CN101699318B - 液体波动传感振动测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液体波动传感振动测量装置，该装置的内筒置于容器的内部，与容器同轴；导电溶液装在内筒和容器之间；基电极和传感电极为依次缠绕在内筒外壁的相互平行的一组细导线，基电极始终浸没在导电溶液中；各传感电极和基电极分别与控制单元的输入连接，控制单元的输出与报警单元连接；控制单元设置优先触发级别，优先触发与最大高度的传感电极连接的接口，并将分级信号传递给报警单元；报警单元根据接收的分级信号使报警单元发出代表不同烈度地震的分级报警信号。本发明可靠性及重复性好、结构简单、体积小、成本低，节能、环保，能够实现不同烈度地震的分级报警，可以在地震刚刚到来之时提醒人们及时转移或躲藏，减少伤亡。

Description

液体波动传感振动测量装置

技术领域

本发明涉及一种地震报警装置，特别涉及一种液体波动传感振动测量装置。

背景技术

地震波是从震源产生向四外辐射的弹性波。地震波按传播方式分为三种类型：纵波、横波和面波。在震中区，纵波使地面上下颠动。横波使地面水平晃动，因此离震中较远的地方，往往感觉不到上下跳动，但能感觉到水平晃动。

地震报警是当地震波已经到来的第一时间，提醒人们尽快采取躲避措施的一种手段，是地震预报或预警后的一种补救措施。当地震发生时，人们往往不会立刻意识到是发生地震了。而在关键时刻的犹豫和判断延迟会失去宝贵的避险机会。因此在第一时间呼叫报警以警示人们地震的发生，使人们及时转移或躲藏，对于拯救生命是十分必要的。

近年来，伴随着微机电技术的广泛应用，以数字化、小型化为特征的新型地震计以更加蓬勃的势头发展。但这些装置还是显得庞大、复杂，昂贵，只能安装在地震局、地球物理研究中心等特定场所，由专业人员监测、分析地震数据。这些装置不适于民用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、体积小、成本低的液体波动传感振动测量装置。

为了解决上述技术问题，本发明的液体波动传感振动测量装置包括容器，内筒，导电溶液，基电极，传感电极，控制单元和报警单元；所述内筒放置于容器的内部，与容器同轴，并且内筒和容器在底部接触固定、密封；导电溶液装在内筒和容器之间，导电溶液上方用封盖密封；基电极和传感电极为依次缠绕或依附在内筒外壁的相互平行的一组细导线或带状导电薄膜，各细导线或带状导电薄膜两端穿过微孔进入内筒，基电极始终浸没在导电溶液中；控制单元和报警单元安装在内筒中或容器上方；各传感电极和基电极分别与控制单元的输入连接，控制单元的输出与报警单元连接；控制单元设置优先触发级别，优先触发与最大高度的传感电极连接的接口，并将分级信号传递给报警单元；报警单元根据接收的分级信号使报警单元发出代表不同烈度地震的分级报警信号。

基电极始终浸没在导电溶液中，在地面没有晃动时，传感电极位于溶液上方，不与溶液接触，电路呈断开状态。当地震时，导电溶液液体发生波动，液面上升，接通传感电极和基电极，电路产生电流，通过控制单元驱动报警单元发出报警信号，实现报警功能。本发明可靠性及重复性好、结构简单、体积小、成本低，并且平时电路处于断开状态，所以节能、环保。由于控制单元设置优先触发级别，优先触发与最大高度的传感电极连接的接口，使报警单元能够发出代表不同烈度地震的分级报警信号，实现了对不同烈度地震的分级报警，具有反应灵敏、准确、精确度高、可靠性及重复性好等特点。本发明可以在地震刚刚到来之时提醒人们及时转移或躲藏，减少伤亡。

本发明还包括底座水平调节单元；容器置于底座水平调节单元上。底座水平调节单元用于调节整个装置的初始状态。

本发明可用于家庭、单位、学校及公共场所，不仅可以预报地震，还可作为危房倾斜、山体滑坡等其他灾害报警。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明的液体波动传感振动测量装置结构示意图。

图2为报警单元的电路图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的液体波动传感振动测量装置包括容器1，内筒6，导电溶液5，基电极2，传感电极3、控制单元8和报警单元4；内筒6放置于容器1的内部，与容器1同轴，并且内筒6和容器1在底部接触固定、密封。在内筒6和容器1之间装有导电溶液5。导电溶液5上方用透明封盖7密封，防止导电溶液的蒸发流失及对电路的腐蚀。因为地震波可能来自于任何水平方向，而圆形是对称性最好的几何形状，因此选择圆柱形内筒。作为基电极2、第一级传感电极31、第二级传感电极32和第三级传感电极33的铜线依次缠绕在内筒的外壁形成相互平行的一组圆环，铜线两端穿过微孔进入内筒6并拉紧固定，微孔用胶密封；基电极2始终浸没在导电溶液5中。控制单元8和报警单元4安装在内筒6中。所述控制单元8采用单片机；第一级传感电极31、第二级传感电极32、和第三级传感电极33分别与单片机的I/O口连接，基电极2接地；单片机的I/O口与报警单元4连接。

所述单片机的I/O口设置优先触发级别，优先触发与最大高度的传感电极连接的I/O口，并将分级信号传递给报警单元4，控制报警单元4发出代表不同烈度地震的分级报警信号。

报警单元4可以采用发光二极管和蜂鸣器。如图2所示，蜂鸣器47、电源48、红色发光二极管41、黄色发光二极管42、蓝色发光二极管43及绿色发光二极管46分别与控制单元8连接，构成一个完整的探测报警电路。在电路中，绿色发光二极管46用于电路自检显示。因地震报警装置需要长期工作，可以用绿色LED指示灯监测电池电量。电源48选用4节7#电池。

地震时，液面到达第一级传感电极31，红色发光二极管41亮，蜂鸣器45报警；液面到达第二级传感电极32，红色发光二极管41和黄色发光二极管42同时亮；液面到达第三级传感电极33，红色发光二极管41、黄色发光二极管42和蓝色发光二极管43同时亮。

报警单元4还可以单独采用语音芯片或蜂鸣器。语音芯片发出代表不同烈度地震的分级语音信号；蜂鸣器发出频率和音量不同的蜂鸣代表不同烈度地震的分级，地震级次越高，频率越高，声音越大，持续报警的时间越长。

控制单元8还可以采用其它普通的具有信号处理能力并能发出控制信号使报警单元4发出报警信号的芯片。

底座水平调节单元9是在底座10上均匀分布三个水平螺丝作为支点，通过调节其中的两个螺丝实现水平调节功能。容器1放置于底座10的上面。

所述导电溶液5选择无毒、无腐蚀性、粘度低、导电性好、对环境无污染的氯化钠饱和溶液、硫酸铜溶液(浓度2％～10％)、氯化镁溶液或硫酸铝溶液等。采用硫酸铜溶液作为导电溶液能够实现安全、环保。

所述的容器1选用浸润角较大的疏水材料-有机玻璃。还可以采用树脂等有机材料或玻璃、陶瓷等绝缘材料。硫酸铜溶液在光滑有机玻璃表面几乎不存在沾附现象，因而基本上不会影响报警装置的正常工作。

内筒6用于缠绕基电极和传感电极，所以选择绝缘，且容易加工、不易碎、耐腐蚀的有机玻璃材料。

Claims (4)

1.一种液体波动传感振动测量装置，其特征在于包括容器(1)，内筒(6)，导电溶液(5)，基电极(2)，传感电极(3)，控制单元(8)和报警单元(4)；所述内筒(6)放置于容器(1)的内部，与容器同轴，并且内筒和容器在底部接触固定、密封；导电溶液(5)装在内筒和容器之间，导电溶液上方用封盖密封；基电极(2)和传感电极(3)为依次缠绕在内筒(6)的外壁的相互平行的一组细导线或带状导电薄膜，各细导线或带状导电薄膜的两端穿过微孔进入内筒(6)，基电极(2)始终浸没在导电溶液(5)中；控制单元(8)和报警单元(4)安装在内筒中或容器上方；各传感电极和基电极分别与控制单元(8)的输入连接，控制单元(8)的输出与报警单元(4)连接；控制单元(8)设置优先触发级别，优先触发与最大高度的传感电极连接的接口，并将分级信号传递给报警单元；报警单元根据接收的分级信号使报警单元发出代表不同烈度地震的分级报警信号。

2.根据权利要求1所述的液体波动传感振动测量装置，其特征在于还包括底座水平调节单元(9)；容器(1)置于底座水平调节单元(9)上。

3.根据权利要求1所述的液体波动传感振动测量装置，其特征在于所述导电溶液为氯化钠饱和溶液或浓度为2％～10％硫酸铜溶液。

4.根据权利要求3所述的液体波动传感振动测量装置，其特征在于所述的容器(1)和内筒(6)的材料选用有机玻璃。

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