人体呼吸产生二氧化碳演示器的制作方法

本实用新型属于实验教学技术领域，更具体地说，是涉及一种人体呼吸产生二氧化碳演示器。

背景技术：

“人体呼出气体与吸入空气中二氧化碳含量高低的探究实验”是义务教育课本九年级化学中的一个重要的演示实验，也是学生学习初中化学最先接触的实验之一，还是初中学生化学实验基本操作之一；而证明“人体呼吸产生二氧化碳实验”也是义务教育课本七年级生物中的一个重要实验。教材不同，但实验的原理完全相同。

在初中化学实验教学中，比较人体呼出气体与吸入空气中二氧化碳含量的实验，通常是准备两个贮满气体的集气瓶，一个是空气，一个是用排水法收集好的呼出气体，再分别滴入相同滴数的澄清石灰水，可见贮有空气的集气瓶中石灰水基本不变，而贮有呼出气体的集气瓶中石灰水明显变浑浊了，说明呼出气体中二氧化碳的含量高于吸入空气中二氧化碳的含量，但是在实验操作中往往要耗费一定的时间，既要用排水法收集一瓶呼出气体，还要慢慢滴入相同滴数的澄清石灰水，操作要分两次进行，集气瓶也不能密封，一部分呼出气体还会逸出，对实验的严谨性有一定影响，整个实验约花5分钟时间。实验步骤如图1所示。

而在初中生物教学中，准备的是一个教师演示实验，但往往由学生参与操作，如图2所示，图2中a处及b处均有一个弹簧夹，操作时必须严格按步骤进行：先关闭b处弹簧夹，打开a处弹簧夹，吸一口气，空气通过ⅰ中的石灰水后进入人体呼吸系统，再关闭a处弹簧夹，打开b处弹簧夹，呼气，人体呼吸系统产生的气体进入ⅱ中，但吸气、呼气往往一次达不到理想效果，实际操作中往往要重复前面的步骤几次，才能使ⅱ中的石灰水变浑浊，而ⅰ中的石灰水基本不变浑浊，由此证明人体呼吸作用产生了二氧化碳，也说明了呼出气体中二氧化碳的含量高于吸入空气中二氧化碳的含量。而在学生参与操作时，往往容易将操作步骤搞混淆了，结果会出现吸气前就打开了b处弹簧夹，而关闭了a处弹簧夹，学生将具有一定腐蚀作用的澄清石灰水吸入口中，出现安全事故，而实验事故的发生是由该实验设计存在一定的缺陷性所造成的。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种人体呼吸产生二氧化碳演示器，旨在解决验证人体呼吸产生二氧化碳的实验操作时间长，实验步骤繁琐，不易操作的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种人体呼吸产生二氧化碳演示器，包括透明筒体、呼吸气组件和通空气组件，透明筒体的内部用于盛装澄清石灰水，所述透明筒体上端设有密封端盖，所述密封端盖用于密封所述透明筒体上端开口；呼吸气组件穿过所述密封端盖并连通至所述透明筒体内部，用于向所述透明筒体内部呼气和从所述透明筒体内吸气；通空气组件穿过所述密封端盖并连通至所述透明筒体内部，人体通过所述呼吸气组件吸出所述透明筒体内部空气时，所述通空气组件用于向所述透明筒体内部输送所述透明筒体外部空气；人体通过所述呼吸气组件向所述透明筒体内部呼出气体时，所述通空气组件用于向所述透明筒体外部输送所述透明筒体内部空气，通过人体呼出气体与澄清石灰水之间反应，并和空气与澄清石灰石之间反应作对比，用于验证人体呼吸气体中含有二氧化碳。

作为本申请另一实施例，所述呼吸气组件包括第一长吸管、第一短吸管、吹嘴、第一单向阀和第二单向阀，第一长吸管穿过所述密封端盖并连通至所述透明筒体内部，所述第一长吸管的下端置于所述澄清石灰水液面以下，用于向所述透明筒体内呼气；第一短吸管穿过所述密封端盖并连通至所述透明筒体内部，所述第一短吸管的下端置于所述澄清石灰水液面以上，用于从所述透明筒体内向外输送气体；吹嘴设于所述第一长吸管和所述第一短吸管的上端，分别连通所述第一长吸管和所述第一短吸管，所述吹嘴用于接触人体口部并通过所述吹嘴可对所述透明筒体内呼气和吸气；第一单向阀设于所述第一长吸管内部，用于使所述第一长吸管内的气体单向流动至所述透明筒体内部；第二单向阀设于所述第一短吸管内部，用于使所述第一短吸管内的气体单向流动至所述透明筒体外部。

作为本申请另一实施例，所述呼吸气组件还包括分流管，所述分流管上设有三个连通口，三个所述连通口相互连通，其中两个所述连通口分别与所述第一长吸管上端和所述第一短吸管上端一一对应连通，第三个所述连通口与所述吹嘴连通。

作为本申请另一实施例，所述分流管内设有过滤棉，用于过滤人体呼气和吸气中带有的水分。

作为本申请另一实施例，所述第一长吸管或所述第一短吸管上均套接有第一密封圈，所述第一密封圈用于密封所述第一长吸管或所述第一短吸管与所述密封端盖之间的缝隙。

作为本申请另一实施例，所述通空气组件包括第二长吸管、第二短吸管、第三单向阀和第四单向阀，第二长吸管穿过所述密封端盖并连通至所述透明筒体内部，所述第二长吸管的下端置于所述澄清石灰水液面以下，用于向所述透明筒体内输送空气；第二短吸管穿过所述密封端盖并连通至所述透明筒体内部，所述第二短吸管的下端置于所述澄清石灰水液面以上，用于从所述透明筒体内向外输送所述透明筒体内部气体；第三单向阀设于所述第二长吸管内部，用于使所述第二长吸管内的气体单向流动至所述透明筒体内部；第四单向阀设于所述第二短吸管内部，用于使所述第二短吸管内的气体单向流动至所述透明筒体外部。

作为本申请另一实施例，所述第二长吸管或所述第二短吸管上均套接有第二密封圈，所述第二密封圈用于密封所述第二长吸管或所述第二短吸管与所述密封端盖之间的缝隙。

作为本申请另一实施例，所述第一长吸管的外壁上设有刻度线，所述第一长吸管直径与所述第一短吸管直径相等，所述第一单向阀上套接有防滑套，所述第一单向阀借助所述防滑套置于所述第一长吸管内部；所述第二单向阀上也套接有防滑套，所述第二单向阀借助所述防滑套置于所述第一短吸管内部。

作为本申请另一实施例，所述第二长吸管的外壁上设有刻度线，所述第二长吸管直径与所述第二短吸管直径相等，所述第三单向阀上套接有防滑套，所述第三单向阀借助所述防滑套置于所述第二长吸管内部；所述第四单向阀上也套接有防滑套，所述第四单向阀借助所述防滑套置于所述第二短吸管内部。

作为本申请另一实施例，所述透明筒体为塑料筒，为平底型且容量为300ml。

本实用新型提供的一种人体呼吸产生二氧化碳演示器的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型一种人体呼吸产生二氧化碳演示器，通过在透明筒体内放置澄清石灰水，并用密封端盖密封，用呼吸气组件穿过密封端盖并连通至透明筒体内部，用于向透明筒体内部呼气和从透明筒体内吸气，用通空气组件穿过密封端盖并连通至透明筒体内部，人体通过呼吸气组件吸出透明筒体内部空气时，通空气组件用于向透明筒体内部输送透明筒体外部空气；人体通过呼吸气组件向透明筒体内部呼出气体时，通空气组件用于向透明筒体外部输送透明筒体内部空气，通过人体呼出气体与澄清石灰水之间反应，并和空气与澄清石灰石之间反应作对比，用于验证人体呼吸气体中含有二氧化碳，解决了验证人体呼吸产生二氧化碳的实验操作时间长，实验步骤繁琐，不易操作的技术问题，具有操作时间短，试验步骤简单，且对比试验明显，容易操作的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中验证人体呼吸产生二氧化碳的实验装置；

图2为现有技术中另一种验证人体呼吸产生二氧化碳的实验装置；

图3为本实用新型实施例提供的一种人体呼吸产生二氧化碳演示器的结构示意图(图中箭头表示气体流动方向)；

图4为本实用新型实施例提供的一种人体呼吸产生二氧化碳演示器从吹嘴处吸透明筒体内气体的状态示意图(图中箭头表示气体流动方向)；

图5为本实用新型实施例提供的一种人体呼吸产生二氧化碳演示器从吹嘴处向透明筒体内呼气的状态示意图(图中箭头表示气体流动方向)。

图中：1、透明筒体；2、呼吸气组件；21、第一长吸管；22、第一短吸管；23、吹嘴；24、第一单向阀；25、第二单向阀；26、分流管；27、过滤棉；3、通空气组件；31、第二长吸管；32、第二短吸管；33、第三单向阀；34、第四单向阀；4、澄清石灰水；5、密封端盖。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图3至图5，现对本实用新型提供的一种人体呼吸产生二氧化碳演示器进行说明。所述一种人体呼吸产生二氧化碳演示器，包括透明筒体1、呼吸气组件2和通空气组件3，透明筒体1的内部用于盛装澄清石灰水4，透明筒体1上端设有密封端盖，密封端盖用于密封透明筒体1上端开口；呼吸气组件2穿过密封端盖5并连通至透明筒体1内部，用于向透明筒体1内部呼气和从透明筒体1内吸气；通空气组件3穿过密封端盖5并连通至透明筒体1内部，人体通过呼吸气组件2吸出透明筒体1内部空气时，通空气组件3用于向透明筒体1内部输送透明筒体1外部空气；人体通过呼吸气组件2向透明筒体1内部呼出气体时，通空气组件3用于向透明筒体1外部输送透明筒体1内部空气，通过人体呼出气体与澄清石灰水4之间反应，并和空气与澄清石灰石之间反应作对比，用于验证人体呼吸气体中含有二氧化碳。

本实用新型提供的一种人体呼吸产生二氧化碳演示器，与现有技术相比，本实用新型一种人体呼吸产生二氧化碳演示器，通过在透明筒体1内放置澄清石灰水4，并用密封端盖5密封，用呼吸气组件2穿过密封端盖5并连通至透明筒体1内部，用于向透明筒体1内部呼气和从透明筒体1内吸气，用通空气组件3穿过密封端盖5并连通至透明筒体1内部，人体通过呼吸气组件2吸出透明筒体1内部空气时，通空气组件3用于向透明筒体1内部输送透明筒体1外部空气；人体通过呼吸气组件2向透明筒体1内部呼出气体时，通空气组件3用于向透明筒体1外部输送透明筒体1内部空气，通过人体呼出气体与澄清石灰水4之间反应，并和空气与澄清石灰石之间反应作对比，用于验证人体呼吸气体中含有二氧化碳，解决了验证人体呼吸产生二氧化碳的实验操作时间长，实验步骤繁琐，不易操作的技术问题，具有操作时间短，试验步骤简单，且对比试验明显，容易操作的技术效果。

透明筒体1的气体要维持平衡，则向透明筒体1内呼气时，则透明筒体1内部气体从通空气组件3内流出；从透明筒体1内吸气时，则透明筒体1外部的气体会进入到透明筒体1内部。在进行试验时，先进行吸气，使空气进入到透明筒体1内部，空气与澄清石灰水4之间反应，其反应结果为澄清石灰水4没有变化，可认为该试验为参考试验；然后通过呼吸气组件2向透明筒体1内部呼气，则人体的呼气与澄清石灰水4之间反应，则此时澄清石灰水4变成浑浊状，则通过化学公式来判断，人体呼气中含有二氧化碳，是二氧化碳在与澄清石灰水4在反应，因此与参照试验做对比后，可得出验证人体呼气中含有二氧化碳，得出试验结论。

具体的，在试验时，人体吸气时间为30秒，中途可换气1次，透明筒体1内气压减小，外界气体流入到透明筒体1内，此时可见澄清石灰水4不变浑浊。人体呼气时间为30秒，中途可换气1次，呼气过程中澄清石灰水4逐渐变浑浊，等待30秒后，可见澄清石灰水4明显变浑浊，由此可验证人体呼气中产生二氧化碳，也说明了呼气中二氧化碳的含量高于吸入空气中二氧化碳的含量。

作为本实用新型提供的一种人体呼吸产生二氧化碳演示器的一种具体实施方式，请参阅图3至图5，呼吸气组件2包括第一长吸管21、第一短吸管22、吹嘴23、第一单向阀24和第二单向阀25，第一长吸管21穿过密封端盖5并连通至透明筒体1内部，第一长吸管21的下端置于澄清石灰水4液面以下，用于向透明筒体1内呼气；第一短吸管22穿过密封端盖5并连通至透明筒体1内部，第一短吸管22的下端置于澄清石灰水4液面以上，用于从透明筒体1内向外输送气体；吹嘴23设于第一长吸管21和第一短吸管22的上端，分别连通第一长吸管21和第一短吸管22，吹嘴23用于接触人体口部并通过吹嘴23可对透明筒体1内呼气和吸气；第一单向阀24设于第一长吸管21内部，用于使第一长吸管21内的气体单向流动至透明筒体1内部；第二单向阀25设于第一短吸管22内部，用于使第一短吸管22内的气体单向流动至透明筒体1外部。

作为本实用新型提供的一种人体呼吸产生二氧化碳演示器的一种具体实施方式，请参阅图3至图5，呼吸气组件2还包括分流管26，分流管26上设有三个连通口，三个连通口相互连通，其中两个连通口分别与第一长吸管21上端和第一短吸管22上端一一对应连通，第三个连通口与吹嘴23连通。

具体的，分流管26可理解为一种三通阀，呼气时，由第一长吸管21向透明筒体1内部输送人体呼出的气体，则第一端吸管为不通的状态。吸气时，第一短吸管22抽取透明筒体1内部气体并输送到外部，此时第一长吸管21为不通的状态。

作为本实用新型提供的一种人体呼吸产生二氧化碳演示器的一种具体实施方式，请参阅图3至图5，分流管26内设有过滤棉27，用于过滤人体呼气和吸气中带有的水分。过滤棉27是一种能起到过滤作用的呈棉花状的零件，起到当人体吸气和呼气时，避免人体呼气和透明筒体1内气体中含有水分，提高试验效果的作用；过滤棉27设置在分流管26的三个连通口的内部，根据实际情况，过滤棉27可抽出，在此处不设置过滤棉27。当然，为了便于使用时弯折，过滤棉27处的管路可设置成胶皮管，方便学生使用呼气。

作为本实用新型提供的一种人体呼吸产生二氧化碳演示器的一种具体实施方式，请参阅图3至图5，第一长吸管21或第一短吸管22上均套接有第一密封圈，第一密封圈用于密封第一长吸管21或第一短吸管22与密封端盖5之间的缝隙。

作为本实用新型提供的一种人体呼吸产生二氧化碳演示器的一种具体实施方式，请参阅图3至图5，通空气组件3包括第二长吸管31、第二短吸管32、第三单向阀33和第四单向阀34，第二长吸管31穿过密封端盖5并连通至透明筒体1内部，第二长吸管31的下端置于澄清石灰水4液面以下，用于向透明筒体1内输送空气；第二短吸管32穿过密封端盖5并连通至透明筒体1内部，第二短吸管32的下端置于澄清石灰水4液面以上，用于从透明筒体1内向外输送透明筒体1内部气体；第三单向阀33设于第二长吸管31内部，用于使第二长吸管31内的气体单向流动至透明筒体1内部；第四单向阀34设于第二短吸管32内部，用于使第二短吸管32内的气体单向流动至透明筒体1外部。通空气组件3就是一组能使透明筒体1内部空气与外界空气连通的连通件，实现了透明筒体1内部空气和外部空气贯通的作用。

作为本实用新型提供的一种人体呼吸产生二氧化碳演示器的一种具体实施方式，请参阅图3至图5，第二长吸管31或第二短吸管32上均套接有第二密封圈，第二密封圈用于密封第二长吸管31或第二短吸管32与密封端盖5之间的缝隙。第一密封圈和第二密封圈都起到了密封缝隙的作用，防止透明筒体1内部气体外漏，还能起到将吸管限位到密封端盖5上的作用，保证实验效果。

作为本实用新型提供的一种人体呼吸产生二氧化碳演示器的一种具体实施方式，请参阅图3至图5，第一长吸管21的外壁上设有刻度线，第一长吸管21直径与第一短吸管22直径相等，第一单向阀24上套接有防滑套，第一单向阀24借助防滑套置于第一长吸管21内部；第二单向阀25上也套接有防滑套，第二单向阀25借助防滑套置于第一短吸管22内部。

作为本实用新型提供的一种人体呼吸产生二氧化碳演示器的一种具体实施方式，请参阅图3至图5，第二长吸管31的外壁上设有刻度线，第二长吸管31直径与第二短吸管32直径相等，第三单向阀33上套接有防滑套，第三单向阀33借助防滑套置于第二长吸管31内部；第四单向阀34上也套接有防滑套，第四单向阀34借助防滑套置于第二短吸管32内部。上文中设置的刻度线，通过刻度线可以参考透明筒体1内澄清石灰水4的液面高度或装入量。通过防滑套可以起到防滑作用，使单向阀的外边与吸管的内壁之间为固定连接或抵接的状态，防止单向阀的滑脱。

具体的，第一单向阀24、第二单向阀25、第三单向阀33和第四单向阀34均采用现有技术能够放入到吸管内部的单向阀，单向阀的特点是只能向一个方向流动气体或液体，防止反流。

作为本实用新型提供的一种人体呼吸产生二氧化碳演示器的一种具体实施方式，请参阅图3至图5，透明筒体1为塑料筒，为平底型且容量为300ml。该塑料筒使用耐久、耐摔，不易损坏；另外也可以根据需求，定做不同容量规格的筒。

本实用新型取得的优点和具有的意义如下：

1)本申请的实验装置，设计科学，操作简单，对比现象明显，能批量生产，运用于初中化学和生物实验教学中；而且一所中学通常要用到30组以上，有一定的市场，既有社会效益，也有经济效益。

2)实验中安全，能方便学生进行学生实验操作，杜绝了师生在误操作时吸入石灰水的可能性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。