便携、磁吸式可计时热传递教学演示装置的制作方法

1.本实用新型涉及教学仪器技术领域，特别是一种便携、磁吸式可计时热传递教学演示装置。


背景技术：

2.大量的课堂实践中，发现在教师演示实验时，实验设计存在缺憾和不足： 1.在实验操作过程准备的器材多，比较费时间；2.火柴用蜡或粘在铁丝上难度大、耗时长；3.当用酒精灯加热时，实验会受蜡烛或凡士林抹量的多少及粘贴牢度的影响，实验操作稍有不慎就会导致失败。4.当用酒精灯加热时，火柴梗虽然掉落了，但火柴梗比较小，后排学生距离较远，很难看清楚，作为演示实验效果欠佳。5.学生不能深入直观地看到热传递的全过程和热传递的时间快慢，无法根据现象做出解释，要根据现象推测结论。6.酒精灯的操作，学生容易会出现安全问题。
3.热的传递是小学科学实验中的典型内容，在热是怎样传递的、传热比赛等实验中都要用到。热从温度高的一端传递到温度低的一端，并且分析热传递过程有先快后慢的特点。让学生观察分析热是怎样传递的全部过程是重点教学内容。同时，授课老师需要给小学生讲解热传导的科学原理，但是由于缺乏有效实用的热传递演示装置，学生们难以直观、感性的认识热传递原理，故此，学生们难以深刻的掌握该原理。针对这一现状，迫切需要设计和生产热传递演示装置，以满足实际教学的需要。仅就热传递自身来说，热传递的方向特点学生可以直观地看到，但是学生要是想更加直观看到温度变化、时间变化和用数据分析热是怎样传递的全部过程非常困难，于是有必要将热传递的过程全部直观显示出来，尤其是每个点的温度显示和时间显示，知道热是由温度高的地方向温度低的地方传递的同时，让学生知道离热源近的地方，速度快；离热源远的地方，速度慢。现有技术如“利用热敏电阻检测的热传递演示装置
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(cn202011141122.4)和“热传导实验演示仪”(cn201922254613.9)，已经实现了一种热传递的电子实验演示装置，随着热量传递，热从温度高的一端传递到温度低的一端，利用电子器件的温度特性，进行电路识别，各个基本单元电路不同颜色的led灯组依次点亮或者还有热传导到哪个地方也有温度的显示，这样的实验效果已经非常直观显示热是由温度高的一端传递到温度低的一端。但是当老师要在黑板上演示时，我们还需要磁吸和便携的教学装置；还有热传递的过程要让学生观察完整的全过程，观察现象，基于现象分析数据得出结论，必须还得有传递到温度高的一端和温度低的一端时间显示，通过时间分析热传递的快慢。最后通过热传递的时间和方向观察分析，得出最后的科学概念。上述两种结构用的元器件过于繁杂，不方便磁吸和便携；尤其对于热传递的时间无法让学生直观观察到，阻碍了学生通过时间分析热传递的快慢，也不能让学生更好的观察和理解，无法直观看到(温度高的一端传递时间少，温度低的一端传递时间多)。还如现有技术“金属热传导演示教具”(zl200820058127.9) 已经实现低电压加热器加热金属棒，使每根金属棒依次通过导线串接温度开关并接二极管或蜂鸣器，它是通过二极管发光或者蜂鸣器先后叫声先后来判断不同材质金属热传导快慢。但是在授课教师在不同教室演示时携带很不方便，
更不方便给全班同学演示；还有此实验万一操作失误或者有有误差，会混淆声音的先后，造成实验结论得出不准确，学生很难理解，不是很方便直观，学生也很难通过模型来建立正确的科学解释。


技术实现要素：

4.本实用新型为了有效的解决上述背景技术中的问题，提出了一种便携、磁吸式可计时热传递教学演示装置。
5.具体技术方案如下；
6.一种便携、磁吸式可计时热传递教学演示装置，包括热传递方向演示装置和不同材料热传导性能比较演示装置。
7.优选地，热传递方向演示装置包括电加热板，第一金属棒通过螺丝和导热硅胶固定在电加热板上，在第一金属棒上等间距地安装温度开关和温度传感器，每个温度开关通过电路控制一个led，led安装在对应的温度开关所在位置，每个温度开关(通过导线与单片机控制板相连，温度传感器通过数据线与单片机控制板和温度显示屏相连，外拉电源从电源插孔输入装置，通过电源模块为各个器件供给电源，总开关控制整套装置电路，加热和计时开关控制电加热板和计时系统的起动，温度显示屏、计时显示屏、单片机控制板、电源模块和开关等安装在前面板和后面板之间，前面板和后面板四角有孔，安装有带孔磁铁。
8.优选地，所述不同材料热传导性能比较演示装置包括在电加热板上以0度的方向将第一金属棒通过螺丝和导热硅胶固定在电加热板上，然后旋转90度固定第二金属棒，在旋转90度固定第三金属棒，在第一金属棒上等间距地安装温度开关，每个温度开关通过电路控制一个led，led安装在对应的温度开关所在位置，在第一金属棒的末端安装带孔磁铁，按照安装第一金属棒的方式安装第二金属棒与第三金属棒，三个金属棒上，温度开关的距离相等，同时数量相同，外拉电源从电源插孔输入装置，通过电源模块为各个器件供给电源，总开关控制整套装置电路，电源模块和开关等安装在面板上，在面板四角有孔，安装有带孔磁铁)。
9.优选地，电加热板由一个金属圆盘和一个圆形加热膜组成。
10.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：(1)体积小，便于携带，适合在不同教室进行演示。
11.(2)磁吸式，可吸在黑板上进行演示，全班师生同时观看实验效果，可视化程度高。
12.(3)有led灯点亮和计时同步，能够定量对比热传递到不同位置所用的时间，明确证明热传递的方向性。
13.(4)采用电热盘加热，低电压，安全可靠。
14.(5)大屏幕数码管显示温度和计时，便于全班师生同时观察实验过程。
15.(6)金属棒上每一点达到同一温度所用时间可以一直显示在屏幕上，便于进行数据分析，研究实验规律。
附图说明
16.图1是本实用新型中的热传递方向演示装置主视图；
17.图2是本实用新型中的不同材料热传导性能比较演示装置主视图。
17，导线，开关，电源，前面板7，后面板8，带孔磁铁9等。第二套装置包括铁条、铜条、铝条等导热金属体，面板18，带孔磁铁9，温度开关3，led 17，开关，电源，导线等。本实用新型提供一种热传递的教学实验演示装置，随着热量传递，热从温度高的一端传递到温度低的一端，导热金属体上间隔一段距离连接有温度开关、温度探测器，利用温度开关3的温度特性，经电路识别，各个电路中的led 17灯组依次点亮，如果在导热体的另一端加热，led 17灯组则由离热源近的地方向远的地方依次点亮，led点亮的同时会有温度显示和时间显示，方便学生观察和记录数据，通过数据分析实验现象，得出正确的科学概念，这样变换形式的新颖演示，给学生带来另一种科学体验，能进一步激发学生的好奇心与求知欲，形象具体，便携方便，减少了大量实验器材的准备；可以吸在黑板上，便于教学演示，直观醒目，电路简洁，演示效果好；简单实用，成本低，稳定可靠，可以在短时间内重复实验，便于在小学中大规模普及。
24.操作方法：
25.仪器一的使用说明：
26.第一步，接通电源。将24v电源插入外部插座中，然后将电源插头插入仪器的电源开关头。将仪器吸附在黑板上。
27.第二步，按下总开关，此时会显示温度，，计时模块显示off。
28.第三步，当温度显示为室温时，按下加热开关。按下后计时模块开始工作，同时加热片也开始进行工作。这时温度显示模块会显示实时的温度，并且温度会随着加热片的工作而上升，学生可以观察到温度的变化。
29.第四部，当温度上升到某一温度时，安装在金属棒上的温度开关会开始工作，同时led灯点亮并且计时停止。
30.第五步，整个实验完成后，学生会观察到led灯逐渐点亮，时间会随着距离热源远近不同，导致点亮时间不同，最终可以观察到热传递的全部过程。学生会根据led亮的顺序和每个led亮的时间，观察现象，分析数据；最终知道热是由温度高的地方向温度低的地方传递，同时让学生知道离热源近的地方，速度快；离热源远的地方，速度慢。
31.第六步，实验结束后，关闭加热开关，关闭电源开关，讲仪器收入盒中。整理仪器。
32.仪器二的使用说明：
33.第一步，接通电源。将24v电源插入外部插座中，然后将电源插头插入仪器的电源开关头。将仪器吸附在黑板上。
34.第二步，按下总开关，电源灯点亮，同时最中间电加热板开始工作。
35.第三步，我们会看到三个金属导热体会同时受热。学生会观察三个金属导热体上面的等距离的led，同时学生会根据led亮的顺序，分析实验现象，通过观察三个金属棒哪个金属棒上的led先被点亮，说明哪个金属的热传导性能就是最好的，此装置还可以吸在黑板上，便于向全班同学进行演示，生动直观，用于不同材料热传导性能的比较效果良好。
36.第四步，实验结束后，关闭电源开关，讲仪器收入盒中。整理仪器。
37.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。