CN105160822A - 带有声光短时记忆早期地震预警装置 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种带有声光短时记忆早期地震预警装置，其特征包括：6V直流电源、地震信号监测与电压比较电路、电平信号延时与声光驱动电路；所述的地震信号监测与电压比较电路由监测探头JT和电阻R1、电压比较器IC1、3只开关二极管D1～D3和电阻R2组成，电压比较器IC1使用的集成电路型号为LM393。本发明因为使用输入阻抗较高的电压比较器，一旦遇到监测探头被触动时，声光驱动电路立即工作，基本可以杜绝发生误报或漏报的现象。该技术方案简化了电路结构，降低了预警装置的制作难度及成本，实现了监测地震灵敏度高、工作性能可靠的要求。本发明适合在地震频发地区的家庭、学校、医院等场所使用。
Description
技术领域
本发明属于电子技术与地震预报技术领域，是关于一种带有声光短时记忆早期地震预警装置。
背景技术
地震一旦发生在深夜，人们多在房间里熟睡，这对人们的生命危害程度最大，使人们防不胜防。如果能在地震刚刚发生的瞬间，如果能争取到十几秒时间，很多人就有可能与伤残或死神擦肩而过。地震是破坏范围广、造成生命与财产危害极大、且是一种不可抗拒的自然灾害，至今科学认知未能有效掌握地震的发生规律。
本发明所述的带有声光短时记忆早期地震预警装置能在发生4级以上地震初期，该装置可在极短时间监测到第一个地震波次，并在瞬间启动声音预警，立即叫醒熟睡中的您。在大地震发生之前，可为您争取到极其宝贵的十几秒撤离时间，有助于您和周围人迅速撤离到安全地带，哪怕只能争取到几秒的逃生时间，也能大幅度减少地震对人们生命的危害。
本发明所述的带有声光短时记忆早期地震预警装置因为使用输入阻抗较高的电压比较器，一旦遇到监测探头被触动时，声光驱动电路立即工作，基本可以杜绝发生误报或漏报的现象。该技术方案简化了电路结构，降低了预警装置的制作难度及成本，实现了监测地震灵敏度高、工作性能可靠的要求。本发明所述的带有声光短时记忆早期地震预警装置适合在地震频发地区的家庭、学校、医院等场所使用。
以下详细说明本发明所述的带有声光短时记忆早期地震预警装置在实施过程中所涉及必要的、关键性技术内容。
发明内容
发明目的及有益效果：本发明所述的带有声光短时记忆早期地震预警装置能在发生4级以上地震初期，该装置可在极短时间监测到第一个地震波次，并在瞬间启动声音预警，立即叫醒熟睡中的您。在大地震发生之前，可为您争取到极其宝贵的十几秒撤离时间，有助于您和周围人迅速撤离到安全地带，哪怕只能争取到几秒的逃生时间，也能大幅度减少地震对人们生命的危害。
本发明所述的带有声光短时记忆早期地震预警装置因为使用输入阻抗较高的电压比较器，一旦遇到监测探头被触动时，声光驱动电路立即工作，基本可以杜绝发生误报或漏报的现象。该技术方案简化了电路结构，降低了预警装置的制作难度及成本，实现了监测地震灵敏度高、工作性能可靠的要求。本发明所述的带有声光短时记忆早期地震预警装置适合在地震频发地区的家庭、学校、医院等场所使用。
电路工作原理：带有声光短时记忆早期地震预警装置电路的核心元件是电压比较器IC1。在预警装置中的监测探头JT没有被触动时，6V直流电源经过电阻R1，使电压比较器IC1的第3脚(同相输入端)为高电位，电阻R2和开关二极管D1～D3把电压比较器IC1的第2脚(反相输入端)置于2.1V电位，电压比较器IC1的第3脚＜第2脚，电压比较器IC1的第1脚输出低电平，预警装置处于待机状态。
一旦遇到大地突然晃动，监测探头JT就会被触动，电压比较器IC1的第3脚电位＞第2脚电位，电压比较器IC1的状态迅速翻转，电压比较器IC1的第1脚输出高电平，使增强型N沟道场效应管VT1迅速导通，蜂鸣器HA立即发出蜂鸣声，同时发光二极管LED也被点亮预警。由于在电压比较器IC1的第1脚接有1只电解电容C1，而电解电容C1的放电有一个缓慢过程，进而使得增强型N沟道场效应管VT1的导通也会维持一段时间。
技术特征：带有声光短时记忆早期地震预警装置，它包括6V直流电源、地震信号监测与电压比较电路、电平信号延时与声光驱动电路，其特征在于：
地震信号监测与电压比较电路：它由监测探头JT和电阻R1、电压比较器IC1、3只开关二极管D1～D3和电阻R2组成，电压比较器IC1使用的集成电路型号为LM393,3只开关二极管Dl～D3选用的型号为1N4148，3只开关二极管D1～D3相互串联，开关二极管D1的正极接电路正极VCC，开关二极管D3的负极接电压比较器IC1的第3脚和电阻R2的一端，电阻R2的另一端接电路地GND，电压比较器IC1的第2脚和电阻R1的一端通过金属吊锤线接金属重锤ZC，电阻R1的另一端接电路正极VCC，金属环JSH接电路地GND，电压比较器IC1的第8脚接电路正极VCC，电压比较器IC1的第4脚接电路地GND，电压比较器IC1的第1脚接电平信号延时与声光驱动电路；
电平信号延时与声光驱动电路：它由电解电容C1、增强型N沟道场效应管VT1、电阻R3和发光二极管LED、电阻R4蜂鸣器HA组成，电压比较器IC1的第1脚接电阻R3的一端和电解电容C1的正极，电阻R3的另一端接增强型N沟道场效应管VT1的栅极G，增强型N沟道场效应管VT1的漏极D接蜂鸣器HA的负极和发光二极管LED的负极，发光二极管LED的正极接电阻R4的一端，电阻R4的另一端和蜂鸣器HA的正极接电路正极VCC，增强型N沟道场效应管VT1的源极S接电路地GND；
6V直流电源的正极接电路正极VCC，6V直流电源的负极接电路地GND。
附图说明
附图1是本发明提供一个带有声光短时记忆早期地震预警装置的实施例电路工作原理图；附图1中电压比较器IC1使用的型号为LM393，每只LM393中有两组相互独立的电压比较器，本发明仅使用其中1组；在待机时，附图1中监测探头JT的触点处于常开状态。
具体实施方式
按照附图1所示的带有声光短时记忆早期地震预警装置电路工作原理图和附图说明，并按照发明内容所述的各部分电路中元器件之间连接关系，以及实施方式中所述的元器件技术参数要求和电路制作要点进行实施即可实现本发明，以下结合实施例对本发明的相关技术作进一步描述。
元器件的技术参数及其选择要求
IC1为电压比较器，选用的型号为LM393，LM393由两个独立的电压比较器构成。直流电源可由宽范围的单组正电压供电，工作电压：2～36V，也可由正、负两组电压供电；
Dl～D3为开关二极管，选用的型号为1N4148；
VT1为增强型N沟道场效应管，选用的型号为IRFZ22；
电阻选用功率为1/8W金属膜电阻，电阻R1的阻值为910KΩ；电阻R2的阻值为10KΩ、电阻R3的阻值为220KΩ；电阻R4的阻值为470Ω；
C1为电解电容，其容量为220μF/16V；
LED为发光二极管，选用直径为￠5高亮红色发光二极管；
HA为蜂鸣器，选用内部置有音频发生电路的蜂鸣器，工作电压为5～6V；
直流电源电压为6V，选用4节5﹟碱性电池作为直流电源。
电路制作要点、电路调试及使用方法
监测探头JT的制作：监测探头JT是金属重锤制作的一种机械开关，金属重锤可使用建筑用的吊锤，吊锤线改用多股金属线作为金属吊锤线，金属环可使用￠2.5mm的紫铜丝弯制，其直径为36～40mm；
金属重锤与金属环之间的间隙，可通过升降金属重锤的高度调节，要求间隙在2.0～2.5mm为宜；金属重锤与金属环之间的间隙越小，预警灵敏度就越高；为保证预警装置有足够的灵敏度，要求用于固定吊挂金属重锤支架高度≥2.0m；
建议：电压比较器IC1没有使用到的引脚全部接地！电路板外面使用金属外壳；
因带有声光短时记忆早期地震预警装置电路结构比较简单，制作比较容易，一般情况下只要选用的电子元器件性能完好，并按照说明书附图1中的元器件连接关系进行焊接，物理连接线及焊接质量经过仔细检查正确无误后，本发明的电路基本不需要进行调试即可正常工作。
为增加探测地震的灵敏度，必要时可以使用两组以上该预警装置，并分别安置在房屋的不同角落。
带有声光短时记忆早期地震预警装置的技术指标为：待机电流≤120μA，预警时工作电流为50mA(6V直流电源时测得)；因在电路静态时，增强型N沟道场效应管VT1截止，声光驱动电路不工作，仅有电阻R1～R2消耗极少量电能，因此4节5﹟碱性电池可以使用两年以上时间。
Claims (1)
1.一种带有声光短时记忆早期地震预警装置，它包括6V直流电源、地震信号监测与电压比较电路、电平信号延时与声光驱动电路，其特征在于：
所述的地震信号监测与电压比较电路由监测探头JT和电阻R1、电压比较器IC1、3只开关二极管D1～D3和电阻R2组成，电压比较器IC1使用的集成电路型号为LM393,3只开关二极管Dl～D3选用的型号为1N4148，3只开关二极管D1～D3相互串联，开关二极管D1的正极接电路正极VCC，开关二极管D3的负极接电压比较器IC1的第3脚和电阻R2的一端，电阻R2的另一端接电路地GND，电压比较器IC1的第2脚和电阻R1的一端通过金属吊锤线接金属重锤ZC，电阻R1的另一端接电路正极VCC，金属环JSH接电路地GND，电压比较器IC1的第8脚接电路正极VCC，电压比较器IC1的第4脚接电路地GND，电压比较器IC1的第1脚接电平信号延时与声光驱动电路；
所述的电平信号延时与声光驱动电路由电解电容C1、增强型N沟道场效应管VT1、电阻R3和发光二极管LED、电阻R4蜂鸣器HA组成，电压比较器IC1的第1脚接电阻R3的一端和电解电容C1的正极，电阻R3的另一端接增强型N沟道场效应管VT1的栅极G，增强型N沟道场效应管VT1的漏极D接蜂鸣器HA的负极和发光二极管LED的负极，发光二极管LED的正极接电阻R4的一端，电阻R4的另一端和蜂鸣器HA的正极接电路正极VCC，增强型N沟道场效应管VT1的源极S接电路地GND；
所述的6V直流电源的正极接电路正极VCC，6V直流电源的负极接电路地GND。
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