CN103886719B - 地震早期电子提醒装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地震早期电子提醒装置，其特征包括：9V直流电源、地震信号监测与电压比较电路、电平信号放大与蜂鸣器驱动电路；所述的地震信号监测与电压比较电路由监测探头JT、电阻R1、电阻R2和电解电容C1、运算放大器IC1、4只开关二极管D1～D4和电阻R3组成，运算放大器IC1选用型号为CA3140，4只开关二极管Dl～D4选用型号为1N4148；所述的电平信号放大与蜂鸣器驱动电路由电阻R4和电解电容C2、NPN型晶体管VT1和蜂鸣器HA组成。本发明使用输入阻抗较高的运算放大器作为核心元件，它能在发生4级以上地震早期，在迅速监测到第一个地震波次，一旦遇到监测探头被触动时，就会瞬间启动声音预警。

Description

地震早期电子提醒装置

技术领域

本发明属于电子与地震测报技术领域，是关于一种地震早期电子提醒装置。

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。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。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。

本发明所述的地震早期电子提醒装置能在发生4级以上地震早期，可在极短时间监测到第一个地震波次，就会瞬间启动声音预警，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。

本发明所述的地震早期电子提醒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。本发明所述的地震早期电子提醒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早期电子提醒装置在实施过程中所涉及的有关核心技术内容。

发明内容

发明目的及有益效果：本发明所述的地震早期电子提醒装置能在发生4级以上地震早期，可在极短时间监测到第一个地震波次，就会瞬间启动声音预警，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。本发明所述的地震早期电子提醒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。本发明所述的地震早期电子提醒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：在地震早期电子提醒装置的电路中，运算放大器IC1***电路使用4只开关二极管D1～D4相互串联为运算放大器IC1第2脚设定了参考电压（约3V）。在无地震发生时，运算放大器IC1第3脚电压略高于运算放大器IC1第2脚的参考电压，运算放大器IC2第6脚输出低电平；在地震发生早期，当监测探头JT被瞬间短接时，使运算放大器IC1第3脚电压低于运算放大器IC1第2脚的参考电压，这时运算放大器IC1第6脚输出高电平，高电平通过电阻R4驱动NPN型晶体管VT1使蜂鸣器HA发出声音。为了增加监测探头JT在瞬间短接过程中的可靠性，则在监测电路中电阻R2的两端并接了1只小容量的电解电容C1，要求电解电容C1的容量不能太大，否则电解电容C1因充电时间太长，反而会生产负面效果。

技术特征：地震早期电子提醒装置，它包括9V直流电源、地震信号监测与电压比较电路、电平信号放大与蜂鸣器驱动电路，其特征在于：

地震信号监测与电压比较电路：它由监测探头JT、电阻R1、电阻R2和电解电容C1、运算放大器IC1、4只开关二极管D1～D4和电阻R3组成，运算放大器IC1选用的型号为CA3140，4只开关二极管Dl～D4选用的型号为1N4148，运算放大器IC1第7脚接电路正极VCC，运算放大器IC1第4脚接电路地GND，4只开关二极管D1～D4相互串联,开关二极管D1正极接电路正极VCC，开关二极管D4负极接运算放大器IC1第2脚和电阻R3一端，电阻R3另一端接电路地GND，运算放大器IC1第3脚接电阻R1一端和电阻R2一端及电解电容C1正极，电阻R2另一端和电解电容C1负极接监测探头JT的金属吊锤线，金属吊锤线接金属重锤ZC，金属环JSH接电路地GND；

电平信号放大与蜂鸣器驱动电路：它由电阻R4和电解电容C2、NPN型晶体管VT1和蜂鸣器HA组成，运算放大器第6脚通过电阻R4接NPN型晶体管VT1基极和电解电容C2正极，NPN型晶体管VT1集电极接蜂鸣器HA的负极，蜂鸣器HA的正极接电路正极VCC，电解电容C2负极和NPN型晶体管VT1发射极接电路地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早期电子提醒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所示的地震早期电子提醒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选择要求

IC1为运算放大器，采用的型号为CA3140，其为8脚双列直插式DIP封装，它内部用一片MOSFET为输入的运算放大器，具有极高的输入阻抗为1.5TΩ和极低的输入电流（10PA），适用于作微弱信号放大；

Dl～D4为开关二极管，选用的型号为1N4148；

VT1为NPN型晶体管，选用的型号为2SC9013，要求放大倍数β≥180；

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10KΩ；电阻R4的阻值为6.8KΩ；

C1为电解电容，其容量为4.7μF/16V；

C2为电解电容，其容量为220μF/16V；

HA为蜂鸣器，要求选用蜂鸣器内部置有音频发生电路，工作电压为9V；

直流电源电压为9V，可选用6节5﹟碱性电池作为直流电源。

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≥2.0m；

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；电阻R4的阻值为6.8KΩ，调节电阻R4的阻值可改变蜂鸣器HA音量；

待机电流：≤50μA，9V直流电源时，预警时工作电流约为32mA，因电路在静态时，NPN型晶体管VT1截止，蜂鸣器HA无声，仅有电阻R1～R4消耗极少量电能，因此6节5﹟碱性电池可以使用两年以上；

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

Claims (1)

1.一种地震早期电子提醒装置，它包括9V直流电源、地震信号监测与电压比较电路、电平信号放大与蜂鸣器驱动电路，其特征在于：

所述的地震信号监测与电压比较电路由监测探头JT、电阻R1、电阻R2和电解电容C1、运算放大器IC1、4只开关二极管D1～D4和电阻R3组成，运算放大器IC1选用的型号为CA3140，4只开关二极管Dl～D4选用的型号为1N4148，运算放大器IC1第7脚接电路正极VCC，运算放大器IC1第4脚接电路地GND，4只开关二极管D1～D4相互串联,开关二极管D1正极接电路正极VCC，开关二极管D4负极接运算放大器IC1第2脚和电阻R3一端，电阻R3另一端接电路地GND，运算放大器IC1第3脚接电阻R1一端和电阻R2一端及电解电容C1正极，电阻R2另一端和电解电容C1负极接监测探头JT的金属吊锤线，金属吊锤线接金属重锤ZC，金属环JSH接电路地GND；

所述的电平信号放大与蜂鸣器驱动电路由电阻R4和电解电容C2、NPN型晶体管VT1和蜂鸣器HA组成，运算放大器IC1第6脚通过电阻R4接NPN型晶体管VT1基极和电解电容C2正极，NPN型晶体管VT1集电极接蜂鸣器HA的负极，蜂鸣器HA的正极接电路正极VCC，电解电容C2负极和NPN型晶体管VT1发射极接电路地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。