無線遙控多功能爆炸實驗演示裝置

文河北省唐山市第四十九中學 解忠良

學習《燃燒與滅火》時，老師說煤氣、天然氣、氫氣等可燃氣體在空氣中積聚到一定程度，遇到明火就會發生爆炸，并播放了有關爆炸的視頻，可同學們看得并不盡興。

如果有裝置可以現場進行爆炸演示，不是更好嗎？因此，我想制作一個能演示可燃氣體在空氣中積聚到一定程度，遇到明火發生爆炸的儀器。

一、基本思路

用撕拉蓋有機玻璃瓶作為爆炸器具，內部裝有高壓脈沖點火器，演示前向瓶內充入一定量的可燃性氣體，蓋上蓋子，接通高壓脈沖點火器，引燃瓶內氣體，形成爆炸，產生的沖擊波沖開蓋子，顯示爆炸的威力。

二、研究過程

1.確定爆炸裝置用高壓脈沖點火器

我從網上購買了兩套高壓脈沖點火器，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50萬至100萬伏左右（使用時一定要注意安全），高壓兩極放電距離為10mm至15mm，輸出高壓線長度約100mm，輸入電源線長約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行測試，爆炸效果很好，但瓶體為白色，不透明，不能看到爆炸瞬間瓶內的情況，因此更換為撕拉蓋有機玻璃瓶。

玻璃瓶型號為S6580，瓶身材質為PET，瓶蓋材質為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

用有機玻璃板作為墊板進行組裝，接通電源后點火器測試成功，加入可燃氣體，接通電源，爆炸演示成功。

4.加裝無線開關

該爆炸裝置雖然小巧，但仍有一定的危險性，為了保證操作者的安全，我決定再加裝一個無線遙控開關。

我網購的無線遙控開關接收靈敏度達-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，可多個接收模塊同時工作（即單發多收）且不會互相干擾，一起使用不影響接收距離（如圖 3）。

圖3

5.組裝

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

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

圖4

6.測試

為電池盒安裝電池，打開遙控接收器開關，向瓶內充入打火機氣體（丁烷），大約15秒后迅速蓋上蓋子，站在裝置3米以外，按下遙控發射器，先看到瓶內電打火，然后聽到“砰”的爆炸聲，撕拉蓋被沖開，測試成功。

三、科學原理

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線遙控器，可演示多種可燃性氣體的爆炸，操作簡單安全。