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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