[实用新型]一种水流传声演示实验装置

说明书

本实用新型提出一种水流传声演示实验装置，包括音乐播放器、音频放大器、激光器、发射防水装置、水箱、光敏电阻传感模块、解调防水装置、音箱；激光器在发射防水装置的保护下放入水箱并对准水箱排水管中轴，音乐播放器输出随音乐频率幅度变化的电信号，经过音频放大器调制后作为激光器的驱动电源，使激光器发射随音乐频率幅度变化的激光，激光因全反射原理沿水柱传输到水柱下方光敏电阻传感模块上，光敏电阻传感模块在解调防水装置的保护下接收流水柱中光信号产生对应电信号，此电信号送入音箱还原音乐。本实用新型利用生活中常见的物品演示光通信原理，与常规光通信实验装置相比，成本低廉，效果直观，可广泛用于相关专业理论和实验教学。

技术领域

本实用新型属于光通信原理演示实验仪器领域，特别涉及一种水流传声演示实验装置。

背景技术

现代通信领域里，光纤较之电缆通信等具有经济、效率高、容量大和不易被窃出等优点，已作为通信介质连通到万千家庭，是现代通信领域不可或缺的组件之一。开发制作光纤通信原理演示用实验仪器，应用于科学普及、相关专业理论教学或演示实验教学，可以让学生直观理解光纤通信原理，学生亲自参与实验感受后的理解更为深刻，同时提高学生动手能力，开拓创新思维。

目前应用最为广泛的光纤通信，其原理为：先在发送端要把传送的信息(如音乐)变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化，由透明材料做成的纤芯和在它周围采用比纤芯的折射率稍低的材料作为包层的光纤，将射入纤芯的光信号，经纤芯-包层界面全反射，使激光信号在纤芯中传播前进；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后还原音乐信号。本实用新型直接演示光线在流水柱中曲折前进传递信号，其本质机理与光纤通信是一致的，只不过对应的光传输介质光纤替换为流水柱，光纤外低折射率的包层材料在本装置中为空气，光纤通信使用的1310nm或1550nm不可见光源对应替换成激光器发出的632.8nm可见激光，用生活中熟悉的物体演示复杂的原理和工作过程，使学生简单易懂。本实用新型利用生活中常见的音乐播放器、激光器、音频放大器、光敏电阻、音箱改装制作而成的光纤通信原理演示实验装置。

本实用新型具有装置小巧，携带和操作方便，有光又有声，直观演示光电转换、光通讯机制等优势，深受学生喜爱。用生活中常见物品开发研制的教学仪器，题材新颖，简单经济，在实际教学过程中使用，效果理想。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种水流传声演示实验装置，其具有利用生活中常见物品简单直观演示光纤通信原理的优势。

一种水流传声演示实验装置，包括音乐播放器1、音频放大器2、激光器3、发射防水装置4、水箱5、光敏电阻传感模块6、解调防水装置7、音箱8，激光器3在发射防水装置4的保护下放入水箱并对准水箱排水管中轴，音乐播放器1输出随音乐频率幅度变化的电信号，经过音频放大器2调制后作为激光器3的驱动电源，使激光器3发射随音乐频率幅度变化的激光，由于音频信号变化速度快，激光器发出的光信号也高速变化，因视觉暂留效应，人眼分辨不出来激光频率和强度的变化；因全反射原理沿水柱传输到水柱下方光敏电阻传感模块6上，光敏电阻传感模块6在解调防水装置7的保护下接收流水柱中光信号产生对应电信号，此电信号送入音箱8还原音乐；当切断水流或者遮挡光敏电阻传感模块6，使光敏电阻传感模块6不能接收激光器3发出的光线时，音箱的音乐立即停止。

所述的音乐播放器1可以是MP3、MP4、手机等拥有音乐播放功能的常见装置。

所述的音频放大器2为输出电压3V～5V的音频放大模块，调制音乐播放器输出的电信号后作为激光器3的驱动电源。

所述的激光器3，其工作电压为3V～6V，输出波长为632.8nm红色激光。

所述的发射防水装置4，为隔绝激光器与水的透明密封容器，材质为透明塑料或者玻璃。