CN109974288B - 一种用于演示共振采暖加热的实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明给出了一种用于演示共振采暖加热的实验装置，包括支撑平台、磁控管、金属网罩、玻璃水箱、微型水泵、散热管、控制器和操控面板，在支撑平台的上部右侧设置一可移动的支撑板，磁控管设置在支撑板上设置的一竖板上，金属网罩设置在支撑板上方，玻璃水箱、微型水泵、散热管、控制器和操控面板均设置在支撑平台上，控制器与磁控管、微型水泵和操控面板电连接。老师在教学时，通过文字与本发明相结合的方式，进行微波加热供暖系统及金属对微波反射特性演示的教学，从而可极大提高学生学习的兴趣，继而利于教学的进行。

Description

一种用于演示共振采暖加热的实验装置

技术领域

本发明涉及一种用于演示共振采暖加热的实验装置。

背景技术

微波采用共振原理可实现对水的快速加热，且微波对水加热可实现加热热源与水的隔离，安全可靠，利用上述特性出现了微波热水器、微波加热供暖系统。目前，在一些学校开设的科普兴趣教学中，对于微波的科普教学及应用，常设计到微波加热供暖系统及金属反射微波特性的介绍，老师在进行微波加热供暖系统的结构组成及对金属对微波反射特性的讲解时，只是单纯的通过文字描述来实现，导致学生的学习兴趣不高，老师如何提高学生对微波加热供暖系统及金属对微波反射特性的学习兴趣，是目前老师教学时亟待解决的一个问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于演示共振采暖加热的实验装置，老师在教学时，通过文字与本发明相结合的方式，进行微波加热供暖系统及金属对微波反射特性演示的教学，从而可极大提高学生学习的兴趣，继而利于教学的进行。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种用于演示共振采暖加热的实验装置，包括支撑平台、磁控管、金属网罩、玻璃水箱、微型水泵、散热管、控制器和操控面板，在所述支撑平台的上部右侧设置一支撑板，在所述支撑板上设置有两个导轨，一移动平板的底平面卡扣在所述导轨上，在所述移动平板上设置一竖板，所述磁控管设置在所述竖板上，且磁控管的天线套置在所述竖板上设置的一通孔内，在所述竖板上设置一与所述磁控管相对的波导管，且波导管与所述通孔同轴，在支撑平台上设置一位于支撑板右侧的支撑杆，所述金属网罩设置在所述支撑杆上，且金属网罩可沿着支撑杆上下移动，金属网罩用于扣置波导管和磁控管，所述玻璃水箱、微型水泵和散热管从右到左依次设置在所述支撑平台上，且玻璃水箱位于所述波导管的左侧，在所述玻璃水箱上设置有上下分布的进水管和出水管，在玻璃水箱内盛放有一定量的水，所述微型水泵的进水口通过管道与所述出水管相连接，所述微型水泵的出水口通过管道与所述散热水管的进水口相连接，所述散热管的出水口通过管道与所述进水管相连接，所述控制器和操控面板均设置在所述支撑平台上，所述控制器与磁控管、微型水泵和操控面板电连接，且在所述控制面板上设置有磁控管控制开关和微型水泵控制开关。

优选地，在所述玻璃水箱内设置一第一温度传感器，在玻璃水箱上部设置一第一显示器，所述第一温度传感器、第一显示器均与所述控制器相连接。

进一步地，所述散热管呈蛇形状分布。

进一步地，所述散热管套置在一透明玻璃箱体内，在所述透明玻璃箱体内设置一第二温度传感器，在透明玻璃箱体上部设置一第二显示器，所述第二温度传感器和第二显示器均与所述控制器相连接。

优选地，在所述支撑杆上设置一T形滑槽，在所述金属网罩外侧设置一与所述T形滑槽相配合的T形滑杆，所述T形滑杆套置在所述T形滑槽内，在所述支撑杆的上部设置一贯穿 T形滑槽的第一定位孔，在所述T形滑杆上部设置一与所述第一定位孔相配合的第二定位孔，一销轴插入第一定位孔和第二定位孔实现金属网罩在支撑杆上的定位。

进一步地，在所述导轨的两端均设置一限位块。

进一步地，在所述支撑板上设置一与所述金属网罩相对应的卡槽，所述金属网罩的下边缘可卡扣在所述卡槽内。

进一步地，在所述支撑板内设置一金属网，且卡槽位于所述金属网上方。

优选地，所述玻璃水箱内的水位位于进水管的下方。

优选地，在所述玻璃水箱内的水内添加有染色剂。

本发明的有益效果是：通过本发明，老师可在讲台上直接结合本发明进行共振采暖加热各组成部件的讲解，从而可提高学生的学习兴趣；本发明内的磁控管可实现对玻璃水箱内水的加热，利用微型水泵可实现热水在散热管内的循环流动，从而可现场演示共振加热采暖的工作流程；利用第一温度传感器和第一显示器可直接显现出散热管的散热，继而可演示采暖过程；利用第二温度传感器和第二显示器可直接显示出玻璃水箱内的水是否被加热，从而可直接体现磁控管对水的加热过程，继而利于学生更形象的理解微波对水的加热作用；利用金属网罩可实现微波的隔离，通过磁控管和波导管有无金属网罩个隔离，对比对玻璃水箱内水的加热情况，从而可使得学生更加理解金属对微波反射特性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的部分优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的散热管在透明玻璃箱体内的分布示意图；

图3为水在玻璃水箱内的分布示意图；

图4为波导管和磁控管在竖板上的分布示意图；

图5为金属网在支撑板上的分布示意图；

图6为图1中A处放大图；

图中：1支撑平台、11支撑板、111导轨、112移动平板、113竖板、1131通孔、114卡槽、115限位块、116金属网、12支撑杆、121T形滑槽、2磁控管、21天线、22波导管、3 金属网罩、31T形滑杆、32销轴、4玻璃水箱、41进水管、42出水管、43第二显示器、44 第二温度传感器、45水、5微型水泵、6散热管、61透明玻璃箱体、62第一显示器、63第一温度传感器、7控制器、8操控面板、81磁控管控制开关、82微型水泵控制开关、101管道。

具体实施方式

下面将结合具体实施例及附图1-6，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分优选实施例，而不是全部的实施例。本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似变形，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

本发明提供了一种用于演示共振采暖加热的实验装置(如图1所示)，包括支撑平台 1、磁控管2、金属网罩3、玻璃水箱4、微型水泵5、散热管6、控制器7和操控面板8，磁控管2为本领域内成熟产品，其结构组成及工作原理不再做详细描述，在所述支撑平台1的上部右侧设置一支撑板11，在所述支撑板11上设置有两个导轨111，一移动平板112的底平面卡扣在所述导轨111上，移动平板112可在导轨111上自由滑动，为防止移动平板112从导轨111上脱落，在此，在导轨111的两端分别设置一限位块115，在所述移动平板112上设置一竖板113，所述磁控管2设置在所述竖板113上，且磁控管2的天线21套置在所述竖板113上设置的一通孔1131内，在所述竖板113上设置一与所述磁控管2相对的波导管22，且波导管22与所述通孔1131同轴，波导管22为现有成熟产品，其主要是起传输天线21发射的微波，对于波导管22的具体结构，在此，不再做详细描述；在支撑平台1上设置一位于支撑板11右侧的支撑杆12，所述金属网罩3设置在所述支撑杆12上，且金属网罩3可沿着支撑杆12上下移动，在本具体实施例中，金属网罩3在支撑杆12上设置的具体实施方式为：在所述支撑杆12上设置一T形滑槽121，在所述金属网罩3外侧设置一与所述T形滑槽121 相配合的T形滑杆31，所述T形滑杆31套置在所述T形滑槽121内，在所述支撑杆12的上部设置一贯穿T形滑槽121的第一定位孔，在所述T形滑杆31上部设置一与所述第一定位孔相配合的第二定位孔，一销轴32插入第一定位孔和第二定位孔实现金属网罩3在支撑杆12 上的定位。

金属网罩3用于扣置波导管22和磁控管2，具体的，在讲解演示过程中，如需要利用金属网罩3将波导管22和磁控管2扣置起来时，先移动移动平板112，使得波导管22和磁控管2位于金属网罩3的内部正下方，然后，解除金属网罩3在支撑杆12上的定位，使得金属网罩3下落到支撑板11上，从而实现金属网罩3对波导管22和磁控管2的扣置，为实现金属网罩3在支撑板11上的稳定扣置，在此，在所述支撑板11上设置一与所述金属网罩3相对应的卡槽114，所述金属网罩3的下边缘可卡扣在所述卡槽114内。

所述玻璃水箱4、微型水泵5和散热管6从右到左依次设置在所述支撑平台1上，且玻璃水箱4位于所述波导管22的左侧，在所述玻璃水箱4上设置有上下分布的进水管41和出水管42，在玻璃水箱4内盛放有一定量的水45，在演示实验过程中，为便于观察水流在玻璃水箱4内的循环过程，在此，使得水45在所述玻璃水箱4内的水位位于进水管41的下方，这样可观察到进水管41的水流状况，所述微型水泵5的进水口通过管道101与所述出水管42相连接，所述微型水泵5的出水口通过管道101与所述散热水管6的进水口相连接，所述散热管6的出水口通过管道101与所述进水管41相连接，所述散热管6用于演示供暖系统内的散热片，为快速体现散热管6的散热效果，在此，使得散热管6呈蛇形状分布，进一步地，使得散热管6套置在一透明玻璃箱体61内，透明玻璃箱体61实现散热管6外侧的密封，从而使得散热管6散发的热量不容易散失，继而利于透明玻璃箱体61内的快速升温，从而可快速体现散热管6散热演示，为直接表达出散热管6散热现象，在此，在所述透明玻璃箱体61 内设置一第二温度传感器63，在透明玻璃箱体61上部设置一第二显示器62，所述第二温度传感器63和第二显示器62均与所述控制器7相连接，通过第二显示器62可显示透明玻璃水箱61内的温度变化情况，所述控制器7和操控面板8均设置在所述支撑平台1上，所述控制器7与磁控管2、微型水泵5和操控面板8电连接，且在所述控制面板8上设置有磁控管控制开关81和微型水泵控制开关82。

为便于直接体现磁控管2对玻璃水箱4内水45的加热效果，在此，在所述玻璃水箱4内设置一第一温度传感器44，在玻璃水箱4上部设置一第一显示器43，所述第一温度传感器44、第一显示器43均与所述控制器7相连接，通过第一温度传感器44可体现玻璃水箱4内水45的温度变化。

利用本发明演示共振采暖加热时，将金属网罩3定位在支撑杆12上部，使得磁控管2和波导管22露出，然后，推动移动平板112，使得波导管22与玻璃水箱4的侧壁贴合，波导管22与玻璃水箱4贴合后，通过操作磁控管控制开关81和微型水泵控制开关82，使得磁控管2和微型水泵5开始工作，随着时间的进行，第一显示器43和第二显示器62的温度数值不断升高，从而可观察到共振采暖加热的过程。

利用本发明演示金属对微波反射特性时，将金属网罩3扣置在波导管22和磁控管2内，然后，通过操作磁控管控制开关81和微型水泵控制开关82，使得磁控管2和微型水泵5开始工作，随着时间的推移，通过观察第一显示器43的温度数值变化，可直接验证金属对微波发射特性，因金属网罩3对磁控管2发出的微波具有隔离反射作用，从而使得微波无法实现对玻璃水箱4内水的加热，第一显示器43的温度数值也不会发生变化，此过程与共振采暖加热过程相对比，可验证金属对微波反射特性正确性，从而使得学生更加深刻的理解金属对微波反射特性的理论，在上述过程中，为提高安全操作性能，以防止微波从支撑板11内辐射出，在此，在所述支撑板11内设置一金属网116，且卡槽114位于所述金属网116上方，金属网116和金属网罩3组成一个封闭式金属罩，从而实现对磁控管2发出的微波的隔离，继而提高了安全性。

为进一步提高学生对演示过程的观察兴趣，在此，在水45内添加染色剂，使得水45变成有颜色的流体。

本发明中，“上”、“下”、“左”、“右”均是为了方便描述位置关系而采用的相对位置，因此不能作为绝对位置理解为对保护范围的限制。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

以上所述结合附图对本发明的优选实施方式和实施例作了详述，但是本发明并不局限于上述实施方式和实施例，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于演示共振采暖加热的实验装置，其特征是，包括支撑平台、磁控管、金属网罩、玻璃水箱、微型水泵、散热管、控制器和操控面板，在所述支撑平台的上部右侧设置一支撑板，在所述支撑板上设置有两个导轨，一移动平板的底平面卡扣在所述导轨上，在所述移动平板上设置一竖板，所述磁控管设置在所述竖板上，且磁控管的天线套置在所述竖板上设置的一通孔内，在所述竖板上设置一与所述磁控管相对的波导管，且波导管与所述通孔同轴，在支撑平台上设置一位于支撑板右侧的支撑杆，所述金属网罩设置在所述支撑杆上，且金属网罩可沿着支撑杆上下移动，金属网罩用于扣置波导管和磁控管，所述玻璃水箱、微型水泵和散热管从右到左依次设置在所述支撑平台上，且玻璃水箱位于所述波导管的左侧，在所述玻璃水箱上设置有上下分布的进水管和出水管，在玻璃水箱内盛放有一定量的水，所述微型水泵的进水口通过管道与所述出水管相连接，所述微型水泵的出水口通过管道与所述散热水管的进水口相连接，所述散热管的出水口通过管道与所述进水管相连接，所述控制器和操控面板均设置在所述支撑平台上，所述控制器与磁控管、微型水泵和操控面板电连接，且在所述控制面板上设置有磁控管控制开关和微型水泵控制开关；在所述支撑杆上设置一T形滑槽，在所述金属网罩外侧设置一与所述T形滑槽相配合的T形滑杆，所述T形滑杆套置在所述T形滑槽内，在所述支撑杆的上部设置一贯穿T形滑槽的第一定位孔，在所述T形滑杆上部设置一与所述第一定位孔相配合的第二定位孔，一销轴插入第一定位孔和第二定位孔实现金属网罩在支撑杆上的定位；在所述导轨的两端均设置一限位块；在所述支撑板上设置一与所述金属网罩相对应的卡槽，所述金属网罩的下边缘可卡扣在所述卡槽内；在所述支撑板内设置一金属网，且卡槽位于所述金属网上方。

2.根据权利要求1所述的一种用于演示共振采暖加热的实验装置，其特征是，在所述玻璃水箱内设置一第一温度传感器，在玻璃水箱上部设置一第一显示器，所述第一温度传感器、第一显示器均与所述控制器相连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于演示共振采暖加热的实验装置，其特征是，所述散热管呈蛇形状分布。

4.根据权利要求3所述的一种用于演示共振采暖加热的实验装置，其特征是，所述散热管套置在一透明玻璃箱体内，在所述透明玻璃箱体内设置一第二温度传感器，在透明玻璃箱体上部设置一第二显示器，所述第二温度传感器和第二显示器均与所述控制器相连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于演示共振采暖加热的实验装置，其特征是，所述玻璃水箱内的水位位于进水管的下方。

6.根据权利要求1所述的一种用于演示共振采暖加热的实验装置，其特征是，在所述玻璃水箱内的水内添加有染色剂。

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