本發(fā)明涉及物理化學(xué)教學(xué)演示設(shè)備,具體涉及一種探究氣體放電現(xiàn)象及氣體化學(xué)性質(zhì)的的綜合演示儀。
背景技術(shù):
氣體放電現(xiàn)象在生活中較為常見,例如:雷雨天氣里的閃電,霓虹燈里的輝光放電等。
現(xiàn)有的氣體放電演示儀,cn103247204a公開了“一種探究氣體放電現(xiàn)象的演示平臺”,能展示火花放電、輝光放電、電暈放電、弧光放電等不同放電現(xiàn)象,若需要探究其它氣體的放電現(xiàn)象時,例如氧氣、氦氣、汞蒸氣、氖氣、氫氣、氧氣等,只需先把真空鐘罩中的空氣抽出,再通過通氣閥門將待探究氣體充入真空罩中便可進行下一步試驗。其存在如下缺點:其氣體放電演示中的改變電極間距涉及的演示部分,須打開演示平臺的真空罩,通過人工進行調(diào)整極間距,調(diào)整好極間距后,再關(guān)閉玻璃展示罩,這種人工調(diào)整間距的方法,很不方便,費時費力,調(diào)節(jié)精度差,間距測量誤差大,并且多次調(diào)節(jié)間距將使外殼的密封原件受損,從而影響外殼的密封性,影響演示裝置的使用壽命。外部儲氣裝置通過通氣閥門與真空鐘罩連通,使得裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜,應(yīng)用較為單一。
在中學(xué)教材中,涉及到高電壓條件的化學(xué)反應(yīng):氧氣在放電的情況下可以轉(zhuǎn)化為臭氧,但對其反應(yīng)機理只字未提。大部分現(xiàn)有的演示儀器,可以探究的因素比較單一,多為直接檢驗產(chǎn)物的化學(xué)性質(zhì),不涉及高電壓條件下氣體間化學(xué)反應(yīng)、產(chǎn)物的化學(xué)性質(zhì)檢測的一體展示,也不能在同一個裝置中實現(xiàn)各種氣體高壓條件下的反應(yīng)和產(chǎn)物檢測。
在中學(xué)教材中,涉及到氣體化學(xué)性質(zhì)的檢測,往往是通過比色卡、檢驗試劑的變色現(xiàn)象來判斷物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì),其效果基本上不明顯、展示不直觀,也不能在同一裝置中實現(xiàn)多種氣體性質(zhì)的檢測。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種探究氣體放電現(xiàn)象及氣體化學(xué)性質(zhì)的的綜合演示儀,其能夠完整的展示火花放電、輝光放電、電暈放電、弧光放電等不同放電現(xiàn)象,并且能夠控制電壓、氣壓、電流、極間距、不同氣體等因素,來觀察影響氣體放電時各因素間的關(guān)系,還能有效觀察不同氣體與檢驗試劑的變色現(xiàn)象。
本發(fā)明所述的探究氣體放電現(xiàn)象及氣體化學(xué)性質(zhì)的綜合演示儀,包括操作臺和儲氣瓶,設(shè)在操作臺內(nèi)的真空泵、真空計、直流高壓電源和電動噴霧器水泵電源,設(shè)在操作臺上面的固定臺,所述固定臺呈“t”形,與操作臺上面密封配合的第一真空玻璃罩,與固定臺上面密封配合的第二真空玻璃罩,還包括設(shè)在操作臺內(nèi)的四通管和閥門控制器,在所述第一真空玻璃罩內(nèi)設(shè)有氣體放電真空系統(tǒng),在所述第二真空玻璃罩內(nèi)設(shè)有氣體化學(xué)性質(zhì)檢測真空系統(tǒng);所述氣體放電真空系統(tǒng)包括設(shè)在第一真空玻璃罩內(nèi)的兩個電極頭,兩個電極頭分別與設(shè)在操作臺內(nèi)的直流高壓電源的正負極連接,一個電極頭通過絕緣桿固定在操作臺的上面,另一個電極頭安裝在三維調(diào)整機構(gòu)上,由三維調(diào)整機構(gòu)帶動可做x、y、z三個方向移動,三維調(diào)整機構(gòu)安裝在操作臺上;所述真空泵、儲氣瓶、第一真空玻璃罩和第二真空玻璃罩分別通過帶有閥門的連接管與四通管連接,所述閥門通過導(dǎo)線與所述閥門控制器連接。
進一步,所述電極頭與直流高壓電源之間串聯(lián)有數(shù)字電流表,所述直流高壓電源的正負極之間并聯(lián)有數(shù)字電壓表。
進一步,所述三維調(diào)整機構(gòu)包括x向移動模塊、y向移動模塊和z向移動模塊,所述x向移動模塊包括一個x向移動塊和一個x向滑軌,所述y向移動模塊包括一個y向移動塊和一個y向滑軌,所述z向移動模塊包括一個z向移動塊和一個z向滑軌,所述x、y、z向移動塊通過驅(qū)動電機分別沿著所述x、y、z向滑軌作直線運動,所述x向滑軌固定于操作臺上,所述y向滑軌與所述x向移動塊固定連接,所述z向滑軌與所述y向移動塊固定連接,所述z向移動塊和絕緣桿上設(shè)有用于固定電極頭的插槽。
進一步,所述電極頭的形狀為針形、球形或板形,材質(zhì)為鐵或銅。
進一步,所述氣體化學(xué)性質(zhì)檢測真空系統(tǒng)包括電動噴霧器水泵、彌霧噴頭和檢驗試劑瓶;所述電動噴霧器水泵設(shè)在第二真空玻璃罩上方,通過導(dǎo)線與設(shè)在操作臺內(nèi)的電動噴霧器水泵電源連接,所述彌霧噴頭設(shè)在第二真空玻璃罩內(nèi)且位于第二真空玻璃罩的頂部,通過導(dǎo)管與電動噴霧器水泵出液口連接,所述檢驗試劑瓶設(shè)在第二真空玻璃罩外,通過導(dǎo)管與電動噴霧器水泵進液口連接。
進一步,所述氣體化學(xué)性質(zhì)檢測真空系統(tǒng)還設(shè)有廢物處理機構(gòu),其包括廢料盤、排污管和洗氣池;所述廢料盤設(shè)在固定臺上;所述排污管一端與氣體化學(xué)性質(zhì)檢測真空系統(tǒng)連接,另一端穿過固定臺與洗氣池連接,所述排污管設(shè)有內(nèi)置橡膠密封圈的排氣管閥門;所述洗氣池設(shè)于固定臺和操作臺之間的空隙內(nèi),所述洗氣池內(nèi)設(shè)有洗氣試劑,用于對氣體化學(xué)性質(zhì)檢測真空系統(tǒng)中反應(yīng)后的氣體進行尾氣處理。
進一步,所述真空泵通過帶有第一閥門的第一連接管與四通管連接,所述儲氣瓶通過帶有第二閥門的第二連接管與四通管連接,所述第一真空玻璃罩通過帶有第三閥門的第三連接管與四通管連接,第二真空玻璃罩通過帶有第四閥門的第四連接管與四通管連接,所述第一閥門、第二閥門、第三閥門和第四閥門分別通過導(dǎo)線與閥門控制器連接。
進一步,所述操作臺的前側(cè)面上設(shè)有真空泵面板、電控閥面板、控制器面板、直流高壓電源面板和電動噴霧器水泵電源面板;所述真空泵面板上設(shè)有真空泵開關(guān)、-0.3檔、-0.1檔和真空計,所述真空計通過橡膠管分別與氣體放電真空系統(tǒng)和氣體化學(xué)性質(zhì)檢測真空系統(tǒng)連接,用于測量這兩系統(tǒng)內(nèi)的真空度;所述電控閥面板上設(shè)有電控閥開關(guān)、閥門按鈕,所述閥門按鈕用于控制連接管上的閥門的開閉,按下時閥門開啟,彈出時閥門關(guān)閉;所述控制器面板上設(shè)有三維調(diào)整機構(gòu)開關(guān)、x軸電極開關(guān)按鈕、y軸電極開關(guān)按鈕、z軸電極開關(guān)按鈕、示數(shù)增按鈕、示數(shù)減按鈕和數(shù)字顯示器;所述直流高壓電源面板上設(shè)有直流高壓電源開關(guān)、電壓調(diào)節(jié)按鈕和電壓示數(shù)板;所述電動噴霧器水泵電源面板上設(shè)有電動噴霧器水泵電源開關(guān)、檔位一和檔位二;所述操作臺的后側(cè)面上設(shè)有電源插槽、電源總開關(guān)和排氣孔。
實驗前,取兩個電極頭,打開第一真空玻璃罩,將兩個電極頭插入電極插槽里,插上電源,打開電源總開關(guān),檢查直流高壓電源面板,確保直流高壓電源的電壓為零,按下控制器面板三維調(diào)整機構(gòu)開關(guān)按鈕,按動示數(shù)增、減按鈕,保證示數(shù)表讀數(shù)為零,蓋上第一真空玻璃罩,保證操作臺與第一真空玻璃罩形成密閉環(huán)境,可在密閉容器外邊緣涂抹一層凡士林,確保其氣密性,按下電控閥面板上的電控閥開關(guān)按鈕,保證四通管密封,儲氣瓶連接在第二連接管上,在檢驗試劑瓶中加入檢驗液,在洗氣池中加入洗氣液,檢查排污管閥門的氣密性;
進行氣體放電實驗時,按下電控閥面板上的第一閥門按鈕和第三閥門按鈕,打開第一閥門和第三閥門,真空泵與第一真空玻璃罩連通,按下真空泵面板上的-0.3檔按鈕,真空泵開始工作,真空泵將氣體放電真空系統(tǒng)內(nèi)空氣抽出,使氣體放電真空系統(tǒng)中的氣壓降低,其內(nèi)部真空度將在真空計上顯示,當真空度保持在3000pa時,彈出第一閥門按鈕和-0.3檔按鈕,再按下第二閥門按鈕,儲氣瓶與第一真空玻璃罩連通,利用儲氣瓶和第一真空玻璃罩之間7000pa的壓強差,將儲氣瓶中的待探究氣體充入氣體放電真空系統(tǒng),充入完成后彈出第二閥門按鈕和第三閥門按鈕。然后按下直流高壓電源面板上的直流高壓電源開關(guān)按鈕,轉(zhuǎn)動電壓調(diào)節(jié)旋鈕,以改變兩電極頭的電壓,瞬時電壓和電流示數(shù)通過數(shù)字電壓表和數(shù)字電流表讀出。在增大電壓的過程中,可先后觀察到火花放電、電暈放電、輝光放電、弧光放電,可記錄擊穿電壓以及各種放電現(xiàn)象的電壓電流值,并結(jié)合現(xiàn)象分析演示數(shù)據(jù),得到演示結(jié)論。若要探究極間距與氣體放電的關(guān)系,按下控制器面板上的x軸電極開關(guān)按鈕,根據(jù)示數(shù)表讀數(shù)調(diào)節(jié)x向移動塊的位置,y向移動塊、z向移動塊的位置調(diào)節(jié)方式相同,通過三維調(diào)整機構(gòu)電動調(diào)節(jié)兩個電極頭的極間距,再進行下一組試驗,可記錄極間距與擊穿電壓以及各種放電現(xiàn)象的電壓電流值。若需要探究電極頭的形狀與氣體放電的關(guān)系,在演示前從電極配件箱中取出需要探究的電極頭,更換到電極插槽中,再進行下一組試驗,可記錄不同形狀的電極頭與擊穿電壓以及各種放電現(xiàn)象的電壓、電流值,當氣體放電演示儀中現(xiàn)象演示完畢,彈出直流高壓電源開關(guān)按鈕。
進行氣體化學(xué)性質(zhì)檢測實驗時是在進行完氣體放電實驗后,按下電控閥面板上的第一閥門按鈕和第四閥門按鈕,打開第一閥門和第四閥門,真空泵與第二真空玻璃罩連通,按下真空泵面板上的-0.1檔按鈕,真空泵開始工作,真空泵將氣體化學(xué)性質(zhì)檢測真空系統(tǒng)內(nèi)空氣抽出,使氣體化學(xué)性質(zhì)檢測真空系統(tǒng)中的氣壓降低,其內(nèi)部真空度將在真空計上顯示,當真空度保持在1000pa時,彈出第一閥門按鈕和-0.1檔按鈕,關(guān)閉第一閥門和真空泵。然后按下第三閥門按鈕,打開第三閥門,第一真空玻璃罩和第二真空玻璃罩連通,利用氣體放電真空系統(tǒng)與氣體化學(xué)性質(zhì)檢測真空系統(tǒng)間2000pa的壓強差,將氣體放電真空系統(tǒng)中反應(yīng)后的氣體充入氣體化學(xué)性質(zhì)檢測真空系統(tǒng),充入完成后,彈出第三閥門按鈕,按下電動噴霧器水泵電源面板上的電動噴霧器水泵電源開關(guān)和檔位一按鈕,檢驗試劑瓶中的檢驗液被電動噴霧器水泵吸入導(dǎo)管,壓入彌霧噴頭后以霧狀噴灑到第二真空玻璃罩內(nèi),檢驗液的霧化處理極大增加了檢驗液與第二真空玻璃罩中氣體的接觸面積,使得檢驗效果更加明顯,彈起電動噴霧器水泵電源開關(guān),氣體化學(xué)性質(zhì)檢測真空系統(tǒng)中現(xiàn)象展示完畢。然后打開排污管閥門,將裝置中的殘留的氣體排入洗氣池中洗氣,將檢驗液容器中的檢驗液更換為酒精并利用噴頭噴灑酒精,實現(xiàn)對檢驗容器的清洗,揭開第二真空玻璃罩,取出廢料盤清洗,氣體化學(xué)性質(zhì)檢測試驗完成。若需要實現(xiàn)非本演示儀中的產(chǎn)物氣體的化學(xué)性質(zhì)檢驗,按下第二閥門按鈕,利用儲氣瓶與氣體化學(xué)性質(zhì)檢測真空系統(tǒng)間9000pa的壓強差,將儲氣瓶中的待探究氣體充入氣體化學(xué)性質(zhì)檢測真空系統(tǒng),再進行下一組試驗。
本發(fā)明的有益效果是:
1、操作簡便,方便演示,能完整的展示火花放電、輝光放電、電暈放電、弧光放電等不同放電現(xiàn)象,并且能夠控制電壓、氣壓、電流、極間距、不同氣體、不同電極頭等因素,來觀察影響氣體放電時各因素間的關(guān)系。
2、真空泵、儲氣瓶、第一真空玻璃罩和第二真空玻璃罩分別通過帶有閥門的連接管與四通管連接,使得演示儀的應(yīng)用更加靈活,能夠進行多種對比試驗,比如對氣體放電實驗后的氣體產(chǎn)物進行氣體化學(xué)性質(zhì)檢測實驗,或者直接對儲氣瓶中的待探究氣體進行氣體放電試驗和氣體化學(xué)性質(zhì)檢測實驗。
3、通過三維調(diào)整機構(gòu)的設(shè)置,使得電極頭的極間距調(diào)節(jié)更加方便快捷,并且增加了實驗的多樣性,提高了調(diào)節(jié)精度。
4、通過彌霧噴頭對檢驗液進行霧化處理,極大增加了檢驗液與第二真空玻璃罩中氣體的接觸面積,使得檢驗效果更加明顯。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是圖1的后視圖;
圖3是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)線框圖;
圖4是本發(fā)明的三維調(diào)整機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5是本發(fā)明的四通管的連接示意圖;
圖6是本發(fā)明的控制面板的結(jié)構(gòu)示意圖。
1—操作臺,2—固定臺,3—第一真空玻璃罩,4—第二真空玻璃罩,5—電極頭,6—絕緣桿,7—三維調(diào)整機構(gòu),8—四通管,9—閥門控制器,10—檢驗試劑瓶,11—電動噴霧器水泵,12—彌霧噴頭,13—廢料盤,14—排污管,15—洗氣池,16—儲氣瓶,17—真空泵,18—直流高壓電源,19—電動噴霧器水泵電源,20—電源插槽,21—電源總開關(guān),22—排氣孔,23—x向滑軌,24—x向移動塊,25—y向滑軌,26—y向移動塊,27—z向滑軌,28—z向移動塊,29—第一連接管,30—第一閥門,31—第二連接管,32—第二閥門,33—第三連接管,34—第三閥門,35—第四連接管,36—第四閥門,37—真空計,38—氣體放電真空系統(tǒng),39—氣體化學(xué)性質(zhì)檢測真空系統(tǒng),40—真空泵面板,41—電控閥面板,42—控制器面板,43—直流高壓電源面板,44—電動噴霧器水泵電源面板,45—真空泵開關(guān),46—電控閥開關(guān),47—三維調(diào)整機構(gòu)開關(guān),48—直流高壓電源開關(guān),49—電動噴霧器水泵電源開關(guān)。
具體實施方式
為了進一步解釋本發(fā)明的技術(shù)方案,下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細闡述。
參見圖1至圖6,所示的探究氣體放電現(xiàn)象及氣體化學(xué)性質(zhì)的綜合演示儀,包括操作臺1和儲氣瓶16,設(shè)在操作臺1內(nèi)的真空泵17、真空計37、直流高壓電源18和電動噴霧器水泵電源19,設(shè)在操作臺1上面的固定臺2,所述固定臺2呈“t”形,與操作臺1上面密封配合的第一真空玻璃罩3,與固定臺2上面密封配合的第二真空玻璃罩4,還包括設(shè)在操作臺1內(nèi)的四通管8和閥門控制器9,在所述第一真空玻璃罩1內(nèi)設(shè)有氣體放電真空系統(tǒng)38,在所述第二真空玻璃罩內(nèi)設(shè)有氣體化學(xué)性質(zhì)檢測真空系統(tǒng)39。
所述真空泵17通過帶有第一閥門30的第一連接管29與四通管8連接,所述儲氣瓶16通過帶有第二閥門32的第二連接管31與四通管8連接,所述第一真空玻璃罩3通過帶有第三閥門34的第三連接管33與四通管8連接,所述第二真空玻璃罩4通過帶有第四閥門36的第四連接管35與四通管8連接,所述第一閥門30、第二閥門32、第三閥門34和第四閥門36分別通過導(dǎo)線與閥門控制器9連接。
所述氣體放電真空系統(tǒng)38包括設(shè)在第一真空玻璃罩3內(nèi)的兩個電極頭5,所述電極頭5的形狀為針形、球形或板形,材質(zhì)為鐵或銅。兩個電極頭5分別與設(shè)在操作臺內(nèi)的直流高壓電源18的正負極連接,一個電極頭5通過絕緣桿6固定在操作臺1的上面,另一個電極頭5通過三維調(diào)整機構(gòu)7固定在操作臺1的上面。所述電極頭5與直流高壓電源18之間串聯(lián)有數(shù)字電流表,所述直流高壓電源18的正負極之間并聯(lián)有數(shù)字電壓表。所述三維調(diào)整機構(gòu)7包括x向移動模塊、y向移動模塊和z向移動模塊,所述x向移動模塊包括一個x向移動塊24和一個x向滑軌23,所述y向移動模塊包括一個y向移動塊26和一個y向滑軌25,所述z向移動模塊包括一個z向移動塊28和一個z向滑軌27,所述x、y、z向移動塊通過驅(qū)動電機分別沿著所述x、y、z向滑軌作直線運動,所述x向滑軌23固定于操作臺1上,所述y向滑軌25與所述x向移動塊24固定連接,所述z向滑軌27與所述y向移動塊26固定連接,所述z向移動塊28和絕緣桿6上設(shè)有用于固定電極頭5的插槽。
所述氣體化學(xué)性質(zhì)檢測真空系統(tǒng)39包括電動噴霧器水泵11、彌霧噴頭12和檢驗試劑瓶10;所述電動噴霧器水泵11設(shè)在第二真空玻璃罩4上方,通過導(dǎo)線與設(shè)在操作臺1內(nèi)的電動噴霧器水泵電源19連接,所述彌霧噴頭12設(shè)在第二真空玻璃罩4內(nèi)且位于第二真空玻璃罩4的頂部,通過導(dǎo)管與電動噴霧器水泵11出液口連接,所述檢驗試劑瓶10設(shè)在第二真空玻璃罩4外,通過導(dǎo)管與電動噴霧器水泵11進液口連接。
所述氣體化學(xué)性質(zhì)檢測真空系統(tǒng)39還設(shè)有廢物處理機構(gòu),其包括廢料盤13、排污管14和洗氣池15;所述廢料盤13設(shè)在固定臺2上;所述排污管14一端與氣體化學(xué)性質(zhì)檢測真空系統(tǒng)39連接,另一端穿過固定臺2與洗氣池15連接,所述排污管14設(shè)有內(nèi)置橡膠密封圈的排氣管閥門;所述洗氣池15設(shè)于固定臺2和操作臺1之間的空隙內(nèi),所述洗氣池15內(nèi)設(shè)有洗氣試劑,用于對氣體化學(xué)性質(zhì)檢測真空系統(tǒng)39中反應(yīng)后的氣體進行尾氣處理。
所述操作臺1的前側(cè)面上設(shè)有真空泵面板40、電控閥面板41、控制器面板42、直流高壓電源面板43和電動噴霧器水泵電源面板44。所述真空泵面板40上設(shè)有真空泵開關(guān)45、-0.3檔、-0.1檔和真空計37,所述真空計37通過橡膠管分別與氣體放電真空系統(tǒng)38和氣體化學(xué)性質(zhì)檢測真空系統(tǒng)39連接,用于測量這兩系統(tǒng)內(nèi)的真空度。所述電控閥面板41上設(shè)有電控閥開關(guān)46、閥門按鈕,所述閥門按鈕用于控制連接管上的閥門的開閉,按下時閥門開啟,彈出時閥門關(guān)閉。所述控制器面板42上設(shè)有三維調(diào)整機構(gòu)開關(guān)47、x軸電極開關(guān)按鈕、y軸電極開關(guān)按鈕、z軸電極開關(guān)按鈕、示數(shù)增按鈕、示數(shù)減按鈕和數(shù)字顯示器。所述直流高壓電源面板43上設(shè)有直流高壓電源開關(guān)48、電壓調(diào)節(jié)按鈕和電壓示數(shù)板;所述電動噴霧器水泵電源面板44上設(shè)有電動噴霧器水泵電源開關(guān)49、檔位一和檔位二。所述操作臺1的后側(cè)面上設(shè)有電源插槽20、電源總開關(guān)21和排氣孔22。
所述電極頭5的形狀為針形、球形或板形,材質(zhì)為鐵或銅,電極頭5的長度統(tǒng)一為15mm,球形電極頭的球形電極直徑為10mm,板形電極頭的板形電極長度和寬度均為50mm。所述的z向移動塊28和絕緣桿6設(shè)有電極插槽,電極頭5的底面為三角形,固定在電極插槽內(nèi);設(shè)有一控制器,所述控制器由內(nèi)置控制程序的控制芯片連接控制器面板42上的x軸電極開關(guān)按鈕、y軸電極開關(guān)按鈕、z軸電極開關(guān)按鈕、示數(shù)減按鈕、示數(shù)增按鈕、數(shù)字顯示器、控制器面板開關(guān)47組成,所述控制器能夠調(diào)控設(shè)置在x向移動塊24、y向移動塊26、z向移動塊28內(nèi)的驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)動,驅(qū)動電機可改變x向移動塊24、y向移動塊26、z向移動塊28的位置,實現(xiàn)三維電控調(diào)節(jié)極間距,控制器面板42上的數(shù)字顯示器能根據(jù)驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)動顯示x向移動塊24、y向移動塊26、z向移動塊28的數(shù)值,所述的高度為h的絕緣桿6下端固定在離x向滑軌零刻度線30mm處,x、y、z向移動塊的數(shù)值及h值代入公式
實驗前,取兩個電極頭5,打開第一真空玻璃罩3,將兩個電極頭5插入電極插槽里,插上電源,打開電源總開關(guān)21,檢查直流高壓電源面板43,確保直流高壓電源18的電壓為零,按下控制器面板42上的三維調(diào)整機構(gòu)開關(guān)47按鈕,按動示數(shù)增、減按鈕,保證極間距示數(shù)表讀數(shù)為零,蓋上第一真空玻璃罩3,保證操作臺1與第一真空玻璃罩3形成密閉環(huán)境,可在第一真空玻璃罩3外邊緣涂抹一層凡士林,確保演示儀的氣密性,按下電控閥面板41上的電控閥開關(guān)46按鈕,保證四通管密封,儲氣瓶16連接在第二連接管31上,在檢驗試劑瓶10中加入檢驗液,在洗氣池15中加入洗氣液,檢查排污管14閥門的氣密性;
進行氣體放電實驗時,按下電控閥面板42上的第一閥門按鈕和第三閥門按鈕,打開第一閥門30和第三閥門34,真空泵17與第一真空玻璃罩3連通,按下真空泵面板40上的-0.3檔按鈕,真空泵17開始工作,真空泵17將氣體放電真空系統(tǒng)38內(nèi)空氣抽出,使氣體放電真空系統(tǒng)中的氣壓降低,其內(nèi)部真空度將在真空計37上顯示,當真空度保持在3000pa時,彈出第一閥門30按鈕和-0.3檔按鈕,再按下第二閥門按鈕,打開第二閥門32,儲氣瓶16與第一真空玻璃罩3連通,利用儲氣瓶16和第一真空玻璃罩3之間7000pa的壓強差,將儲氣瓶16中的待探究氣體充入氣體放電真空系統(tǒng)38。氣體充入完成后,彈出第二閥門按鈕和第三閥門按鈕,關(guān)閉第二閥門32和第三閥門34。然后按下直流高壓電源面板上43的直流高壓電源開關(guān)48按鈕,轉(zhuǎn)動電壓調(diào)節(jié)旋鈕,以改變兩電極頭5的電壓,瞬時電壓和電流示數(shù)通過數(shù)字電壓表和數(shù)字電流表讀出。在增大電壓的過程中,可先后觀察到火花放電、電暈放電、輝光放電、弧光放電,可記錄擊穿電壓以及各種放電現(xiàn)象的電壓電流值,并結(jié)合現(xiàn)象分析演示數(shù)據(jù),得到演示結(jié)論。若要探究極間距與氣體放電的關(guān)系,充入氣體前,按下控制器面板42上的x軸電極開關(guān)按鈕,根據(jù)示數(shù)表讀數(shù)調(diào)節(jié)x向移動塊,y向移動塊、z向移動塊的位置調(diào)節(jié)方式相同,通過三維調(diào)整機構(gòu)電動調(diào)節(jié)兩個電極頭的極間距,再進行下一組試驗,可記錄極間距與擊穿電壓以及各種放電現(xiàn)象的電壓電流值。若需要探究電極頭5的形狀與氣體放電的關(guān)系,在演示前從電極配件箱中取出需要探究的電極頭5,所述電極頭5形狀為針形、球形或板形,材質(zhì)為鐵或銅,更換到電極插槽中,再進行下一組試驗,可記錄不同形狀、不同材質(zhì)的電極頭5與擊穿電壓以及各種放電現(xiàn)象的電壓電流值,當氣體放電演示儀中現(xiàn)象演示完畢,彈出直流高壓電源開關(guān)48按鈕,氣體放電實驗完成。
進行氣體化學(xué)性質(zhì)檢測實驗時是在進行完氣體放電實驗后,按下電控閥面板42上的第一閥門按鈕和第四閥門按鈕,打開第一閥門30和第四閥門36,真空泵17與第二真空玻璃罩4連通,按下真空泵面板40上的-0.1檔按鈕,真空泵17開始工作,真空泵17將氣體化學(xué)性質(zhì)檢測真空系統(tǒng)39內(nèi)空氣抽出,使氣體化學(xué)性質(zhì)檢測真空系統(tǒng)39中的氣壓降低,其內(nèi)部真空度將在真空計37上顯示,當真空度保持在1000pa時,彈出第一閥門按鈕和-0.1檔按鈕,關(guān)閉第一閥門30和真空泵17,然后按下第三閥門按鈕,打開第三閥門34,第一真空玻璃罩3和第二真空玻璃罩4連通,利用氣體放電真空系統(tǒng)38與氣體化學(xué)性質(zhì)檢測真空系統(tǒng)39之間2000pa的壓強差,將氣體放電真空系統(tǒng)38中反應(yīng)后的氣體充入氣體化學(xué)性質(zhì)檢測真空系統(tǒng)39。氣體充入完成后,彈出第三閥門按鈕,關(guān)閉第三閥門34,按下電動噴霧器水泵電源面,44上的電動噴霧器水泵電源開關(guān)49和檔位一按鈕,檢驗試劑瓶10中的檢驗液被電動噴霧器水泵11吸入導(dǎo)管,壓入彌霧噴頭12后以霧狀噴灑到第二真空玻璃罩4內(nèi),檢驗液的霧化處理極大增加了檢驗液與第二真空玻璃罩4中氣體的接觸面積,使得檢驗效果更加明顯,然后彈起電動噴霧器水泵電源開關(guān)49,氣體化學(xué)性質(zhì)檢測真空系統(tǒng)中現(xiàn)象展示完畢。然后打開排污管14閥門,將第二真空玻璃罩4中的殘留的氣體排入洗氣池15中洗氣,將檢驗液容器中的檢驗液更換為酒精并利用彌霧噴頭12噴灑酒精,實現(xiàn)對第二真空玻璃罩4的清洗,揭開第二真空玻璃罩4,取出廢料盤15清洗,氣體化學(xué)性質(zhì)檢測試驗完成。若需要實現(xiàn)非本演示儀中的產(chǎn)物氣體的化學(xué)性質(zhì)檢驗,按下第二閥門按鈕,打開第二閥門32,儲氣瓶16和第二真空玻璃罩4連通,利用儲氣瓶16與氣體化學(xué)性質(zhì)檢測真空系統(tǒng)39之間9000pa的壓強差,將儲氣瓶16中的待探究氣體充入氣體化學(xué)性質(zhì)檢測真空系統(tǒng)39,再進行下一組試驗。
以上列舉的僅是本發(fā)明的具體實施例。顯然,本發(fā)明不限于上述實施例,還可以有許多的操作組合。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有情形,均應(yīng)當認為是本發(fā)明的保護范圍。