保温瓶的发明者:英国 化学家和物理学家詹姆士·杜瓦1892年 因此又叫杜瓦瓶。
有关保温瓶的原理很简单:瓶有内壁和外壁;两壁之间呈真空状。真空中无法进行热传导和对流,而镀上的金属反射层可以反射热辐射。所以凡是倒入瓶里的液体都能在相当长的一段时间内,保持它原有的温度。

这就是为什么保温瓶能够冬天保持饮料暖热,夏天保持饮料冷凉的原因。许多参加过多次旅游的人觉得很难想象,没有保温瓶会是一种什么样的情形。杜瓦在-240摄氏度的低温下制出了液态氧.为了保存这种液态氧,他设计了一个热不能传进去,也不能散出来的瓶子.我们使用的保温瓶,就是从这种"杜瓦瓶"演变出来的.杜瓦的保温瓶,是根据热传递设计的:第一,它用两层玻璃瓶制成,瓶中间抽趁真空,隔绝了空气的热传导和对流;第二,瓶壁涂上了银,就像镜子反射光线那样,能把热量的辐射反射回瓶内;第三,瓶口盖上瓶塞,防止热从瓶口溜出去,若用来装开水,也就成了保温瓶. 然而,认识到保温瓶在各种情形中都会有用的是德国玻璃制造工人赖因霍尔德·伯格。他在1903年获得了保温瓶的专利,并且制订了把它投入市场的计划。伯格甚至举办了一次给他的保温瓶起个好名字的比赛。他挑选的获胜名字是"瑟莫斯"(即热水瓶),那是关于热的希腊字。
伯格的产品非常成功,很快他就将保温瓶运往世界各地。保温瓶经常为科学上的用途服务,例如,当液体需要保持恒温时。牛痘苗、血清和其他液体也经常用保温瓶来运送。 保温瓶里面不再是涂水银了,60年代以前是镀银层,镀氧化镁。
分类和用途
保温瓶可分三大类:①细口型。通常又称热水瓶。口部直径小,保温性能好,主要用于盛装沸热水、煎热中药汁、热饮料和冷饮料等。②大口型。通常又称冰瓶。口部直径大,物品取放方便,主要盛装冰块、冰糕、带容器冷饮料、冰镇药剂、液态气体、防发酵物质等,亦可盛放热食、带容器热饮料等。③杯型。通常又称保温杯。口部直径大,小容量,主要用作短时间内能减少环境温度对内装物影响的饮食具。
一些关于传感器的提问
问题一:液氮有什么用。 灭火很扯淡
问题二:液氮是干什么用的 液氮一般用来保护,或者利益其冷量。
畜牧一般冷冻 ***
问题三:液氮具有什么功能 氮气非常稳定,且氮气的熔沸点都很低,所以液氮的作用有:
1液氮可用于冷冻食物和物品。
2液氮可以保鲜食物,防止食物被氧化变质。
3液氮具有冷冻麻醉的作用,可抚于医疗上手术麻醉。
4液氮低温下,电阻非常小,可用作超导体。
问题四:液态氮用来干什么 液态氮能于液态氧混合,形成液态燃料,使得液态氧的燃烧保持稳定,火箭大都是这么做的
液态氮还是很好的冷却液体,并且气化后的氮气能用于食物保鲜(把食物与空气唬离,使细菌远离有氧环境)
问题五:用什么东西保存液氮最好 盛放液氮这种低温液体当然用低温容器了 也就是杜瓦瓶 但是是你只是需要少量的话可以用保温瓶之类的 就是以前用的那种双层保温瓶 装汤和菜保温的那种 没有的话可用保温杯,但是效果很差
问题六:赛车里液氮有什么用? 你说的液氮是N2O吧````````就是一氧化二氮,俗称笑气。加到发动机里分解成氮气和氧气,氧气有助燃作用,这就不用说了吧````````````直接加氧气的话,会爆炸的。
涡轮增压就是增加发动机的进气量。
两者都是为了提高发动机的动力
氮气无法燃烧,增加氮气在气缸中的比例等于增加了发动机的压缩比,从而提高了发动机功率。
* 压缩比是汽缸体积和燃烧室体积之比
* 燃烧室是指活塞运动到最接近汽缸顶端时,汽缸顶端到活塞顶部表面的体积。这个体积越小,空气和汽油的化合物产生爆燃的空间也就越小,爆燃对活塞的压力也就越大。
准确的说应该是废气涡轮增压器,现代汽车为了提高发动机输出功率、减轻汽车单位功率质量比、降低燃油消耗和废气排放,在不增加发动机排量的基础上,采用增压器来提高进入气缸的空气密度和压力这个措施来实现。大家经常看到的汽车拉力赛中所使用的赛车,排量虽小,但功率大的令人之惊,一般地都是利用增压器来得到。尤其是在柴油发动机上安装增压器不但可以增加功率,增大扭矩,还可以减少汽车的排气污染。由于以上原因,采用增压这个手段已成为现代汽车发动机发展的必然趋势和方向。
废气涡轮增压器英文为Turbo。
目前,车用发动机增压系统有多种类型:机械式增压器、气波增压器和废气涡轮增压器等。而汽油车上一般都是采用后两种型式。
废气涡轮增压器是利用发动机排出的废气能量,推动增压器中的涡轮旋转,并带动安装在同轴的压气机叶轮,将空气进行压缩,然后将经过压缩的空气充入发动机的气缸,增加气缸中空气的密度和压力,从而提高发动机的功率。它与发动机之间没有机械联系,结构简单,工作可靠。它充分利用了发动机排出废气的能量,同时又改善了燃油经济性。所以在汽车中得到广泛应用。
废气涡轮增压器贰般是由单级离心式压气机与单级径流式涡轮或轴流式涡轮组成,根据不同需要,增压器还有双涡轮式、顺序涡轮式、混合涡轮式。
轴流式涡轮增压器有流量大、效率高等特点,比较适合用于大型或中型发动机上。它的叶轮直径较大,可从220-1000mm;转速低从5000-35000r/min;流量大从1.5-35kg/s,增压此为3.5 k,适用范围增压前功率从221-735kw。
径流式涡轮增压器一般用于小流量型车辆,它的叶轮直径小60-220mm,流量小,0.1-2kg/s,转速高,25000-200000r/min增压比1.4-3.5,适应范围从29.4-367.7kw(增压前功率)。特点为:体积小、效率高、加速性能好、结构简单。
并列双涡轮式克服了单级式涡轮体积大、转动能量大、响应性差的缺点。日产VG30D ETT发动机上就是这种直列顺序双涡轮增压器,它是采用二个直径尺寸不同的涡轮直列布置,它克服了单级式涡轮增压器对节气门开度的响应不太灵敏的缺陷,这个缺陷也就我们常说的涡轮增压器滞后。如86年生产的保时捷(959)就使用了这种增压器。
混合式涡轮增压器,它把涡轮式和罗茨式组合使用。低转速范围时使用罗茨式,高速范围则使用涡轮增压。这种混合式涡轮增压器在某些国外汽车厂家则称之为超级涡轮增压器,日产公司曾有一款车和意大利的兰恰德塔S4的拉力赛车就采用这种装置。
什么叫传感器?从广义上讲,传感器就是能感知外界信息并能按一定规律将这些信息转换成可用信号的装置;简单说传感器是将外界信号转换为电信号的装置。所以它由敏感元器件(感知元件)和转换器件两部分组成,有的半导体敏感元器件可以直接输出电信号,本身就构成传感器。敏感元器件品种繁多,就其感知外界信息的原理来讲,可分为①物理类,基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。②化学类,基于化学反应的原理。③生物类,基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类(还有人曾将传感器分46类)。下面对常用的热敏、光敏、气敏、力敏和磁敏传感器及其敏感元件介绍如下。
一 温度传感器及热敏元件
温度传感器主要由热敏元件组成。热敏元件品种教多,市场上销售的有双金属片、铜热电阻、铂热电阻、热电偶及半导体热敏电阻等。以半导体热敏电阻为探测元件的温度传感器应用广泛,这是因为在元件允许工作条件范围内,半导体热敏电阻器具有体积小、灵敏度高、精度高的特点,而且制造工艺简单、价格低廉。
1 半导体热敏电阻的工作原理
按温度特性热敏电阻可分为两类,随温度上升电阻增加的为正温度系数热敏电阻,反之为负温度系数热敏电阻。
⑴ 正温度系数热敏电阻的工作原理
此种热敏电阻以钛酸钡(BaTio3)为基本材料,再掺入适量的稀土元素,利用陶瓷工艺高温烧结尔成。纯钛酸钡是一种绝缘材料,但掺入适量的稀土元素如镧(La)和铌(Nb)等以后,变成了半导体材料,被称半导体化钛酸钡。它是一种多晶体材料,晶粒之间存在着晶粒界面,对于导电电子而言,晶粒间界面相当于一个位垒。当温度低时,由于半导体化钛酸钡内电场的作用,导电电子可以很容易越过位垒,所以电阻值较小;当温度升高到居里点温度(即临界温度,此元件的‘温度控制点’ 一般钛酸钡的居里点为120℃)时,内电场受到破坏,不能帮助导电电子越过位垒,所以表现为电阻值的急剧增加。因为这种元件具有未达居里点前电阻随温度变化非常缓慢,具有恒温、调温和自动控温的功能,只发热,不发红,无明火,不易燃烧,电压交、直流3~440V均可,使用寿命长,非常适用于电动机等电器装置的过热探测。
⑵ 负温度系数热敏电阻的工作原理
负温度系数热敏电阻是以氧化锰、氧化钴、氧化镍、氧化铜和氧化铝等金属氧化物为主要原料,采用陶瓷工艺制造而成。这些金属氧化物材料都具有半导体性质,完全类似于锗、硅晶体材料,体内的载流子(电子和空穴)数目少,电阻较高;温度升高,体内载流子数目增加,自然电阻值降低。负温度系数热敏电阻类型很多,使用区分低温(-60~300℃)、中温(300~600℃)、高温(>600℃)三种,有灵敏度高、稳定性好、响应快、寿命长、价格低等优点,广泛应用于需要定点测温的温度自动控制电路,如冰箱、空调、温室等的温控系统。
热敏电阻与简单的放大电路结合,就可检测千分之一度的温度变化,所以和电子仪表组成测温计,能完成高精度的温度测量。普通用途热敏电阻工作温度为-55℃~+315℃,特殊低温热敏电阻的工作温度低于-55℃,可达-273℃。
2 热敏电阻的型号
我国产热敏电阻是按部颁标准SJ1155-82来制定型号,由四部分组成。
第一部分:主称,用字母‘M’表示 敏感元件。
第二部分:类别,用字母‘Z’表示正温度系数热敏电阻器,或者用字母‘F’表示负温度系数热敏电阻器。
第三部分:用途或特征,用一位数字(0-9)表示。一般数字‘1’表示普通用途,‘2’表示稳压用途(负温度系数热敏电阻器),‘3’表示微波测量用途(负温度系数热敏电阻器),‘4’表示旁热式(负温度系数热敏电阻器),‘5’表示测温用途,‘6’表示控温用途,‘7’表示消磁用途(正温度系数热敏电阻器),‘8’表示线性型(负温度系数热敏电阻器),‘9’表示恒温型(正温度系数热敏电阻器),‘0’表示特殊型(负温度系数热敏电阻器)
第四部分:序号,也由数字表示,代表规格、性能。
往往厂家出于区别本系列产品的特殊需要,在序号后加‘派生序号’,由字母、数字和‘-’号组合而成。
例: M Z 1 1
序号
普通用途
正温度系数热敏电阻器
敏感元件
3 热敏电阻器的主要参数
各种热敏电阻器的工作条件一定要在其出厂参数允许范围之内。热敏电阻的主要参数有十余项:标称电阻值、使用环境温度(最高工作温度)、测量功率、额定功率、标称电压(最大工作电压)、工作电流、温度系数、材料常数、时间常数等。其中标称电阻值是在25℃零功率时的电阻值,实际上总有一定误差,应在±10%之内。普通热敏电阻的工作温度范围较大,可根据需要从-55℃到+315℃选择,值得注意的是,不同型号热敏电阻的最高工作温度差异很大,如MF11片状负温度系数热敏电阻器为+125℃,而MF53-1仅为+70℃,学生实验时应注意(一般不要超过50℃)。
4 实验用热敏电阻选择

首选普通用途负温度系数热敏电阻器,因它随温度变化一般比正温度系数热敏电阻器易观察,电阻值连续下降明显。若选正温度系数热敏电阻器,实验温度应在该元件居里点温度附近。
例MF11普通负温度系数热敏电阻器参数
主要技术参数名称 参数值 MF11热敏电阻符号外形图
标称阻值(kΩ) 10~15 片状外形 符号
额定功率 (W) 0.25
材料常数B范围(k) 1980~3630
温度系数(10-2/℃) -(2.23~4.09)
耗散系数(mW/℃) ≥5
时间常数(s) ≤30
最高工作温度(℃) 125
粗测热敏电阻的值,宜选用量程适中且通过热敏电阻测量电流较小万用表。若热敏电阻10kΩ左右,可以选用MF10型万用表,将其挡位开关拨到欧姆挡R×100,用鳄鱼夹代替表笔分别夹住热敏电阻的两引脚。在环境温度明显低于体温时,读数10.2k ,用手捏住热敏电阻,可看到表针指示的阻值逐渐减小;松开手后,阻值加大,逐渐复原。这样的热敏电阻可以选用(最高工作温度100℃左右)。
新教材热敏特性实验如图:
应将热敏电阻封装后再放入水中。最简单的封装是用长电工朔料套管,也可密封于类似的圆珠笔杆内。
下面是实测的一组数据。
编号 温度(℃) 电阻值(k)
1 15 14 R=R0expB(T-1-T0-1)T0=25+273KB:材料及结构常数(B是温度的函数)R0:标准温度T0时阻值
2 20 11
3 25 9.9
4 30 9.2
5 35 8.5
6 40 7.8
几种实用测温传感器
a空调内专用温控传感器:热敏元件封在铜金属官中。
b 气温测量传感器
二 光传感器及光敏元件
光传感器主要由光敏元件组成。目前光敏元件发展迅速、品种繁多、应用广泛。市场出售的有光敏电阻器、光电二极管、光电三极管、光电耦合器和光电池等。
1 光敏电阻器
光敏电阻器由能透光的半导体光电晶体构成 ,因半导体光电晶体成分不同,又分为可见光光敏电阻(硫化镉晶体)、红外光光敏电阻(砷化镓晶体)、和紫外光光敏电阻(硫化锌晶体)。当敏感波长的光照半导体光电晶体表面,晶体内载流子增加,使其电导率增加(即电阻减小)。
光敏电阻的主要参数:
◆光电流 、亮阻:在一定外加电压下,当有光(100lx照度)照射时,流过光敏电阻的电流称光电流;外加电压与该电流之比为亮阻,一般几kΩ~几十kΩ。
◆暗电流、暗阻:在一定外加电压下,当无光( 0 lx照度)照射时,流过光敏电阻的电流称暗电流;外加电压与该电流之比为暗阻,一般几百kΩ~几千kΩ以上。
◆最大工作电压:一般几十伏至上百伏。
◆环境温度:一般-25℃至 +55℃,有的型号可以-40℃至+70℃。
◆额定功率(功耗):光敏电阻的亮电流与外电压乘积;可有5mW至300mW多种规格选择。
◆光敏电阻的主要参数还有响应时间、灵敏度、光谱响应、光照特性、温度系数、伏安特性等。
值得注意的是,光照特性(随光照强度变化的特性)、温度系数(随温度变化的特性)、伏安特性不是线性的,如以CdS(硫化镉)光敏电阻的光阻有时随温度的增加而增大,有时随温度的增加又变小。
硫化镉光敏电阻器的参数:
型号规格 MG41-22 MG42-16 MG44-02 MG45-52
环境温度(℃) -40~+60 -25~+55 -40~+70 -40~+70
额定功率(mW) 20 10 5 200
亮阻,100lx(kΩ) ≤2 ≤50 ≤2 ≤2
暗阻, 0lx(MΩ) ≥1 ≥10 ≥0.2 ≥1
响应时间 (ms) ≤20 ≤20 ≤20 ≤20
最高工作电压(v) 100 50 20 250
部分类型CdS光敏电阻符号及外形图
2 光电二极管
和普通二极管相比,除它的管芯也是一个PN结、具有单向导电性能外,其他均差异很大。首先管芯内的PN结结深比较浅(小于1微米),以提高光电转换能力;第二PN结面积比较大,电极面积则很小,以有利于光敏面多收集光线;第三光电二极管在外观上都有一个用有机玻璃透镜密封、能汇聚光线于光敏面的“窗口”;所以光电二极管的灵敏度和响应时间远远优于光敏电阻。
常见的几种光电二极管及符号如下:
2DU有前极、后极、环极三个极。其中环极是为了减小光电二极管的暗电流和增加工作稳定性而设计增加的,应用时需要接电源正极。光电二极管的主要参数有:最高工作电压(10~50V),暗电流(≤0.05~1微安),光电流(>6~80微安),光电灵敏度、响应时间(几十ns~几十μs)、结电容和正向压降等。
光电二极管的优点是线性好,响应速度快,对宽范围波长的光具有较高的灵敏度,噪声低;缺点是单独使用输出电流(或电压)很小,需要加放大电路。适用于通讯及光电控制等电路。
光电二极管的检测可用万用表R×1K挡,避光测正向电阻应10KΩ~200 KΩ,反向应∞,去掉遮光物后向右偏转角越大,灵敏度越高。
光电三极管可以视为一个光电二极管和一个三极管的组合元件,由于具有放大功能,所以其暗电流、光电流和光电灵敏度比光电二极管要高得多,但结构原因使结电容加大,响应特性变坏。广泛应用于低频的光电控制电路。
常见的光电三极管形状及符号如下:
半导体光电器件还有MOS结构,如扫描仪、摄象头中常用的CCD(电荷耦合器件)就是集成的光电二极管或MOS结构的阵列。
三 气敏传感器及气敏元件
教材仅要求简单的热敏电阻和光敏电阻特性实验。由于气体与人类的日常生活密切相关,对气体的检测已经是保护和改善生态居住环境不可缺少手段,气敏传感器发挥着极其重要的作用。例如生活环境中的一氧化碳浓度达0.8~1.15 ml/L时,就会出现呼吸急促,脉搏加快,甚至晕厥等状态,达1.84ml/L时则有在几分钟内死亡的危险,因此对一氧化碳检测必须快而准。利用SnO2金属氧化物半导体气敏材料,通过颗粒超微细化和掺杂工艺制备SnO2纳米颗粒,并以此为基体掺杂一定催化剂,经适当烧结工艺进行表面修饰,制成旁热式烧结型CO敏感元件,能够探测0.005%~0.5%范围的CO气体。还有许多易爆可燃气体、酒精气体、汽车尾气等有毒气体的进行探测的传感器。常用的主要有接触燃烧式气体传感器、电化学气敏传感器和半导体气敏传感器等。接触燃烧式气体传感器的检测元件一般为铂金属丝(也可表面涂铂、钯等稀有金属催化层),使用时对铂丝通以电流,保持300℃~400℃的高温,此时若与可燃性气体接触,可燃性气体就会在稀有金属催化层上燃烧,因此铂丝的温度会上升,铂丝的电阻值也上升;通过测量铂丝的电阻值变化的大小,就知道可燃性气体的浓度。电化学气敏传感器一般利用液体(或固体、有机凝胶等)电解质,其输出形式可以是气体直接氧化或还原产生的电流,也可以是离子作用于离子电极产生的电动势。半导体气敏传感器具有灵敏度高、响应快、稳定性好、使用简单的特点,应用极其广泛;下面重点介绍半导体气敏传感器及其气敏元件。
半导体气敏元件有N型和P型之分。N型在检测时阻值随气体浓度的增大而减小;P型阻值随气体浓度的增大而增大。象SnO2金属氧化物半导体气敏材料,属于N型半导体,在200~300℃温度它吸附空气中的氧,形成氧的负离子吸附,使半导体中的电子密度减少,从而使其电阻值增加。当遇到有能供给电子的可燃气体(如CO等)时,原来吸附的氧脱附,而由可燃气体以正离子状态吸附在金属氧化物半导体表面;氧脱附放出电子,可燃行气体以正离子状态吸附也要放出电子,从而使氧化物半导体导带电子密度增加,电阻值下降。可燃性气体不存在了,金属氧化物半导体又会自动恢复氧的负离子吸附,使电阻值升高到初始状态。这就是半导体气敏元件检测可燃气体的基本原理。
目前国产的气敏元件有2种。一种是直热式,加热丝和测量电极一同烧结在金属氧化物半导体管芯内;旁热式气敏元件以陶瓷管为基底,管内穿加热丝,管外侧有两个测量极,测量极之间为金属氧化物气敏材料,经高温烧结而成。
气敏元件的参数主要有加热电压、电流,测量回路电压,灵敏度,响应时间,恢复时间,标定气体(0.1%丁烷气体)中电压,负载电阻值等。QM-N5型气敏元件适用于天然气、煤气、氢气、烷类气体、烯类气体、汽油、煤油、乙炔、氨气、烟雾等的检测,属于N型半导体元件。灵敏度较高,稳定性较好,响应和恢复时间短,市场上应用广泛。QM-N5气敏元件参数如下:标定气体(0.1%丁烷气体,最佳工作条件)中电压≥2V,响应时间≤10S,恢复时间≤30S,最佳工作条件加热电压5V、测量回路电压10V、负载电阻RL为2K,允许工作条件加热电压4.5~5.5V、测量回路电压5~15V、负载电阻0.5~2.2K。下图为气敏元件的简单测试电路(组成传感器),电压表指针变化越大,灵敏度越高;只要加一简单电路可实现报警。常见的气敏元件还有MQ-31(专用于检测CO),QM-J1酒敏元件等。

四 力敏传感器和力敏元件
力敏传感器的种类甚多,传统的测量方法是利用弹性材料的形变和位移来表示。随着微电子技术的发展,利用半导体材料的压阻效应(即对其某一方向施加压力,其电阻率就发生变化)和良好的弹性,已经研制出体积小、重量轻、灵敏度高的力敏传感器,广泛用于压力、加速度等物理力学量的测量。
五 磁敏传感器和磁敏元件
目前磁敏元件有霍尔器件(基于霍尔效应)、磁阻器件(基于磁阻效应:外加磁场使半导体的电阻随磁场的增大而增加。)、磁敏二极管和三极管等。以磁敏元件为基础的磁敏传感器在一些电、磁学量和力学量的测量中广泛应用。
在一定意义上传感器与人的感官有对应的关系,其感知能力已远超过人的感官。例如利用目标自身红外辐射进行观察的红外成像系统(夜像仪),黑夜中可1000米发现人,2000米发现车辆;热像仪的核心部件是红外传感器。1991年海湾战争中,伊拉克的坦克配置的夜视仪探测距离仅800米,还不及美英联军的一半,黑暗中被打得惨败是必然的。目前世界各国都将传感器技术列为优先发展的高新技术的重点。为了大幅度提供传感器的性能,将不断采用新结构、新材料和新工艺,向小型化、集成化和智能的方向发展。


