CN220509591U - 教学研学实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种教学研学实验装置，包括支撑板、水族箱、集气盖、光源、二氧化碳发生器和集气瓶，集气瓶包括透明瓶身、瓶盖、第一软管、第二软管、第一通断夹和第二通断夹，瓶盖盖合在透明瓶身的瓶口处形成密封腔，第一软管的第一端口和第二软管的第一端口穿过瓶盖并与密封腔相连通，第一软管的第二端口可套接连通在集气盖上，第二软管的第二端口可吸入澄清石灰水，第一通断夹设置在第一软管上并控制其接通或断开，第二通断夹设置在第二软管上并控制其接通或断开。本实用新型教学研学实验装置能够快速收集到高纯度氧，直观可视地演示光合作用产生氧气的速度及体积变化，实验操作简单、场地不限，适用多种不同研究实验演示，通用性强。

Description

教学研学实验装置

技术领域

本实用新型涉及科学实验教具技术领域，尤其是涉及一种教学研学实验装置。

背景技术

目前教材中对光合作用产生氧气的实验装置，将水藻置于装满水的烧杯中，漏斗倒扣后再扣上试管，利用排水法收集气体至试管内，然后在水中用拇指堵住试管的管口，取出试管并立即倒转，之后将带火星的木条或卫生香伸入试管中验证是否是氧气。此实验装置虽然材料简单，但是存在氧气产生缓慢、易出现氧气不纯导致实验失败等问题，且实验操作要求较高，一般作为教师的演示实验，学生参与度较，且受实验环境条件诸多限制，失败率高。

为了提高氧气产生速度，现有一种实验装置在实验瓶内装有水和水藻，挤压瓶身，挤出部分水，为生成的氧气预留空间，并利用碳酸氢钠对实验瓶内的水供给二氧化碳，然后将实验瓶放置在散射光下照射，水藻光合作用后产生的气体集中于实验瓶上部，实验瓶身回弹，然后将带火星的木条或卫生香通过集气瓶的验证孔斜向下伸入至实验瓶内，观察带火星的木条或卫生香是否会复燃，如果复燃说明水藻进行光合作用产生了氧气。但是，此实验装置在实际实验操作过程中，由于碳酸氢钠的腐蚀性、光照太强或太弱、氧气产生不足、瓶身回弹氧气外溢等，降低了氧气纯度，影响实验效果。此外，该实验装置只能演示光合作用产生了氧气，而无法直观可视地演示氧气产生的速度以及体积变化，使得演示过程不都生动具体，不利于学生理解。另外，此实验装置的实验瓶收集到的氧气无法用于其他研究实验，比如与氧气相关的化学反应实验。并且，此实验装置除了适用与光合作用实验之外，无法用于进行其他科学研究实验，通用性较差。

实用新型内容

为了实现本实用新型的主要目的，本实用新型提供一种教学研学实验装置，能够快速收集到光合作用产生的高纯度氧，以适用与氧气相关的化学反应实验，同时能够直观可视地演示光合作用产生氧气的速度以及体积变化，有利于学生理解，且实验操作简单，实验时间场地不限，教师和学生均可在家里、教室、实验室等不同场地独自完成实验，并且能够适用多种不同研究实验演示，通用性强。

为了实现本实用新型的主要目的，本实用新型提供一种教学研学实验装置，包括支撑板、水族箱、集气盖、光源、二氧化碳发生器和集气瓶，水族箱的箱底壁可拆卸地设置在支撑板上，水族箱的透明透光周壁与箱底壁之间围成容纳腔，容纳腔用于盛放水和藻类植物，光源可拆卸地设置在支撑板上并可朝向容纳腔照射，二氧化碳发生器可拆卸地设置在支撑板上，且二氧化碳发生器的出气端可插入容纳腔的水中，集气盖呈棱锥罩体设置，棱锥罩体的大径口端朝下可拆卸地穿过容纳腔的顶端开口并可沉浸盖合在容纳腔的水中，棱锥罩体的小径锥端贯穿开设有出气口，出气口的外周凸出设置有相连通的排气通道，集气瓶可拆卸地设置在支撑板上，集气瓶包括透明瓶身、瓶盖、第一软管、第二软管、第一通断夹和第二通断夹，瓶盖可拆卸地盖合在透明瓶身的瓶口处并与透明瓶身形成密封腔，密封腔可装满水，透明瓶身的外周壁可挤压弹性变形，第一软管的第一端口和第二软管的第一端口分别穿过瓶盖并可与密封腔相连通，第一软管的第二端口可拆卸套接连通在排气通道上，第二软管的第二端口可吸入澄清石灰水，第一通断夹设置在第一软管上并控制第一软管的两端口接通或断开，且第二通断夹设置在第二软管上并控制第二软管的两端口接通或断开。

本实用新型教学研学实验装置在进行检验光合作用释放氧气的实验过程中，水族箱的容纳腔盛放水和藻类植物，集气瓶的密封腔装满水，此时第一通断夹控制第一软管的两端口接通，且第二通断夹控制第二软管的两端口接通，由于集气瓶的透明瓶身的外周壁可挤压弹性变形，则通过挤压集气瓶的透明瓶身以将集气瓶的密封腔、第一软管和第二软管内的空气排出，接着将第一通断夹控制第一软管的两端口断开，且将第二通断夹控制第二软管的两端口断开，接着打开光源给予水族箱的容纳腔进行照射，二氧化碳发生器的出气端插入水族箱的容纳腔的水中供给一定量的二氧化碳，之后将棱锥罩体集气盖整体沉浸盖合在容纳腔的水中，当将棱锥罩体集气盖内的气体排出后，棱锥罩体集气盖的大径口端依然朝下沉浸盖合在容纳腔的水中，且在棱锥罩体集气盖的小径锥端的排气通道低于容纳腔的水面时将预先排完空气的集气瓶的第一软管的第二端口套接连通在排气通道上，之后将第一通断夹控制第一软管的两端口接通，此时第二通断夹控制第二软管的两端口保持断开，通过挤压集气瓶的透明瓶身，集气瓶的密封腔内的水由于透明瓶身的挤压通过第一软管排入水族箱的容纳腔的水中，从而藻类植物光合作用释放的氧气聚集在棱锥罩体集气盖的小径锥端，并通过第一软管进入到集气瓶的密封腔内。为了验证藻类植物光合作用释放的空气是氧气，先将第一软管和第二软管处于断开状态，再将集气瓶的瓶盖打开，将带火星的木条或卫生香插入集气瓶的透明瓶身内，观察带火星的木条或卫生香是否会复燃，如果复燃说明藻类植物进行光合作用产生了氧气。由于在收集藻类植物光合作用释放的氧气之前，将棱锥罩体集气盖与容纳腔的水之间的空气排完，且将集气瓶的密封腔、第一软管和第二软管内的空气排完，从而使得集气瓶的密封腔收集到藻类植物光合作用释放的氧气更加纯净，以获得高纯度氧，该高纯度氧可用于验证藻类植物光合作用释放的空气是氧气，也适用与氧气相关的化学反应实验，比如木炭燃烧、硫燃烧、铁丝燃烧、磷燃烧、镁燃烧等化学实验。同时，本实用新型集气瓶的透明瓶身能够直观可视地看到集气瓶的密封腔内收集到氧气与集气瓶的密封腔内水的比例的不断变化，从而能够直观可视地演示光合作用产生氧气的速度以及体积变化，有利于学生理解。并且，本实用新型教学研学实验装置设置有光源和二氧化碳发生器，使得实验操作场地、时间不限，且实验操作简单，从而教师和学生均可在家里、教室、实验室等不同场地独自完成实验。

本实用新型教学研学实验装置在进行不同光照强度对光合作用的影响实验过程中，在上述检验光合作用释放氧气实验的基础上，通过控制调节光源的光照强度，不同的光照强度下，观察集气瓶的密封腔内收集到氧气与集气瓶的密封腔内水的比例的变化速率，便可直观可视地演示不同光照强度对光合作用的影响。

本实用新型教学研学实验装置在进行植物呼吸作用释放二氧化碳的实验过程中，在上述检验光合作用释放氧气实验的基础上，将光源关闭以模仿藻类植物在夜间产生的气体，将该气体收集至集气瓶的密封腔内，之后倒置集气瓶，随后将第二通断夹控制第二软管的两端口接通，挤压透明瓶身以使得第二软管将澄清石灰水吸入至集气瓶的密封腔内，然后断开该软管，摇晃集气瓶，如果出现明显白色浑浊，说明藻类植物在夜间呼吸作用释放二氧化碳。

本实用新型教学研学实验装置的水族箱内的藻类植物可持续性养着，当需要进行实验操作时，则当实验教具使用，在不进行实验操作时，则当观赏性水族箱，使用灵活性强。因此，本实用新型教学研学实验装置摆脱了实验对地点和时间的限制，能够快速收集到光合作用产生的高纯度氧，以适用与氧气相关的化学反应实验，同时能够直观可视地演示光合作用产生氧气的速度以及体积变化，有利于学生理解，且实验操作简单便捷、场地不限，教师和学生均可在家里、教室、实验室等不同场地独自完成实验，并且能够适用多种深度研究实验演示，通用性强。

进一步的方案是，教学研学实验装置还包括透明试管，透明试管可拆卸地设置在支撑板上，透明试管的管腔内可装满水，且管腔的开口端可倒扣套设在排气通道的外周并沉浸在容纳腔的水中，透明试管的外周面设置有刻度线；和/或，透明瓶身的外周面设置有刻度线。

进一步的方案是，教学研学实验装置还包括夹持机构，夹持机构包括支撑杆、第一夹爪、第二夹爪以及调节组件，支撑杆可拆卸地绕竖直方向旋转支撑在支撑板上，第一夹爪和第二夹爪设置在支撑杆上，调节组件可控制第一夹爪和第二夹爪朝向或远离彼此移动，倒扣套设在排气通道处的透明试管穿过第一夹爪与第二夹爪之间形成的夹持孔。

进一步的方案是，支撑板上设置有第一储物槽、第二储物槽以及第三储物槽，二氧化碳发生器可放置在第一储物槽中，集气瓶可放置在第二储物槽中，透明试管可放置在第三储物槽中。

进一步的方案是，二氧化碳发生器包括反应瓶、盖子、微调阀、第三软管和气体细化器，盖子可拆卸地盖合在反应瓶的瓶口处并与反应瓶形成反应腔，反应腔用于容纳产生二氧化碳的反应物，微调阀的进气口穿过盖子并可与反应腔相连通，第三软管的第一端口对接连通在微调阀的出气口，气体细化器连通在第三软管的第二端口并可插入容纳腔的水中。

进一步的方案是，二氧化碳发生器还包括止逆阀，止逆阀包括阀套和阀芯，阀芯可移动地设置在阀套的套筒内，阀套的第一端面贯穿开设有与套筒相连通的第一贯通孔，阀套的第二端面贯穿开设有与套筒相连通的第二贯通孔，第三软管包括第一管段和第二管段，第一管段的两端连通在微调阀的出气口与第一贯通孔之间，第二管段的两端连通在第二贯通孔与气体细化器之间，阀芯的第一端面可抵接在阀套的第一端面上以将第一贯通孔密封，阀芯的第二端面开设有缺口，当阀芯的第二端面抵接在阀套的第二端面上时，缺口将第一贯通孔与第二贯通孔相连通；和/或，二氧化碳发生器还包括泄压阀，泄压阀的进气口穿过盖子并可与反应腔相连通；和/或，二氧化碳发生器还包括压力表，压力表的检测口穿过盖子并可与反应腔相连通。

进一步的方案是，教学研学实验装置还包括二氧化碳监测器，二氧化碳监测器包括吸盘和透明监测瓶，透明监测瓶的内腔包括依次相连接的进液腔道、弯曲腔道和储液腔，进液腔道远离弯曲腔道的一端具有进液口，储液腔用于容纳二氧化碳监测液，透明监测瓶与进液腔道对应的外周面凸出设置有安装柱，安装柱可插入吸盘的安装孔内，吸盘可吸附在透明透光周壁的内周面上以使得透明监测瓶沉浸在容纳腔的水中；和/或，教学研学实验装置还包括PH测试仪，PH测试仪可拆卸地设置在支撑板上并用于检测容纳腔内的水的酸碱度；和/或，第一通断夹的第一夹板贯穿开设有相连接的第一连通孔和第一夹断孔，第一夹断孔的最大孔径小于第一连通孔的最小孔径，第一软管穿过第一连通孔时处于接通状态，且第一软管穿过第一夹断孔时处于断开状态；和/或，第二通断夹的第二夹板贯穿开设有相连接的第二连通孔和第二夹断孔，第二夹断孔的最大孔径小于第二连通孔的最小孔径，第二软管穿过第二连通孔时处于接通状态，且第二软管穿过第二夹断孔时处于断开状态。

进一步的方案是，光源为灯具，灯具在竖直方向上位于水族箱的上方，灯具的安装杆可绕竖直方向旋转地支撑在支撑板上，且灯具的光照强度可调节；或者，光源为柔性灯带，柔性灯带缠绕在透明透光周壁的外周面上，且柔性灯带的光照强度可调节。

进一步的方案是，光源为灯具，教学研学实验装置还包括不同颜色的透明透光板，透明透光板可拆卸地放置在容纳腔的顶端开口处。

进一步的方案是，教学研学实验装置还包括提袋，提袋包括承托底壁、第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁、第四侧壁以及两个提手，支撑板固定设置在承托底壁上，第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁以及第四侧壁均由柔性材料制成并依次连接在承托底壁的四周边上，两个提手分别远离承托底壁凸出设置在第一侧壁和第三侧壁上，第一侧壁通过魔术贴可拆卸地连接在第二侧壁与第四侧壁之间，且第三侧壁通过魔术贴可拆卸地连接在第二侧壁与第四侧壁之间。

附图说明

图1是本实用新型教学研学实验装置第一实施例中提袋处于围拢状态的第一视角结构图。

图2是本实用新型教学研学实验装置第一实施例中提袋处于围拢状态的第二视角结构图。

图3是本实用新型教学研学实验装置第一实施例中提袋处于展开状态的第一视角结构图。

图4是本实用新型教学研学实验装置第一实施例中提袋处于展开状态的第二视角结构图。

图5是本实用新型教学研学实验装置第一实施例中提袋的展开结构图。

图6是本实用新型教学研学实验装置第一实施例的第一视角局部结构图。

图7是本实用新型教学研学实验装置第一实施例的第二视角局部结构图。

图8是本实用新型教学研学实验装置第一实施例中水族箱、集气盖和二氧化碳监测器配合的结构分解图。

图9是本实用新型教学研学实验装置第一实施例中水族箱、集气盖和二氧化碳监测器配合的结构剖视图。

图10是本实用新型教学研学实验装置第一实施例中二氧化碳监测器的主视图。

图11是本实用新型教学研学实验装置第一实施例中二氧化碳监测器的结构分解图。

图12是本实用新型教学研学实验装置第一实施例中二氧化碳发生器、集气瓶和透明试管配合的结构分解图。

图13是本实用新型教学研学实验装置第一实施例中第一通断夹/第二通断夹的结构图。

图14是本实用新型教学研学实验装置第一实施例中止逆阀的结构剖视图。

图15是本实用新型教学研学实验装置第一实施例中灯具、夹持机构、透明试管、集气盖和水族箱配合的结构图。

图16是本实用新型教学研学实验装置第一实施例中夹持机构的结构图。

图17是本实用新型教学研学实验装置第一实施例中灯具、透明透光板、集气盖和水族箱配合的结构图。

图18是本实用新型教学研学实验装置第二实施例的局部结构图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

教学研学实验装置第一实施例：

参见图1至图17，本实施例公开一种教学研学实验装置10，包括支撑板110、水族箱13、集气盖14、光源、二氧化碳发生器17和集气瓶16，水族箱13的箱底壁可拆卸地设置在支撑板110上，水族箱13的透明透光周壁与箱底壁之间围成容纳腔131，容纳腔131用于盛放水和藻类植物，光源可拆卸地设置在支撑板110上并可朝向容纳腔131照射，二氧化碳发生器17可拆卸地设置在支撑板110上，且二氧化碳发生器17的出气端可插入容纳腔131的水中。其中，本实施例集气盖14呈棱锥罩体设置，棱锥罩体集气盖14的大径口端朝下可拆卸地穿过容纳腔131的顶端开口并可沉浸盖合在容纳腔131的水中，棱锥罩体集气盖14的小径锥端贯穿开设有出气口，出气口的外周凸出设置有相连通的排气通道141。并且，本实施例集气瓶16可拆卸地设置在支撑板110上，集气瓶16包括透明瓶身161、瓶盖162、第一软管163、第二软管165、第一通断夹164和第二通断夹166，瓶盖162可拆卸地盖合在透明瓶身161的瓶口处并与透明瓶身161形成密封腔，密封腔可装满水，透明瓶身161的外周壁可挤压弹性变形，第一软管163的第一端口和第二软管165的第一端口分别穿过瓶盖162并可与密封腔相连通，第一软管163的第二端口可拆卸套接连通在排气通道141上，第二软管165的第二端口可吸入澄清石灰水，第一通断夹164设置在第一软管163上并控制第一软管163的两端口接通或断开，且第二通断夹166设置在第二软管165上并控制第二软管165的两端口接通或断开。

本实施例教学研学实验装置10在进行检验光合作用释放氧气的实验过程中，水族箱13的容纳腔131盛放水和藻类植物，集气瓶16的密封腔装满水，此时第一通断夹164控制第一软管163的两端口接通，且第二通断夹166控制第二软管165的两端口接通，由于集气瓶16的透明瓶身161的外周壁可挤压弹性变形，则通过挤压集气瓶16的透明瓶身161以将集气瓶16的密封腔、第一软管163和第二软管165内的空气排出，接着将第一通断夹164控制第一软管163的两端口断开，且将第二通断夹166控制第二软管165的两端口断开，接着打开光源给予水族箱13的容纳腔131进行照射，二氧化碳发生器17的出气端插入水族箱13的容纳腔131的水中供给二氧化碳，之后将棱锥罩体集气盖14整体沉浸盖合在容纳腔131的水中，当将棱锥罩体集气盖14内的气体排出后，棱锥罩体集气盖14的大径口端依然朝下沉浸盖合在容纳腔131的水中，且在棱锥罩体集气盖14的小径锥端的排气通道141低于容纳腔131的水面时将预先排完空气的集气瓶16的第一软管163的第二端口套接连通在排气通道141上，之后将第一通断夹164控制第一软管163的两端口接通，此时第二通断夹166控制第二软管165的两端口保持断开，通过挤压集气瓶16的透明瓶身161，集气瓶16的密封腔内的水由于透明瓶身161的挤压通过第一软管163排入水族箱13的容纳腔131的水中，从而藻类植物光合作用释放的氧气聚集在棱锥罩体集气盖14的小径锥端，并通过第一软管163进入到集气瓶16的密封腔内。为了验证藻类植物光合作用释放的空气是氧气，先将第一软管163和第二软管165处于断开状态，再将集气瓶16的瓶盖162打开，将带火星的木条或卫生香插入集气瓶16的透明瓶身161内，观察带火星的木条或卫生香是否会复燃，如果复燃说明藻类植物进行光合作用产生了氧气。由于在收集藻类植物光合作用释放的氧气之前，将棱锥罩体集气盖14与容纳腔131的水之间的空气排完，且将集气瓶16的密封腔、第一软管163和第二软管165内的空气排完，从而使得集气瓶16的密封腔收集到藻类植物光合作用释放的氧气更加纯净，以获得高纯度氧，该高纯度氧可用于验证藻类植物光合作用释放的空气是氧气，也适用与氧气相关的化学反应实验，比如木炭燃烧、硫燃烧、铁丝燃烧、磷燃烧、镁燃烧等化学实验。同时，本实施例集气瓶16的透明瓶身161能够直观可视地看到集气瓶16的密封腔内收集到氧气与集气瓶16的密封腔内水的比例的不断变化，从而能够直观可视地演示光合作用产生氧气的速度以及体积变化，有利于学生理解。并且，本实施例教学研学实验装置10设置有光源和二氧化碳发生器17，使得实验操作场地、时间不限，且实验操作简单，从而教师和学生均可在家里、教室、实验室等不同场地独自完成实验。

本实施例教学研学实验装置10在进行不同光照强度对光合作用的影响实验过程中，在上述检验光合作用释放氧气实验的基础上，通过控制调节光源的光照强度，不同的光照强度下，观察集气瓶16的密封腔内收集到氧气与集气瓶16的密封腔内水的比例的变化速率，便可直观可视地演示不同光照强度对光合作用的影响。

本实施例教学研学实验装置10在进行植物呼吸作用释放二氧化碳的实验过程中，在上述检验光合作用释放氧气实验的基础上，将光源关闭以模仿藻类植物在夜间产生的气体，将该气体收集至集气瓶16的密封腔内，之后倒置集气瓶16，随后将第二通断夹166控制第二软管165的两端口接通，挤压透明瓶身161以使得第二软管165将澄清石灰水吸入至集气瓶16的密封腔内，然后断开第二软管165，摇晃集气瓶16，如果出现明显白色浑浊，说明藻类植物在夜间呼吸作用释放二氧化碳。

本实施例教学研学实验装置10的水族箱13内的藻类植物可持续性养着，当需要进行实验操作时，则当实验教具使用，在不进行实验操作时，则当观赏性水族箱13，使用灵活性强。因此，本实施例教学研学实验装置10摆脱了实验对地点和时间的限制，能够快速收集到光合作用产生的高纯度氧，以适用与氧气相关的化学反应实验，同时能够直观可视地演示光合作用产生氧气的速度以及体积变化，有利于学生理解，且实验操作简单便捷、场地不限，教师和学生均可在家里、教室、实验室等不同场地随时独自完成实验，并且能够适用多种不同深度研究性实验演示，通用性强。具体地，本实施例集气瓶16的透明瓶身161的外周面设置有刻度线，便于实验者读取集气瓶16收集到的氧气体积。进一步地，本实施例水族箱13的透明透光周壁的相对两个侧壁的内周面凸出设置有档条132，棱锥罩体集气盖14的大径口端朝下抵接在档条132上，档条132的设置为了对棱锥罩体集气盖14进行限位，从而避免棱锥罩体集气盖14整体在沉浸盖合在容纳腔131的水中时对藻类植物造成损伤，确保藻类植物完好生长以使得可持续性实验。此外，为了进一步提高水族箱13的可观赏性，水族箱13的背面透明透光周壁贴有反光膜，同时也提高光照利用率。另外，为了避免收集到集气瓶16的密封腔内气体出现从第一软管163倒流回集气盖14内，本实施例集气瓶16还包括长条管，该长条管的第一端与第一软管163在瓶盖162处对接连通，长条管的第二端在透明瓶身161的高度方向上朝向透明瓶身161的瓶底延伸，从而使得长条管插入在集气瓶16的密封腔内，能够使得集气瓶16不管在正立或者倒置或者倾斜放置状态下，都能防止收集到集气瓶16的密封腔内的气体从第一软管163倒流回集气盖14内，从而提高实验的成功率。

结合图12和图13，本实施例第一通断夹164的第一夹板1641贯穿开设有相连接的第一连通孔1642和第一夹断孔1643，第一夹断孔1643的最大孔径小于第一连通孔1642的最小孔径，第一软管163穿过第一连通孔1642时处于接通状态，且第一软管163穿过第一夹断孔1643时处于断开状态。并且，本实施例第二通断夹166的第二夹板1661贯穿开设有相连接的第二连通孔1662和第二夹断孔1663，第二夹断孔1663的最大孔径小于第二连通孔1662的最小孔径，第二软管165穿过第二连通孔1662时处于接通状态，且第二软管165穿过第二夹断孔1663时处于断开状态。因此，本实施例第一通断夹164和第二通断夹166的结构简单，对软管的接通和断开操作简单便捷，即只需将软管自夹断孔内拨动至连通孔内便可使得软管的两端口接通，将软管自连通孔内拨动至夹断孔内便可使得软管的两端口断开。此外，第一通断夹164和第二通断夹166可选用电控式通断阀，以控制软管的两端口连通或许断开。

结合图12和图14，本实施例二氧化碳发生器17包括反应瓶171、盖子172、微调阀173、第三软管177和气体细化器176，盖子172可拆卸地盖合在反应瓶171的瓶口处并与反应瓶171形成反应腔，反应腔用于容纳产生二氧化碳的反应物，微调阀173的进气口穿过盖子172并可与反应腔相连通，第三软管177的第一端口对接连通在微调阀173的出气口，气体细化器176连通在第三软管177的第二端口并可插入容纳腔131的水中。其中，产生二氧化碳的反应物可以是酵母粉和白砂糖发酵，也可以是自酿果酒发酵，也可以是酵素发酵，也可以是苏打与明矾化学反应，微调阀173用于调节二氧化碳的排出量，气体细化器176的细化片1761能够将二氧化碳气体分散成很细小的气泡，在水里能增加与水的接触面积，加快溶解速度，从而促进容纳腔131内藻类植物的光合作用效率。本实施例二氧化碳发生器17除了用于为水族箱13的容纳腔131的水中供给二氧化碳之外，本实施例二氧化碳发生器17还可以进行酵母菌发酵实验，即将酵母菌发酵反应物放置在反应瓶171的反应腔内，并将盖子172盖合在反应瓶171的瓶口处静待一定时间，打开微调阀173以将气体通入装有澄清石灰水中，如果形成明显白色浑浊现象，说明酵母菌发酵产生二氧化碳，微调阀173的流量调节控制范围大且自由，实验效果明显，且操作简单便捷。为了进一步验证酵母菌发酵产生酒精，本实施例二氧化碳发生器17还包括泄压阀175，泄压阀175的进气口穿过盖子172并可与反应腔相连通，通过控制泄压阀175使得少量高压气体喷出，空气中快速弥漫酒精气味，瞬间实验者便可闻到，实验效果明显，且操作简单便捷，更能随时重复操作，突破已有装置不能连续授课，演示效果不佳的多年难题。也可通过酒精测试仪进行检测以获取发酵反应物的酒精浓度，此外，该泄压阀175能够对反应瓶171的反应腔内气压进行释放，避免反应腔内气压出现过高而导致爆炸风险，从而确保实验的安全性。本实施例二氧化碳发生器17除了用于为水族箱13的容纳腔131的水中供给二氧化碳之外，还可以进行酵母菌发酵实验，进而提升教学研学实验装置10的通用性。

为了显示发酵作用产生气体及进一步确保实验的安全性，本实施例二氧化碳发生器17还包括压力表174，压力表174的检测口穿过盖子172并可与反应腔相连通，压力表174用于读取反应腔内气体压力，当压力过大时，便控制泄压阀175进行释放，从而实验者能够实时掌握反应腔内气体压力。为了确保为水族箱13的容纳腔131的水中供给二氧化碳的可靠性和顺畅性，本实施例二氧化碳发生器17还包括止逆阀178，止逆阀178包括阀套181和阀芯182，阀芯182可移动地设置在阀套181的套筒1811内，阀套181的第一端面贯穿开设有与套筒1811相连通的第一贯通孔1812，阀套181的第二端面贯穿开设有与套筒1811相连通的第二贯通孔1813，第三软管177包括第一管段1771和第二管段1772，第一管段1771的两端连通在微调阀173的出气口与第一贯通孔1812之间，第二管段1772的两端连通在第二贯通孔1813与气体细化器176之间，阀芯182的第一端面可抵接在阀套181的第一端面上以将第一贯通孔1812密封，阀芯182的第二端面开设有缺口1821，当阀芯182的第二端面抵接在阀套181的第二端面上时，缺口1821将第一贯通孔1812与第二贯通孔1813相连通，从而使得第一管段1771内的气体顺畅地排入第二管段1772内，而第二管段1772内的气体或者液体无法排入第一管段1771内，避免气体或液体倒灌现象出现，从而提高二氧化碳供给的可靠性和顺畅性，进而提高实验的精准性。

结合图8至图11，本实施例教学研学实验装置10还包括二氧化碳监测器1101，二氧化碳监测器1101包括吸盘11011和透明监测瓶11012，透明监测瓶11012的内腔包括依次相连接的进液腔道11013、弯曲腔道11014和储液腔11015，进液腔道11013远离弯曲腔道11014的一端具有进液口110131，储液腔11015用于容纳二氧化碳监测液，透明监测瓶11012与进液腔道11013对应的外周面凸出设置有安装柱11016，安装柱11016可插入吸盘11011的安装孔110111内，吸盘11011可吸附在水族箱13的透明透光周壁的内周面上以使得透明监测瓶11012沉浸在容纳腔131的水中。实验者将透明监测瓶11012的进液口110131朝上，从进液口110131滴入二氧化碳监测液，旋转透明监测瓶11012使得进液口110131朝下，从而二氧化碳监测液依次流经进液腔道11013和弯曲腔道11014，最终储存在储液腔11015，由于弯曲腔道11014的设置，当透明监测瓶11012的进液口110131朝下时，储存在储液腔11015内二氧化碳监测液是无法倒流出来的，从而使得二氧化碳监测液稳定保持在弯曲腔道11014一端的储液腔11015内，之后将透明监测瓶11012的安装柱11016插入吸盘11011的安装孔110111内，然后将吸盘11011吸附在透明透光周壁的内周面上以使得透明监测瓶11012沉浸在容纳腔131的水中，容纳腔131的水中的二氧化碳气体进入透明监测瓶11012的内腔中，由于二氧化碳监测液可根据二氧化碳气体的浓度变成不同颜色，当二氧化碳气体浓度偏低时，二氧化碳监测液显示蓝色；当二氧化碳气体浓度适中时，二氧化碳监测液显示绿色；当二氧化碳气体浓度偏高时，二氧化碳监测液显示黄色。从而，实验者能够通过二氧化碳监测液的颜色变化，便可知道二氧化碳发生器17供给容纳腔131的水中的二氧化碳气体浓度是否适量，或者，可知道藻类植物在夜间呼吸作用释放了二氧化碳，透明监测瓶11012能够直观可视地演示二氧化碳监测液的颜色，有利于实验者直观可视观察。具体地，本实施例透明监测瓶11012的进液腔道11013呈喇叭状延伸，进液口110131为喇叭状进液腔道11013的最大喇叭口位置，从而方便二氧化碳监测液的滴入，本实施例透明监测瓶11012的储液腔11015呈球体设置，从而提高透明监测瓶11012的外观美观度以及储液的稳定性。此外，本实施例透明监测瓶11012的进液腔道11013可呈圆柱状延伸，且透明监测瓶11012的储液腔11015也可呈圆柱状延伸。

为了实时监测容纳腔131内的水的酸碱度，本实施例教学研学实验装置10还包括PH测试仪，PH测试仪可拆卸地设置在支撑板110上并用于检测容纳腔131内的水的酸碱度。

为了进一步扩大通用性，本实施例教学研学实验装置10还包括透明试管18，透明试管18可拆卸地设置在支撑板110上，透明试管18的管腔内可装满水，且透明试管18的管腔的开口端可倒扣套设在排气通道141的外周并沉浸在容纳腔131的水中，透明试管18的外周面设置有刻度线，从而将藻类植物光合作用释放的氧气收集至透明试管18内。

结合图15和图16，本实施例教学研学实验装置10还包括夹持机构15，夹持机构15包括支撑杆151、第一夹爪154、第二夹爪155以及调节组件，支撑杆151可拆卸地绕竖直方向旋转支撑在支撑板110上，第一夹爪154和第二夹爪155设置在支撑杆151上，调节组件可控制第一夹爪154和第二夹爪155朝向或远离彼此移动，倒扣套设在排气通道141处的透明试管18穿过第一夹爪154与第二夹爪155之间形成的夹持孔，从而第一夹爪154与第二夹爪155将倒扣套设在排气通道141处的透明试管18夹持住，无需实验者一直扶着透明试管18，减轻实验者的实验操作强度。具体地，本实施例调节组件包括铰接杆156、铰接轴157、螺纹杆158和两个蝶形螺母159，第一夹爪154的连接端与铰接杆156的第一端铰接，第二夹爪155的连接端通过铰接轴157与铰接杆156的第二端铰接，螺纹杆158依次贯穿第一夹爪154的连接端、第二夹爪155的连接端以及支撑杆151设置，且铰接轴157贯穿螺纹杆158设置，一个蝶形螺母159螺纹套接在螺纹杆158的第一端上并抵接在第一夹爪154的连接端上，另一个蝶形螺母159螺纹套接在螺纹杆158的第二端上并抵接在支撑杆151远离的第二夹爪155的端面上，且第二夹爪155抵接在支撑杆151远离蝶形螺母159的端面上，从而通过旋转调节两个蝶形螺母159便可迫使第一夹爪154和第二夹爪155朝向或远离彼此移动。此外，本实施例调节组件也可以是夹爪气缸，夹爪气缸能电动控制第一夹爪154和第二夹爪155朝向或远离彼此移动。

为了方便收纳实验仪器，本实施例支撑板110上设置有第一储物槽193、第二储物槽191以及第三储物槽192，二氧化碳发生器17可放置在第一储物槽193中，集气瓶16可套在烧杯中，再放置在第二储物槽191中，透明试管18可放置在第三储物槽192中。具体地，本实施例第一储物槽193、第二储物槽191和第三储物槽192组合形成一个储物结构件19，则储物结构件19与支撑板110是两个零部件，储物结构件19可通过粘结固定方式或者螺丝可拆卸方式安装在支撑板110上，而第一储物槽193、第二储物槽191和第三储物槽192也可以是固定设置在支撑板110上的结构特征，则第一储物槽193、第二储物槽191和第三储物槽192为支撑板110的一部分。

具体地，本实施例光源为灯具12，灯具12在竖直方向上位于水族箱13的上方，灯具12的安装杆121可绕竖直方向旋转地支撑在支撑板110上，且灯具12的光照强度可调节。其中，本实施例灯具12的安装杆121通过旋转轴承122可绕竖直方向旋转地支撑在支撑板110上。进一步地，本实施例持机构的支撑杆151的一端开设有卡槽152，该卡槽152可旋转地卡接在安装杆121的竖直杆的外周壁上，拧紧螺栓153的螺纹段螺纹连接穿过卡槽152的周壁并抵压在安装杆121的竖直杆上，从而将支撑杆151固定在安装杆121的竖直杆上。

结合图17，本实施例教学研学实验装置10还包括不同颜色的透明透光板1102，透明透光板1102可拆卸地放置在水族箱13的容纳腔131的顶端开口处，从而验证不同光照颜色对光合作用的影响，透明透光板1102可以是红、紫、蓝、绿等颜色的透明透光板，进而进一步扩大通用性。

结合图1至图5，本实施例教学研学实验装置10还包括提袋11，提袋11包括承托底壁116、第一侧壁111、第二侧壁112、第三侧壁113、第四侧壁115以及两个提手114，支撑板110固定设置在承托底壁116上，第一侧壁111、第二侧壁112、第三侧壁113以及第四侧壁115均由柔性材料制成并依次连接在承托底壁116的四周边上，两个提手114分别远离承托底壁116凸出设置在第一侧壁111和第三侧壁113上，第一侧壁111通过魔术贴117可拆卸地连接在第二侧壁112与第四侧壁115之间，且第三侧壁113通过魔术贴117可拆卸地连接在第二侧壁112与第四侧壁115之间。当需要进行实验操作或者水族箱13观赏时，提袋11的第一侧壁111、第二侧壁112、第三侧壁113、第四侧壁115之间粘接的魔术贴117分开，从而使得提袋11的第一侧壁111、第二侧壁112、第三侧壁113、第四侧壁115沿着承托底壁116的四周边展开、打开（如图3至图5所示），当需要搬运教学研学实验装置10时，提袋11的第一侧壁111、第二侧壁112、第三侧壁113、第四侧壁115之间的魔术贴117粘接，从而使得第一侧壁111、第二侧壁112、第三侧壁113、第四侧壁115围拢包住相关实验仪器（如图1和图2所示），从而手持提袋11的两个提手114便可搬运整个教学研学实验装置10，使得教学研学实验装置10的移动方便快捷，且提袋11至少第一侧壁111、第二侧壁112、第三侧壁113、第四侧壁115由具有吸水性布料制成，从而能够及时吸走实验操作或移动过程中带出的水分，易携带，且美观、实用。

进一步地，本实施例教学研学实验装置10的水族箱13的箱底壁通过螺丝可拆卸安装在支撑板110上，方便水族箱13拆卸清洁和换水，且本实施例支撑板110通过粘合方式固定在提袋11的承托底壁116上，或者，支撑板110通过可拆卸方式放置在提袋11的承托底壁116上，从而方便提袋11清洗。

教学研学实验装置第二实施例：

作为对本实用新型教学研学实验装置第二实施例的说明，以下仅对与教学研学实验装置第一实施例的不同之处进行说明。

参见图18，本实施例光源为柔性灯带1103，柔性灯带1103缠绕在水族箱13的透明透光周壁的外周面上，且柔性灯带1103的光照强度可调节。柔性灯带1103缠绕在水族箱13的透明透光周壁的外周面上使得对容纳腔131的光照射更加集中，能够更好地促进藻类植物光合作用效率。在进行验证不同光照颜色对光合作用的影响实验操作时，可更换不同颜色的柔性灯带1103。

为了进一步提高水族箱13的可观赏性，水族箱13的背面透明透光周壁贴有反光膜，提高光照利用率，从而柔性灯带1103无需缠绕在反光膜所在的透明透光周壁上。为了进一步提升光照强度，本实施例柔性灯带1103的数量为至少两条，多条柔性灯带1103在竖直方向上并排设置在水族箱13的透明透光周壁上并相互串联设置。

以上实施例，只是本实用新型的较佳实例，并非来限制本实用新型实施范围，故凡依本实用新型申请专利范围的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型专利申请范围内。

Claims (10)

1.教学研学实验装置，包括支撑板、水族箱、集气盖、光源、二氧化碳发生器和集气瓶，所述水族箱的箱底壁可拆卸地设置在所述支撑板上，所述水族箱的透明透光周壁与所述箱底壁之间围成容纳腔，所述容纳腔用于盛放水和藻类植物，所述光源可拆卸地设置在所述支撑板上并可朝向所述容纳腔照射，所述二氧化碳发生器可拆卸地设置在所述支撑板上，且所述二氧化碳发生器的出气端可插入所述容纳腔的水中，其特征在于：

所述集气盖呈棱锥罩体设置，所述棱锥罩体的大径口端朝下可拆卸地穿过所述容纳腔的顶端开口并可沉浸盖合在所述容纳腔的水中，所述棱锥罩体的小径锥端贯穿开设有出气口，所述出气口的外周凸出设置有相连通的排气通道；

所述集气瓶可拆卸地设置在所述支撑板上，所述集气瓶包括透明瓶身、瓶盖、第一软管、第二软管、第一通断夹和第二通断夹，所述瓶盖可拆卸地盖合在所述透明瓶身的瓶口处并与所述透明瓶身形成密封腔，所述密封腔可装满水，所述透明瓶身的外周壁可挤压弹性变形，所述第一软管的第一端口和所述第二软管的第一端口分别穿过所述瓶盖并可与所述密封腔相连通，所述第一软管的第二端口可拆卸套接连通在所述排气通道上，所述第二软管的第二端口可吸入澄清石灰水，所述第一通断夹设置在所述第一软管上并控制所述第一软管的两端口接通或断开，且所述第二通断夹设置在所述第二软管上并控制所述第二软管的两端口接通或断开。

2.根据权利要求1所述的教学研学实验装置，其特征在于：

所述教学研学实验装置还包括透明试管，所述透明试管可拆卸地设置在所述支撑板上，所述透明试管的管腔内可装满水，且所述管腔的开口端可倒扣套设在所述排气通道的外周并沉浸在所述容纳腔的水中，所述透明试管的外周面设置有刻度线；

和/或，所述透明瓶身的外周面设置有刻度线。

3.根据权利要求2所述的教学研学实验装置，其特征在于：

所述教学研学实验装置还包括夹持机构，所述夹持机构包括支撑杆、第一夹爪、第二夹爪以及调节组件，所述支撑杆可拆卸地绕竖直方向旋转支撑在所述支撑板上，所述第一夹爪和所述第二夹爪设置在所述支撑杆上，所述调节组件可控制所述第一夹爪和所述第二夹爪朝向或远离彼此移动，倒扣套设在所述排气通道处的所述透明试管穿过所述第一夹爪与所述第二夹爪之间形成的夹持孔。

4.根据权利要求2所述的教学研学实验装置，其特征在于：

所述支撑板上设置有第一储物槽、第二储物槽以及第三储物槽，所述二氧化碳发生器可放置在所述第一储物槽中，所述集气瓶可放置在所述第二储物槽中，所述透明试管可放置在所述第三储物槽中。

5.根据权利要求1所述的教学研学实验装置，其特征在于：

所述二氧化碳发生器包括反应瓶、盖子、微调阀、第三软管和气体细化器，所述盖子可拆卸地盖合在所述反应瓶的瓶口处并与所述反应瓶形成反应腔，所述反应腔用于容纳产生二氧化碳的反应物；

所述微调阀的进气口穿过所述盖子并可与所述反应腔相连通，所述第三软管的第一端口对接连通在所述微调阀的出气口，所述气体细化器连通在所述第三软管的第二端口并可插入所述容纳腔的水中。

6.根据权利要求5所述的教学研学实验装置，其特征在于：

所述二氧化碳发生器还包括止逆阀，所述止逆阀包括阀套和阀芯，所述阀芯可移动地设置在所述阀套的套筒内，所述阀套的第一端面贯穿开设有与所述套筒相连通的第一贯通孔，所述阀套的第二端面贯穿开设有与所述套筒相连通的第二贯通孔，所述第三软管包括第一管段和第二管段，所述第一管段的两端连通在所述微调阀的出气口与所述第一贯通孔之间，所述第二管段的两端连通在所述第二贯通孔与所述气体细化器之间，所述阀芯的第一端面可抵接在所述阀套的第一端面上以将所述第一贯通孔密封，所述阀芯的第二端面开设有缺口，当所述阀芯的第二端面抵接在所述阀套的第二端面上时，所述缺口将所述第一贯通孔与所述第二贯通孔相连通；

和/或，所述二氧化碳发生器还包括泄压阀，所述泄压阀的进气口穿过所述盖子并可与所述反应腔相连通；

和/或，所述二氧化碳发生器还包括压力表，所述压力表的检测口穿过所述盖子并可与所述反应腔相连通。

7.根据权利要求1所述的教学研学实验装置，其特征在于：

所述教学研学实验装置还包括二氧化碳监测器，所述二氧化碳监测器包括吸盘和透明监测瓶，所述透明监测瓶的内腔包括依次相连接的进液腔道、弯曲腔道和储液腔，所述进液腔道远离所述弯曲腔道的一端具有进液口，所述储液腔用于容纳二氧化碳监测液，所述透明监测瓶与所述进液腔道对应的外周面凸出设置有安装柱，所述安装柱可插入所述吸盘的安装孔内，所述吸盘可吸附在所述透明透光周壁的内周面上以使得所述透明监测瓶沉浸在所述容纳腔的水中；

和/或，所述教学研学实验装置还包括PH测试仪，所述PH测试仪可拆卸地设置在所述支撑板上并用于检测所述容纳腔内的水的酸碱度；

和/或，所述第一通断夹的第一夹板贯穿开设有相连接的第一连通孔和第一夹断孔，所述第一夹断孔的最大孔径小于所述第一连通孔的最小孔径，所述第一软管穿过所述第一连通孔时处于接通状态，且所述第一软管穿过所述第一夹断孔时处于断开状态；

和/或，所述第二通断夹的第二夹板贯穿开设有相连接的第二连通孔和第二夹断孔，所述第二夹断孔的最大孔径小于所述第二连通孔的最小孔径，所述第二软管穿过所述第二连通孔时处于接通状态，且所述第二软管穿过所述第二夹断孔时处于断开状态。

8.根据权利要求1所述的教学研学实验装置，其特征在于：

所述光源为灯具，所述灯具在竖直方向上位于所述水族箱的上方，所述灯具的安装杆可绕竖直方向旋转地支撑在所述支撑板上，且所述灯具的光照强度可调节；

或者，所述光源为柔性灯带，所述柔性灯带缠绕在所述透明透光周壁的外周面上，且所述柔性灯带的光照强度可调节。

9.根据权利要求8所述的教学研学实验装置，其特征在于：

所述光源为所述灯具，所述教学研学实验装置还包括不同颜色的透明透光板，所述透明透光板可拆卸地放置在所述容纳腔的顶端开口处。

10.根据权利要求1至9任一项所述的教学研学实验装置，其特征在于：

所述教学研学实验装置还包括提袋，所述提袋包括承托底壁、第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁、第四侧壁以及两个提手，所述支撑板固定设置在所述承托底壁上，所述第一侧壁、所述第二侧壁、所述第三侧壁以及所述第四侧壁均由柔性材料制成并依次连接在所述承托底壁的四周边上，两个所述提手分别远离所述承托底壁凸出设置在所述第一侧壁和所述第三侧壁上；

所述第一侧壁通过魔术贴可拆卸地连接在所述第二侧壁与所述第四侧壁之间，且所述第三侧壁通过魔术贴可拆卸地连接在所述第二侧壁与所述第四侧壁之间。