氧气一节教学设计

2024-09-20

氧气一节教学设计（共12篇）

1.氧气一节教学设计篇一

课堂流程预习检测 5’ → 据书书中的图片和课件展示新知 5 ’ → 阅读书中材料完成教师设立的问题 10’ → 组内讨论达成共识 5’ → 展示答案 10’ → 达标测评5’ 达标测评 a 填空 1如果把绿叶比喻为“绿色工厂“‘那么’他竟星光合作用的”车间“应是叶肉细胞‘机器’则是’ 动力“是。 2在一定面积的土地上，为了提高农作物的产量，应该充分利用，促进作物进行作用，让植物制造出更多的有机物，这就需要在种植时做到。 b、选择 1引起空气中氧气体积分数增加的主要因素是 ( ) a人口的增加植物数量的增加 c工业生产 d土壤中细菌的增加 2植物光合作用的过程中，物质和能量的变化是( ) a分解有机物，释放能量 b合成有机物，释放能量 c分解有机物，储存能量 d合成有机物，储存能量 c 写出光合作用的表达式：学法指导：以独学、对学、组内互动形式完成任务导学内容一、基本概念：光合作用二、光和作用利用二氧化碳作为原料 1、普利斯特实验说明了什么？ 2、除水以外，是光合作用的原料。三、光合作用还能产生氧气 1、观察书123页演示实验，分析光合作用产生了什么气体？ 2、光合作用，除产生氧气外还产生什么物质 3、归纳光合作用的公式：

《第一节光合作用吸收二氧化碳释放氧气》导学案

2.氧气一节教学设计篇二

1.新课引入

展示:一瓶医用过氧化氢消毒液,引导学生观察标签上的注意事项(①本品遇光热易分解变质;②本品打开后,请尽快用完)。实验室可以用过氧化氢制取氧气。它是通过怎样的原理制取的呢?大家分组展开讨论。

2.探究活动

探究过氧化氢制取氧气的原理

(1)小组讨论结果(其间贯穿师生活动,配以多媒体展示)。

探究实验方案及理由:

①在常温条件下(操作简便)。

②在加热条件下(遇光、热易分解)。

③在催化剂条件下(氯酸钾分解制取氧气时用了催化剂)。

(2)实验方案:见下页图表。

(3)教师讲解:同学们想到了很多方案,这些方案是否可行,哪个方案更适宜在实验室制取氧气?我们有必要通过实验探究来得出结论。

(4)指导学生完成实验。

(5)交流实验成果:

实验1:不复燃实验2:复燃实验3:不复燃;实验4:复燃。

(6)师生共同分析实验现象出现的原因:

大家在做第一个实验时,带火星的木条没有复燃,我们是否可以得出这样一个结论:过氧化氢在常温下没有产生氧气?实际上常温下也有一定量的过氧化氢分解,由于产生氧气少,所以带火星的木条不复燃。

第二个实验带火星的木条复燃了,说明反应中肯定产生了大量的氧气,那么这些氧气是哪种物质产生的呢?是过氧化氢还是二氧化锰呢?如果氧气是过氧化氢产生的,那么二氧化锰在这个反应中起了什么作用?你认为二氧化锰在这个反应中起到了催化作用。这仅仅是你的猜想,如何证明你的猜想是正确的?

第三个实验,带火星的木条不复燃,教师做这个实验时加热了近4分钟,并且采用了排水法收集,成功了。现在大家来分析一下原因,为什么你们没有成功,而我成功了呢?还有一个很重要的原因:过氧化氢溶液加热时会产生大量的水蒸气,大量水蒸气的存在影响了氧气的检验,所以我用排水法收集,这样可以冷却很多水蒸气,收集到的氧气中的水蒸气含量很少,所以带火星的木条复燃。

第四个实验大家都没成功,这是为什么呢?交流分析得出是水蒸气的原因。

(7)教师总结:

刚才四个实验,都有氧气产生,你认为哪个方案适合于实验室制取氧气呢?为什么?(①太慢;②速度适中;③时间太长,效果不好;④速度太快,而且危险)所以实验室通常采用第二套方案制取氧气。

(8)教师演示拓展实验:

其实,过氧化氢制取氧气的催化剂有很多种,如氧化铜、氧化铁等,在我们日常生活中也有很多物质。大家看到这里有一块新鲜的猪肝,它也可以作为这个反应的催化剂,请大家仔细观察。(剧烈反应,产生大量气泡,带火星的木条复燃。)生活中还有很多物质可以做这化学反应的催化剂,实验室为大家准备了土豆,感兴趣的同学可以课后继续探究。

(9)过渡:

经过实验,我们得出了实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气的反应原理,那么它们是在什么样的装置中进行反应呢?

3.探究活动2 (探究过氧化氢制取氧气的装置)

(1)媒体展示氯酸钾和二氧化锰制取氧气的发生装置。

这是我们学过的氯酸钾和二氧化锰共热制取氧气的发生装置。能不能用这套装置?为什么?

(2)学生动手搭建装置,教师给予指导。

(3)学生展示搭建好的装置并进行交流并分析装置特点,得出适合实验室用过氧化氢制取氧气的装置。

4.体验探究成果

学生利用实验室用过氧化氢制取氧气的反应原理和发生装置制取一试管的氧气并检验。学生交流实验结果并分析实验成败原因。

5.课堂训练

(1)我们学习了实验室制取氧气的两套装置,它们各有什么特点?请同学们结合装置完成下面的表格。

(2)比较氯酸钾制氧气和过氧化氢制氧气的装置,你们认为选择装置时要考虑哪些因素?(反应物状态、反应条件)

(3)实验室在常温下用大理石(固体)与稀盐酸(液体)反应制取二氧化碳,可以选择上述哪套作为发生装置?

6.课堂小结(略)

点评

一、注重教学目标的设计和落实

吴老师以学生的经历和学习的过程为出发点制定本节课的教学目标。通过“对实验室制取氧气装置的比较,掌握实验室制取气体装置的选择方法”,制定知识与技能目标。通过“对过氧化氢制取氧气原理的探究,学习科学探究的基本方法;在实验室制取氧气装置的探讨中,学习演绎、归纳等逻辑方法和思想”设计过程与方法目标。通过“对反应原理和实验装置的探究,对学生进行科学思想和科学方法的培养;在小组合作学习中,培养学生团队合作精神”设计情感、态度与价值观目标。这样的三维目标处处体现了过程性学习,对于学生的个性思维发展是非常有利的。

二、注重实验方案的设计和结果的交流

实验的设计和探究就是这节课核心部分。这节课共有两个探究活动,其中探究活动一采用实验探究的形式,凸显了化学以实验为基础的学科特点。吴老师在学生实验后并没有急于归纳出反应原理,而是引导学生对每个实验现象进行深入分析,然后再引导学生进行一一比较,得出最合适的反应条件。整节课的大部分时间都用于对实验的设计、结果的讨论上,问题的深入分析过程环环相扣,师生互动、生生互动使知识在过程中得到完善,对学生的思维能力的培养显得淋漓尽致。

唯一的不足之处,学生动手用过氧化氢制取氧气的实验中,有较多组没有成功地收集满一试管的氧气。虽然此后教师对实验的成败原因分析得很透彻,也找出了失败的原因主要是橡皮塞没有塞紧,但如果在实验时教师给予一定的关注,使更多的小组实验成功,探究实验成功的成就感能更好地激发学生的学习热情,那么情感、态度与价值观的教学目标将显得更完善。

3.铝在氧气中燃烧的实验设计篇三

铝在氧气中的燃烧情况，现行的教材上只是提及燃烧时放出大量的热，并发出强光。但是对如何进行实验操作则没有明确说明，所以笔者对此展开了一些研究，并取得了理想的收获。现将这些研究过程及有关想法与同行们共享。

1利用铝粉进行实验

实验材料：铝粉、化学胶水、滤纸、酒精灯、火柴、剪刀、坩埚钳

实验过程：

在滤纸上均匀地涂上化学胶水，然后在两面均匀地附着上一层铝粉，凉干后剪成条状，用排水法收集一瓶氧气，用坩埚夹住附好铝粉的滤纸条，点燃滤纸后立即放入氧气瓶中，铝粉剧烈燃烧，发出强光。

优点：反应剧烈，现象明显。

缺点：里面有化学胶、滤纸，对化学实验现象会产生影响。可能会让学生产生怀疑。说服力打折扣。

2利用0.2 mm厚度的铝箔进行实验

实验准备：0.2 mm厚度的铝箔、砂纸、镁带少许、坩埚钳、酒精灯

(有很多的介绍都是用火柴棒点燃后放入氧气瓶中，但是我经过多次实验证明：用一根火柴棒点燃铝箔不易成功。且若木棒太长，既多耗氧，对实验效果同样产生影响。)

实验过程：

①用砂纸打磨去铝箔表面的氧化膜，卷曲成螺旋状，一端接上不超过1 cm长的镁带，以确保对整体现象不产生明显影响。

②用酒精灯点燃镁带，立即放入盛有氧气的集气瓶内，从口部缓下移，镁带很快燃尽，产生的高温很容易地引燃了铝箔，铝箔在氧气中能持续较长时间的燃烧。

优点：轻易地引燃了铝箔。

缺点：铝箔的燃烧比较平静，不太剧烈。

3利用0.025 mm厚度的极薄铝箔进行实验

实验准备：0.025 mm厚度的铝箔、镁带少许、坩埚钳、酒精灯

实验过程：

①取0.025 mm厚度的铝箔约10 cm见方，松松地卷成多层卷筒状，一端靠边接上一段不超过1 cm长的镁带，注意不要将此端封死，要留下部分开口处，以确保铝箔与氧气充分接触。

②用酒精灯点燃镁带，立即放入氧气瓶内，从口部缓下移，镁带很快燃尽，产生的高温很容易地引燃了铝箔，铝箔在氧气中能快速而剧烈地燃烧，发生耀眼的强光，同时产生类似连续小爆炸一样的劈劈啪啪的声音，非常壮观。

优点：操作安全简便易行，材料易得，现象明显。

4.氧气课时教学设计篇四

作为一名优秀的教育工作者，可能需要进行教学设计编写工作，教学设计是对学业业绩问题的解决措施进行策划的过程。那么大家知道规范的教学设计是怎么写的吗？以下是小编整理的氧气课时教学设计范文，希望能够帮助到大家。

一、教学设计思路

（一）教材分析

本课题选自最新人教版初三化学上册第二单元课题二氧气。本节教材选取了学生身边最熟悉的物质氧气作为学习素材，这些素材为学生提供了丰富、生动的感性知识，学生学起来亲切，易于理解和接受。首先从氧气的物理性质入手，通过木条燃烧归纳出氧气的检验方法，进一步通过硫、木炭、铁丝燃烧实验介绍氧气的化学性质，并根据文字表达式讨论总结出氧化反应和化合反应的概念，最后教材还介绍了缓慢氧化。

（二）学情分析

本课题是学生第一次系统地学习物质，所以，要引导学生逐步学会认识物质的一般方法。学生对实验探究还刚起步，需要在老师的不断引导下，逐步增强、提高和掌握。学生对实验现象的观察才刚刚开始，所以让学生通过观察程序，对实验的观察和描述做到系统、准确，是需要老师引导的。

根据学生认识上的特点，本课题分两个课时，在第一课时的教学中，以实验为主，通过实验探索和讨论交流，认识氧气的化学性质。第二课时讲述化合反应与氧化反应，讲评练习。

二、教学目标

1、知识与技能：

①认识氧气的主要物理性质；

②观察和描述硫、木炭、铁丝在空气中和氧气中燃烧的现象，从中归纳出氧气的化学性质。

③通过对已知反应共性的归纳总结，初步建立化合反应与氧化反应的概念。并能对已学的典型反应进行分类。

2、过程与方法

①通过实验来探讨氧气的化学性质，同时培养学生观察，分析及语言表达能力；②观察和分析演示实验，初步学会描述实验过程和现象的方法。加深对知识的理解。体会实验中的观察、比较、分析和归纳的方法。

3、情感态度与价值观

（1）通过研究氧气的性质，培养学生严谨的科学态度；

（2）通过氧气化学性质的实验，激发学生的学习兴趣，培养学生求实、严谨的优良品质。

三、重点难点

重点：①氧气的化学性质②化合反应，氧化反应概念的建立。难点：①依据实验结果，通过比较和分析，归纳氧气的化学性质。

②氧化反应的理解。

疑点：实验现象不同的原因。

四、实验材料

器材：集气瓶、燃烧匙、酒精灯、坩埚钳等。

药品：木炭、硫磺、细铁丝、水等。

其他：火柴、木条等。

五、教学方法

探究、归纳为主的启发式教学法

六、教学过程

复习提问：氧气在空气中的体积分数及其用途。

引入新课：既然氧气对我们如此重要，今天我们就来学习有关氧气的一些性质。［板书］课题2氧气

讲述：我们研究物质的顺序，一般先介绍它的物理性质再介绍它的化学性质，而对于气体的物理性质我们一般主要从颜色、气味、状态、密度与空气大小比较、溶解性等方面来学习。

[板书]一、物理性质

活动一出示一瓶氧气，问：这是一瓶氧气，谁来描述一下它的物理性质呢？提问：鱼儿能在水中存活说明水中溶有氧气吗？

【板书】：氧气是一种无色无味的气体，密度比空气略大，不易溶于水过渡：接下来我们介绍化学性质

[板书]二、化学性质

演示实验：把带火星的木条伸入氧气瓶

提问：木条放入瓶中与瓶外的`现象有什么不同

［板书］检验氧气的方法：将带火星的木条伸入瓶中，如果木条复燃，证明是氧气

演示实验：硫在空气中、氧气中的燃烧

提问：硫在空气中、氧气中的燃烧现象有什么不同呢？

【板书】硫在空气中燃烧火焰呈淡蓝色，生成一种有刺激性气味的气体；硫在氧气中燃烧火焰呈蓝紫色，生成一种有刺激性气味的气体；

文字表达式：硫＋氧气——二氧化硫

讲述：二氧化硫（化学式为SO2）是污染空气的主要气体之一，燃放烟花爆竹会产生二氧化硫，这就是为什么禁止燃放烟花爆竹的原因。

［演示实验］木炭在空气中、纯氧中燃烧实验

提问：碳在空气中、氧气中的燃烧现象有什么

【板书】碳在空气中只能发红、在氧气中剧烈燃烧发出白光。

文字表达式：碳+氧气———二氧化碳

讨论：木炭和硫分别在空气和氧气里燃烧的现象不同，这说明了什么？

【讲解】1、物质燃烧主要是与氧气反应

2、燃烧反应的剧烈程度与氧气的浓度有关

演示实验：铁丝在氧气中燃烧

展示铁丝并设问：你见过铁丝在空气中燃烧的现象吗？铁丝在氧气中也能燃烧吗？［板书］铁丝在空气中不能燃烧，只能发红，在氧气中剧烈燃烧、火星四射、生成一种黑色固体

文字表达式：铁+氧气——四氧化三铁

提问：1、集气瓶中为什么要放少量的水呢？

2、如果实验观察不到火星四射，你认为可能是什么原因呢？

总结：1、为了防止燃烧过程中溅落下来的熔融物把集气瓶炸裂。

2、可能原因有：氧气不纯、铁丝生锈、没有等到火柴快燃尽就伸入

提问：通过带火星木条、硫、铁在氧气中的燃烧，我们可总结出氧气有哪些性质呢

［板书］氧气是一种化学性质较活泼的气体，它可支持燃烧，氧气含量越高，燃烧越剧烈。氧气在反应中提供氧，具有氧化性，是常用的氧化剂

讨论：前面几种物质的燃烧的文字表达式有什么共同的特征呢？

小结：1、生成物只有一种2、反应物都有氧气参加

【板书】化合反应：由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应；氧化反应：物质与氧气发生的反应

讲解：化合反应是多变一，可用A+B=AB表示，氧化反应分为剧烈氧化和缓慢氧化，燃烧属于剧烈氧化，缓慢氧化是不易被人察觉的，如铁生锈、食物腐烂、动植物的呼吸等。剧烈氧化和缓慢氧化的共同点是都属与氧化反应、都会放热。提问：氧化反应一定属于化合反应吗？

讲解：氧化反应不一定属于化合反应，如蜡烛燃烧是氧化反应却不是化合反应。化合反应属于基本反应类型而氧化反应不是基本反应类型。

练习：课本56页第一、三题

5.制取氧气教学设计篇五

本节课的教学内容，如实验室制氧气的原料选择、反应原理、催化剂初步概念等，都要尽可能让学生以参与者身份，自己发现问题，总结规律，获取知识。

决不可单向传递式灌输，学生的参与要靠教师的引领，即创设好实验情境、设置好问题的的台阶，使学生有获取知识的欲望和参与探究的激情。

第二课时

这是一节知识与技能交替训练的活动课。不仅对实验原理、步骤等，要有清晰的认识，而且对操作技能也有一个由学到会的过程。因此，要充分意识到学生个体学习的差异，反复强调实验注意事项，突出安全第一，还要通过认真的实践训练来形成基础实验技能。教学中要不断树立成功的典型，鼓励学习进步;还要相机纠正错误，指明努力方向。对于存在安全隐患的违规操作及言行，不仅要及时发现，更要当机立断予以制止。

必须重视课后的及时总结。主要以学生的具体个案来分析原因，引导学生养成积极向上的、科学的实验态度。让学生从切身体验中，认识掌握正确知识与技能的重要性和必要性，激励学生努力学好“双基”。

6.空气和氧气教学设计篇六

第三单元第1节空气与氧气

谢塘镇中学黎松青

教学目标：

1、知识与技能：

2、过程与方法：

3、情感、态度与价值观：

重点、难点：

课型：探究型，多媒体

实验准备：

教学过程：

新课探究：

一、空气的组成成分及性质

1、演示实验：无水硫酸铜遇水显蓝色

引导学生思考：

1、将这一现象应用实验证明“空气中含有水蒸气”；

2、根据平时的观察，生活还有哪些现象能证明空气中含有水？

学生：

1、冰过的瓶子外面有水珠

2、冬天教室窗上有一层水雾

3、置于空气中的饼干会受潮

引导学生设计实验证明空气中含有二氧化碳

结论：空气中含有二氧化碳含量较少

结论：空气中氧气含量并不高

4、探究：氧气在空气中占多大比例

现象：红磷燃烧产生大量的白烟，反应停止后，水槽中的水沿导管进入集气瓶中，约占瓶内体积的1/5

讨论1：通过实验得出的结论是氧气约占空气总体积的1/5，而在这个实验中，为什么有时气体减少的体积小于1/5呢？导致结果偏低的原因可能有哪些?（1）红磷的量不足；（2）瓶内氧气没有耗尽；

（1）点燃红磷后，插入燃烧匙时，瓶塞子塞得太慢，使得瓶中空气受热膨胀，部分空气溢出。

讨论2：我们能否用碳来代替红磷进行上述实验？红磷燃烧后生成固体五氧化二磷，使集气瓶中空气的压强变小，小于外界大气压。

二、空气的组成体积分数

三、空气的利用（学生自主学习）

四、课堂练习

结束语?? 篇二：空气中氧气含量的测定教学设计

空气中氧气含量的测定

【教学设计思路】

1.本选题在教材中的地位、作用

（1）知识水平：空气是学生身边最熟悉的物质，学生在过去的学习和生活中，对空气

（2）心理特点：鉴于九年级的学生处于善于发问，善于质疑的阶段，在教学中，通过

【教学目标】

知识与技能

1.认识身边最常见的物质──空气，并了解空气的组成； 2.能从生活经验出发，对空气的成分进行合理的推测，并能利用教师提供的简单仪器和药品，对空气的成分进行科学的探究。

过程与方法

1.认识科学探究的意义和基本方法，在进行“空气中氧气含量测定实验”的探究过程中，能提出问题，并设计简单实验解决问题；

2.初步学会用观察、实验的方法获取信息，并从实验信息中得出科学的结论；

情感态度与价值观

1.保持对生活和自然界中化学现象的好奇心和强烈的探索欲，进一步发展对化学学习的兴趣； 2.初步树立科学的物质观，科学的看待科学家的实验过程及结论； 3.逐步树立珍惜资源、爱护环境、合理使用化学物质的观念；

【重点与难点】

难点：初步理解测定空气中氧气含量的实验原理。

【教学方法】

7.氧气一节教学设计篇七

空气分离装置简称空分装置, 主要是利用空气中各组分物理性质不同, 采用深度冷冻、吸附、膜分离等方法分离出氧气、氮气, 或同时提取氦气、氩气等稀有气体的过程。空分产品广泛应用于石油、化工、冶金、医药等各行各业;目前大型煤化工行业多运用深冷法生产氧气、高纯度氮气及液氩。

2 空分装置的设备布置

空分装置布置主要包含空分空压机系统、空分主装置、空压站、氮压机厂房、液体贮罐区几个组成部分, 各组成部分间由内管廊连接;大型空分占地面积大, 如52000 Nm3/h (O2) 的空分装置占地总长约150 m, 总宽约130 m。空分装置设备布置时主要从以下方面考虑:

2.1 安全性要求

空分装置生产类别为乙类, 危险介质有氧气、氮气、液氧、液氮、液氩;氧气属于助燃物, 氮气易引起窒息, 液氧、液氮、液氩会使人发生冻伤的危险。设备布置时应严格遵守《石油化工企业设计防火规范》、《深度冷冻法生产氧气及相关气体安全技术规程》中的规定。

(1) 氧气调节阀组宜设置独立阀门室或防护墙。

(2) 冷箱氧氮总放空塔与氧气阀门室相连布置, 并放置在装置空旷区。

(3) 高压氧放空阀、氧压机、氨冷器等设备根据要求设置防爆墙。

(4) 氧压机宜单独设置厂房, 若与氮压机等布置在一个厂房时, 要设置防火墙将氧压机隔开。

(5) 蒸汽放空消音器尽量不要挂在压缩厂房外墙上, 以防蒸汽放空时太热对外墙体造成损害, 可在管廊上设置框架放置消音器。

(6) 空分中液氮贮槽、液氧贮槽、液氩贮槽应尽量放在一起;根据工艺要求, 设置贮槽区防护围堰。

(7) 氧气 (包括液氧) 储罐间的防火间距, 应不小于相邻两罐中较大罐的半径;氧气与氮气、氩气储罐的间距及氮气、氩气储罐之间的间距应满足施工和检修要求, 且不宜小于2 m。

(8) 液氧与液氮、液氩储罐的间距及液氮、液氩储罐之间的间距应满足施工和检修要求, 且不宜小于2 m。

(9) 对排液、放空、吹扫管路应尽量集中放空排放, 也方便对这些物料采取统一的治理措施。

2.2 满足工艺流程要求

设备布置要符合工艺流程设计要求, 做到布置合理, 并根据工艺要求将各种设备布置在合适的层高, 必要时设置厂房、框架或利用管廊上部的空间放置设备, 还有根据地形、全年最小频率风向等情况布置, 以免影响工艺的要求。

(1) 空气过滤器吸入口应布置在装置全年最小频率风向的下风侧;并且远离全厂CO2气体排放口;如空气吸入口总图布置没考虑好风向, 经常有碳氢化合物吹来或距离CO2排气口太近, 则会加大分子筛吸附负荷, 严重时开车会后因分子筛出口CO2含量超标而导致空分装置经常停车。

(2) 压缩机布置考虑蒸汽管道机械应力, 预留进出口气路大管线上的阀组及放空调节阀组位置。

(3) 压缩机油站与高位油箱放在厂房同侧, 压缩机油站位置放在压缩机组总进油和总回油管一端。

(4) 氨冷器放置在防爆厂房中, 或装置边缘, 并与附近的设备以防爆墙隔开。

(6) 设备布置及厂房设置时要考虑大管道上流量计的安装距离要求, 如污氮气、空气管道, 膨胀机增压端进口管线上均有流量计, 最好预先将管道粗略布置一下。

(7) 设备布置时要考虑大管道的机械应力, 如分子筛系统管道, 最好先大致布置一下较大管道并通过应力计算后再确定最终布置, 不然以后配管有修改时可能会影响到设备布置。

(8) 液体贮槽基础高度要满足液体泵的净正吸入压头, 防止汽蚀。

(9) 液体贮存管线从冷箱到贮槽区距离尽量近, 可设置单独的桁架跨至贮槽区, 以减少冷量损失。

2.3 满足设备的操作、检修、施工要求

设备布置时应考虑到既要给操作者创造一个良好的操作环境和空间, 也要考虑到设备以后的维修空间和施工安装空间。

(1) 汽轮机驱动的空压机增压机厂房, 最好将两级抽汽射气装置和排气安全阀布置在二楼楼面上, 方便操作和检修, 又整洁美观。

(2) 汽轮机表冷器上方的空间要留足, 能使表冷器下方的热井抬起放到表冷器基础里面。

(3) 压缩机基础表冷器附近的基础柱间距布置时, 需满足表冷器循环水配管的空间要求。

(4) 压缩机厂房楼梯和安全出入口要符合规范要求。

(5) 压缩机厂房设置检修吊车, 吊车轨顶高度要根据最大检修部件尺寸及压缩机尺寸计算。

(6) 压缩机厂房吊车有操作室时, 要设置吊车检修平台, 平台高度要根据吊车尺寸参数计算。

(7) 寒冷地区压缩机的高位油箱最好放在厂房内, 防止油箱被冻坏, 南方地区可考虑高位油箱放室外。

(8) 二层压缩机厂房设吊装孔和检修区域。

(9) 控制室和分析小屋位置合理, 避开危险区, 远离震动设备。

(10) 合理安排设备间距和净空高度;设置必要的操作通道和平台。

(12) 设备布置时要预先考虑好大管道阀组的放置, 方便操作检修, 不要让阀组堵塞设备的操作和检修通道。

(13) 分子筛吸附器布置时需要考虑分子筛和活性氧化铝的装填和卸料, 各个厂家设计的吸附器吸附器装填人孔位置不同, 分子筛平台的设置也有所不同;卧式分子筛装填人孔在设备中间一侧时, 可考虑将分子筛对称布置在设备中间设置一个联合大平台;当装填人孔在设备两端时, 设备两端分设平台, 有管道进出的一端, 上方可设置联合操作平台并支撑管道。

(14) 设备安装和维修尽量采用可移动式起吊设备。

(15) 道路出入口及净空高度要方便移动式吊车的出入。

(16) 预留吊装主要设备和现场组装大型设备需要的场地。

(17) 预留珠光砂充装需要的场地。

2.4 设备布置力求经济合理

设备布置在符合工艺要求的前提下, 还应以经济合理为主, 并注意整齐美观;除管道机械应力有要求的管道外, 设备布置时应考虑管道尽量短而直。满足各项要求的情况下, 尽可能缩小占地面积, 减少能耗、节约投资, 做到最经济合理的工程造价。

2.5 其他[1]

(1) 满足业主的特殊要求, 由于各当地习惯不同, 或为了操作偏好, 业主往往提出要求, 如建筑物类型、铺砌范围、楼梯、升降设备、净空高度、搬运工具等。

(2) 根据气温、降水、风沙等当地条件和生产过程或某些设备的特殊要求, 决定是否采用室内布置。如寒冷地区压缩机需放置在全封闭的厂房内, 厂房内要设置采暖;南方地区压缩机可设置在隔音罩, 或半封闭厂房中达到降噪目的。

(3) 注意装置的整齐美观, 如离心泵成排排列, 应以泵出口管中心线取齐。

3 氧气管线的设计

空分装置管道布置中比较重要的部分是氧气管线的布置设计, 氧气管线布置关系到整个空分装置的安全, 所以布置时必须严格按照规范要求。

3.1 工艺设计

(1) 氧气管道内介质流速选取要合适, 管径不宜选小, 管道阀门前后要有一定的直管段, 这些都能减少氧气对管道内壁的冲击, 避免引起火灾事故。

(2) 高压低温空气节流从流程上精心设计节流阀前后压差, 以降低每级节流压差, 减小流速, 提高阀门使用寿命, 减少管系振动。

(3) 高压氧气输送管路设置高压空气预充气管, 以确保高压氧气送气时的安全性。

(4) 在高压差大口径自动阀和特殊的通过阀上设置旁通阀, 防止高速气流对设备、阀门和管路造成损害, 尤其对氧气管路更可起到事故防范作用。

(5) 氧气管道的阀门要选择专用的氧气阀门, 当工作压力大于0.1 MPa时, 严禁采用闸阀;公称压力大于或等于1.0 MPa且公称直径大于或等于150 mm的手动氧气阀门, 宜选用带旁通的阀门。

3.2 管材的选取

管道材质方面, 根据《深度冷冻法生产氧气及相关气体安全技术规程》[2] (GB16912-2008) 第8.3条选用不用压力等级下的氧气管道材质;大型煤化工所需氧气压力较高, 大多数≥5.0 MPa, 所以在阀后5倍外径 (并不小于1.5 m) 范围、压力调节阀组前后各5倍外径 (各不小于1.5 m) 范围内、放散阀后我们一般选用镍基合金材料;

3.3 管道的敷设

(1) 氧气管道必须架设在非燃烧体支架上。

(2) 氧气管道架空敷设时, 要注意和其他管道及电缆桥架的间距, 按照《深度冷冻法生产氧气及相关气体安全技术规程》 (GB16912-2008) 第8.1.10条规定确定最小净距。

(3) 厂房内的氧气管道一般不埋地敷设。

(4) 氧气调节阀组要设置单独的阀门室, 氧气安全阀放空最好接到放空总管上排至消音塔, 阀门室里的手动阀要选用加长阀杆, 将阀杆伸出阀门室外操作。

(5) 氧气管道的连接尽量采用焊接, 但与设备、阀门连接处可采用法兰或螺纹;螺纹连接处, 应采用聚四氟乙烯薄膜作为填料, 严禁采用涂铅红的麻、棉丝、或其他含油脂的材料。

(6) 氧气管线要设置导除静电的接地装置。

3.4 管道的施工验收

(1) 氧气管道、阀门、仪表垫片及其他附件等安装前必须进行严格的除锈、脱脂[3]。氧气管线各个分支采用三氯乙烯、丙酮等脱脂剂反复擦洗脱脂, 擦洗完的部件应及时用无脂塑料布包好阀门以免二次污染。氧气主管线采用强制循环清洗, 将要清洗的管线充满清洗液, 通过临时管线与清洗泵站相连接, 形成清洗回路通过泵的强制循环来清洗;主要有水清洗及管道系统试压、脱脂、水冲洗、酸洗、水冲洗、漂洗、中和钝化、人工处理、干燥几个步骤。脱脂合格后的管道应及时封闭管口并充入干燥氮气。

(2) 氧气管道压力试验介质采用无油的干燥空气或氮气, 并按照GB16912-2008规定执行。

(3) 在安装过程中及安装后要采取有效措施, 如钝化或充氮气, 防止受到油脂污染, 防止可燃物、锈屑、焊渣、砂土及其他杂物进入或一流在管道内, 并进行严格的检查。

(4) 在安装、检修后或长时间停用后再投入使用前, 应将管内残留的水分、铁屑、杂物等用无油干燥空气或氮气吹扫干净。吹扫速度应不小于20 m/s, 且不低于氧气管道设计流速。严禁用氧气吹扫管道。

4 结语

随着空分单套装置产氧量的不断增大, 设备布置和管道设计布置也越来越重要, 是空分工程设计中重要的组成部分。空分设备和管道布置是一门需要综合各个专业知识的技术, 需要在工程设计中长期实践和积累经验, 一个好的装置和管道布置, 可以为用户节约投资, 节省能耗, 创造效益, 需要设计人员耐心、细致和艰辛的脑力劳动。

参考文献

[1]张震.大空分装置压力管道配管总结与评述[J].石油/化工通用机械, 2010 (7) :45-47.

[2]GB16912-2008深度冷冻法生产氧气及相关气体安全技术规程[S].北京:中国标准出版社, 2009.

8.氧气一节教学设计篇八

[摘要]针对浙教版初中科学教材中“硫在氧气中燃烧”演示实验的不足，对实验进行装置的优化设计。使实验药品微量化，实现绿色化学实验。改进后的实验取得了较好的实验效果。

[关键词]硫在氧气中燃烧演示实验优化设计

一、问题的提出

在初中科学《氧气的性质》一节中，“硫在氧气中燃烧”是一个重要的教师演示实验。但教材中介绍的实验方法存在着以下不足：实验过程中硫跟铜制燃烧匙会发生化学反应，使得铜制燃烧匙利用率降低；实验结束后，没有尾气处理过程，二氧化硫自由扩散，污染空气。于是，课题组通过实验探究，对实验进行了优化设计，使实验药品微量化，实现了绿色化学实验。通过改进后的实验装置进行实验教学取得了较好的教学效果。

二、实验的设计

1.实验仪器与药品

实验试剂：5%过氧化氢溶液、二氧化锰固体、硫粉、20%氢氧化钠溶液；

實验仪器：脱脂棉、注射器、集气瓶（250mL）、与集气瓶配套的木塞、玻璃燃烧匙、气球、玻璃导管、药匙、酒精灯等。

2.实验装置图

3.实验步骤和现象

（1）实验准备：在与集气瓶配套的木塞上打出两个孔，可以塞进玻璃燃烧匙、玻璃导管。木塞上插入注射器。在玻璃导管上连接一个气球，作为集气瓶内气压的平衡装置。

（2）加料：用脱脂棉包裹小半药匙的二氧化锰固体放入集气瓶底部，在注射器中加入15 mL 5%的过氧化氢溶液，逐滴滴加过氧化氢至包有二氧化锰的脱脂棉处，使之反应，产生氧气。

（3）引燃：在玻璃燃烧匙中加入半匙硫粉，在酒精灯上对玻璃燃烧匙进行加热，引燃后迅速放人集体气瓶中将木塞塞上。

（4）实验现象：硫粉在氧气中剧烈燃烧，产生淡蓝色火焰，同时气球逐渐膨胀。

（5）尾气吸收：取下过氧化氢注射器，换一只装有20%氢氧化钠溶液的注射器，注入氢氧化钠进行尾气吸收，不断挤压气球使得气球内的二氧化硫也能被充分吸收。

4.实验注意事项

（1）集气瓶中氧气的产生最好同引燃硫粉的操作同时进行，可叫一学生上来帮忙，而且在引燃硫粉时尽量不要在空气中停留太久，以免产生大量二氧化硫污染空气。

（2）脱脂棉不宜太厚，放入后要压平，不要接触到燃烧匙，也不宜太薄，否则粉末会散开。

三、实验改进优点

（1）反应实验、气体制备及收集均在一个集气瓶中发生，装置轻便，方便教师搬运与转移，且装置可反复利用，即可作为此反应的专属装置，充分体现了实验的微型化、绿色化学和环保概念。

（2）不需要事先制取氧气，便于操作，可以让学生辅助操作，很好地调动了化学课的课堂气氛。

（3）用气球收集反应产生的二氧化硫气体，后又用氢氧化钠溶液直接从注射器注入，充分吸收内部多余的二氧化硫气体，保护环境，防止气体泄漏带来环境污染。

（4）现场制备氧气，并且制取时间短、浓度大，火焰颜色明显，气体迅速膨大，现象直观明显。

（5）用脱脂棉包裹二氧化锰固体，防止液体与粉末直接反应造成粉末在瓶内飞溅，并且脱脂棉的渗透作用使得二氧化锰与过氧化氢反应能够缓慢进行，防止由于反应过于剧烈造成危险。

（6）将铜制燃烧匙改为玻璃燃烧匙，延长燃烧匙的使用时间，增加装置的重复利用率。

四、装置的应用

9.制取氧气教学反思篇九

现阶段，在化学教学过程中，有很多教师依然使用传统的教学方式，重视对理论知识的讲解，这也就导致在课堂教学过程中，很多知识点学生难以理解，只好通过题海战术的方式来进行教学与学习，这样会让学生产生厌学的心理，效果相对较差，最后的成绩与教师、学生的付出并不成正比。想要对这一状况进行改善，就要求教师对教学方式进行优化，对教学中的重点与难点知识进行有针对性的教学，帮助学生突破学习上的障碍，树立自信心。

二、制取氧气教学策略

教师应该对学生的特点以及教材的内容进行分析，从而对教材的内容以及其中的难点与重点进行掌握，以此为基础制定相应的教学方案。对初中科学科教版教材进行分析，例如，在对第二单元进行学习的过程中，主要有两个部分，首先就是氧气的制作方法、催化剂的应用以及分解反应;其次就是对氧气制取装置进行选择以及对高锰酸钾的使用，以下对其进行简单的分析：

应该明确学生对知识的掌握情况，学生在小学对高锰酸钾制氧进行了简单的学习，所以在这一过程中应该对过氧化氢制氧加以重视，这就是学习中的重点以及难点;在课题二中也简单地对氧气化学性质进行描述，由O2与C、S等元素的学习可以明确化合反应的概念，但只是简单地描述，所以学生对化合反应的理解存在一定的误区，没有进行详细的理解;如果对化合反应理解不透彻的话，那么与它相“对立”的有关制取氧气的分解反应的概念也就不好理解了。而催化剂的概念，很多学生都是刚刚接触，在理解上存在难点属于正常，这就要求在教学过程中，教师对其加以重视，采取相应的教学策略来帮助学生理解。

教师可以通过情景教学的方式对问题进行设计，以此来加强学生的学习效果。在中学阶段进行化学学习，很多知识都是基础层面的，但由于学生没有接触过，所以学习的过程中存在一定的难度与问题，这就要求教师根据教材的内容由易到难地设计问题，从而引发学生的思考，引导学生正确学习。学生可以主动出击，解决问题，通过不同方式对答案进行收集，例如，网络、书籍、实验等，以此来激发学生的学习兴趣，在不断的实践中掌握知识、理解知识。例如，在对这一阶段的知识进行学习的过程中，可以设置相应的情景，如鱼池出现缺氧的状况，造成大量的鱼死亡，通过多媒体的方式来进行表述，并引出氧来乐(用于池塘增氧)的信息以及以下问题：怎样对这一问题进行有效解决?氧来乐的主要成分有什么?其产生氧气的原理?之后通过实验的方式，来对其进行研究。

在实际教学的过程中，教师应该对实验探究进行正确的运用，以此来对学生正确的引导，帮助学生学习。首先让学生猜测，之后通过实验以及观察来验证猜想，这也是对传统教学方式的优化，从根本上推动了学生的全面发展与进步。例如，在对二氧化锰的作用进行教学与研究的过程中，应该让学生对实验的效果进行猜想，之后设计相应的实验方案，让学生对实验的步骤进行分析，发现问题，并通过对实验现象的观察来对催化剂的原理进行认识与突破。

三、教学实践与反思

对教学实践进行总结与反思是解决化学学习中难点问题与重点知识的关键，它可以让学生对知识进行深刻的理解，提高掌握的效果，对教学活动的开展有着至关重要的影响。这就要求教师在实际教学过程中，对学生的学习方法以及对知识运用的效果进行引导，通过对课堂教学的设计与组织，让学生参与到教学过程中，并在这一过程中感悟知识，掌握学习方法，以此对教材中的难点、重点知识进行有效的解决。此外，通过科学的反思也可以帮助学生构建完善的化学知识体系，从根本上提高学生的化学素养，让学生在学习过程中形成独特的思维方式，这也是社会发展对人才的要求。

随着教改的不断深入，化学教学方式也在逐渐地发生改变。本文主要以制取氧气为例，说明教学策略与反思的重要性，并对教学环节进行优化，让学生在教学活动中不仅掌握知识，也掌握学习方式，有效地提高了学生解决问题的能力。

参考文献：

王祖浩。化学课程标准解读.湖北教育出版社，20xx-09.

余丽蓉。“制取氧气”的教学策略与反思.化学教学，20xx(03)。

10.氧气的教学反思篇十

一、这节课的整体思路是：

1、氧气，学生熟而能详，但对它了解得并不深入，缺乏感性认识，学习氧气的物理性质就显得较为抽象，因此我在使用教学方法和手段时注意了直观性原则，利用展示实物、图片、实验等引入课题。

2、学习氧气的化学性质时，结合生动的演示实验。演示物质在氧气中的燃烧实验，要把学生注意力放在引导学生观察、比较几种可燃物在空气、氧气中的燃烧现象，从中归纳出氧气的化学性质。

二、这节课的成功这处是：

在课堂中尽量体现学生是课堂的主人，所以只要学生知道的知识就让他们说。如：你知道氧气有哪些性质吗？什么事实能证明自然界的水中有氧气？学生积极发言，我不断鼓励，使他们觉得自己很了不起，从而增强了自信心。学生喜欢化学的一个重要的原因是可以做实验，因此我就想借此增加学生的学习兴趣，尽量让学生动手实验，以满足他们的好奇心，但因为课堂时间的`限制，我只是让学生完成【实验2-2 】木条复燃及木炭在空气及在氧气中燃烧这2个实验。

三：这节课需要改进的地方是：

1、当学生提出问题时，点拨的不够深入，对此我的想法就是要不断学习，提高自己。

2、做铁丝在氧气中燃烧的实验时，可能因为这瓶氧气漏气了，纯度不够高，导致这个的实验不成功，换了一瓶氧气后，现象就很明显，从中知道教学不能只凭经验，特别是实验，更不能粗心大意，一定要有多手准备。

11.氧气一节教学设计篇十一

关键词：氧气性质初中学生学习能力

氧气性质的教学，是初中化学教学中的重要知识组成部分，也是学生认识具体事物及变化的典型事例。氧气性质的教学，看起来简单，其实实验多、现象多、知识点多等，对激发学生学习化学的兴趣，引导学生了解氧气的性质及作用，培养学生观察能力、实验操作能力等具有十分重要的意义。为此，结合氧气性质的教学，谈谈如何着手培养、训练学生的学习能力。

一、认识能力的培养

在氧气性质的教学中，自认为这是全面学习化学的一个重要开端，如何学习，首先得培养学生的认识。面对本节内容，引领学生知道，将学习的是什么知识？即氧气的性质。其中氧气的性质是指物理性质和化学性质两个方面，氧气的化学性质表现在哪几个方面，实验需要哪些仪器、药品，所做的实验条件是什么，实验操作要领是什么，注意事项是什么，实验中需要观察什么，这个实验的装置及图示结构怎么样，化学反应怎样表达等，学习时要让学生有较清晰的认知。这样有助于培养学生的认识能力和良好的学习习惯，从而提高学习效率。否则，学生不知道从何下手，不知道学什么，理解什么，掌握什么，学后达到什么程度，心中无数，即便学了得到的知识仍将是渺茫的。

二、观察能力的培养

初中化学教学中，实验非常之多，无论是演示还是分组实验，每个实验都要求学生观察实验现象，不仅如此，很多实验还要求学生知道：实验的目的要求是什么，基本步骤、方法是什么，注意事项是什么，实验的现象是什么等。这些方面，氧气性质的教学，是比较典型的课例，如何引导学生观察，可从两方面考虑。一是引导学生观察实验的基本操作，即在老师讲解的基础上，引导学生观察老师在演示实验过程中，是怎样取用仪器、药品的，药品的取量一般多少，实验时是如何操作的，比如在燃烧匙上是怎样放置药品的，将放有药品的燃烧匙伸进氧气的集气瓶内的快慢程度怎么样等，都要细心地一步一个脚印地让学生观察。二是引导学生在观察实验中，化学反应发生的现象。观察化学反应发生的现象是化学实验中观察的重点内容。观察时，引导学生注意观察取用的是什么药品与氧气反应？观察不同药品与氧气的实验中，能否燃烧（即能否反应）？是否发光、发热？燃烧的程度是否剧烈？燃烧发出的火焰是什么颜色？生成物是否有气味？生成物是什么样的状态、颜色等，这些都是观察中的要点。

三、表达能力的培养

无论是口头还是书面的表达，都必须抓住要点，否则将含混不清。在氧气性质的教学中，实验多，现象多，通常要求描述现象时，应给学生强调指出须弄清不同情形，突出关键词句，有对比的还得突出明显异同。为了让学生模仿和更明朗地表达实验现象，可将木炭的燃烧作为实验现象描述的范例。即：木炭在空气里燃烧，发出红光，放热，燃烧生成的气体能使澄清石灰水变浑浊；木炭在氧气里燃烧比在空气里更旺（剧烈），发出白光，放出大量热，燃烧生成的气体能使澄清石灰水变浑浊。在向学生口头描述时，对“在空气里、在氧气里、更旺、发出、放出、生成、使、变”等关键词句，加重语气，突出强调。对其余实验现象的描述，实验时引导学生仔细观察，先让学生相互交流，然后引导学生口头描述，老师评正，最后要求学生再书面表达。对于化学反应的文字表达式，以木炭跟氧气燃烧为例，主要通过板书，着重强调“反应物、生成物、条件”是什么，以及如何规范地进行化学反应的文字表达，引导学生领悟掌握。

四、思维能力的培养

部分学生所学的知识，常出现事实而非，阴差阳错，掌握不牢，往往就是在学习过程中，没有勤动脑思考，而采用简单机械地死记硬背所致。面对这样的情形，结合氧气性质的教学及实验，能有效促进学生思维的发展。在氧气性质教学中，根据不同的实验及不同的现象，提出不同的疑问让学生思考，这是为什么？在学生有所思，但又说不出其原因，急于知道的基础上，逐一向学生讲解、引导，让学生不但知其然还知其所以然，这样效果将大大提高。例如，1）通过第一组的实验，可让学生思考弄清：a、木炭能在空气中燃烧，也能在氧气中燃烧，说明木炭燃烧是跟什么起了化学反应？b、木炭燃烧，说明反应的条件是什么？c、为什么木炭在氧气中燃烧比在空气中更旺? 这是因为木炭跟含氧多与少的情况下反应，剧烈程度不同而也。d、燃烧生成的气体都能使澄清石灰水变浑浊吗？为什么？都能，说明生成物是同一气体。2）对其余的几个实验，主要引导学生思考弄清：a、反应物是什么？生成物是什么？反应条件是什么？b、反应的文字表达式怎样书写？c、在做铁丝燃烧的实验中，为什么要用细铁丝并绕成螺旋状？为什么要先在瓶底放一层细沙或少量水等？为什么铁丝在空气里不易燃烧而在氧气里能剧烈燃烧等？3）课文所学的木炭、铁丝、蜡烛的燃烧，引导学生弄清：a、他们的相同之处都是跟什么发生了化学反应？b、这类反应属于什么反应？c、提出氧化反应的概念没有？其氧化反应的概念是什么等？

五、实验操作能力的培养

初中化学是一门以实验为基础的学科，无论是学习掌握知识，还是进行实验探究及培养学生实验能力，实验操作都尤为重要。在氧气性质及实验教学中，一方面要培养学生养成良好的行为习惯，在实验时要了解实验的目的是什么？实验所需的仪器、药品有什么？实验的基本步骤是什么？实验操作中的注意事项是什么？另一方面要培养学生实际操作的技能。有部分学生，在没有进行过实际的实验操作时，当拿着仪器、药品等，手在不断地颤抖，心在乱跳等，总推做不来或不想做，因而一定要让学生亲手实验操作，细心指导。例如将木炭、铁丝的燃烧作为演示实验，边操作边讲解要领，并指出实验中的注意事项。蜡烛的燃烧，可放心大胆地抽学生上台操作，其余的观察，然后老师评正，必要时可抽另外的同学操作或老师演示。

六、综合能力的培养

学生通过观察学习，理解记忆，如何全面掌握所学知识，可通过小结，以表格形式，指导学生归纳整理，能取得较大收获。例如：表格1

综上所述，通过学生有看、有思、有动，把感性知识和理性知识的有机结合，有利激发兴趣，调动积极参与和主动思考，既能拓宽学生学习化学的科学方法，培养学生学习的各种能力，又能训练学生实事求是的科学态度，培养学生的创新精神，提高综合素养。

12.氧气一节教学设计篇十二

长期以来我国医疗系统在病人吸氧时, 采用浮球式氧气流量计监测病人吸氧的流量大小。该流量只是医疗的依据, 而不能作为计费的依据, 对病人则按吸氧时间计费。这种计费方式客观上存在着很大的不合理性, 在医院和病人之间造成了一定的矛盾, 随着医疗改革的推进, 这种矛盾日益突出, 急需一种方便可靠、成本较低能够自动记录病人吸氧量的医用氧气流量计, 以解决按病人吸氧量计费的问题。

利用现代传感器技术似乎不难做到吸氧量的自动计量和记录, 但是, 传感器元件和封装材料对病人健康的影响则是一个很大的问题, 需要经过大量的论证和实验, 并且需要专门的机构评估和认证, 这就使得设备的成本增加, 给普及推广工作带来一定的困难。

通过对医院现有吸氧系统的研究发现:现有吸氧系统中监测氧气流量的浮球式流量计的阀门开关手柄的位置 (旋转角度) 决定氧气流量的大小, 手柄位置和氧气流量有一定的对应关系。通过自动读取开关手柄的旋转角度就可以得到氧气的瞬时流量, 利用单片机进行计时和计算就可以得出病人吸氧过程中的累计吸氧量。

1系统构成和基本原理

本设计是一款简单、可靠、实用的医用氧气流量计量系统, 它利用现有吸氧系统中金属浮球式氧气流量计阀门开关手柄旋转角度和氧气流量的相关性进行计量。在阀门手柄上安装一个编码盘, 将编码盘沿径向等分为4等份, 沿圆周方向等分为16个面积相等的扇区, 将这16个扇区依顺时针方向对径向的4个相等区域按二进制数规则进行编码, 并分别涂上黑色和白色 (黑色代表“0”白色代表“1”) 这样在编码盘上就形成了以0H～15H表示的16个手柄转动角度的不同位置, 分别代表不同的氧气流量。在编码盘的一侧安装4对红外光发射和接收管, 试其分别对准编码盘径向的4个编码区, 当阀门手柄转动时红外接收管就能接收到一个编码序列, 并将其传送到AT89C55单片机[1,2]。AT89C55单片机对这些编码进行分析比较就能确定手柄的旋转方向、角度、旋转圈数和最终停止位置, 从而计算出相应的氧气流量, 同时记录吸氧的开始时间和结束时间, 最终计算出病人的总计吸氧量。在吸氧过程中显示吸氧时间、流量、吸氧量等信息并提供查询功能。吸氧结束时通过RS 232串行接口将吸氧信息传送到上位计费计算机。

系统由编码盘、红外光读码装置、氧气流量记录和计算装置、显示装置、操作面板和RS 232串行接口和应用系统软件等组成[2,3]。其系统设计框图如图1所示。

2硬件实现方案

2.1 编码盘

如图2所示编码盘是由厚度为2 mm直径为80 mm塑料园板制成, 编码盘安装于浮球氧气流量计的阀门手柄上, 编码盘的“0H”位置对应于阀门的关闭状态, 其余16个位置对应于不同的氧气流量。

2.2 红外光读码装置

红外光读码装置是由4对反射式红外开关管组成[4,5], 利用编码盘上黑色和白色区域对红外光的不同反射率识别不同的编码[6]。黑色对红外光的反射很弱, 接收管处于截止状态, 白色对红外光的反射很强, 接收管处于饱和状态。信号直接, 接入AT89C55的P1口。其主体电路如图3所示。

2.3 氧气流量记录和计算装置

本设计采用AT89C55单片机作为氧气流量记录、计算、查询的核心, 由DS12887提供实时时钟。单片机每分钟读一次编码信息并计算流量, 同时进行存储和显示, 单片机通过中断方式接受操作键产生的中断信号, 调用相应的子程序完成时间设置、流量设置、查询、清零等工作。

2.4 显示装置

显示装置采用SMG19264液晶模块电路作为显示器[7], 其主体电路如图4所示。

2.5 操作面板

操作面板上共有开始/结束、设置、上/下调、查询、清零5个操作键, 其主体电路如图5所示。

2.6 电源部分

单片机及外围所连接的芯片工作电压要求为+5 V。先将220 V的交流电压经交流到直流的转换器转换到+9 V, 再将+9 V电压通过稳压器稳压到+5 V对系统供电[8]。考虑到电源部分的抗干扰问题, 有必要加上光电隔离, 以防止影响整个系统的正常工作[9]。主要电路如图6所示。

2.7 RS 232串行接口

RS 232串行接口是单片机和上位计算机进行通信的必备环节。AT89C55单片机片内包含了一个全双工的可编程的串行I/O端口, 在串行通信中采用RS 232标准。RS 232标准的电平采用负逻辑, 规定+3～+15 V之间的任意电平为逻辑“0”, -3～-15 V之间的任意电平为逻辑“1”, 通信时要将TTL或CMOS电平转换为RS 232电平, 本设计采用MAX232芯片来完成电平转换[4,7], 其电路如图7所示。

3软件设计

软件设计采用单片机C语言设计, 总程序设计包括:时间设置模块设计、流量设置模块设计、计量模块设计、查询模块设计、显示模块设计、清零模块设计、操作键设置模块设计等[10], 其总程序流程图如图8所示。

4结语

给出了一种简单实用、安全可靠、成本低廉的智能型医用氧气流量计的设计和实现方法。在不改变医院现有吸氧系统及设施的基础上, 利用本仪器就能方便地解决病人吸氧时按吸氧量计费的问题, 具有较高的推广价值, 将会为我国的医疗改革做出贡献。

参考文献

[1]胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].北京:清华大学出版社, 2002.

[2]RAO G V.Microprocessors and microcomputer system[M].[S.l.]:Van Nostrand Reinhold Company, 1982.

[3]何立民.单片机高级教程[M].北京:北京航空航天大学出版社, 1999.

[4]RAZAVI Behzad.Design of analog CMOS integrated cir-cuits[M].西安:西安交通大学出版社, 2003.

[5]赵继文, 何玉彬.传感器与应用电路设计[M].北京:科学出版社, 2002.

[6]张国雄, 金篆芷.测控电路[M].北京:机械工业出版社, 2003.

[7]李宝深.微型计算机常用器件手册[M].福州:福建科学技术出版社, 1985.