用注射器研究负压液体沸腾的实验装置的制作方法

本发明属于负压沸腾领域，具体涉及一种用注射器研究负压液体沸腾的实验装置。

背景技术：

沸腾是在一定温度下液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。液体沸腾时候的温度被称为沸点。一般液体浓度越高，沸点越高；不同液体的沸点也是不同的；所谓沸点是不同的液态物质沸腾时的温度值。沸点随外界压力变化而改变，压力低，沸点也低。负压是低于常压(即常说的一个大气压)的气体压力状态。以常见的液体水为例，在出现负压状态的空间，其沸点将低于100℃，可以观测到已经不沸腾的热水在负压下重新沸腾的现象，即负压液体沸腾现象。

目前有关大气压强对液体沸点影响的实验研究，往往需要极其复杂的仪器设备和测量工具，仪器造价昂贵，操作难度极高，不适合于非专业研究人员操作。且存在实验现象不直观，体积庞大不易用于科教实验演示的问题；同时，实验装置往往存在难以安装，安装后不易拆分，液体盛放容器难以清洗，不利于更换研究液体与反复定量实验。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种负压液体沸腾的实验装置，使其可广泛用于各种科普教育实验演示及高校的实验研究。通过巧妙利用注射器活塞芯杆拉动，调节针筒内部压强，演示并研究液体压强在负压下沸点降低现象。具有结构简单易于操作，实验装置小巧易于携带，实验现象直观有趣的优点。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用注射器研究负压液体沸腾的实验装置，包括活塞芯杆1，螺纹口注射针筒2，旋塞三通阀3，热水瓶4，温度传感装置5，压强测量装置6及废液池7；所述活塞芯杆1插入螺纹口注射针筒2中，注射针筒通过旋塞三通阀3与热水瓶4连通以抽取热水进入注射针筒，旋塞三通阀3另一端与废液池7连通，温度传感装置5与压强测量装置6对应设置在活塞芯杆1与螺纹口注射针筒2上，用以测量注射针筒内水温及压强。

进一步，所述的旋塞三通阀3包括旋塞3-6、对应设置在旋塞3-6上的注射器螺纹接口帽3-1、热水管接口帽3-2与废水管接口帽3-4，所述热水管接口帽3-2与废水管接口帽3-4的一端对应连接有热水导管3-3与废水导管3-5。

进一步，所述的温度传感装置5包括温度传感器5-1，所述温度传感器5-1通过连接线5-3与集成测温电路板5-4、数码管温度显示屏5-5及开关按键5-6相连，所述连接线5-3外设有线路钢管护套5-2；所述温度传感器5-1为DS18B20数字温度传感器或热敏电阻温度传感器。

进一步，所述的压强测量装置6包括导气管6-1、U型玻璃管6-2与压强刻度盘6-4；所述导气管6-1一端与注射针筒2连接，另一端与U型玻璃管6-2连接，所述U型玻璃管6-2内填充有带颜色指示液6-3，所述压强刻度盘6-4设置在U型玻璃管6-2上。

进一步，所述的活塞芯杆1主要由活塞柄1-1、活塞轴1-2及橡胶活塞1-3构成，活塞柄和活塞轴的中部打孔供温度传感装置5的线路钢管护套5-2插入，橡胶活塞中部打孔供温度传感装置5的温度传感器5-1插入，且插入后密封无缝。

进一步，所述注射针筒2材质为透明的聚氯乙烯或PVC，注射针筒的乳头为螺纹口乳头2-1，且与注射器螺纹接口帽3-1旋紧后密封配合，针筒前端开孔插入压力测量接口2-2，可与压强测量装置6的导气管6-1密封连接。

本发明的有益效果在于：注射器作为液体盛放容器，安装拆卸方便，易于清洗，配合旋塞三通阀的管路控制，可以方便的更换待实验液体与排除实验后的废液；配合加载的温度温度传感装置和压强测量装置，可实时读取针管内的压强值及液体的沸点值，从而进行定量实验研究。该实验装置具有结构简单易于操作，实验装置小巧易于携带，实验现象直观有趣的优点，可广泛用于各种科普教育实验演示及高校的实验研究。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明的整体结构组成示意图；

图2为本发明活塞芯杆的结构示意图；

图3为本发明旋塞三通阀的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

如图所示，本发明中用注射器研究负压液体沸腾的实验装置，包括活塞芯杆1，螺纹口注射针筒2，旋塞三通阀3，热水瓶4，温度传感装置5，压强测量装置6及废液池7；所述活塞芯杆1插入螺纹口注射针筒2中，注射针筒通过旋塞三通阀3与热水瓶4连通以抽取热水进入注射针筒，旋塞三通阀3另一端与废液池7连通，温度传感装置5与压强测量装置6对应设置在活塞芯杆1与螺纹口注射针筒2上，用以测量注射针筒内水温及压强。

具体的，将活塞芯杆1插入螺纹口注射针筒2，旋塞三通阀3螺纹帽端与注射针筒连接，旋转三通阀旋塞，使注射针筒与热水瓶4连通，抽取热水进入注射针筒，再次旋转三通阀旋塞，使注射针筒空间密闭，向后拉动活塞芯杆，注射针筒内出现负压状态，不足100℃的热水在负压下沸腾，温度传感装置5可显示此时水的温度，压强测量装置6可以显示此时针筒内压强，实验演示后再次旋转三通阀旋塞，使针筒与废液池7连通，将废液推至废液池。

本实施例中的旋塞三通阀3包括旋塞3-6、对应设置在旋塞3-6上的注射器螺纹接口帽3-1、热水管接口帽3-2与废水管接口帽3-4，所述热水管接口帽3-2与废水管接口帽3-4的一端对应连接有热水导管3-3与废水导管3-5。旋转旋塞，可分别实现仅注射器与热水导管接通、注射器密封、仅注射器与废水导管接通三种模式。

本实施例中的温度传感装置5包括温度传感器5-1，所述温度传感器5-1通过连接线5-3与集成测温电路板5-4、数码管温度显示屏5-5及开关按键5-6相连，所述连接线5-3外设有线路钢管护套5-2；所述温度传感器5-1为DS18B20数字温度传感器，当然，温度传感器5-1也可采用热敏电阻温度传感器。

本实施例中的压强测量装置6包括导气管6-1、U型玻璃管6-2与压强刻度盘6-4；所述导气管6-1一端与注射针筒2连接，另一端与U型玻璃管6-2连接，所述U型玻璃管6-2内填充有带颜色指示液6-3，所述压强刻度盘6-4设置在U型玻璃管6-2上。

本实施例中的活塞芯杆1主要由活塞柄1-1、活塞轴1-2及橡胶活塞1-3构成，活塞柄和活塞轴的中部打孔供温度传感装置5的线路钢管护套5-2插入，橡胶活塞中部打孔供温度传感装置5的温度传感器5-1插入，且插入后密封无缝。

本实施例中的注射针筒2材质为透明的聚氯乙烯，注射针筒的乳头为螺纹口乳头2-1，且与注射器螺纹接口帽3-1旋紧后密封配合，针筒前端开孔插入压力测量接口2-2，可与压强测量装置6的导气管6-1密封连接。当然，注射针筒2材质也可采用PVC或其他透明材料。

该实验装置具有结构简单小巧、材料易得、造价低廉、易于操作、便于携带的特点，实验现象直观有趣，可广泛用于各种科普教育实验演示及高校的实验研究。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。