛自动点火装置，其 特征在于所述的电热丝(5)和电磁继电器的常开触点a (9)串联构成电路A; 干簧继电器(12)与电磁继电器(11)的常开触点b (10)并联后和常闭型双金 属片热继电器(6)及电磁继电器(11)的线圈串联构成电路B。8、 根据权利要求7所述的基于失重舱的蜡本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于失重舱的蜡烛自动点火装置，主要包括一个形状类似于飞行器的实验舱（１），实验舱（１）内有放置蜡烛芯（４）的实验平台（３），与蜡烛芯（４）处于同一水平高度的实时记录实验现象的摄像头（７）及电源，其特征在于：所述的蜡烛芯（４）的一侧有一电热丝（５）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴可治，徐江鹿，
申请(专利权)人：上海市南洋模范中学，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]
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