CN203165154U - 地震发生电子预警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地震发生电子预警装置，它的特征包括：6V直流电源、2路监测通道、电桥平衡电路、电位锁定电路、直流放大和告警电路。本实用新型所述的地震发生电子预警装置能在发生4级以上地震时，迅速监测到第一个地震波次，并在瞬间启动声音告警。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。本实用新型特别适合在地震频发地区的住户、学校、医院等场所使用。地震发生电子预警装置用两只NPN型晶体管组成电桥平衡电路，该技术方案简化了电路结构，降低了预警装置制作难度及成本。一旦遇到某路监测探头被触动时，该装置随即用高响度蜂鸣器告警，告警讯号一经响起，电路将自动维持锁定，可以完全杜绝误报或漏报现象发生。

Description

地震发生电子预警装置

技术领域

本实用新型属于电子技术与地震预报领域，是关于一种地震发生电子预警装置。

背景技术

地震一旦发生在深夜时，人们都在房间内熟睡，使人们防不胜防，这对人们的生命危害程度最大。2013年4月20日8∶02（周末）我国四川雅安发生7.0级地震的时候，有很多人还在熟睡。如果能在地震发生初期的瞬间，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。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，还远远达不到象预报天气那样的水准。

本实用新型所述的地震发生电子预警装置能在发生4级以上地震时，该预警装置能在极短的时间监测到第一个地震波次，地震发生电子预警装置可在瞬间启动声音报警，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，有助于您和家人迅速撤离到安全地带，哪怕只能争取到几秒的逃生时间，也能大幅度地减少地震对人们生命的危害。本实用新型所述的地震发生电子预警装置特别适合在地震频发地区的住户、学校、医院等场所使用。

地震发生电子预警装置用两只NPN型晶体管组成电桥平衡电路，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，实现了监测灵敏度高、工作性能可靠的要求。

一旦遇到某路监测探头被触动时，该装置随即用高响度蜂鸣器告警，告警讯号一经响起，电桥平衡电路将自动维持锁定，可以完全杜绝误报或漏报的现象发生。

以下详细说明本实用新型所述的地震发生电子预警装置在实施过程中所涉及的有关技术内容。

实用新型内容

发明目的及有益效果：本实用新型所述的地震发生电子预警装置能在发生4级以上地震时，迅速监测到第一个地震波次，它可在瞬间启动声音报警，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，有助于您和家人迅速撤离到安全地带，哪怕只能争取到几秒的逃生时间，也能大幅度地减少地震对人们生命的危害。本实用新型所述的地震发生电子预警装置特别适合在地震频发地区的住户、学校、医院等场所使用。

地震发生电子预警装置用两只NPN型晶体管组成电桥平衡电路，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，实现了监测灵敏度高、工作性能可靠的要求。一旦遇到某路监测探头被触动时，该装置随即用高响度蜂鸣器告警，告警讯号一经响起，电桥平衡电路将自动维持锁定，可以完全杜绝误报和漏报的现象发生。

电路工作原理：电路工作原理图中的监测探头SK1、监测探头SK2，其触点处于常开状态，电桥平衡电路中4个臂的由4只电阻和1只电位器RP组成。

在2路监测通道待机时，监测探头SK1、监测探头SK2全部处在断开状态，电路中的a点与b点电位相等，NPN型晶体管BG1和NPN型晶体管BG2的基极、发射极的电位相等，电桥平衡电路处于平衡状态，PNP型晶体管BG3处于截止状态，这时两路监测通道中监测探头全部处于待命状态。

以第2路监测通道为例：当4级以上地震发生的瞬间，监测探头SK2就会随着大地突然晃动而被接通（实际监测探头SK2不需要完全短路，只要能影响到电阻R6的阻值即可），电桥平衡电路的平衡状态就会被打破，那么电路中的a点电位高于b点电位，NPN型晶体管BG2得到正常偏置电压而导通，PNP型晶体管BG3因有电流通过，则PNP型晶体管BG3将由截止变为导通，锗二极管D1由截止变为导通，使NPN型晶体管BG2的基极始终保持高电位。此时，即便第2路监测通道中监测探头SK2因后续地震重新断开或再导通，PNP型晶体管BG3也将继续保持导通状态（维持记忆），使蜂鸣器HA始终保持着鸣叫。

同理，第1监测通道中的监测探头SK1的工作原理和工作过程同上。

告警讯号一经响起，锁定电路将自动保持，警讯解除必须由家人切断装置直流电源，再次接通装置的直流电源，电路才能恢复到初始平衡状态（电路平衡状态复位）。

锗二极管D1为锁定电路工作状态而设，硅开关二极管D2为直流信号输出起到隔离作用，硅开关二极管D2用于阻断对前面电路的干扰。

技术特征：地震发生电子预警装置，它包括6V直流电源、2路监测通道、电桥平衡电路、电位锁定电路、直流放大和告警电路，其特征在于：

电桥平衡电路：NPN型晶体管BG1和NPN型晶体管BG2的集电极通过电阻R4接电路正极VCC，NPN型晶体管BG1的基极通过电阻R5接电路中的b点和NPN型晶体管BG2的发射极， NPN型晶体管BG2的基极通过电阻R3接电路中的a点和NPN型晶体管BG1的发射极，电位器RP的一端及其活动端接电路正极VCC，电位器RP的另一端串接电阻R1后接电路中的a点和电阻R2的一端，电阻R2的另一端接电路地GND，电阻R6的一端接电路正极VCC，电阻R6的另一端接电路中的b点和电阻R7的一端，电阻R7的另一端接电路地GND；

2路监测通道：在2路监测通道中，用监测探头SK1、监测探头SK2分别跨接在电桥平衡电路中的两个臂，第一路监测通道中监测探头SK1的重锤金属吊线接电路正极VCC，监测探头SK1的金属环接电路中的a点，第二路监测通道中监测探头SK2的重锤金属吊线接电路正极VCC，监测探头SK2的金属环接电路中的b点；

电位锁定电路：锗二极管D1的正极接PNP型晶体管BG3的集电极，锗二极管D1的负极接NPN型晶体管BG2的基极；

直流放大电路和告警电路：它由PNP型晶体管BG3、硅开关二极管D2和蜂鸣器HA组成，PNP型晶体管BG3的基极接NPN型晶体管BG1和NPN型晶体管BG2的集电极，PNP型晶体管BG3的发射极接电路正极VCC，PNP型晶体管BG3的集电极接锗二极管D1的正极和硅开关二极管D2的正极，硅开关二极管D2的负极通过蜂鸣器HA接电路地GND；

6V直流电源正极与电路正极VCC相连，6V直流电源负极与电路地GND相连。

附图说明

附图1是本实用新型提供的地震发生电子预警装置一个实施例电路工作原理图。

具体实施方式

按照附图1所示的地震发生电子预警装置电路工作原理图和附图说明，并按照实用新型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实用新型，以下结合实施例对本实用新型的相关技术作进一步的描述。

元器件的选择与制作

⒈ 元器件选择应考虑预警装置必须适应长期不间断使用要求，所以力求以工作稳定、工作可靠为原则，筛选温度适应性范围宽、且耐高温的元器件；

⒉ 元件参数见元器件名称及技术参数表

元 器 件 标 记	元 器 件 名 称	主 要 参 数	数 量	备  注
					BG1 、BG2	NPN型晶体管、2SC9013	TO—92塑封	2只	或3DG6
BG3	PNP型晶体管、3AX31	或选用3AX81	1只	锗晶体管
					D1	锗二极管、2AP9	玻璃封装	1只	或1N60
D2	硅开关二极管、	1N4148	1只	或1N4001
					RP	电位器	1.5KΩ	1只
SK1、SK2	监测探头	见下面制作说明	2套	重锤式
					R1、R2、R7	电 阻	1/8W 1KΩ	3只
R3、R5	电 阻	1/8W 6.8KΩ	2只
					R4	电 阻	1/8W 4.7KΩ	1只
R6	电 阻	1/8W 2.2KΩ	1只
					HA	蜂鸣器（内有音频电路）	￠10、电压4.4～5V	1只	高响度

3. HA选用的型号为CPB14A04-06，外形尺寸为φ14mm×7.5mm，重量为0.9g，工作电压为4.5V～5V，工作电流≤20mA。

电路制作要点、电路调试及使用方法

1. 监测探头的制作：实际上监测探头是用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，改用多股金属线来取代吊锤线，金属圆环可使用￠2.5mm的紫铜丝弯制，其直径为36～42mm；

金属重锤与金属圆环之间的间隙可通过升降金属重锤的高度来调节，要求间隙在2.0～3.0mm之间为宜；金属重锤与金属圆环之间的间隙越小，告警灵敏度就越高；为了保证预警装置有足够的灵敏度，用于固定吊挂金属重锤的支架高度不小于2.0m；

2. 工作电压范围：4.5～7.5V，直流电源也可使用4节5﹟碱性电池；

3. 电路调试：关键是调整电桥平衡电路的平衡，当直流电源电压为6V时，调整电位器RP使电路中的a点对地电压等于b点对地电压，即：Va＝Vb＝1.9～2.0V；分别将监测探头SK1、监测探头SK2短接时，硅开关二极管D2的负极对电路地均可得到4.6～4.9V输出电压，这时蜂鸣器HA得电鸣响；

4. 当使用6V直流电源时，整机静态电流为3.0～4.2mA，该装置在告警时工作电流为39mA；

5. 为了增加监测的灵敏度，监测探头SK1、监测探头SK2两者之间相隔的距离越远越好，并且将监测探头安装在不易受外界振动或刮风或人体走动产生干扰的角落；

6. 接好直流电源后，预警装置即进入监测地震状态，若遇到人为干扰造成预警装置误动作时，只要开关一次直流电源即可解除告警。

Claims (1)

1.一种地震发生电子预警装置，它包括6V直流电源、2路监测通道、电桥平衡电路、电位锁定电路、直流放大和告警电路，其特征在于：

所述的电桥平衡电路中，NPN型晶体管BG1和NPN型晶体管BG2的集电极通过电阻R4接电路正极VCC，NPN型晶体管BG1的基极通过电阻R5接电路中的b点和NPN型晶体管BG2的发射极， NPN型晶体管BG2的基极通过电阻R3接电路中的a点和NPN型晶体管BG1的发射极，电位器RP的一端及其活动端接电路正极VCC，电位器RP的另一端串接电阻R1后接电路中的a点和电阻R2的一端，电阻R2的另一端接电路地GND，电阻R6的一端接电路正极VCC，电阻R6的另一端接电路中的b点和电阻R7的一端，电阻R7的另一端接电路地GND；

所述的2路监测通道中，第一路监测通道中监测探头SK1的重锤金属吊线接电路正极VCC，监测探头SK1的金属圆环接电路中的a点，第二路监测通道中监测探头SK2的重锤金属吊线接电路正极VCC，监测探头SK2的金属圆环接电路中的b点；

所述的电位锁定电路中锗二极管D1的正极接PNP型晶体管BG3的集电极，锗二极管D1的负极接NPN型晶体管BG2的基极；

所述的直流放大电路和告警电路由PNP型晶体管BG3、硅开关二极管D2和蜂鸣器HA组成，PNP型晶体管BG3的基极接NPN型晶体管BG1和NPN型晶体管BG2的集电极，PNP型晶体管BG3的发射极接电路正极VCC，PNP型晶体管BG3的集电极接锗二极管D1的正极和硅开关二极管D2的正极，硅开关二极管D2的负极通过蜂鸣器HA接电路地GND；

所述的6V直流电源正极与电路正极VCC相连，6V直流电源负极与电路地GND相连。

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