CN108847097A - 一种物理教学用水流测定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及教育器材设备领域，具体的说是一种物理教学用水流测定装置，包括观察管、固定架、安装盒、信号接收器、信号发生器、控制装置、定位螺丝和固定环。所述的观察管左端口味喇叭形，中间部分为圆柱形管道；所述的固定架安装在观察管中间的圆柱形管道上，固定架左右两端分别设有定位圈，固定架前后分别设有安装槽和辅助槽，固定架的安装槽上方设有辅助定位孔，所述的安装盒安装在固定架的安装槽内，安装盒内分别安装有控制装置、信号接收器和信号发生器，且安装盒内有两个空心腔。本发明可以在学生和教师进行雷诺实验过程中，准确测量出观察管中的水流速，以便学生和教师更好的探究紊流和层流下的流体运动规律。

Description

一种物理教学用水流测定装置
技术领域
本发明涉及教育器材设备领域，具体的说是一种物理教学用水流测定装置。
背景技术
众所周知，教育器材设备在帮助教师引导学生学习知识，开拓思维，演示科学原理，提高学生探索科学原理的能力和思维方面发挥在重要的作用，但是，传统的教育器材设备虽然做出了一些改善，但是还有很多问题需要改进。
已知现有教育器材设备在解决上述问题，但是仍有很多问题和不足需要继续改善，例如教育器材设备采用的是简单框架，智能性不足，目前在学校实验室器械，普遍存在设备老化严重，测试结果不准确，在流体力学试验设备方面，很多时候教师只能带领学生通过肉眼观测的方法解释一些流体力学原理知识，对试验质量产生降低效果。本发明提供一种物理教学用水流测定装置，可以在学生和教师进行雷诺实验过程中，准确测量出观察管中的水流速，以便学生和教师更好的探究紊流和层流下的流体运动规律，且该器材简单可拆卸易安装，能够提高雷诺试验的教学演示质量。
发明内容
针对现有技术设备在解决上述问题，但是仍是有很多问题和不足需要继续改善，本发明提供一种物理教学用水流测定装置，可以在学生和教师进行雷诺实验过程中，准确测量出观察管中的水流速，以便学生和教师更好的探究紊流和层流下的流体运动规律，且该器材简单可拆卸易安装，能够提高雷诺试验的教学演示质量。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种物理教学用水流测定装置，包括观察管、固定架、安装盒、信号接收器、信号发生器、控制装置、定位螺丝和固定环。
所述的观察管左端口味喇叭形，中间部分为圆柱形管道；所述的固定架安装在观察管中间的圆柱形管道上，固定架左右两端分别设有定位圈，定位圈的作用是使固定架能够固定在观察管上，固定架前后分别设有安装槽和辅助槽，固定架的安装槽上方设有辅助定位孔，安装槽的设置主要用于安装安装盒，安装盒一方面用来辅助安装盒的安装，使安装盒安装到正确的安装位置，安装盒另一方面也可以起到方便固定架拆卸的作用，辅助定位孔的设计主要用来安装定位螺丝，通过定位螺丝调节安装盒的位置。
所述的安装盒安装在固定架的安装槽内，安装盒内分别安装有控制装置、信号接收器和信号发生器，且安装盒内有两个空心腔，靠近观察管壁一侧的称为内腔，另一个则成为外腔，两个空心腔的作用主要是用来安装控制装置、信号接收器和信号发生器的。
所述的信号接收器和信号发生器安装在靠近观察管壁一侧的安装盒的内腔，信号接收器和信号发生器的截面形状为矩形；所述的控制装置安装在安装盒的外腔，控制装置通过导线与信号接收器和信号发生器相连接；信号接收器和信号发生器安装时与流速方向为30°角倾斜放置，信号发生器发出入射波进入观察管中，观察管的水中一些细微的颗粒物会随水以相同的速度流动，这些颗粒物会将声波发射回来由信号接收器接收，由于这些颗粒物随水以相同的速度流动，所以信号接收器接收到的反射波与入射波会产生一个频率差，根据这个频率差即可测定水的流速；所述的控制装置内设有电源，集成电路板，显示器和控制开关，控制装置首先控制信号发生器发出入射波，然后将信号接收器接收到的反射波信号发送给集成电路板，集成电路板经过分析，将电信号转换为数字信号发送给显示器，这样流速值就可以在显示器中读取。
所述的定位螺丝安装在固定架的辅助定位孔上，定位螺丝可以调节安装盒在安装槽内的位置；所述的固定环安装在固定架的定位圈上，固定环的形状为“弓”型，且固定环的数量为四个，固定环起到使固定架固定在观察管上的作用，因为固定架是一个可拆卸的结构，固定环和螺丝也起到方便组装拆卸的作用。
优选的，所述的安装盒上表面设有拆卸孔，拆卸孔的截面形状为矩形，拆卸卡作用是方便安装盒安装和拆卸。
优选的，所述的固定环通过螺丝与螺帽连接固定。
观察管的左端与进水管相连接，观察管的左端通过阀门与水箱相连接。
所述观察管左侧中心部位设有L形的加料管，L形的加料管的开口指向水流流动的方向，L形加料管与颜料储存盒相连接，颜料储存盒内的颜料由L形加料管添加至观察管中的流动的水中，从而能够直观的便于观察水的流动规律。
所述颜料采用遇热便可分解的颜料，这样便于水的循环利用，在水箱内添加有加热器，用于对水进行加热。
本发明的有益效果是：本发明提供一种物理教学用水流测定装置，可以在学生和教师进行雷诺实验过程中，准确测量出观察管中的水流速，以便学生和教师更好的探究紊流和层流下的流体运动规律，且该器材简单可拆卸易安装，能够提高雷诺试验的教学演示质量。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的主视图；
图2是本发明的俯视图；
图3是本发明图1的A-A面剖视图；
图中：观察管(1)、固定架(2)、安装盒(3)、信号接收器(4)、信号发生器(5)、控制装置(6)、定位螺丝(7)、固定环(8)、定位圈(21)、安装槽(22)、辅助槽(23)、辅助定位孔(24)、拆卸孔(31)、螺丝(81)、螺帽(82)。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图3所示，本实施例的一种物理教学用水流测定装置，包括观察管1、固定架2、安装盒3、信号接收器4、信号发生器5、控制装置6、定位螺丝7和固定环8。
所述的观察管1左端口为喇叭形，中间部分为圆柱形管道；所述的固定架2安装在观察管1中间的圆柱形管道上，固定架2左右两端分别设有定位圈21，定位圈21的作用是使固定架2能够固定在观察管1上，固定架2前后分别设有安装槽22和辅助槽23，固定架2的安装槽22上方设有辅助定位孔24，安装槽22的设置主要用于安装安装盒3，安装槽22一方面用来辅助安装盒3的安装，使安装盒3安装到正确的安装位置，安装槽22另一方面也可以起到方便固定架2拆卸的作用，辅助定位孔24的设计主要用来安装定位螺丝7，通过定位螺丝7调节安装盒3的位置。
所述的安装盒3安装在固定架2的安装槽22内，安装盒3内分别安装有控制装置6、信号接收器4和信号发生器5，且安装盒3内有两个空心腔，靠近观察管1壁一侧的称为内腔，另一个则成为外腔，两个空心腔的作用主要是用来安装控制装置6、信号接收器4和信号发生器5的，安装盒3上表面设有拆卸孔31，拆卸孔31的截面形状为矩形，拆卸孔31作用是方便安装盒3安装和拆卸。
所述的信号接收器4和信号发生器5安装在靠近观察管1壁一侧的安装盒3的内腔，信号接收器4和信号发生器5的截面形状为矩形；所述的控制装置6安装在安装盒3的外腔，控制装置6通过导线与信号接收器4和信号发生器5相连接；信号接收器4和信号发生器5安装时与流速方向为30°角倾斜放置，信号发生器5发出入射波进入观察管1中，观察管1的水中一些细微的颗粒物会随水以相同的速度流动，这些颗粒物会将声波发射回来由信号接收器4接收，由于这些颗粒物随水以相同的速度流动，所以信号接收器4接收到的反射波与入射波会产生一个频率差，根据这个频率差即可测定水的流速；所述的控制装置6内设有电源，集成电路板，显示器和控制开关，控制装置6首先控制信号发生器5发出入射波，然后将信号接收器4接收到的反射波信号发送给集成电路板，集成电路板经过分析，将电信号转换为数字信号发送给显示器，这样流速值就可以在显示器中读取。
所述的定位螺丝7安装在固定架2的辅助定位孔24上，定位螺丝7可以调节安装盒3在安装槽22内的位置；所述的固定环8安装在固定架2的定位圈21上，固定环8的形状为“弓”型，且固定环8的数量为四个，固定环8起到使固定架2固定在观察管1上的作用，因为固定架2是一个可拆卸的结构，固定环8通过螺丝81与螺帽82连接固定，固定环8和螺丝81也起到方便固定架2组装拆卸的作用；该流速测定装置可以在学生和教师进行雷诺实验过程中，准确测量出观察管中的水流速，以便学生和教师更好的探究紊流和层流下的流体运动规律，且该器材简单可拆卸易安装，能够提高雷诺试验的教学演示质量。
进一步的，观察管1的左端与进水管相连接，观察管1的左端通过阀门与水箱相连接。
进一步的，所述观察管1左侧中心部位设有L形的加料管，L形的加料管的开口指向水流流动的方向，L形加料管与颜料储存盒相连接，颜料储存盒内的颜料由L形加料管添加至观察管1中的流动的水中，从而能够直观的便于观察水的流动规律。
进一步的，所述颜料采用遇热便可分解的颜料，这样便于水的循环利用，在水箱内添加有加热器，用于对水进行加热。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种物理教学用水流测定装置，包括观察管(1)、固定架(2)、安装盒(3)、信号接收器(4)、信号发生器(5)、控制装置(6)、定位螺丝(7)和固定环(8)，其特征在于：所述的观察管(1)左端口为喇叭形，中间部分为圆柱形管道；所述的固定架(2)安装在观察管(1)中间的圆柱形管道上，固定架(2)左右两端分别设有定位圈(21)、固定架(2)前后分别设有安装槽(22)和辅助槽(23)，固定架(2)的安装槽(22)上方设有辅助定位孔(24)；所述的安装盒(3)安装在固定架(2)的安装槽(22)内，安装盒(3)内分别安装有控制装置(6)、信号接收器(4)和信号发生器(5)，且安装盒(3)内有两个空心腔；所述的信号接收器(4)和信号发生器(5)安装在靠近观察管(1)壁一侧的安装盒(3)的内腔，信号接收器(4)和信号发生器(5)的截面形状为矩形；所述的控制装置(6)安装在安装盒(3)的外腔，控制装置(6)通过导线与信号接收器(4)和信号发生器(5)相连接；所述的定位螺丝(7)安装在固定架(2)的辅助定位孔(24)上；所述的固定环(8)安装在固定架(2)的定位圈(21)上，固定环(8)的形状为“弓”型，且固定环(8)的数量为四个。
2.根据权利要求1所述的一种物理教学用水流测定装置，其特征在于：所述的安装盒(3)上表面设有拆卸孔(31)，拆卸孔(31)的截面形状为矩形。
3.根据权利要求1所述的一种物理教学用水流测定装置，其特征在于：所述的固定环(8)通过螺丝(81)与螺帽(82)连接固定。
4.根据权利要求1所述的一种物理教学用水流测定装置，其特征在于：观察管(1)的左端与进水管相连接，观察管(1)的左端通过阀门与水箱相连接。
5.根据权利要求4所述的一种物理教学用水流测定装置，其特征在于：所述观察管(1)左侧中心部位设有L形的加料管，L形的加料管的开口指向水流流动的方向，L形加料管与颜料储存盒相连接，颜料储存盒内的颜料由L形加料管添加至观察管(1)中的流动的水中，从而能够直观的便于观察水的流动规律。
6.根据权利要求5所述的一种物理教学用水流测定装置，其特征在于：所述颜料采用遇热便可分解的颜料，这样便于水的循环利用，在水箱内添加有加热器，用于对水进行加热。
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