[實用新型]氣壓應力演示儀

有效

• 申請號: 201320389793.1
• 申請日: 2013-07-02
• 公開（公告）號: CN203366609U
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 王鋼;沈韓;廖德駒
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G09B23/12
• 分類號: G09B23/12
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛

技術領域

本實用新型涉及氣壓應力演示的技術領域，更具體地，涉及氣壓應力演示儀。

背景技術

氣壓是作用在單位面積上的大氣壓力，即等于單位面積上向上延伸到大氣上界的垂直空氣柱的重量。著名的馬德堡半球實驗證明了它的存在。氣壓的國際制單位是帕斯卡，簡稱帕，符號是Pa，現有技術中測量氣壓多數使用氣壓表。

光彈效應也叫應力雙折射效應指物質的彈性應變，產生雙折射，引起其折射率變化的現象。但是現有技術中只能測量氣壓的大小，不能用肉眼觀察到氣壓應力產生的形變。

發明內容

本實用新型為克服上述現有技術所述的多種缺陷，提供氣壓應力演示儀，其可用偏光觀察容器氣壓變化產生應力。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：氣壓應力演示儀，其中，包括光源、起偏器、密封光彈性材料容器和檢偏器，密封光彈性材料容器設于起偏器與檢偏器之間，光源設于起偏器的一側；氣壓應力演示儀還包括真空氣壓表和供氣裝置，真空氣壓表與密封光彈性材料容器連接可測量容器中的氣壓值，供氣裝置通過導管連接密封光彈性材料容器。

具體的，所述的供氣裝置包括為可打氣加壓和抽氣減壓的兩用氣筒，兩用氣筒通過導管連接密封光彈性材料容器。兩用氣筒的優點在于其同一氣筒可同時實現打氣加壓和抽氣減壓的功能。

可選的，所述的供氣裝置包括一個三通閥、兩個的單獨打氣筒和抽氣筒，打氣筒的出氣口連接三通閥的第一開口，抽氣筒的抽氣口連接三通閥的第二開口，三通閥的第三開口通過導管連接密封光彈性材料容器。三通閥上設有一開關，當需要打氣時，通過開關關閉三通閥的第二開口，使用打氣筒，氣體從出氣口流出，氣體通過三通閥的第一開口流入三通閥的第三開口，再通過導管流入密封光彈性材料容器，使密封光彈性材料容器內氣壓增加；當需要抽氣時，通過開關關閉三通閥的第一開口，使用抽氣筒，氣體從密封光彈性材料容器抽出，抽出至三通閥的第三開口，接著通過三通閥的第二開口抽至抽氣筒，使密封光彈性材料容器內氣壓降低。

進一步的，所述的密封光彈性材料容器為預先制作的密封容器或使用O形密封圈與有機玻璃組裝抽氣制成。預先制作好的密封光彈性材料容器，其結構整體較為穩定，其大小要預先根據需要設定。而使用O形密封圈與有機玻璃組裝抽氣制成的密封光彈性材料容器，將O形密封圈設于兩塊有機玻璃之間，再對O形密封圈與兩塊有機玻璃之間形成的空間抽氣，即可馬上根據需要制成適合需要使用的密封光彈性材料容器，快捷方便。

進一步的，所述的真空氣壓表內設有指針、正氣壓刻度值、負氣壓刻度值，指針可兩邊擺動指示正氣壓或負氣壓。指針的兩邊擺動可較為直觀的令使用者觀察到加氣壓或減氣壓的變化程度。

進一步的，所述的密封光彈性材料容器表面面積為10～6000C㎡，所述的檢偏器表面面積為10～15000C㎡。上述密封光彈性材料容器和檢偏器的表面面積符合實際的使用，其面積較小時可在較小的環境下使用，其面積較大時可明顯的觀察氣壓大小所反映的應力變化過程，根據實際的需要進行選擇。

進一步的，所述的光源為白光或單色光。光源為白光時，可以是由LED發光板發出的白光，或者是由單色光光源發出的單色光。另外，檢偏器是可以轉動的，方便觀察互補色變化的過程。

其具體的工作原理：若光源為白光，首先接通電源，光源發出的白光通過起偏器后成為線偏振光，旋轉檢偏器使兩偏振片互相垂直成暗場，通過供氣裝置對密封光彈性材料容器加氣壓或減氣壓，真空氣壓表顯示加氣壓或減氣壓時氣壓變化的程度，通過檢偏器可觀察到光彈性材料隨氣壓大小變化所產生的彩色干涉條紋，檢偏器轉過90度，干涉色彩變為互補色。再緩慢放氣，使真空氣壓表回復零點，彩色干涉條紋逐漸消失。

與現有技術相比，有益效果是：本實用新型采用密封光彈性材料容器，檢偏器旋轉可獲得偏光干涉的暗場和亮場，供氣裝置可加氣壓或減氣壓，真空氣壓表直觀的顯示氣壓變化情況，而且緩慢放氣可觀察氣壓大小所反映的應力變化過程，通過偏光場中密封光彈性材料容器以應力方式展現，力的大小可用真空氣壓表的數據或干涉條紋的密度計算出來。

附圖說明

圖1是本實用新型整體結構示意圖。

具體實施方式

附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；為了更好說明本實施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實際產品的尺寸；對于本領域技術人員來說，附圖中某些公知結構及其說明可能省略是可以理解的。