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他們利用課余的時(shí)間去詢(xún)問(wèn)老師，上網(wǎng)查閱一些資料，也訪問(wèn)了一些有關(guān)的專(zhuān)家，從而得知，水中是否含有重金屬或酸類(lèi)等導(dǎo)電的離子是判斷水質(zhì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。我們知道，水是一種弱電解質(zhì)，能夠電解出微量的H+和OH-，具有微弱的導(dǎo)電性。當(dāng)水被重金屬或酸類(lèi)等物質(zhì)污染時(shí)，水中的導(dǎo)電離子含量會(huì)增加，使水的導(dǎo)電性增加。 他們?cè)谠O(shè)計(jì)這個(gè)裝置時(shí)，考慮到了以下一些問(wèn)題。第一，如何記錄水質(zhì)純凈對(duì)應(yīng)的電阻值；第二，如何提高測(cè)量的靈敏性；第三，如何直觀的顯示測(cè)量結(jié)果；第四，如何給裝置供電。 首先，為了提高測(cè)量的靈敏度，他們采用振蕩信號(hào)來(lái)測(cè)量被測(cè)液體的導(dǎo)電性。采用振蕩電路芯片與外圍的電阻、電容構(gòu)成多個(gè)電路，從而產(chǎn)生一個(gè)振蕩的測(cè)試信號(hào)，通過(guò)測(cè)試探頭放在被測(cè)液體中。其次，為了記錄純凈水質(zhì)的導(dǎo)電性，他們將一個(gè)電阻串接在一個(gè)探頭的輸入端，通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)電阻來(lái)確定純凈水質(zhì)的導(dǎo)電性，也為與被測(cè)試水質(zhì)的導(dǎo)電性比較提供了依據(jù)。為了便于家庭使用，他們?cè)谠O(shè)計(jì)中還特意采用了一些集成電路芯片，縮小了裝置的體積。用一塊9伏的干電池做能源，這臺(tái)鑒別器就運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)了。為了直觀地顯示測(cè)試結(jié)果，水質(zhì)的純凈程度由高至低，用綠、黃、紅三種顏色的LED燈來(lái)表示。 根據(jù)這個(gè)思路，他們利用周末的時(shí)間到大的電子市場(chǎng)淘所需要的材料，在此過(guò)程中也在思考如何優(yōu)化設(shè)計(jì)。當(dāng)一切準(zhǔn)備工作做好了之后，他們開(kāi)始組裝儀器。在這個(gè)過(guò)程中，也接觸到了平時(shí)課本中學(xué)習(xí)不到的內(nèi)容。在老師幫助下，他們拿起了電烙鐵去焊接電路板，拿起改錐和鐵鉗不斷調(diào)整螺絲所放的位置……在調(diào)試過(guò)程中，設(shè)計(jì)中的一些不完善的地方也會(huì)表現(xiàn)出來(lái)，有時(shí)讓他們感到沮喪、甚至懊惱。但是作品不可能半途而廢，在情緒調(diào)整好后，他們繼續(xù)埋頭苦干，找出錯(cuò)誤，終這件作品成功面世。 接下來(lái)就是拿著這個(gè)裝置去做實(shí)驗(yàn)。他們來(lái)到了學(xué)校，學(xué)校的水管有兩個(gè)出水口，一個(gè)是直飲水，另一個(gè)是自來(lái)水。當(dāng)把儀器的探頭放到盛有直飲水的燒杯中時(shí)，儀器上的綠燈馬上亮了起來(lái)，說(shuō)明了水的安全性。而當(dāng)把探頭放入盛有自來(lái)水的燒杯中時(shí)，黃燈亮了起來(lái)，說(shuō)明水質(zhì)還需進(jìn)一步凈化。他們又測(cè)試家中的自來(lái)水，同樣是黃燈亮，而在桶裝的純凈水中，綠燈亮了起來(lái)。 在2011年舉行的第31屆北京市青少年創(chuàng)新大賽中，他們的“家用水質(zhì)鑒別裝置”獲得了二等獎(jiǎng)。 |