CN201210339Y

CN201210339Y - 基于加速度传感器的地震烈度报警装置

Info

Publication number: CN201210339Y
Application number: CNU2008200776544U
Authority: CN
Inventors: 王暾
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-06-21
Filing date: 2008-06-21
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2018-06-21

Abstract

本实用新型涉及地震监测领域，具体是一种基于加速度传感器的地震烈度报警装置。解决了现有地震监测装置对于普通用户不具实用性、采用的传感器不好控制等问题，该装置包括加速度传感器、与加速度传感器输出端相连的信号处理电路，所述信号处理电路包括微处理器、与加速度传感器输出端相连的A/D转换电路、与微处理器I/O接口连接的报警电路，A/D转换电路的输出端与微处理器的I/O接口连接；所述加速度传感器为微机械电子加速度计。本实用新型结构合理，体积小，测量精度和灵敏度高，在地震发生时可以对纵波和横波进行不同的语音和闪光报警，提醒室内人员，以便人们采取适当的措施避险，尽可能地减少地震伤亡率，实用性强。

Description

基于加速度传感器的地震烈度报警装置

技术领域

本实用新型涉及地震监测领域，具体是一种基于加速度传感器的地震烈度报警装置。

背景技术

地震是目前能产生巨大破坏性的自然灾害之一，2008年5月12日四川发生的地震给人们以提醒：尽管人们能加强建筑的抗地震级别、做好应急准备，但对于无法准确预测发生时间、地点的地震来说，其一旦发生，造成的伤亡、损失是无法估量。目前，虽然有很多申请了专利的地震监测报警装置，但这些地震监测报警装置还做不到对于地震的短期预报，即无法在地震来临前的第一时间离开建筑物到开阔的地方去，无法达到减少人员伤亡的目的。另外，现有地震监测报警装置一般采用体积较大的机械传感器，这使得基于它们的产品的一致性不好控制。而且一些现有地震监测报警装置是对地震强度进行检测的，例如：专利号为ZL200620013859.7的中国专利公开了一种嵌入式地震报警模块，因而使得其不是很实用；原因有二：首先，通过对单一地震传感器进行地震强度的测量到现在是不现实的，尤其是在地震源离仪器的距离未知的情况下；其次，对于普通用户而言对强度的测量也是没有多大的意义的，普通用户更关心的地震对当地(例如：用户所处的房间)的破坏性，即地震烈度。

发明内容

本实用新型为了解决现有地震监测装置对于普通用户不具实用性、采用的传感器不好控制等问题，提供了一种基于加速度传感器的地震报警装置，该装置可以对地震烈度进行测量，尤其是对于地震的纵波和横波都能检测并通过光和语音报警，使人们可以采取最适当的措施进行避险。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：基于加速度传感器的地震烈度报警装置，包括加速度传感器、与加速度传感器输出端相连的信号处理电路，所述信号处理电路包括微处理器、与加速度传感器输出端相连的A/D转换电路、与微处理器I/O接口连接的报警电路，A/D转换电路的输出端与微处理器的I/O接口连接；所述加速度传感器为微机械电子加速度计。加速度传感器与A/D转换电路之间设有放大调理电路；在不设放大调理电路时，要求A/D转换电路的分辨率足够高。

使用时，将本装置置于室内地面或墙壁上，当地震发生时，加速度传感器感知到地震波，并输出表征地震波震动加速度的电信号，经过放大调理电路放大、调理后，由A/D转换电路转换为数字信号，送入微处理器。在相关软件支持下，微处理器对采集到的加速度信号进行频谱分析，或者转化为速度值后进行频谱分析，与地震波的谱特性比较，判断加速度传感器采集到的加速度信号是否是由地震引起的，如测得的信号确由地震引起，则将加速度值和/或速度值与标准的地震烈度表进行比较(地震烈度：地震烈度是指地面及房屋等建筑物受地震破坏的程度。对同一个地震，不同的地区，烈度大小是不一样的。距离震源近，破坏就大，烈度就高；距离震源远，破坏就小，烈度就低)，在超过用户设定值(一般为IV度，因地震裂度达V度时，墙壁表面可能出现裂纹，存在房屋倒塌隐患)时，微处理器触发报警电路报警。

所述加速度传感器为三轴微机械电子加速度计或三个正交设置的单轴微机械电子加速度计，信号处理电路中放大调理电路的控制端与微处理器的I/O接口连接，这样，本装置可以对地震波的纵波和横波都进行检测，根据纵波的传播速度快于横波，以及纵波和横波振动方向的不同，对纵波和横波加以判断，相应地启动不同的报警声音，以便人们采取适当的措施避险：纵波来邻时，提醒人们尽快离开建筑物；而横波来临时，则提醒人们就近采取避险措施。一般来说，本装置不论置于室内地面或墙壁上时，所述三轴微机械电子加速度计或三个正交设置的单轴微机械电子加速度计，不论怎样放置，总可以同时测量纵波和横波。所述放大调理电路、A/D转换电路、报警电路为本技术领域的技术人员所公知，且电路变形很多，因此未在说明书中详细描述，仅提供可实施具体电路图一份(如图2所示)。

其中，由于加速度传感器的检测信号会受到静态重力加速度的影响，因此，放大调理电路除对加速度传感器的输出信号进行放大外，同时，将由重力加速度引起的加速度信号平移消掉。由于本装置的固定位置不定，可以置于室内地面或墙壁上，因此，由微处理器对传感器的输出信号进行方向判断，并提供模拟电压将传感器输出信号中由重力加速度引起的加速度信号部分消除掉。如果本装置明确了确定的安装方向，则不必由微处理器来判断。

所述信号处理电路还包括无线信号发送电路、以及无线信号发送电路的触发按钮；所述无线信号发送电路、以及无线信号发送电路的触发按钮分别与微处理器I/O接口连接。这样，按下触发按键后，无线信号发送电路直接或在微处理器触发下发送无线求救信号，使得地震后，被埋人员能够发送无线求救信号进行求救。所述无线信号发送电路为标准电路，可以采用现有无线通讯模块，可由市面直接购得，未在图2中所示的电路原理图中体现。

与现有技术相比，本实用新型采用基于微机械电子技术的三轴微机械电子加速度计对地震波进行监测，其体积小，测量精度和灵敏度高，并且能对地震波(纵波和横波)同时进行监测，并加以区分，经相应程序与地震裂度比较，当检测到的地震烈度大于预设值时，进行报警，使室内人员快速采取适当的措施避险；并设无线信号发送电路，用以在使用者地震被埋后，进行求救，便于施救者对其进行搜寻救助。

本实用新型结构合理，体积小，测量精度和灵敏度高，在地震发生时可以对纵波和横波进行不同的语音和闪光报警，提醒室内人员，以便人们采取适当的措施避险，尽可能地减少地震伤亡率，实用性强。

附图说明

图1为本实用新型的原理方框图；

图2为本实用新型的一具体电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，基于加速度传感器的地震烈度报警装置，包括加速度传感器、与加速度传感器输出端相连的信号处理电路，所述信号处理电路包括微处理器、与加速度传感器输出端相连的A/D转换电路、与微处理器I/O接口连接的报警电路，A/D转换电路的输出端与微处理器的I/O接口连接；所述加速度传感器为微机械电子加速度计。加速度传感器与A/D转换电路之间设有放大调理电路；所述加速度传感器为三轴微机械电子加速度计或三个正交设置的单轴微机械电子加速度计，信号处理电路中放大调理电路的控制端与微处理器的I/O接口连接；所述信号处理电路还包括无线信号发送电路、以及无线信号发送电路的触发按钮；所述无线信号发送电路、以及无线信号发送电路的触发按钮分别与微处理器I/O接口连接。

具体实施时(如图2所示)，微处理器采用89C2051型单片机，A/D转换电路采用AD7998型A/D转换芯片，当然，也可以直接采用自带A/D转换模块的微处理器，这样就不必设置A/D转换电路了；所述报警电路包括光报警电路和语音报警电路；所述光报警电路包含由微处理器控制开闭的高亮度LED灯LED1，LED1亮，有地震发生；同时，高亮度LED灯LED1的负极经照明开关S1接地，在遇难时，通过照明开关S1，本装置可以作为应急灯使用。所述语音报警电路包括扬声器SPEAKER、扬声器SPEAKER的驱动电路，驱动电路的控制端与微处理器相连。所述扬声器驱动电路为公知电路。另外，还设置有微处理器工作指示灯LED2和电源指示灯LED3；本实用新型所述地震报警装置采用稳压电源供电和电池供电两种供电方式，电池的设置使得本装置在交流电源断电的情况下仍然可以继续报警。所述三轴微机械电子加速度计可采用ADXL330型差分电容式传感器，其成本较低，满足本实用新型的低成本需求；本实用新型所述地震报警装置可以作为独立的报警器，也可以与其它家用电器(例如：烟雾报警器)组合使用。

Claims

1、一种基于加速度传感器的地震烈度报警装置，包括加速度传感器、与加速度传感器输出端相连的信号处理电路，所述信号处理电路包括微处理器、与加速度传感器输出端相连的A/D转换电路、与微处理器I/O接口连接的报警电路，A/D转换电路的输出端与微处理器的I/O接口连接；其特征在于：所述加速度传感器为微机械电子加速度计。

2、根据权利要求1所述的基于加速度传感器的地震烈度报警装置，其特征在于：加速度传感器与A/D转换电路之间设有放大调理电路。

3、根据权利要求2所述的基于加速度传感器的地震烈度报警装置，其特征在于：所述加速度传感器为三轴微机械电子加速度计或三个正交设置的单轴微机械电子加速度计，信号处理电路中放大调理电路的控制端与微处理器的I/O接口连接。

4、根据权利要求1所述的基于加速度传感器的地震烈度报警装置，其特征在于：所述信号处理电路还包括无线信号发送电路、以及无线信号发送电路的触发按钮。

5、根据权利要求4所述的基于加速度传感器的地震烈度报警装置，其特征在于：所述无线信号发送电路、以及无线信号发送电路的触发按钮分别与微处理器I/O接口连接。

6、根据权利要求1所述的基于加速度传感器的地震烈度报警装置，其特征在于：所述报警电路包括光报警电路和语音报警电路；所述光报警电路包含由微处理器控制开闭的高亮度LED灯LED1，高亮度LED灯LED1的负极经照明开关S1接地；所述语音报警电路包括扬声器SPEAKER、扬声器SPEAKER的驱动电路，驱动电路的控制端与微处理器相连。