一種液體參數檢測實驗箱的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供的液體參數檢測實驗箱，包括：溫度傳感器；實驗箱，其內設置有：溫度調理電路；顯示電路；實驗箱頂部設置有面板，面板表面設有與溫度調理電路相應的電路圖；導線，將溫度傳感器的輸出端與溫度調理電路的溫度值輸入端口所對應的導電通孔導通；將溫度調理電路的信號輸出端所對應的導電通孔與顯示電路的溫度值輸入端口所對應的導電通孔導通。本實用新型提供的實驗箱綜合了模擬電路、信號處理、單片機等知識，為學生提供了可以親手操作的平臺，以更加形象直觀的方式對學生傳授所涉及的知識，有利于學生深入理解并掌握所學知識，提高了學生的動手能力。
【專利說明】 一種液體參數檢測實驗箱
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及教育演示用具領域。具體地說是一種容器參數檢測實驗箱。
【背景技術】
[0002]試驗演示教學作為現代科學教育體系中的重要組成部分，利用教學儀器對學生進行科學知識的演示，更加的形象、直觀，提高了學生的動手能力，使得學生更容易理解和接受所學知識，尤其是一些理論性較強的科學知識，經過教學儀器的演示和親手操作，學生才能更加深刻的理解其原理，了解其應用。
[0003]眾所周知，在材料和化工領域中，對液體材料的參數監測都有專門的檢測儀器。例如測量液體的溫度，液體是否有雜質物體，例如水中是否有酒精，以及當采用容器盛裝液體時，需要實時監控容器中液體的液面高度。上述測量過程中就會用到溫度傳感器、酒精濃度傳感器和液位傳感器等。而當采用上述傳感器直接對液體進行檢測后，還需要對傳感器輸出的信號進行處理，處理過程中會用到數字電路、模擬電路等。
[0004]因此，對液體的一些參數的測量涉及數字和模擬電路、信號處理等，如果只是通過單純的理論知識介紹，學生很難對利用上述復雜的處理電路對溫度傳感器、酒精濃度傳感器和液位傳感器輸出的信號如何進行處理有一個直觀形象的了解，使學生很難深入理解并掌握相關知識，也不利于提聞學生的動手能力。
實用新型內容
[0005]為此，本實用新型所要解決的技術問題在于現有技術中，缺少對液體參數測量過程的直觀、生動的演示，導致學生很難深入理解并掌握其中涉及到的知識點，從而提供一種能夠解決上述問題的液體參數檢測實驗箱。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型提供如下技術方案:
[0007]一種液體參數檢測實驗箱，包括:
[0008]溫度傳感器，伸入容器內，與所述容器內盛裝的液體接觸，檢測液體溫度并轉換為電信號輸出；
[0009]實驗箱，其內設置有:
[0010]溫度調理電路，為三線式接法橋式溫度調理電路，接收所述溫度傳感器輸出的電信號，并對其進行比較、放大、穩壓、濾波的處理后輸出；
[0011]顯示電路，其具有溫度值輸入端口用于接收所述溫度調理電路輸出的信號后在IXD顯示屏上顯示；
[0012]所述試驗箱頂部設置有面板，所述面板表面設有與所述溫度調理電路相應的電路圖，且所述面板上與所述溫度調理電路的信號輸入端口、信號輸出端口以及所述顯示電路的溫度值輸入端口相對應的位置設有導電通孔；
[0013]導線，用于將所述溫度傳感器的輸出端與所述溫度調理電路的信號輸入端口所對應的導電通孔導通；將所述溫度調理電路的信號輸出端口所對應的導電通孔與所述顯示電路的溫度值輸入端口所對應的導電通孔導通。
[0014]酒精濃度傳感器，設置于所述容器上方，檢測容器中揮發物中的酒精濃度并轉換為電信號輸出；
[0015]所述實驗箱內還設置有:
[0016]酒精濃度調理電路，接收所述酒精濃度傳感器輸出的電信號，并對其進行比較、放大、穩壓、濾波的處理后輸出；
[0017]所述顯示電路還包括酒精濃度模擬量輸入端口，接收所述酒精濃度調理電路輸出的信號后由所述LCD顯示屏顯示；
[0018]所述面板表面還設有與所述酒精濃度調理電路相對應的電路圖，且所述面板上與所述酒精濃度調理電路的信號輸入端口、信號輸出端口和所述顯示電路的酒精濃度模擬量輸入端口所對應的位置開設有導電通孔；
[0019]所述導線將所述酒精濃度傳感器的輸出端與所述酒精濃度調理電路的信號輸入端口所對應的導電通孔導通；將所述酒精濃度調理電路的信號輸出端口所對應的導電通孔與所述述顯示電路的酒精濃度模擬量輸入端口所對應的導電通孔導通。
[0020]所述實驗箱內還設置有第一光耦隔離電路；所述顯示電路還包括酒精濃度數字量輸入端口 ；
[0021]所述面板表面還設有與所述第一光耦隔離電路相對應的電路圖，且所述面板上與所述第一光耦隔離電路的信號輸入端口、信號輸出端口以及所述顯示電路的酒精濃度數字量輸入端口相對應位置開設有導電通孔；
[0022]所述導線將所述酒精濃度傳感器的輸出端與所述第一光耦隔離電路的輸入端口所對應的導電通孔導通；將所述第一光耦隔離電路的輸出端口所對應的導電通孔與所述顯示電路的酒精濃度數字量輸入端口所對應的導電通孔導通。
[0023]還包括:
[0024]液位傳感器，設置于所述容器的容器口邊緣，用于在液位到達容器口邊緣處時輸出電信號；
[0025]所述實驗箱內還設置有第二光耦隔離電路；所述顯示電路還包括液位警戒值輸入端口 ；
[0026]所述面板表面還設有與所述第二光耦隔離電路相對應的電路圖，且所述面板上與所述第二光耦隔離電路的信號輸入端口、信號輸出端口以及所述顯示電路的液位警戒值輸入端口相對應位置開設有導電通孔；
[0027]所述導線將液位傳感器的輸出端與所述第二光耦隔離電路的輸入端口所對應的導電通孔導通；將所述第二光耦隔離電路的輸出端口所對應的導電通孔與所述顯示電路的液位警戒值輸入端口所對應的導電通孔導通。
[0028]所述顯示電路包括單片機控制電路板，用于控制所述IXD顯示屏。
[0029]所述面板還包括:用于啟動所述單片機控制電路板的啟動鍵。
[0030]本實用新型的上述技術方案相比現有技術具有以下優點，本實用新型提供的液體參數檢測實驗箱，綜合了模擬電路、信號處理、單片機等知識，為學生提供了可以親手操作的平臺，以更加形象直觀的方式對學生傳授所涉及的知識，有利于學生深入理解并掌握所學知識，提聞了學生的動手能力。【專利附圖】
【附圖說明】
[0031]為了使本實用新型的內容更容易被清楚的理解，下面根據本實用新型的具體實施例并結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中
[0032]圖1是本實用新型一個實施例所述液體參數檢測實驗箱的原理框圖；
[0033]圖2是本實用新型一個實施例所述液體參數檢測試驗箱的面板的示意圖；
[0034]圖3是本實用新型一個實施例所述溫度調理電路的電路圖；
[0035]圖4是本實用新型一個實施例所述酒精濃度調理電路以及第一光耦隔離電路的電路圖；
[0036]圖5是本實用新型一個實施例所述第二光耦隔離電路的電路圖；
[0037]圖6給出了顯示電路的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0038]如圖1所示，本實施例提供的液體參數檢測實驗箱包括溫度傳感器，伸入容器內，與所述容器內盛裝的液體接觸，檢測液體溫度并轉換為電信號輸出；實驗箱，其內設置有:溫度調理電路，為三線式接法橋式溫度調理電路，接收所述溫度傳感器輸出的電信號，并對其進行比較、放大、穩壓、濾波的處理后輸出；顯示電路，其具有溫度值輸入端口用于接收所述溫度調理電路輸出的信號后在LCD顯示屏I上顯示；所述試驗箱頂部設置有面板，所述面板表面設有與所述溫度調理電路相應的電路圖，且所述面板上與所述溫度調理電路的信號輸入端口、信號輸出端口以及所述顯示電路的溫度值輸入端口相對應的位置設有導電通孔；導線，用于將所述溫度傳感器的輸出端與所述溫度調理電路的輸入端口所對應的導電通孔導通；將所述溫度調理電路的信號輸出端所對應的導電通孔與所述顯示電路的溫度值輸入端口所對應的導電通孔導通。
[0039]采用本實施例中的上述方案，學生可以根據自己對知識的理解通過導線對電路進行連接，如果連接正確后，便會在IXD顯示屏I上顯示出正確的結果，否則在IXD顯示屏I無顯示或者顯示結果明顯不正確。采用本實施例的上述實驗箱，可以增強學生的動手與思考能力，使學生對知識的掌握程度更加牢固。
[0040]作為優選的實施方式，本實施例中的液體參數檢測實驗箱，還包括酒精濃度傳感器，設置于所述容器上方，檢測容器中揮發物中的酒精濃度并轉換為電信號輸出；所述實驗箱內還設置有酒精濃度調理電路，接收所述酒精濃度傳感器輸出的電信號，并對其進行比較、放大、穩壓、濾波的處理后輸出；所述顯示電路還包括酒精濃度模擬量輸入端口，接收所述酒精濃度調理電路輸出的信號后由所述LCD顯示屏I顯示；所述面板表面還設有與所述酒精濃度調理電路相對應的電路圖，且所述面板上與所述酒精濃度調理電路的信號輸入端口、信號輸出端口和所述顯示電路的酒精濃度模擬量輸入端口所對應的位置開設有導電通孔；所述導線將所述酒精濃度傳感器的輸出端與所述酒精濃度調理電路的信號輸入端口所對應的導電通孔導通；將所述酒精濃度調理電路的信號輸出端端口所對應的導電通孔與所述述顯示電路44的酒精濃度模擬量輸入端口所對應的導電通孔導通。
[0041]本實施例中，所述實驗箱內還設置有第一光耦隔離電路；所述顯示電路還包括酒精濃度數字量輸入端口 ；所述面板表面還設有與所述第一光耦隔離電路相對應的電路圖，且所述面板上與所述第一光耦隔離電路的信號輸入端口、信號輸出端口以及所述顯示電路的酒精濃度數字量輸入端口相對應位置開設有導電通孔；所述導線將所述酒精濃度傳感器的輸出端與所述第一光耦隔離電路的輸入端口所對應的導電通孔導通；將所述第一光耦隔離電路的輸出端口所對應的導電通孔與所述顯示電路的酒精濃度數字量輸入端口所對應的導電通孔導通。
[0042]為了使本實施例中的實驗箱能夠實現液位測量的功能，本實施例中實驗箱還包括液位傳感器，設置于所述容器的容器口邊緣，用于在液位到達容器口邊緣處時輸出電信號；所述實驗箱內還設置有第二光耦隔離電路；所述顯示電路還包括液位警戒值輸入端口 ；所述面板表面還設有與所述第二光耦隔離電路相對應的電路圖，且所述面板上與所述第二光耦隔離電路的信號輸入端口、信號輸出端口以及所述顯示電路的液位警戒值輸入端口相對應位置開設有導電通孔；所述導線將液位傳感器的輸出端與所述第二光耦隔離電路的輸入端口所對應的導電通孔導通；將所述第二光耦隔離電路的輸出端口所對應的導電通孔與所述顯示電路的液位警戒值輸入端口所對應的導電通孔導通。
[0043]本實施例的上述實驗箱通過測量三個傳感器的數字模擬量來讓學生認識傳感器的應用以及相關信號處理用到的數模電知識的應用。其原理框圖如圖1所示。
[0044]下面對上述實驗箱所用到的電路進行具體的介紹。
[0045]上述實驗箱主要有四個應用電路分別為溫度調理電路，酒精濃度調理電路及兩個光耦隔離電路，通過傳感器采集到信號引起電路中電平信號的變化從而起到對一些物理量的監控作用，最終得到的數據將顯示在顯示屏上。
[0046]結合圖2和圖3，圖2給出的是所述實驗箱上面板的平面圖，圖3給出的是在所述實驗箱內的所述溫度調理電路的實體電路，由于被所述面板遮擋，因此從圖2中看不到。從圖3中可以得到，所述溫度調理電路由一橋式電路、LM324運放電路組成的比較電路、以及后續的光電二極管和濾波電容組成的穩壓濾波電路所組成的。
[0047]所述面板上面部分為所述溫度調理電路的部分，左端的三個連接孔A，B，C中，一個為溫度傳感器的接入孔，一個為接高電平的接口，另一個為接地的接口。在使用時，其中圖3中Pl的1、2、3引腳分別對應實驗箱的A、B、C導電通孔，圖3中的OUT端與圖2中IXD顯示屏I下方的模擬輸入2連接。其中在圖3中的Vref、Rl、R2、R3、R4、R5、R10、以及Vrl，均在圖2中可以找到對應的導電通孔。圖3中右側由光電二極管與濾波電容組成的穩壓濾波電路在所述LCD顯示屏I左側也可以查找到，而運放電路即為圖2中401所在的電路。例如根據圖3，Vrl的一端與Pl的2引腳相連另一端與電阻RlO相連，那么在圖2所示的所述面板上用導線將Vrl的一個導電通孔與導電通孔B連接，Vrl的另一個導電通孔與電阻RlO的一個導電通孔連接，依次類推，利用導線按照圖3所示的溫度調理電路對圖2所示的面板中的導電通孔進行連接，就得到了本實施例中所述的溫度調理電路。
[0048]從圖2中可以看出，在所述面板上設置有與所述Vrl相連的一調零電位器旋鈕，旋轉該旋鈕使得Vrl上端對地電壓為0.2V。在本實施例中的實驗箱進行應用時，配合鐵架臺使用，在鐵架臺上放置燒杯即容器，在燒杯上方設置分液漏斗。溫度傳感器深入燒杯中，通過分液漏斗中的水改變燒杯中水的溫度即可看到LCD顯示屏I上的溫度變化。
[0049]圖2中，中間部分為酒精濃度測定，其可以測定酒精傳感器變化的數字量以及模擬量并且都顯示到顯示屏上，最下方為液位測定電路其可以起到防止燒杯液體過滿的一個報警作用。右下方預留了一個電位器供學生做實驗拓展用，并且留有5V電源接口以及后續程序升級接口 2。
[0050]圖4給出了測量酒精濃度所需的電路，如圖4所示，其中AO和DO的端口與圖2所示面板中的AO和DO相對應，其中的LM324運放組成的電路與所述面板中的402相對應，其中的第一光耦隔離電路41在面板中可直接找到即電阻R8所在的光耦隔離電路。其中AO所在線路與所述IXD顯示屏I下方的模擬輸入I相連，DO所在線路與所述IXD顯示屏I下方的數字輸入I相連，當電路連接正確時，LCD顯示屏I上顯示的數字即表示當前的酒精濃度，作為一種可實施的方式，采用五角星形狀來顯示酒精是否存在，五角星全白的時候表示有酒精存在，反之則是沒有酒精。
[0051]圖5給出的是液位測量電路的電路圖。圖2中所示的電阻R9及電阻R7，以及導電通孔A和導電通孔B均在該圖中可以找到。而其中的第二光耦隔離電路在圖2中的也可以找到，即R9所在電路42。因此采用導線直接將導電通孔A與電阻R9所連的導電通孔電氣連接，而電阻R7輸出所對的導電通孔直接與IXD顯示屏I上的數字輸入2電氣連接即可。當燒杯中的水超過警戒水位時，顯示屏上的燒杯形狀圖形變為全白。
[0052]圖6給出了顯示電路的電路原理圖。其中選擇基于MS12864R單片機液晶顯示屏控制電路。本實施例中，所述顯示電路包括MS12864R單片機控制電路板，用于控制所述LCD顯示屏I。
[0053]本實施例中，所述面板上還包括:用于啟動所述單片機控制板的啟動鍵3。所述面板上還設有用于后期程序升級的輸入端口升級接口 2，所述升級接口 2與用于實現實驗箱程序的升級。
[0054]顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型創造的保護范圍之中。
【權利要求】
1.一種液體參數檢測實驗箱，其特征在于，包括: 溫度傳感器，伸入容器內，與所述容器內盛裝的液體接觸，檢測液體溫度并轉換為電信號輸出； 實驗箱，其內設置有: 溫度調理電路，為三線式接法橋式溫度調理電路，接收所述溫度傳感器輸出的電信號，并對其進行比較、放大、穩壓、濾波的處理后輸出； 顯示電路，其具有溫度值輸入端口用于接收所述溫度調理電路輸出的信號后在LCD顯示屏上顯示； 所述實驗箱頂部設置有面板，所述面板表面設有與所述溫度調理電路相應的電路圖，且所述面板上與所述溫度調理電路的信號輸入端口、信號輸出端口以及所述顯示電路的溫度值輸入端口相對應的位置設有導電通孔； 導線，用于將所述溫度傳感器的輸出端與所述溫度調理電路的信號輸入端口所對應的導電通孔導通；將所述溫度調理電路的信號輸出端口所對應的導電通孔與所述顯示電路的溫度值輸入端口所對應的導電通孔導通。
2.根據權利要求1所述的液體參數檢測實驗箱，其特征在于，還包括: 酒精濃度傳感器，設置于所述容器上方，檢測容器中揮發物中的酒精濃度并轉換為電信號輸出； 所述實驗箱內還設置有: 酒精濃度調理電路，接收所述酒精濃度傳感器輸出的電信號，并對其進行比較、放大、穩壓、濾波的處理后輸出；` 所述顯示電路還包括酒精濃度模擬量輸入端口，接收所述酒精濃度調理電路輸出的信號后由所述LCD顯示屏顯示； 所述面板表面還設有與所述酒精濃度調理電路相對應的電路圖，且所述面板上與所述酒精濃度調理電路的信號輸入端口、信號輸出端口和所述顯示電路的酒精濃度模擬量輸入端口所對應的位置開設有導電通孔； 所述導線將所述酒精濃度傳感器的輸出端與所述酒精濃度調理電路的信號輸入端口所對應的導電通孔導通；將所述酒精濃度調理電路的信號輸出端口所對應的導電通孔與所述述顯示電路的酒精濃度模擬量輸入端口所對應的導電通孔導通。
3.根據權利要求2所述的液體參數檢測實驗箱，其特征在于，所述實驗箱內還設置有第一光耦隔離電路；所述顯示電路還包括酒精濃度數字量輸入端口 ； 所述面板表面還設有與所述第一光耦隔離電路相對應的電路圖，且所述面板上與所述第一光耦隔離電路的信號輸入端口、信號輸出端口以及所述顯示電路的酒精濃度數字量輸入端口相對應位置開設有導電通孔； 所述導線將所述酒精濃度傳感器的輸出端與所述第一光耦隔離電路的輸入端口所對應的導電通孔導通；將所述第一光耦隔離電路的輸出端口所對應的導電通孔與所述顯示電路的酒精濃度數字量輸入端口所對應的導電通孔導通。
4.根據權利要求3所述的液體參數檢測實驗箱，其特征在于，還包括: 液位傳感器，設置于所述容器的容器口邊緣，用于在液位到達容器口邊緣處時輸出電信號；所述實驗箱內還設置有第二光耦隔離電路；所述顯示電路還包括液位警戒值輸入端口 ； 所述面板表面還設有與所述第二光耦隔離電路相對應的電路圖，且所述面板上與所述第二光耦隔離電路的信號輸入端口、信號輸出端口以及所述顯示電路的液位警戒值輸入端口相對應位置開設有導電通孔； 所述導線將液位傳感器的輸出端與所述第二光耦隔離電路的輸入端口所對應的導電通孔導通；將所述第二光耦隔離電路的輸出端口所對應的導電通孔與所述顯示電路的液位警戒值輸入端口所對應的導電通孔導通。
5.根據權利要求1-4任一所述的液體參數檢測實驗箱，其特征在于，所述顯示電路包括單片機控制電路板，用于控制所述LCD顯示屏。
6.根據權利要求5所述的液體參數檢測實驗箱，其特征在于，所述面板還包括:用于啟動所述單片機控制電路板的啟動鍵。
【文檔編號】G09B23/18GK203465877SQ201320550271
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年9月5日 優先權日:2013年9月5日
【發明者】周雨陽, 劉泉文, 趙保軍, 任巖, 向秋林, 趙春潮 申請人:北京中教儀裝備技術有限公司