一種小型化斯特林發動機教學實驗測試平臺的制作方法

本發明涉及一種小型化斯特林發動機，特別是用于發動機方向本科生的教學所用的小型化的能夠綜合地完成燃料轉換和數據收集顯示的斯特林發動機教學實驗測試平臺測試系統。

背景技術：

發動機實驗教學是培養能源動力方向本科生運用到所學的相關知識，用實驗的方法研究斯特林發動機，解決斯特林發動機相關問題的重要環節，也是引導學生能從發動機結構結構，發動機特性等多方面地掌握斯特林發動機的工作原理、特性、構造以及其相互關系的綜合教學方法。發動機實驗教學有利于培養學生對斯特林發動機的結構和功能特性的認識，鍛煉學生的動手能力，提高學生的創新能力。

目前，已經出現了很多優秀的實驗教學平臺，如專利號CN201510528289.9的技術文獻中提到的一種起重機教學實驗平臺，以及專利號CN201510830418.X技術文獻中提到的一種并行多用途教學實驗平臺，它們在實驗平臺的功能設計和結構設計方面都有功能多樣，內容全面等優點。但是公知的斯特林發動機實驗教學平臺，除了單純的模型裸機，就是龐大的工業級斯特林機。單純的斯特林模型機只有一套根據斯特林熱力循環原理而構建的完整機械機構，需要人工布置燃料，沒有數據采集裝置。如專利號CN201220515492.4的技術文獻中提到的一種斯特林發動機模型，是一種很好的體現斯特林發動機運行特點與原理的模型，可以完成完整的斯特林循環做功，并通過發電機轉化為電能。但是如果它用于高校斯特林發動機實驗教學方面，其過程簡單枯燥，內容單一，無法激起學生興趣，且難以體現斯特林發動機的運轉特性，不利于學生學習。大型的工業級斯特林機，有完整的傳感器設備，易于投入實際使用。但是其結構復雜體積龐大不利于學生直觀地了解斯特林機的原理及運行特性。如專利號CN2014072079.0技術文獻中提到的一種斯特林發動機，是一種十分實用且成熟的工業級斯特林發動機。但是如果將其用于高校斯特林發動機實驗教學，其又顯得結構復雜，體積過于龐大，因此難以體現出斯特林機器結構簡單、燃料多樣的特點，難以為學校教學實驗所用。現在，斯特林發動機教學方面需要一種既足夠小型化，又具有數據收集處理和自動控制功能的斯特林發動機實驗教學平臺。但是目前，沒有一種斯特林發動機實驗教學平臺既體積合，適方便實驗又能夠擁有數據收集處理和自動控制功能。

申請人綜合分析了導致上述問題發生的原因，發現主要是因為斯特林發動機實驗教學平臺缺少燃料自動轉換的控制功能，難以體現其燃料多樣的特點，內容單一，無法激起學生興趣；以及缺少數據收集處理及控制系統，無法體現斯特林發動機過程簡單枯燥的運轉特性，不利于學生學習。如果能夠找到一種斯特林發動機實驗教學平臺，既體積合適方便實驗，又能夠擁有數據收集處理和燃料自動轉換的功能，顯然有助于學生學習斯特林發動機相關知識，激起學生興趣。

技術實現要素：

本發明為了解決現有斯特林機的實驗平臺體積龐大，教學實驗不便，以及沒有數據收集處理和燃料自動轉換的控制功能，實驗不便且過程枯燥單調的缺陷，本發明提供一種小型化斯特林發動機教學實驗測試平臺。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種小型化斯特林發動機教學實驗測試平臺，包括斯特林模型機，、數據收集處理及控制系統、自動控制燃料轉換系統以及固定臺架；所述數據收集處理及控制系統由單片機、傳感器以及控制器組成，用以完成數據收集處理和自動控制燃料轉換系統的控制；所述自動控制燃料轉換系統固定在固定臺架上，其受數據收集處理及控制系統的控制，用以完成燃料轉換；自動控制燃料轉換系統包括點火裝置、轉換裝置、熄滅裝置，轉換裝置固定在固定臺架的底板上，轉換裝置包括圓形轉臺機構，點火裝置、熄滅裝置以及斯特林模型機分別以圓形轉臺機構的圓形轉臺圓心為中心依次相鄰放置在圓形轉臺周圍。

進一步地，所述圓形轉臺機構還包括液體燃料燈、步進電機以及減速器；步進電機與減速器主動端軸連接，減速器驅動端與圓形轉臺通過傳動軸連接，圓形轉臺可在步進電機驅動下逆時針轉動；圓形轉臺上以90度為一分度，每分度開有一個凹槽，四個液體燃料燈分別放置在圓形轉臺的四個凹槽內；點火裝置兩電極、斯特林模型機熱缸、熄滅裝置蓋帽分別以逆時針順序布置在圓形轉臺三個相鄰分度的圓形凹槽正上方并固定于底板上，剩余一個空分度位置。

更進一步地，所述點火裝置還包括電池、由單片機控制的繼電器以及變壓器；電池正極通過繼電器與變壓器供壓端正極接通，電池負極與變壓器供壓端負極接通；電極懸置在待點液體燃料燈芯兩端。

更進一步地，所述熄滅裝置還包括凸輪電機、聯軸器、凸輪軸、凸輪從動件，凸輪電機主軸連接聯軸器主動端，聯軸器驅動段連接凸輪軸，凸輪從動件位于凸輪軸正上方且可在凸輪驅動下產生上下位移，凸輪從動件上固連蓋帽。

進一步地，所述數據收集處理及控制系統的傳感器包括火焰傳感器、溫度傳感器、電流傳感器、電壓傳感器、磁力傳感器、壓力傳感器以及單片機；火焰傳感器包括熄滅火焰傳感器及點燃火焰傳感器，熄滅火焰傳感器用以檢測點火裝置執行電弧點火動作后的燃料燃燒狀況，點燃火焰傳感器用以檢測熄滅裝置執行熄滅動作后的燃料燃燒狀況；溫度傳感器包括用以收集斯特林模型機熱缸溫度數據的熱缸溫度傳感器、用以收集斯特林模型機冷缸溫度數據的冷缸溫度傳感器、以及用以收集環境溫度數據的環境溫度傳感器；電流傳感器串聯在發電機為電源的電路之中，用以收集負載電流數據；電壓傳感器并聯在發電機電路中負載的兩端收集負載電壓數據；磁力傳感器固定在發動機飛輪的后方，并在飛輪邊緣固定有消磁塊，收集飛輪轉速數據；壓力傳感器固定在固定臺架的底板上；單片機與上述各個傳感器部件電連接。

更進一步地，所述數據收集處理及控制系統還包括顯示屏，顯示屏固定在固定臺架上，與單片機電連接。

進一步地，所述固定臺架還包括分別固定在底板上的斯特林模型機臺體、點火裝置固定架、轉換裝置固定架、熄滅裝置架、傳感器支撐架；所述斯特林模型機臺體為高度可調節的水平支撐臺。

本發明的有益效果是：

本發明提供了一種擁有數據收集處理和燃料自動轉換兩種功能的斯特林發動機實驗教學平臺，實現了斯特林機穩定運行數據的自動測量和燃料自動轉換的功能，能完成有關斯特林機理論分析、穩定工況運行參數測定、實際效率計算實驗。通過本試驗平臺的實驗，促使學生將理論課所學的理論知識與實踐融會貫通，為以后專業課學習、畢業設計、甚至是以后工作都奠定良好的基礎。本發明不僅方便了實驗者操作，還提高了安全性，使得實驗更加安全有效。本發明也會提升學生學習興趣，通過參加實驗使得學生了解到斯特林發動機的特性，激發學生探索的欲望。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明的軸測圖；

圖2是本發明的后部軸測圖；

圖3是本發明的轉臺機構軸測圖；

圖4是本發明的凸輪機構軸測圖；

圖5是本發明的點火裝置軸測圖。

圖中：

1.斯特林模型機，2.冷缸溫度傳感器，3.斯特林模型機臺體，4.點燃火焰傳感器，5.一號傳感器支撐塊，6.底板，7.壓力傳感器，8.電池盒固定架，9.電池，10.變壓器，11.變壓器固定架，12.電極固定架，13.減速器，14.步進電機，15.電極，16.圓形轉臺，17.液體燃料燈，18.二號傳感器支撐塊，19.顯示屏，20.熄滅火焰傳感器，21.電機支撐塊，22.凸輪電機，23.聯軸器，24.凸輪軸，25.凸輪從動件，26.蓋帽，27.從動件滑道架，28.熱缸溫度傳感器，29.滑道架支撐塊，30.單片機，31.磁力傳感器，32.小磁塊，33.點火位置槽，34.加熱位置槽，35.熄滅位置槽，36.空分度槽，37.繼電器。

具體實施方式

以下結合附圖，并結合本發明所包含的控制系統，進一步說明本發明的技術方案。

本發明提供的一種小型化斯特林發動機教學實驗測試平臺可以實現兩大功能：數據收集處理、自動控制燃料轉換。

如圖1至圖3所示，一種小型化斯特林發動機教學實驗測試平臺，包括有三個系統：數據收集處理及控制系統、自動控制燃料轉換系統以及固定臺架。數據收集處理及控制系統由單片機、傳感器以及控制器組成，用以完成數據收集處理和自動控制燃料轉換系統的控制；自動控制燃料轉換系統由點火裝置、轉換裝置、熄滅裝置組成，受數據收集處理及控制系統的控制，用以完成燃料轉換。固定臺架包括底板6、點火裝置固定架、轉換裝置固定架、熄滅裝置固定架以及斯特林發動機固定臺，用以固定自動控制燃料轉換系統各個裝置以及斯特林模型機。

數據收集處理及控制系統包括：火焰傳感器、溫度傳感器、電流傳感器、電壓傳感器、磁力傳感器31、小磁塊32、壓力傳感器7、顯示屏19以及單片機30。數據收集處理及控制系統是在原有的帶有微型發電機的小型斯特林模型機的基礎之上加裝數據收集設備，收集小型斯特林模型機的運行數據。火焰傳感器共有兩個：其一為熄滅火焰傳感器20，固定在凸輪電機22旁的二號傳感器支撐塊18上，熄滅火焰傳感器20前端的紅外收集頭對準點火裝置兩電極中心，用以檢測點火裝置執行電弧點火動作后的燃料燃燒狀況，并向單片機30反饋；其二為點燃火焰傳感器4，固定在斯特林模型機1旁的一號傳感器支撐塊5上，點燃火焰傳感器4前端的紅外收集頭對準熄滅位置上的液體燃料燈17燈芯，用以檢測熄滅裝置執行熄滅動作后的燃料燃燒狀況，并向單片機30反饋。溫度傳感器共有三個：其一為熱缸溫度傳感器28，固定在斯特林模型機1的熱缸處，用以收集熱缸溫度數據；其二為冷缸溫度傳感器2，固定在斯特林模型機1的冷缸處，用以收集冷缸溫度數據；其三固定在距離火焰較遠的臺架上，用以收集環境溫度數據。電流傳感器串聯在發電機為電源的電路之中，用以收集負載電流數據。電壓傳感器并聯在發電機電路中負載的兩端收集負載電壓數據。磁力傳感器31固定在發動機飛輪的后方，并將小磁快32固定在飛輪邊緣，通過磁力變化收集飛輪轉速數據。壓力傳感器7固定在臺架的底板6上，用以收集燃料燈質量數據。顯示屏19固定在底板6上，將所測得的數據處理之后顯示在屏幕上。單片機30固定在底板上邊緣處，連接各個傳感器部件，做數據處理和控制之用。

如圖1至圖5所示，自動控制燃料轉換系統包括：點火裝置、轉換裝置、熄滅裝置。點火裝置通過受控高溫電弧發生裝置產生高溫電弧方式進行點火。轉換裝置通過圓形轉臺機構旋轉實現燃料位置回轉變動。熄滅裝置通過以凸輪機構帶動蓋升降的方式蓋滅火焰實現熄滅。轉換裝置固定在底板上的中心位置處，點火裝置、熄滅裝置以及斯特林模型機分別以轉換裝置轉臺圓心為中心，相距90度角相鄰放置在轉換裝置周圍。

點火裝置利用受控高溫電弧發生裝置產生高溫電弧引燃待點燃物的原理實現點火動作。如圖1和圖5所示，點火裝置所使用的受控高溫電弧發生裝置包括電池9、由單片機30控制的繼電器37、變壓器10、電線以及電極15。電池9固定在電池固定架上，繼電器37固定在底板上變壓器與電池之間，變壓器10固定在變壓器固定座上。電極15固定在電極固定架上，正負電極分別穿過電機固定架的兩個通孔，懸在待點液體燃料燈芯兩端，電極端部相距5到10毫米。電池9正極通過受單片機控制的繼電器37與變壓器供壓端正極接通，電池9負極與變壓器負極接通。當需要電弧點火時，單片機給予繼電器閉合信號，繼電器吸合，整個高溫電弧點火電路被接通，電池9提供的電壓通過變壓器升壓，輸入到電弧發生電極處，繼而產生高溫電弧點燃液體燃料燈17。受控高溫電弧發生裝置的電路為：在電池9正極，電路通過受單片機30控制的繼電器37與變壓器10供壓端正極接通，在電池9負極與變壓器10供壓端負極接通。當點火裝置啟動，單片機30向由單片機30控制的繼電器37發出高電平信號，繼電器37吸合，接通整個電弧發生裝置電路。此時，電池9低電壓通過變壓器10，轉換為高壓電壓，在電極15的兩端輸出，打出高溫電弧，點燃周圍空氣。此時在兩電極15中間的液體燃料燈17會被點燃。進而完成了點燃動作。由單片機控制，繼電器37吸合大約在0.2秒左右，因此高溫電弧會持續0.2秒。0.2秒結束之后，單片機30會向繼電器37發出低電平信號，使繼電器37斷開，繼而使整個電弧發生裝置電路被切斷，兩電極15之間停止產生高溫電弧，一個點燃動作結束。然后，單片機30向點燃火焰傳感器20發出高電平信號，使點燃火焰傳感器20開始工作，檢測液體燃料燈17是否被成功點燃。若液體燃料燈17沒有成功點燃，點燃火焰傳感器20向單片機30發出點燃失敗的電信號，單片機30將會再次執行點燃動作，然后再啟動點燃火焰傳感器20檢測液體燃料燈17是否被成功點燃，如此循環往復直到液體燃料燈17被成功點燃。若液體燃料燈17成功被點燃，點燃火焰傳感器20向單片機30發出點燃成功的電信號，單片機30收到信號后將跳出循環，執行下一個機構的動作。

轉換裝置利用圓形轉臺機構的運動實現燃料位置變動的功能。如圖1和圖3所示，轉換裝置所使用的圓形轉臺機構包括圓形轉臺16、液體燃料燈17、步進電機14、減速器13以及傳動軸。圓形轉臺16上以90度為一分度每分度開有一個凹槽，共開有四個凹槽，分別為點火位置槽33、加熱位置槽34、熄滅位置槽35及空分度槽36。液體燃料燈17共有四個，用以放置四個不同種類的液體燃料。液體燃料燈17底部可以卡在圓形凹槽內，使液體燃料燈17相對圓盤位置固定。點火裝置兩電極15、斯特林模型機1熱缸、以及熄滅裝置蓋帽26分別以逆時針先后順序布置在圓形轉臺16三個相鄰分度的圓形凹槽正上方并固定于底板上，在點火裝置兩電極下(點火位置)的圓形凹槽設為點火位置槽，在小型斯特林模型機熱缸下(加熱位置)的圓形凹槽設為加熱位置槽，在熄滅裝置蓋帽下(熄滅位置)的圓形凹槽設為熄滅位置槽，剩余一個分度的圓形凹槽不放置任何機構，設為空分度槽。由于圓形轉臺16是可以轉動的，因此四個位置可以依照順序進行旋轉變換。轉臺下表面中心開有帶鍵槽的軸孔，傳動軸的驅動端插入圓形轉臺16軸孔，傳動軸插入減速器13驅動端，步進電機14軸插入減速器13主動端。步進電機14固定在電機支撐處，減速器13固定在減速器13支撐處，圓形轉臺16由已固定在減速器支撐上的減速器13加以固定。圓形轉臺16設計為俯視方向逆時針轉動，每一個液體燃料燈17都會從點火位置依次經歷加熱位置、熄滅位置以及空分度位置。此為轉臺的一個工作循環。順序為先從空分度，順時針旋轉到點火裝置兩電極下，然后再旋轉到斯特林模型機熱缸下，接著旋轉到熄滅裝置蓋帽下，最后轉回空分度。當單片機30收到點燃火焰傳感器20點燃成功的電信號跳出循環之后，進行轉換裝置的控制。當點燃成功以后，單片機30向步進電機14發出脈沖信號，以啟動步進電機。步進電機14輸出的扭矩通過減速器13的放大以及傳動軸的傳動最終施加在圓形轉臺16上使得圓形轉臺16開始轉動。圓形轉臺16轉動一個分度，即90度時，單片機30停止向步進電機14發出脈沖信號，使停步進電機14止轉動，并使開始時在點火位置槽33被點燃的液體燃料燈17轉動至加熱位置，對斯特林模型機1熱缸進行加熱。當加熱完成時，轉換裝置以同樣的受控方式和驅動方式將液體燃料燈17從加熱位置轉到熄滅位置，為熄滅動作做準備。

熄滅裝置利用凸輪機構帶動蓋帽26覆蓋火焰，使火焰缺氧而熄滅的原理完成熄滅動作。如圖1和圖4所示，熄滅裝置使用的凸輪機構由凸輪電機22、聯軸器23、凸輪軸24、凸輪從動件25、蓋帽26組成，凸輪軸24上設有凸輪。凸輪電機22主軸連接聯軸器23主動端，聯軸器23驅動段連接凸輪軸24。凸輪從動件25位于凸輪軸24正上方可與凸輪相接觸，凸輪從動件25插入從動件滑道架27的滑道中，使凸輪從動件25可在凸輪驅動下產生上下位移。凸輪從動件25采用直動平底從動件，從動件上固連有蓋帽26。當開始執行熄滅動作時，凸輪電機22，通過帶動凸輪軸轉動帶動凸輪從動件25以及其固連的蓋帽26沿滑道導向向下移動。凸輪從動件以及其固連的蓋帽下降后蓋在火焰上將火焰蓋滅，實現燃料熄滅功能。當液體燃料燈17被轉換裝置從加熱位置轉換到熄滅位置時，單片機30通過脈沖控制凸輪電機22啟動。凸輪電機22的扭矩通過固聯的聯軸器傳遞給凸輪軸24使其轉動。凸輪軸24轉動帶動凸輪從動件25在從動件滑道架27中向下移動，此時固連在凸輪從動件25上的蓋帽26也隨著凸輪從動件25上下移動。當液體燃料燈17到達熄滅位置后，凸輪電機22啟動將凸輪從動件25與蓋帽26向下移動，降在體燃料燈17的火焰上將其蓋滅。

固定臺架包括底板6以及分別固定在底板6上的斯特林模型機臺體3、點火裝置固定架、轉換裝置固定架、熄滅裝置架、傳感器支撐架。

斯特林模型機臺體3是一個高度可調節的水平支撐臺，利用絲杠螺母的原理實現平臺升降，目的是為了方便實驗者找到最佳的高度。斯特林模型機臺體平面水平放置，在平臺四個角打出螺紋孔，分別于絲杠配合組成螺紋副。當使絲杠順時針轉動時，平臺升高；當使絲杠逆時針轉動時，平臺降低。

點火裝置固定架包括電池盒固定架8、變壓器固定架11以及電極固定架12。電極固定架12上開有兩個電極孔，用以固定兩個電極。電極固定架固定在底板上，兩孔高度與液體燃料燈高度一致。按照電極、變壓器、電池的電路連接順序，相應變壓器固定架11固定在電極固定架12的旁邊，電池盒固定架8固定變壓器固定架一端。

轉換裝置固定架包括電機支撐、減速器支撐。步進電機和減速器分別由電機支撐塊和減速器支撐塊抬高其高度，使電機軸線與減速器軸線處于同一個平面。

熄滅裝置固定架包括電機支撐塊21、從動件滑道架27、滑道架支撐塊29。電機支撐塊21在凸輪電機下方，目的是抬高電機使其軸線處于合適的高度。從動件滑道架程Z字型固定在凸輪一端，其下部由滑道架支撐塊29做支撐，與從動件配合形成滑動副，實現從動件上下移動。滑道上開有銷槽，從動件有銷孔，防止從動件在滑道內旋轉。

傳感器支撐架由兩個傳感器支撐塊5、18組成。一個位于凸輪電機的一側，另一個位于斯特林模型機的一側，兩個傳感器支撐塊為了將兩個火焰傳感器位置抬高而設定。

以下介紹斯特林機參數收集過程：

參與斯特林機參數收集的傳感器包括冷缸溫度傳感器2、熱缸溫度傳感器28、磁力傳感器31、顯示屏19、壓力傳感器7、小磁塊32、電流傳感器和電壓傳感器。轉換裝置將被點火裝置點燃的液體燃料燈17轉至加熱位置對斯特林模型機1熱缸進行加熱后，單片機30隨即開始向冷缸溫度傳感器2、熱缸溫度傳感器28、磁力傳感器31以及壓力傳感器7輸出高電平，啟動各傳感器進行工作。冷缸溫度傳感器2測量斯特林模型機1冷缸的散熱溫度，熱缸溫度傳感器28測量斯特林模型機1熱缸加熱溫度。小磁塊32貼附于斯特林模型機1飛輪邊緣的外廓上，為磁力傳感器31提供磁場。在斯特林模型機1運行時，小磁塊32隨斯特林模型機1飛輪轉動，每次經過磁力傳感器31時會產生一個磁力脈沖，通過測量單位之間內脈沖數量，單片機30可以算出飛輪轉速。壓力傳感器7用以測量液體燃料燈17的重量。當壓力傳感器7上放有液體燃料燈時液體燃料燈的壓力大小會被壓力傳感器感知，產生模擬信號傳到單片機30。單片機30通過運算將壓力換算為質量。電流傳感器和電壓傳感器分別測定斯特林模型機1所帶有的小型發電機所提供的電流和電壓值，電流傳感器串聯在發電機為電源的電路之中，用以收集負載電流數據。電壓傳感器并聯在發電機電路中負載的兩端收集負載電壓數據。顯示屏19用以顯示各傳感器所測得的各種數據。當冷缸溫度傳感器2、熱缸溫度傳感器28、磁力傳感器31以及壓力傳感器7向單片機30傳遞的模擬信號被單片機30轉換為相應模擬值之后，單片機30將這些信息輸出進顯示屏19，將冷缸溫度傳感器2測得的冷缸溫度、熱缸溫度傳感器28測得的熱缸溫度、磁力傳感器31測得的飛輪轉速以、力傳感器7所測得的質量、電流傳感器和電壓傳感器所測得的電流電壓數據以及時間顯示在顯示屏19上供實驗者讀取。

具體實驗部分：當實驗者開始實驗時，首先應將本發明中需要外接電源的部分接通電源電路。如點火裝置中需將電池9放入電池盒固定架8中，并正確連接點火裝置的電路；轉換裝置中步進電機14、熄滅裝置中凸輪電機22需要接通驅動電源；單片機30需要接通電源。當需供電部分接通電路后，實驗者可將實驗選用的液體燃料倒適量于液體燃料燈17中，之后再放置在壓力傳感器7上測量出初始燃料與空液體燃料燈的質量之和。實驗者可在顯示屏19上讀取液體燃料燈17初始質量信息，記錄下來。質量測量記錄完畢后，將液體燃料燈17放置在圓形轉臺16的空分度槽36中，然后通過開關啟動單片機30。單片機30控制著步進電機14將液體燃料燈17轉到點火裝置電極15下的點火位置。然后，單片機30將自動控制點火裝置對液體燃料燈17執行點燃動作。當點燃成功后，單片機30自動控制轉換裝置將液體燃料燈17轉到斯特林模型機1熱缸加熱點下的加熱位置，對斯特林模型機1熱缸進行加熱。此時，冷缸溫度傳感器2、熱缸溫度傳感器28、磁力傳感器31均已開始收集溫度、轉速相關數據并將溫度值、轉速值顯示于單片機30上。在等待顯示數據較為穩定之后，讀取兩個溫度和飛輪轉速的值以及電流電壓值記錄下來。持續記錄多組數據。記錄足夠實驗數據之后，通過開關控制單片機30向步進電機14發出控制信號使步進電機14轉動一個分度，即90度，將液體燃料燈17轉至熄滅裝置蓋帽26下方的熄滅位置。然后單片機30控制熄滅裝置凸輪電機22轉動一周使蓋帽26降下將液體燃料燈17火焰蓋滅后回到最高位置。熄滅成功后，單片機30控制轉換裝置步進電機14將熄滅了的液體燃料燈17轉至空分度位置。然后，將液體燃料燈17從圓形轉臺16上取下，將液體燃料燈17放置在壓力傳感器7上測出進行加熱之后的燃料與空液體燃料燈的質量之和，在顯示屏19上讀取質量信息并記錄下來。

實驗數據分析：在具體實驗中測得的數據有實驗前液體燃料燈17質量、斯特林模型機1熱缸溫度、斯特林模型機1冷缸溫度、飛輪轉速、發電機電流電壓值、實驗后液體燃料燈17質量以及時間差。由實驗前液體燃料燈17質量與實驗后液體燃料燈17質量可以得出消耗的燃料質量，根據燃料熱值進而可以得到燃料燃燒供熱的熱量。由斯特林模型機1熱缸溫度、斯特林模型機1冷缸溫度可以用于研究熱缸溫度和冷缸溫度變化的規律，也可算出此次加熱的理論效率。由發電機電流電壓值可和時間差可以算出斯特林模型機1的輸出功率，結合燃料燃燒供熱的熱量可得出斯特林模型機1的實際效率。飛輪轉速可以用以研究不同加熱溫度下飛輪轉速的變化關系。

以上的具體實施方式是本發明的一個實例，并不用于限制本創作的精神及原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包括在本創作的保護范圍之內。