無(wú)線遙控多功能爆炸實(shí)驗(yàn)演示裝置

文河北省唐山市第四十九中學(xué) 解忠良

學(xué)習(xí)《燃燒與滅火》時(shí)，老師說(shuō)煤氣、天然氣、氫氣等可燃?xì)怏w在空氣中積聚到一定程度，遇到明火就會(huì)發(fā)生爆炸，并播放了有關(guān)爆炸的視頻，可同學(xué)們看得并不盡興。

如果有裝置可以現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行爆炸演示，不是更好嗎？因此，我想制作一個(gè)能演示可燃?xì)怏w在空氣中積聚到一定程度，遇到明火發(fā)生爆炸的儀器。

一、基本思路

用撕拉蓋有機(jī)玻璃瓶作為爆炸器具，內(nèi)部裝有高壓脈沖點(diǎn)火器，演示前向瓶?jī)?nèi)充入一定量的可燃性氣體，蓋上蓋子，接通高壓脈沖點(diǎn)火器，引燃瓶?jī)?nèi)氣體，形成爆炸，產(chǎn)生的沖擊波沖開(kāi)蓋子，顯示爆炸的威力。

二、研究過(guò)程

1.確定爆炸裝置用高壓脈沖點(diǎn)火器

我從網(wǎng)上購(gòu)買(mǎi)了兩套高壓脈沖點(diǎn)火器，輸入電壓為4.8V至6V，輸入電流為2A至5A，高壓形式為脈沖高低壓分體式，輸出電壓為50萬(wàn)至100萬(wàn)伏左右（使用時(shí)一定要注意安全），高壓兩極放電距離為10mm至15mm，輸出高壓線長(zhǎng)度約100mm，輸入電源線長(zhǎng)約100mm，外形尺寸為88mm×26mm（如圖1）。

圖1

2.確定爆炸瓶體

最初我采用口香糖包裝瓶進(jìn)行測(cè)試，爆炸效果很好，但瓶體為白色，不透明，不能看到爆炸瞬間瓶?jī)?nèi)的情況，因此更換為撕拉蓋有機(jī)玻璃瓶。

玻璃瓶型號(hào)為S6580，瓶身材質(zhì)為PET，瓶蓋材質(zhì)為PP，直徑65mm，高80mm，容量為220ml，封口采用撕拉口，直接將蓋子壓下即能密封（如圖2）。

圖2

3.初次組裝

用有機(jī)玻璃板作為墊板進(jìn)行組裝，接通電源后點(diǎn)火器測(cè)試成功，加入可燃?xì)怏w，接通電源，爆炸演示成功。

4.加裝無(wú)線開(kāi)關(guān)

該爆炸裝置雖然小巧，但仍有一定的危險(xiǎn)性，為了保證操作者的安全，我決定再加裝一個(gè)無(wú)線遙控開(kāi)關(guān)。

我網(wǎng)購(gòu)的無(wú)線遙控開(kāi)關(guān)接收靈敏度達(dá)-107dBm，電源電壓輸入范圍為3.7V至6V，并具備良好的選擇性和雜散輻射、本振輻射抑制能力，可多個(gè)接收模塊同時(shí)工作（即單發(fā)多收）且不會(huì)互相干擾，一起使用不影響接收距離（如圖 3）。

圖3

5.組裝

制作一塊長(zhǎng)297mm、寬210mm的有機(jī)玻璃板，作為爆炸裝置的操作墊板；墊板下做一個(gè)長(zhǎng)170mm、寬11mm、高30mm的開(kāi)口小盒，用于存放高壓脈沖點(diǎn)火器、電池、遙控接收器等。

將撕拉蓋有機(jī)玻璃瓶粘在墊板上，在瓶底鉆兩個(gè)小孔，用于引入高壓脈沖點(diǎn)火器的兩條導(dǎo)線（如圖4）。

圖4

6.測(cè)試

為電池盒安裝電池，打開(kāi)遙控接收器開(kāi)關(guān)，向瓶?jī)?nèi)充入打火機(jī)氣體（丁烷），大約15秒后迅速蓋上蓋子，站在裝置3米以外，按下遙控發(fā)射器，先看到瓶?jī)?nèi)電打火，然后聽(tīng)到“砰”的爆炸聲，撕拉蓋被沖開(kāi)，測(cè)試成功。

三、科學(xué)原理

燃燒的條件是可燃物、助燃物、火源，而爆炸的條件是可燃物與空氣混合，在較小范圍內(nèi)著火迅速燃燒，瞬間釋放大量熱量，造成溫度和壓力急劇升高，形成爆炸。

我制作的裝置利用無(wú)線遙控器，可演示多種可燃性氣體的爆炸，操作簡(jiǎn)單安全。