无线遥控多功能爆炸实验演示装置

文河北省唐山市第四十九中学 解忠良

学习《燃烧与灭火》时，老师说煤气、天然气、氢气等可燃气体在空气中积聚到一定程度，遇到明火就会发生爆炸，并播放了有关爆炸的视频，可同学们看得并不尽兴。

如果有装置可以现场进行爆炸演示，不是更好吗？因此，我想制作一个能演示可燃气体在空气中积聚到一定程度，遇到明火发生爆炸的仪器。

一、基本思路

用撕拉盖有机玻璃瓶作为爆炸器具，内部装有高压脉冲点火器，演示前向瓶内充入一定量的可燃性气体，盖上盖子，接通高压脉冲点火器，引燃瓶内气体，形成爆炸，产生的冲击波冲开盖子，显示爆炸的威力。

二、研究过程

1.确定爆炸装置用高压脉冲点火器

我从网上购买了两套高压脉冲点火器，输入电压为4.8V至6V，输入电流为2A至5A，高压形式为脉冲高低压分体式，输出电压为50万至100万伏左右（使用时一定要注意安全），高压两极放电距离为10mm至15mm，输出高压线长度约100mm，输入电源线长约100mm，外形尺寸为88mm×26mm（如图1）。

图1

2.确定爆炸瓶体

最初我采用口香糖包装瓶进行测试，爆炸效果很好，但瓶体为白色，不透明，不能看到爆炸瞬间瓶内的情况，因此更换为撕拉盖有机玻璃瓶。

玻璃瓶型号为S6580，瓶身材质为PET，瓶盖材质为PP，直径65mm，高80mm，容量为220ml，封口采用撕拉口，直接将盖子压下即能密封（如图2）。

图2

3.初次组装

用有机玻璃板作为垫板进行组装，接通电源后点火器测试成功，加入可燃气体，接通电源，爆炸演示成功。

4.加装无线开关

该爆炸装置虽然小巧，但仍有一定的危险性，为了保证操作者的安全，我决定再加装一个无线遥控开关。

我网购的无线遥控开关接收灵敏度达-107dBm，电源电压输入范围为3.7V至6V，并具备良好的选择性和杂散辐射、本振辐射抑制能力，可多个接收模块同时工作（即单发多收）且不会互相干扰，一起使用不影响接收距离（如图 3）。

图3

5.组装

制作一块长297mm、宽210mm的有机玻璃板，作为爆炸装置的操作垫板；垫板下做一个长170mm、宽11mm、高30mm的开口小盒，用于存放高压脉冲点火器、电池、遥控接收器等。

将撕拉盖有机玻璃瓶粘在垫板上，在瓶底钻两个小孔，用于引入高压脉冲点火器的两条导线（如图4）。

图4

6.测试

为电池盒安装电池，打开遥控接收器开关，向瓶内充入打火机气体（丁烷），大约15秒后迅速盖上盖子，站在装置3米以外，按下遥控发射器，先看到瓶内电打火，然后听到“砰”的爆炸声，撕拉盖被冲开，测试成功。

三、科学原理

燃烧的条件是可燃物、助燃物、火源，而爆炸的条件是可燃物与空气混合，在较小范围内着火迅速燃烧，瞬间释放大量热量，造成温度和压力急剧升高，形成爆炸。

我制作的装置利用无线遥控器，可演示多种可燃性气体的爆炸，操作简单安全。