CN109686054A - 一种自制家用地震报警装置 - Google Patents

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Abstract

一种自制家用地震报警装置,由纵波检测电路、横波检测电路、发光电路和声音报警电路组成,通过对水平面的检测来进行早期地震的判断,在当发生地震时,纵波首先达到地面,使地面产生波浪形的升降,本发明的纵波探测电路检测到地面升降信号,灯泡LD发出暗红色的光,集成电路IC4发出警笛声,提醒人们迅速逃离;当横波抵达地面后,地面发生左右摆动,横波探测电路检测到左右摆动信号,灯泡LD由暗红色变为正常的亮光,方便人们撤离,同时扬声器SW发出的警报声更大,以提醒更多的人们迅速撤离;本发明的有益效果是结构简单,报警效果显著,特别适合夜晚使用。

Description

一种自制家用地震报警装置
技术领域
本发明涉及一种报警装置,具体是一种自制家用地震报警装置,属于地震预测技术领域。
背景技术
地震按传播方式可分为纵波和横波,纵波是推进波,地壳中传播速度为5.5-7千米/秒,最先到达震中,它使地面发生上下振动,破坏性较弱;横波是剪切波,在地壳中的传播速度为3.4千米/秒,第二个到达震中,它使地面发生前后、左右抖动,破坏性较强,因此能在纵波到达时就能感知到,对于降低地震死亡率有很大帮助。
我国是个多地震的国家,地震会给我们带来巨大的人员伤亡和物质损失,尤其是1976年的唐山大地震和2008年的汶川大地震,造成的损失巨大。
通过分析可知,地震在刚开始的数秒到数十秒,地面晃动并不明显,如果人们得知地震信息并迅速撤离,生还的希望很大的,但是很多情况下人们往往反应不及时,直到地面晃动剧烈时,才感觉到是地震,但此时逃生的希望往往很小,特别是夜晚人们熟睡时,感知地震的能力就更差了。
现在市面上的地震报警装置虽然预报精度较高,但价格比较昂贵,不适合家庭使用,而且很多地震都是在夜晚发生的,比如著名的唐山大地震就是在夜间发生的,当人们感觉到地震时,由于环境黑暗,人们找不到逃生的通道,找到光源又耽误逃生的时间。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题,本发明提供一种自制家用地震报警装置,性能稳定,能够在地震发生时检测到相应的纵波和横波信号,发生声光报警,提醒人们迅速逃离。
为了实现上述目的,本发明提供一种自制家用地震报警装置,包括纵波检测电路、横波检测电路、发光电路和声音报警电路,所述纵波检测电路包括电阻R1、R2、R3,电位器RP1,电容C2、C3,二极管D1,三极管BG1,继电器J1,按钮SB1,集成电路IC2、IC3,电极S0、S1;
所述的横波检测电路包括电阻R4、R5,二极管D2、D3,三极管BG2,继电器J2及其常开触点J2-1、继电器J3,继电器J1的常开触点J1-3,晶闸管VS,锤子,金属桶,金属导线;
所述的发光电路包括电容C1,二极管D4,集成电路IC1,变压器B,灯泡LD,整流堆UR,继电器J1的常开触点J1-1,继电器J3的常开触点J3-1,电源插头,熔断器FU;
所述的声音报警电路包括电阻R6、R7、R8,三极管BG3,集成电路IC4,继电器J1的常开触点J1-2,继电器J3的常开触点J3-2,扬声器SW;
电阻R1接在集成电路IC1的3脚和集成电路IC2的5脚之间;电阻R2和按钮SB1并联接在集成电路IC2的4脚和地之间;电阻R3接在集成电路IC1的3脚和集成电路IC3的2脚之间;电位器RP1接在集成电路IC1的3脚和集成电路IC3的6脚之间;电容C2的正极接集成电路IC3的6脚,负极接地;电容C3接在集成电路IC3的5脚和地之间;二极管D1和继电器J1并联后接在集成电路IC3的3脚和地之间,其中二极管D1的负极接集成电路IC3的3脚;三极管BG1的基极接集成电路IC2的4脚,集电极接集成电路IC3的2脚,发射极接地;集成电路IC2的1脚接电极S0,2脚接地;集成电路IC3的1脚接地,4脚和8脚接集成电路IC1的3脚,6脚和7脚接电容C2的正极;电极S1接集成电路IC1的3脚;
电阻R4接在集成电路IC1的3脚和A点之间;电阻R5和继电器J2的常开触点J2-1串联后接在集成电路IC1的3脚和晶闸管VS的门极之间;二极管D2和继电器J2并联后接在集成电路IC1的3脚和三极管BG2的集电极之间,其中二极管D2的负极接集成电路IC1的3脚;二极管D3和继电器J3并联后接在集成电路IC1的3脚和晶闸管VS的阳极之间,其中二极管D3的负极接集成电路IC1的3脚;三极管BG2的基极接B点,发射极接地;晶闸管VS阴极经继电器J1的常开触点J1-3后接地,锤子接A点,金属桶接B点;
电容C1的正极接集成电路IC1的1脚,负极接地;二极管D4和继电器J3的常开触点J3-1并联后接在继电器J1的常开触点J1-1和灯泡LD之间,其中二极管D4的正极接继电器J1的常开触点J1-1;继电器J1的常开触点J1-1和灯泡LD的另一端分别接变压器B的输入端,变压器B的输出端接整流堆UR的1脚和2脚,整流堆UR的3脚接集成电路IC1的1脚,4脚接地;电源插头经熔断器FU接变压器B的输入端;
电阻R6接在集成电路IC4的6脚和7脚之间;电阻R7和R8串联接在集成电路IC4的4脚和三极管BG3的基极之间,其中电阻R8和继电器J3的常开触点J3-2并联;三极管BG3的集电极接扬声器的一端,扬声器的另一端接集成电路IC1的3脚,三极管BG3的发射极接地;集成电路IC4的1脚和3脚悬空,2脚接地,5脚和8脚并联后接继电器J1的常开触点J1-2的一端,继电器J1的常开触点J1-2的另一端接集成电路IC1的3脚。
优选的,所述集成电路IC1为稳压集成块,型号为7812,集成电路IC2为光电耦合器,型号为4N25,集成电路IC3的型号为555定时器,集成电路IC4为音乐集成电路,型号为KD9561。
优选的,所述二极管D1、D2、D3、D4的型号为IN4007。
优选的,三极管BG1、BG2、BG3为NPN型三极管,型号为9013。
优选的,晶闸管VS的型号为MCR100-8。
本发明由纵波检测电路、横波检测电路、发光电路、声音报警电路组成,由于地震发生时纵波的传播速度快于横波的传播速度,所以刚开始地震会使水平面产生波浪形的升降,本发明通过对水平面的检测来进行早期地震的判断,在当发生地震时,纵波首先达到地面,使地面产生波浪形的升降,本发明的纵波探测电路检测到地面升降信号,灯泡LD发出暗红色的光,集成电路IC4发出警笛声,提醒人们迅速逃离;当横波抵达地面后,地面发生左右摆动,横波探测电路检测到左右摆动信号,灯泡LD由暗红色变为正常的亮光,方便人们撤离,同时扬声器SW发出的警报声更大,以提醒更多的人们迅速撤离;本发明的有益效果是结构简单,报警效果显著,特别适合夜晚使用。
附图说明
图1是本发明的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示,一种自制家用地震报警装置,包括纵波检测电路、横波检测电路、发光电路和声音报警电路,所述纵波检测电路包括电阻R1、R2、R3,电位器RP1,电容C2、C3,二极管D1,三极管BG1,继电器J1,按钮SB1,集成电路IC2、IC3,电极S0、S1;
所述的横波检测电路包括电阻R4、R5,二极管D2、D3,三极管BG2,继电器J2及其常开触点J2-1、继电器J3,继电器J1的常开触点J1-3,晶闸管VS,锤子,金属桶,金属导线;
所述的发光电路包括电容C1,二极管D4,集成电路IC1,变压器B,灯泡LD,整流堆UR,继电器J1的常开触点J1-1,继电器J3的常开触点J3-1,电源插头,熔断器FU;
所述的声音报警电路包括电阻R6、R7、R8,三极管BG3,集成电路IC4,继电器J1的常开触点J1-2,继电器J3的常开触点J3-2,扬声器SW;
所述集成电路IC1为稳压集成块,型号为7812,集成电路IC2为光电耦合器,型号为4N25,集成电路IC3的型号为555定时器,集成电路IC4为音乐集成电路,型号为KD9561;二极管D1、D2、D3、D4的型号为IN4007;三极管BG1、BG2、BG3为NPN型三极管,型号为9013;晶闸管VS的型号为MCR100-8。
电阻R1接在集成电路IC1的3脚和集成电路IC2的5脚之间;电阻R2和按钮SB1并联接在集成电路IC2的4脚和地之间;电阻R3接在集成电路IC1的3脚和集成电路IC3的2脚之间;电位器RP1接在集成电路IC1的3脚和集成电路IC3的6脚之间;电容C2的正极接集成电路IC3的6脚,负极接地;电容C3接在集成电路IC3的5脚和地之间;二极管D1和继电器J1并联后接在集成电路IC3的3脚和地之间,其中二极管D1的负极接集成电路IC3的3脚;三极管BG1的基极接集成电路IC2的4脚,集电极接集成电路IC3的2脚,发射极接地;集成电路IC2的1脚接电极S0,2脚接地;集成电路IC3的1脚接地,4脚和8脚接集成电路IC1的3脚,6脚和7脚接电容C2的正极;电极S1接集成电路IC1的3脚;
电阻R4接在集成电路IC1的3脚和A点之间;电阻R5和继电器J2的常开触点J2-1串联后接在集成电路IC1的3脚和晶闸管VS的门极之间;二极管D2和继电器J2并联后接在集成电路IC1的3脚和三极管BG2的集电极之间,其中二极管D2的负极接集成电路IC1的3脚;二极管D3和继电器J3并联后接在集成电路IC1的3脚和晶闸管VS的阳极之间,其中二极管D3的负极接集成电路IC1的3脚;三极管BG2的基极接B点,发射极接地;晶闸管VS阴极经继电器J1的常开触点J1-3后接地,锤子接A点,金属桶接B点;
电容C1的正极接集成电路IC1的1脚,负极接地;二极管D4和继电器J3的常开触点J3-1并联后接在继电器J1的常开触点J1-1和灯泡LD之间,其中二极管D4的正极接继电器J1的常开触点J1-1;继电器J1的常开触点J1-1和灯泡LD的另一端分别接变压器B的输入端,变压器B的输出端接整流堆UR的1脚和2脚,整流堆UR的3脚接集成电路IC1的1脚,4脚接地;电源插头经熔断器FU接变压器B的输入端;
电阻R6接在集成电路IC4的6脚和7脚之间;电阻R7和R8串联接在集成电路IC4的4脚和三极管BG3的基极之间,其中电阻R8和继电器J3的常开触点J3-2并联;三极管BG3的集电极接扬声器的一端,扬声器的另一端接集成电路IC1的3脚,三极管BG3的发射极接地;集成电路IC4的1脚和3脚悬空,2脚接地,5脚和8脚并联后接继电器J1的常开触点J1-2的一端,继电器J1的常开触点J1-2的另一端接集成电路IC1的3脚。
本发明的工作原理如下:由于地震发生时纵波的传播速度快于横波的传播速度,所以刚开始地震会使水平面产生波浪形的升降,本发明通过对水平面的检测来进行早期地震的判断。取一个饮料瓶,里面加上盐水以提高导电性能,然后分别在瓶口和瓶身处开两个小洞,插入电极S0和S1,其中电极S1接入水中,电极S0靠近水面,距离水面越近越好,其灵敏度越高,但是不能入水。
地震横波的传播速度慢于纵波,但破坏能力要大于纵波。当横波到达地表后,会使地面产生左右摇摆。本发明的横波检测开关的A端固定在如天花板上,B端固定在桌面上之类的水平位置,锤子与金属桶内壁的间距一般在2-3mm之间,间距越小表面灵敏度越高。
当发生地震时,纵波首先达到地面,使地面产生波浪形的升降,此时电极S0入水,使得集成电路IC2的1脚和2脚内LED管发光,其内部光电管受光后导通,集成电路IC2的4脚电位升高,使得三极管BG1导通,集成电路IC3的2脚被置位,集成电路IC3进入暂稳态,集成电路IC3的3脚输出高电平,继电器J1吸合,其常开触点J1-1导通,交流电经二极管D4加到灯泡LD两端,由于二极管D4的半波整流作用,灯泡LD两端电压为市电的0.45,约为100V左右,灯泡LD发出暗红色的光(主要考虑刚一开始如果发出强光,夜里人眼不太适应);此外常开触点J1-2导通,集成电路IC4开始工作,集成电路IC4的5脚(SEL1)接高电平,1脚(SEL2)悬空,集成电路IC4发出警笛声,提醒大家迅速逃离,使用者还可以根据自己的需要设置不同的声音。
当横波抵达地面后,地面发生左右摆动,横波探测电路的锤子发生偏离,与金属桶的内壁接触而导通,三极管BG2导通,继电器J2吸合,其常开触点J2-1闭合,晶闸管VS的门极触发,导致晶闸管VS导通,继电器J3吸合,其常开触点J3-1闭合,二极管D4被短路,此时灯泡由暗红色变为正常的亮光,方便人们撤离,常开触点J3-2闭合,电阻R8被短路,三极管BG3的偏置电流变大,同时流过扬声器SW的电流变大,扬声器SW发出的警报声更大,以提醒更多的人们。
本发明在发出报警信号的一定时间之后,如果地震已发生,该报警装置估计会被损坏,如果没有发生地震或者地震强度不大没有造成损失,该报警装置还要继续使用,此时集成电路IC3的3脚变为低电平,继电器J1失电,其常开触点J1-2断开,集成电路IC4停止工作,灯泡LD不发光,继电器J1的常开触点J1-3断开,晶闸管VS断开,报警装置恢复初始状态,也可以按开关SB1进行手动复位。

Claims (5)

1.一种自制家用地震报警装置,包括纵波检测电路、横波检测电路、发光电路和声音报警电路,其特征在于,所述纵波检测电路包括电阻R1、R2、R3,电位器RP1,电容C2、C3,二极管D1,三极管BG1,继电器J1,按钮SB1,集成电路IC2、IC3,电极S0、S1;
所述的横波检测电路包括电阻R4、R5,二极管D2、D3,三极管BG2,继电器J2及其常开触点J2-1、继电器J3,继电器J1的常开触点J1-3,晶闸管VS,锤子,金属桶,金属导线;
所述的发光电路包括电容C1,二极管D4,集成电路IC1,变压器B,灯泡LD,整流堆UR,继电器J1的常开触点J1-1,继电器J3的常开触点J3-1,电源插头,熔断器FU;
所述的声音报警电路包括电阻R6、R7、R8,三极管BG3,集成电路IC4,继电器J1的常开触点J1-2,继电器J3的常开触点J3-2,扬声器SW;
电阻R1接在集成电路IC1的3脚和集成电路IC2的5脚之间;电阻R2和按钮SB1并联接在集成电路IC2的4脚和地之间;电阻R3接在集成电路IC1的3脚和集成电路IC3的2脚之间;电位器RP1接在集成电路IC1的3脚和集成电路IC3的6脚之间;电容C2的正极接集成电路IC3的6脚,负极接地;电容C3接在集成电路IC3的5脚和地之间;二极管D1和继电器J1并联后接在集成电路IC3的3脚和地之间,其中二极管D1的负极接集成电路IC3的3脚;三极管BG1的基极接集成电路IC2的4脚,集电极接集成电路IC3的2脚,发射极接地;集成电路IC2的1脚接电极S0,2脚接地;集成电路IC3的1脚接地,4脚和8脚接集成电路IC1的3脚,6脚和7脚接电容C2的正极;电极S1接集成电路IC1的3脚;
电阻R4接在集成电路IC1的3脚和A点之间;电阻R5和继电器J2的常开触点J2-1串联后接在集成电路IC1的3脚和晶闸管VS的门极之间;二极管D2和继电器J2并联后接在集成电路IC1的3脚和三极管BG2的集电极之间,其中二极管D2的负极接集成电路IC1的3脚;二极管D3和继电器J3并联后接在集成电路IC1的3脚和晶闸管VS的阳极之间,其中二极管D3的负极接集成电路IC1的3脚;三极管BG2的基极接B点,发射极接地;晶闸管VS阴极经继电器J1的常开触点J1-3后接地,锤子接A点,金属桶接B点;
电容C1的正极接集成电路IC1的1脚,负极接地;二极管D4和继电器J3的常开触点J3-1并联后接在继电器J1的常开触点J1-1和灯泡LD之间,其中二极管D4的正极接继电器J1的常开触点J1-1;继电器J1的常开触点J1-1和灯泡LD的另一端分别接变压器B的输入端,变压器B的输出端接整流堆UR的1脚和2脚,整流堆UR的3脚接集成电路IC1的1脚,4脚接地;电源插头经熔断器FU接变压器B的输入端;
电阻R6接在集成电路IC4的6脚和7脚之间;电阻R7和R8串联接在集成电路IC4的4脚和三极管BG3的基极之间,其中电阻R8和继电器J3的常开触点J3-2并联;三极管BG3的集电极接扬声器的一端,扬声器的另一端接集成电路IC1的3脚,三极管BG3的发射极接地;集成电路IC4的1脚和3脚悬空,2脚接地,5脚和8脚并联后接继电器J1的常开触点J1-2的一端,继电器J1的常开触点J1-2的另一端接集成电路IC1的3脚。
2.根据权利要求1所述的一种自制家用地震报警装置,其特征在于,所述集成电路IC1为稳压集成块,型号为7812,集成电路IC2为光电耦合器,型号为4N25,集成电路IC3的型号为555定时器,集成电路IC4为音乐集成电路,型号为KD9561。
3.根据权利要求1所述的一种自制家用地震报警装置,其特征在于,所述二极管D1、D2、D3、D4的型号为IN4007。
4.根据权利要求1所述的一种自制家用地震报警装置,其特征在于,三极管BG1、BG2、BG3为NPN型三极管,型号为9013。
5.根据权利要求1所述的一种自制家用地震报警装置,其特征在于,晶闸管VS的型号为MCR100-8。
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