CN105551197A - 地震发生早期声光告警装置 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种地震发生早期声光告警装置，其特征包括：12V直流电源、地震信号监测与分压电路、电压比较电路、电平信号放大与声光告警电路；所述的电压比较电路中运算放大器IC1选用的型号为CA3140。夜间发生地震，人们都在房间里休息，这对人们的生命危害程度最大。如果能在地震发生早期的瞬间，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。本发明所述的地震发生早期声光告警装置使用运算放大器作为核心元件，一旦遇到监测探头被触动时，蜂鸣器随即发声，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。

Description

地震发生早期声光告警装置

技术领域

本发明属于电子技术与地震测报技术领域，是关于一种地震发生早期声光告警装置。

背景技术

夜间发生地震，人们都在房间里休息，这对人们的生命危害程度最大，使人们防不胜防。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和测报规律。如果能在地震发生的早期，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。

本发明所述的地震发生早期声光告警装置能在发生4级以上地震早期，可在极短时间监测到第一个地震波次，就会瞬间启动声光告警，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，有助于人们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。

本发明所述的地震发生早期声光告警装置使用输入阻抗较高的运算放大器作为核心元件，一旦遇到监测探头被触动时，蜂鸣器随即发声，基本可以杜绝发生漏报或误报的现象。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。本发明所述的地震发生早期声光告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地震发生早期声光告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：夜间发生地震，人们都在房间里休息，这对人们的生命危害程度最大，使人们防不胜防。如果能在地震发生早期的瞬间，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。本发明所述的地震发生早期声光告警装置使用输入阻抗较高的运算放大器作为核心元件，一旦遇到监测探头被触动时，蜂鸣器随即发声，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。本发明所述的地震发生早期声光告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：在地震发生早期声光告警装置的电路中，在无地震发生时，运算放大器IC1第3脚的参考电压略高于运算放大器IC1第2脚电压，运算放大器IC2第6脚输出低电平，声光告警驱动电路无电不工作；在地震发生早期，当监测探头JT被瞬间短接时，相当于在电阻R2的两端并联了1只电阻，即刻导致分压电路的电压分配发生变化，这些电压的变化通过运算放大器IC1(CA3130)进行比较，使运算放大器IC1第3脚参考电压低于运算放大器IC1第2脚的电压，这时运算放大器IC1第6脚输出高电平，高电平通过电阻R6激发增强型N沟道场效应管VT1导通，增强型N沟道场效应管VT1的导通，使声光告警驱动电路得电开始工作。

电解电容C1用于维持增强型N沟道场效应管VT1的栅极电位，使声光告警电路能够维持工6～8秒钟。

适当改变电阻R1或电阻R2的阻值，可调整地震发生早期声光告警装置工作的灵敏度与可靠性。

技术特征：地震发生早期声光告警装置，它包括12V直流电源、地震信号监测与分压电路、电压比较电路、电平信号放大与声光告警电路，其特征在于：

地震信号监测与分压电路：它由监测探头JT、电阻R1、电阻R2和电阻R3组成，监测探头JT的金属重锤ZC通过金属吊锤线和电阻R1接电路正极VCC，监测探头JT的金属环JSH接运算放大器IC1的第2脚，电阻R2的一端和电阻R3的一端接运算放大器IC1的第2脚，电阻R2的另一端接电路正极VCC，电阻R3的另一端接电路地GND；

电压比较电路：它由运算放大器IC1、电阻R4、电阻R5、电阻R6组成，运算放大器IC1选用的型号为CA3140，运算放大器IC1的第7脚接电路正极VCC，运算放大器IC1的第4脚接电路地GND，运算放大器IC1的第3脚接电阻R4的一端和电阻R5的一端，电阻R4的另一端接电路正极VCC，电阻R5的另一端接电路地GND，运算放大器IC1的第6脚通过电阻R6接运算放大器IC1的第3脚；

电平信号放大与声光告警电路：它由电解电容C1、电阻R7、增强型N沟道场效应管VT1和压电陶瓷蜂鸣器HA、发光二极管LED及电阻R8组成，运算放大器IC1的第6脚通过电阻R7接增强型N沟道场效应管VT1的栅极，电解电容C1的正极接运算放大器IC1的第6脚，电解电容C1的负极接电路地GND，增强型N沟道场效应管VT1的漏极接压电陶瓷蜂鸣器HA的负极和发光二极管LED的负极，压电陶瓷蜂鸣器HA的正极接电路正极VCC，发光二极管LED的正极通过电阻R8接电路正极VCC，增强型N沟道场效应管VT1的源极接电路地GND；

9V直流电源的正极与电路正极VCC相连，9V直流电源的负极与电路地GND相连。

附图说明

附图1是本发明提供一个地震发生早期声光告警装置的实施例电路工作原理图；附图1中监测探头JT的触点在待机时处于常开状态。

具体实施方式

按照附图1所示的地震发生早期声光告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为运算放大器，选用的型号为CA3130，直插式DIP规范，运算放大器IC1是一种COMSP沟道运放，具有很高的输入阻抗和极低的输入电流及高速运算性能，它适用于微信号输入而其输出电压最大值可达10mV；

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510KΩ；电阻R2的阻值为100KΩ；电阻R3的阻值为100KΩ；电阻R4的阻值为51KΩ；电阻R5的阻值为100KΩ；电阻R7的阻值为22KΩ；电阻R8的阻值为780Ω；

C1为电解电容，其容量为100μF/16V；

LED为发光二极管，选用高亮红色发光二极管；

HA为压电陶瓷蜂鸣器，选用蜂鸣器内部置有音频发生电路工作电压为9V。

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吊锤，原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的裸铜丝弯制，其直径为30～36mm；

金属重锤与金属环之间的间隙，要求间隙在2.0～2.5mm为宜，可通过升降金属重锤的高度调节；金属重锤与金属环之间的间隙越小，该装置的灵敏度就越高；为保证装置有足够的灵敏度，要求固定吊挂金属重锤的支架高度≥2.2m；

因地震发生早期声光告警装置的电路结构比较简单，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，本发明的电路只需要进行简单调试即可正常工作；

电路调试主要调节参考电压，选择合适电阻R1阻值，以达到理想的探测灵敏度；调节电阻R7的阻值可改变压电陶瓷蜂鸣器HA的音量；

待机电流≤50μA，9V直流电源告警时工作电流约为32mA，因电路在静态时，增强型N沟道场效应管VT1截止，压电陶瓷蜂鸣器HA无声，仅有电阻R2～R5消耗极少量电能，因此6节5﹟碱性电池可以使用三年以上；

为增加探测地震的灵敏度，必要时使用两组以上告警装置，可分别安置在不同房间不容易受到人为干扰的角落里。

本发明的电路结构设计、元器件布局，以及它的外观形状设计及其尺寸大小等均不是本发明的关键技术，也不是本发明要求保护的关键性技术内容，因不影响本发明具体实施过程和发明目的的实现，故不在说明书中一一说明。

Claims (1)

1.一种地震发生早期声光告警装置，它包括12V直流电源、地震信号监测与分压电路、电压比较电路、电平信号放大与声光告警电路，其特征在于：

所述的地震信号监测与分压电路由监测探头JT、电阻R1、电阻R2和电阻R3组成，监测探头JT的金属重锤ZC通过金属吊锤线和电阻R1接电路正极VCC，监测探头JT的金属环JSH接运算放大器IC1的第2脚，电阻R2的一端和电阻R3的一端接运算放大器IC1的第2脚，电阻R2的另一端接电路正极VCC，电阻R3的另一端接电路地GND；

所述的电压比较电路由运算放大器IC1、电阻R4、电阻R5、电阻R6组成，运算放大器IC1选用的型号为CA3140，运算放大器IC1的第7脚接电路正极VCC，运算放大器IC1的第4脚接电路地GND，运算放大器IC1的第3脚接电阻R4的一端和电阻R5的一端，电阻R4的另一端接电路正极VCC，电阻R5的另一端接电路地GND，运算放大器IC1的第6脚通过电阻R6接运算放大器IC1的第3脚；

所述的电平信号放大与声光告警电路由电解电容C1、电阻R7、增强型N沟道场效应管VT1和压电陶瓷蜂鸣器HA、发光二极管LED及电阻R8组成，运算放大器IC1的第6脚通过电阻R7接增强型N沟道场效应管VT1的栅极，电解电容C1的正极接运算放大器IC1的第6脚，电解电容C1的负极接电路地GND，增强型N沟道场效应管VT1的漏极接压电陶瓷蜂鸣器HA的负极和发光二极管LED的负极，压电陶瓷蜂鸣器HA的正极接电路正极VCC，发光二极管LED的正极通过电阻R8接电路正极VCC，增强型N沟道场效应管VT1的源极接电路地GND；

所述的9V直流电源的正极与电路正极VCC相连，9V直流电源的负极与电路地GND相连。