一种数字化斯特林机模块的制作方法

[0001]
本实用新型涉及教学实验设备技术领域，具体涉及一种数字化斯特林机模块。


背景技术：

[0002]
斯特林发动机也叫热气机,是一种封闭式外燃机,1816年由罗伯特
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斯特林发明.近年来在全球能源短缺与能源危机的社会背景下,斯特林发动机以其独特的性能越来越受到人们的关注.斯特林发动机通过气体受热膨胀、遇冷压缩而产生动力,如附图1所示为斯特林发动机的工作原理图。在教学中涉及到斯特林电动机的教学中主要不仅仅要求学生观看与其连接的灯泡亮了进行直观感受，还需要对气缸中的压强、温度以及体积各个参数的变化进行了解更有助于明白其工作原理。现有的技术中并没有这个实验装置，因此需要一种能够采集斯特林机的参数的实验装置。


技术实现要素：

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1、所要解决的技术问题：
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针对上述技术问题，本实用新型提供一种数字化斯特林机模块，采用模块化的传感器装置对现有的斯特林实验装置进行改装从而实现对参数的采集，定量研究斯特林机运转的影响因素（转速、输出功率、输出效率等和温度差、负载之间的关系）。另外，还可以对中学、大学物理中气体属性知识，进行实验验证。
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2、技术方案：
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一种数字化斯特林机模块，其特征在于：包括底座、发动机主体、金属安装板、传感器模块、信号磁铁安装模块；所述发动机主体包括动力气缸、热交换气缸；所述热交换气缸与动力气缸之间通过转动盘实现能量的交换；
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所述金属安装板固定在底座表面；所述金属安装板表面可拆卸的安装发动机主体的动力气缸；所述金属安装板的侧壁设置用于放置传感器模块的凹槽，凹槽与传感器模块接触的部位设置钢柱与导向槽；传感器模块与金属安装板接触的部位相应的设置与钢柱对应的磁铁、与导向槽对应的导向柱；所述传感器模块包括方形外壳；方形外壳内部安装温度传感器、绝对压强传感器和磁吸角度传感器；方形外壳表面设置温度传感器接口、绝对压强传感器接口和磁吸角度传感器；所述发动机主体的转动盘为半圆t形；所述信号磁铁安装模块还包括依次连接的转轴、高速无油轴承、双面背胶橡胶圈、转动座、磁铁固定座、信号磁铁；所述转轴的外端设置两个弯脚用于卡住转动盘的长条部分；所述信号磁铁的位置与传感器外壳的磁吸角度传感器接口对应，当转动盘转动时带动信号磁铁转动，所述磁吸角度传感器能够采集磁铁转动的速度。
[0008]
进一步地，所述传感器模块还设置usb接口。
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进一步地，所述动力气缸底部设置出气孔与安装在金属安装板的气动接头相连；气动接头与传感器模块的绝对气压传感器接口相连。
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进一步地，所述温度传感器接口为两个，分别测量动力气缸与热交换气缸的温度。
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3、有益效果：
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本实用新型提供的斯特林机本体，在不安装传感器的情况下，可以单独使用，安装的传感器模块化，集多种传感器功能于一身，极简化的结构设计，安装去除快速可靠。
附图说明
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图1为斯特林电动机的原理图；
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图2本实用新型的结构示意图；
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图3为本实用新型中的斯特林发动机的本体图；
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图4为本实用新型中的传感器模块结构示意图；
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图5为信号磁铁安装模块结构示意图；
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图6为信号磁铁安装模块安装结构的放大图；
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图7为金属安装板结构示意图。
具体实施方式
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如附图2至7所示，一种数字化斯特林机模块，其特征在于：包括底座5、发动机主体、金属安装板2、传感器模块3、信号磁铁安装模块4；所述发动机主体包括动力气缸11、热交换气缸12；所述热交换气缸与动力气缸之间通过转动盘13实现能量的交换；
[0021]
所述金属安装板固定在底座表面；所述金属安装板表面可拆卸的安装发动机主体的动力气缸；所述金属安装板的侧壁设置用于放置传感器模块的凹槽，凹槽与传感器模块接触的部位设置钢柱25与导向槽；传感器模块与金属安装板接触的部位相应的设置与钢柱对应的磁铁31、与导向槽对应的导向柱35；所述传感器模块包括方形外壳；方形外壳内部安装温度传感器、绝对压强传感器和磁吸角度传感器；方形外壳表面设置温度传感器接口34、绝对压强传感器接口33和磁吸角度传感器32；所述发动机主体的转动盘为半圆t形；所述信号磁铁安装模块还包括依次连接的转轴41、高速无油轴承42、双面背胶橡胶圈43、转动座44、磁铁固定座45、信号磁铁46；所述转轴的外端设置两个弯脚用于卡住转动盘的长条部分；所述信号磁铁的位置与传感器外壳的磁吸角度传感器接口对应，当转动盘转动时带动信号磁铁转动，所述磁吸角度传感器能够采集磁铁转动的速度。图3中14为安装的后背板。
[0022]
进一步地，所述传感器模块还设置usb接口。
[0023]
进一步地，所述动力气缸底部设置出气孔与安装在金属安装板的气动接头26相连；气动接头与传感器模块的绝对气压传感器接口相连。
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进一步地，所述温度传感器接口为两个，分别测量动力气缸与热交换气缸的温度。
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具体实施例：
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将斯特林发动机本体1上原来的铝板15替换为能够便于安装传感器模块的金属安装板，通过信号磁铁安装模块上转轴的两个弯脚卡住斯特林发动机本体上转动盘上，转动座44上双面背胶橡胶圈按到后背板上固定住，传感器模块上磁铁31吸附金属安装板2上钢柱25，快速安装到位，导柱35起导向定位作用。传感器模块3上有温度传感器接口34、绝对压强传感器接口33和磁吸角度传感器32。
[0027]
本实用新型在原有斯特林机模型基础上，加入传感器，将斯特林机模型，从只看现象，向定量研究物理规律转变，大大提升仪器的价值。气体状态方程非常抽象，对于中学来
说难以进行效果好的实验，数字化斯特林提供了非常好的方法。用先进传感器和集成化采集器，成本合理，小巧，操作起来简单。专用软件，调试简单，展示清晰。既方便老师演示，使得进行学生分组实验成为可能。
[0028]
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明的，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。