本技術(shù)屬于實驗儀器，具體涉及一種逾滲實驗儀。

背景技術(shù)：

1、逾滲理論是處理強無序和具有隨機幾何結(jié)構(gòu)系統(tǒng)常用的理論方法之一。這一理論研究的中心內(nèi)容是：當(dāng)系統(tǒng)的成分或某種意義上的密度變化達到一定值(稱為逾滲閾值)時，在逾滲閾值處系統(tǒng)的一些物理性質(zhì)會發(fā)生尖銳的變化，即在逾滲閾值處，系統(tǒng)的一些物理現(xiàn)象的連續(xù)性會發(fā)生變化，比如突然消失或者是突然出現(xiàn)。

2、逾滲轉(zhuǎn)變，指的是在龐大無序系統(tǒng)中隨著聯(lián)結(jié)程度，或某種密度、占據(jù)數(shù)、濃度的增加(或減少)到一定程度，系統(tǒng)內(nèi)突然出現(xiàn)(或消失)某種長程聯(lián)結(jié)性，性質(zhì)發(fā)生突變，我們稱發(fā)生了逾滲轉(zhuǎn)變，或者說發(fā)生了尖銳的相變。正是這種逾滲轉(zhuǎn)變，使之成為描述多種不同現(xiàn)象的一個自然模型，用于闡明相變和臨界現(xiàn)象的一些最重要的物理概念。

3、假設(shè)已知存在一個正方形網(wǎng)格，有n行n列等間隔的排開，在彼此交叉的交點處彼此接通相連，即：一個大正方形內(nèi)包含了若干大小相同的小正方形。在該正方形網(wǎng)格的其中一組對邊外加適量的直流電壓，那么該正方形網(wǎng)格在該組對邊之間會有電流流過，若用剪刀隨機剪斷小正方形的邊，在開始時剪斷的邊數(shù)較少，整個網(wǎng)格仍有電流流過，隨著剪斷的數(shù)量增加，電流逐漸變小，直到達到某一剪斷數(shù)量時，整個網(wǎng)絡(luò)的電流突然急劇減小或者消失，則稱此時發(fā)生了逾滲相變，該過程是最為簡單的相變，因此上述正方形網(wǎng)格模型屬于研究相變和臨界現(xiàn)象的典型模型。該模型屬于鍵逾滲，隨著鍵(邊)連通概率p的取值由1逐漸變小，網(wǎng)格將在p＝0.5時出現(xiàn)逾滲相變，因此又稱p＝0.5為逾滲閾值pc。

4、逾滲理論已被運用于各領(lǐng)域的分析研究中，是一種有效的理論工具，因此具有十分重要的意義?；谠摾碚摰膶嶒瀮x器的研制將有助于逾滲理論的理解與運用，已公開的專利號為“zl202121447504.x”的實用新型專利中，就是以鍵逾滲模型為基礎(chǔ)的設(shè)計，但是該逾滲實驗儀器的設(shè)計僅適合于基于理想環(huán)境光的情況下，在光線不足時會使儀器的使用效果受到影響，另外該儀器僅使用小球占據(jù)孔位從而遮擋光敏電阻的方式來進行實驗，實驗方式較為單一，而每次都需要進行若干組實驗，在實驗時需要準(zhǔn)確數(shù)出小球的數(shù)量，而且要根據(jù)不同的占據(jù)概率來調(diào)整小球的數(shù)量，且小球也會存在掉落丟失的情況，因此實驗效率較低，而本專利能夠?qū)ι鲜鰡栴}進行優(yōu)化，擴展了實驗儀器的操作方式和使用場景，該儀器便于操作，實驗效率可得到進一步提高。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種逾滲實驗儀。

2、本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

3、一種逾滲實驗儀，包括母板a和母板b，所述母板a上布置有圓孔陣列，所述圓孔陣列的每個圓孔中均嵌裝有一個光敏電阻，光敏電阻間通過導(dǎo)線相連構(gòu)成光敏電阻網(wǎng)絡(luò)，該光敏電阻網(wǎng)絡(luò)電連接至光敏電阻主回路，在光敏電阻主回路中設(shè)置有直流電源、采樣電阻和電流驟變檢測電路，所述電流驟變檢測電路并聯(lián)在采樣電阻兩端，用于檢測光敏電阻網(wǎng)絡(luò)的電流是否發(fā)生驟降；

4、在母板b上布置有與母板a一致的圓孔陣列，在母板b上的每個圓孔中嵌裝有一個發(fā)光二極管，這些發(fā)光二極管電連接在一塊印刷電路板上，構(gòu)成發(fā)光二極管陣列，該發(fā)光二極管陣列電連接發(fā)光二極管陣列控制電路，由發(fā)光二極管陣列控制電路對發(fā)光二極管陣列中的每個發(fā)光二極管的亮滅狀態(tài)進行控制；

5、母板a的正面和母板b的正面貼合在一起，使母板a的圓孔陣列的每個圓孔與母板b的圓孔陣列的每個圓孔一一相對。

6、在上述技術(shù)方案中，母板a的正面和母板b的正面均為光滑的平面，這樣，能夠?qū)⒛赴錫的正面和母板b的正面能夠緊密貼合在一起，并使母板a的圓孔陣列的每個圓孔與母板b的圓孔陣列的每個圓孔一一相對；并且，由于兩塊母板間是緊密貼合在一起的，使得兩塊母板的各圓孔間不漏光。

7、在上述技術(shù)方案中，所述圓孔陣列為在n行n列的正方形網(wǎng)格的每個小正方形的每條邊的中間位置都開設(shè)一個圓孔。

8、在上述技術(shù)方案中，所述光敏電阻網(wǎng)絡(luò)為n行n列的正方形網(wǎng)格，在所述正方形網(wǎng)格中的每個小正方形的每條邊的中間位置都串接一個光敏電阻。

9、在上述技術(shù)方案中，所述光敏電阻主回路中設(shè)置有電源開關(guān)及電流表，所述電源開關(guān)用于控制所述光敏電阻主回路的通斷，所述電流表用于檢測所述光敏電阻主回路的電流。

10、在上述技術(shù)方案中，所述電流驟變檢測電路中設(shè)置有指示發(fā)光二極管，用于對電流變化情況進行狀態(tài)指示。

11、在上述技術(shù)方案中，所述電流驟變檢測電路包括比較器、電阻r1、電阻r2、電阻r3和指示發(fā)光二極管，所述采樣電阻的一端連接比較器的反相輸入端，采樣電阻的另一端連接比較器的gnd端，電阻r1和電阻r2串聯(lián)在比較器的vcc端和gnd端之間，且電阻r1和電阻r2之間的連接點與比較器的同相輸入端連接，電阻r3和指示發(fā)光二極管串聯(lián)在比較器的vcc端和輸出端之間。采樣電阻用于采樣光敏電阻網(wǎng)絡(luò)的電流信號，采樣電阻兩端的采樣電壓會與比較器同相輸入端參考電壓進行比較，當(dāng)光敏電阻網(wǎng)絡(luò)的電流發(fā)生驟降時，由于電流的急劇變小觸發(fā)了電流驟變檢測電路中的比較器發(fā)生變化，電流驟變檢測電路中的指示發(fā)光二極管由原來的導(dǎo)通發(fā)光狀態(tài)變成截止熄滅狀態(tài)，從而通過該指示發(fā)光二極管的亮滅狀態(tài)來指示光敏電阻網(wǎng)絡(luò)的電流是否發(fā)生驟降。

12、在上述技術(shù)方案中，所述光敏電阻網(wǎng)絡(luò)的連接導(dǎo)線通過有機硅膠粘在母板a的背面；光敏電阻網(wǎng)絡(luò)背面還設(shè)置有底板，用來保護光敏電阻網(wǎng)絡(luò)，將光敏電阻網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定的固定在母板a上。

13、在上述技術(shù)方案中，所述發(fā)光二極管陣列控制電路包括單片機以及m個串行/并行輸出移位寄存器，單片機連接所述串行/并行輸出移位寄存器，m個串行/并行輸出移位寄存器彼此進行級聯(lián)，串行/并行輸出移位寄存器的每個并行輸出端各經(jīng)過一個電阻連接至所述發(fā)光二極管陣列中的一個發(fā)光二極管，從而控制發(fā)光二極管陣列中的每個發(fā)光二極管的亮滅。

14、在上述技術(shù)方案中，在發(fā)光二極管陣列控制電路設(shè)置有電源開關(guān)，用于控制發(fā)光二極管陣列控制電路的通斷。

15、本實用新型的優(yōu)點和有益效果為：

16、本實用新型的逾滲實驗儀，設(shè)計合理，便于操作，可以在不同的光線環(huán)境下進行實驗，擴展了應(yīng)用場景，通過實際動手實驗、記錄數(shù)據(jù)及后續(xù)的數(shù)據(jù)處理等過程，能讓操作者認識到逾滲理論的實際意義，并有助于對相關(guān)理論知識的理解。

技術(shù)特征：

1.一種逾滲實驗儀，其特征在于：包括母板a和母板b，所述母板a上布置有圓孔陣列，所述圓孔陣列的每個圓孔中均嵌裝有一個光敏電阻，光敏電阻間通過導(dǎo)線相連構(gòu)成光敏電阻網(wǎng)絡(luò)，該光敏電阻網(wǎng)絡(luò)電連接至光敏電阻主回路，在光敏電阻主回路中設(shè)置有直流電源、采樣電阻和電流驟變檢測電路，所述電流驟變檢測電路并聯(lián)在采樣電阻兩端；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逾滲實驗儀，其特征在于：母板a的正面和母板b的正面均為光滑的平面。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逾滲實驗儀，其特征在于：所述圓孔陣列為在n行n列的正方形網(wǎng)格的每個小正方形的每條邊的中間位置都開設(shè)一個圓孔。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逾滲實驗儀，其特征在于：所述光敏電阻網(wǎng)絡(luò)為n行n列的正方形網(wǎng)格，在所述正方形網(wǎng)格中的每個小正方形的每條邊的中間位置都串接一個光敏電阻。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逾滲實驗儀，其特征在于：所述光敏電阻主回路中設(shè)置有電源開關(guān)及電流表。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逾滲實驗儀，其特征在于：所述電流驟變檢測電路中設(shè)置有指示發(fā)光二極管。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逾滲實驗儀，其特征在于：所述電流驟變檢測電路包括比較器、電阻r1、電阻r2、電阻r3和指示發(fā)光二極管，所述采樣電阻的一端連接比較器的反相輸入端，采樣電阻的另一端連接比較器的gnd端，電阻r1和電阻r2串聯(lián)在比較器的vcc端和gnd端之間，且電阻r1和電阻r2之間的連接點與比較器的同相輸入端連接，電阻r3和指示發(fā)光二極管串聯(lián)在比較器的vcc端和輸出端之間。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逾滲實驗儀，其特征在于：所述光敏電阻網(wǎng)絡(luò)的連接導(dǎo)線通過有機硅膠粘在母板a的背面；光敏電阻網(wǎng)絡(luò)背面還設(shè)置有底板。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逾滲實驗儀，其特征在于：所述發(fā)光二極管陣列控制電路包括單片機以及m個串行/并行輸出移位寄存器，單片機連接所述串行/并行輸出移位寄存器，m個串行/并行輸出移位寄存器彼此進行級聯(lián)，串行/并行輸出移位寄存器的每個并行輸出端各經(jīng)過一個電阻連接至所述發(fā)光二極管陣列中的一個發(fā)光二極管。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逾滲實驗儀，其特征在于：在發(fā)光二極管陣列控制電路設(shè)置有電源開關(guān)。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種逾滲實驗儀，包括母板A和母板B，母板A上布置有圓孔陣列，圓孔陣列的每個圓孔中均嵌裝有一個光敏電阻，光敏電阻間通過導(dǎo)線相連構(gòu)成光敏電阻網(wǎng)絡(luò)，該光敏電阻網(wǎng)絡(luò)電連接至光敏電阻主回路，在光敏電阻主回路中設(shè)置有直流電源、采樣電阻、電流驟變檢測電路和電流表；在母板B上布置有與母板A一致的圓孔陣列，在母板B上的每個圓孔中嵌裝有一個發(fā)光二極管，構(gòu)成發(fā)光二極管陣列；兩塊母板貼合在一起，使母板A的圓孔陣列的每個圓孔與母板B的圓孔陣列的每個圓孔一一相對。本技術(shù)的逾滲實驗儀，可以在不同的光線環(huán)境下進行實驗，通過實際動手實驗、記錄數(shù)據(jù)及后續(xù)的數(shù)據(jù)處理等過程，能讓操作者認識到逾滲理論的實際意義。

技術(shù)研發(fā)人員：周長宏
受保護的技術(shù)使用者：天津農(nóng)學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：20240320
技術(shù)公布日：2024/12/19