地震早期電子提醒裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種地震早期電子提醒裝置，其特征包括：9V直流電源、地震信號監(jiān)測與電壓比較電路、電平信號放大與蜂鳴器驅動電路；所述的地震信號監(jiān)測與電壓比較電路由監(jiān)測探頭JT、電阻R1、電阻R2和電解電容C1、運算放大器IC1、4只開關二極管D1～D4和電阻R3組成，運算放大器IC1選用型號為CA3140，4只開關二極管Dl～D4選用型號為1N4148；所述的電平信號放大與蜂鳴器驅動電路由電阻R4和電解電容C2、NPN型晶體管VT1和蜂鳴器HA組成。本發(fā)明使用輸入阻抗較高的運算放大器作為核心元件，它能在發(fā)生4級以上地震早期，在迅速監(jiān)測到第一個地震波次，一旦遇到監(jiān)測探頭被觸動時，就會瞬間啟動聲音預警。
【專利說明】地震早期電子提醒裝置
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于電子與地震測報【技術領域】，是關于一種地震早期電子提醒裝置。
【背景技術】
[0002]夜間發(fā)生地震，人們都在房間里休息，這對人們的生命危害程度最大，使人們防不勝防。如果能在地震發(fā)生早期的瞬間，如果能爭取到十幾秒時間，很多人就有可能與傷殘或死神擦肩而過。地震是破壞范圍廣、造成生命與財產(chǎn)危害極大、且是一種不可抗拒的自然災害，至今科學認知未能有效掌握地震的發(fā)生和測報規(guī)律。
[0003]本發(fā)明所述的地震早期電子提醒裝置能在發(fā)生4級以上地震早期，可在極短時間監(jiān)測到第一個地震波次，就會瞬間啟動聲音預警，立即叫醒熟睡中的您。在大地震發(fā)生之前，可為您爭取到極其寶貴的十幾秒撤離時間，有助于人們迅速撤離到安全地帶，哪怕只能爭取到幾秒的逃生時間，也能大幅度減少地震對人們生命的危害。
[0004]本發(fā)明所述的地震早期電子提醒裝置使用輸入阻抗較高的運算放大器作為核心元件，一旦遇到監(jiān)測探頭被觸動時，蜂鳴器隨即發(fā)聲，基本可以杜絕發(fā)生誤報或漏報的現(xiàn)象。該技術方案簡化了電路結構，降低了預警裝置的制作難度及成本，實現(xiàn)了監(jiān)測地震靈敏度高、工作性能可靠的要求。本發(fā)明所述的地震早期電子提醒裝置適合在地震頻發(fā)地區(qū)的家庭、學校、醫(yī)院等場所使用。
[0005]以下詳細說明本發(fā)明所述的地震早期電子提醒裝置在實施過程中所涉及的有關核心技術內容。

【發(fā)明內容】

[0006]發(fā)明目的及有益效果:本發(fā)明所述的地震早期電子提醒裝置能在發(fā)生4級以上地震早期，可在極短時間監(jiān)測到第一個地震波次，就會瞬間啟動聲音預警，立即叫醒熟睡中的您。在大地震發(fā)生之前，可為您爭取到極其寶貴的十幾秒撤離時間，有助于人們迅速撤離到安全地帶，哪怕只能爭取到幾秒的逃生時間，也能大幅度減少地震對人們生命的危害。本發(fā)明所述的地震早期電子提醒裝置使用輸入阻抗較高的運算放大器作為核心元件，一旦遇到監(jiān)測探頭被觸動時，蜂鳴器隨即發(fā)聲，基本可以杜絕發(fā)生誤報或漏報的現(xiàn)象。該技術方案簡化了電路結構，降低了預警裝置的制作難度及成本，實現(xiàn)了監(jiān)測地震靈敏度高、工作性能可靠的要求。本發(fā)明所述的地震早期電子提醒裝置適合在地震頻發(fā)地區(qū)的家庭、學校、醫(yī)院等場所使用。
[0007]電路工作原理:在地震早期電子提醒裝置的電路中，運算放大器ICl外圍電路使用4只開關二極管Dl?D4相互串聯(lián)為運算放大器ICl第2腳設定了參考電壓(約3V)。在無地震發(fā)生時，運算放大器ICl第3腳電壓略高于運算放大器ICl第2腳的參考電壓，運算放大器IC2第6腳輸出低電平；在地震發(fā)生早期，當監(jiān)測探頭JT被瞬間短接時，使運算放大器ICl第3腳電壓低于運算放大器ICl第2腳的參考電壓，這時運算放大器ICl第6腳輸出高電平，高電平通過電阻R4驅動NPN型晶體管VTl使蜂鳴器HA發(fā)出聲音。為了增加監(jiān)測探頭JT在瞬間短接過程中的可靠性，則在監(jiān)測電路中電阻R2的兩端并接了 I只小容量的電解電容Cl，要求電解電容Cl的容量不能太大，否則電解電容Cl因充電時間太長，反而會生產(chǎn)負面效果。
[0008]技術特征:地震早期電子提醒裝置，它包括9V直流電源、地震信號監(jiān)測與電壓比較電路、電平信號放大與蜂鳴器驅動電路，其特征在于:
[0009]地震信號監(jiān)測與電壓比較電路:它由監(jiān)測探頭JT、電阻R1、電阻R2和電解電容Cl、運算放大器ICl、4只開關二極管Dl~D4和電阻R3組成，運算放大器ICl選用的型號為CA3140，4只開關二極管Dl~D4選用的型號為1N4148，運算放大器ICl第7腳接電路正極VCC,運算放大器ICl第4腳接電路地GND，4只開關二極管Dl~D4相互串聯(lián)，開關二極管Dl正極接電路正極VCC，開關二極管D4負極接運算放大器ICl第2腳和電阻R3 —端，電阻R3另一端接電路地GND，運算放大器ICl第3腳接電阻Rl —端和電阻R2 —端及電解電容Cl正極，電阻R2另一端和電解電容Cl負極接監(jiān)測探頭JT的金屬吊錘線，金屬吊錘線接金屬重錘ZC，金屬環(huán)JSH接電路地GND ；
[0010]電平信號放大與蜂鳴器驅動電路:它由電阻R4和電解電容C2、NPN型晶體管VTl和蜂鳴器HA組成，運算放大器第6腳通過電阻R4接NPN型晶體管VTl基極和電解電容C2正極，NPN型晶體管VTl集電極接蜂鳴器HA的負極，蜂鳴器HA的正極接電路正極VCC，電解電容C2負極和NPN型晶體管VTl發(fā)射極接電路地GND ；[0011]9V直流電源的正極與電路正極VCC相連，9V直流電源的負極與電路地GND相連?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0012]附圖1是本發(fā)明提供一個地震早期電子提醒裝置的實施例電路工作原理圖；附圖1中監(jiān)測探頭JT的觸點在待機時處于常開狀態(tài)。
【具體實施方式】
[0013]按照附圖1所示的地震早期電子提醒裝置電路工作原理圖和【專利附圖】

【附圖說明】，并按照
【發(fā)明內容】
所述的各部分電路中元器件之間連接關系，以及實施方式中所述的元器件技術參數(shù)要求和電路制作要點進行實施即可實現(xiàn)本發(fā)明，以下結合實施例對本發(fā)明的相關技術作進一步描述。
[0014]元器件的技術參數(shù)及選擇要求
[0015]ICl為運算放大器，采用的型號為CA3140，其為8腳雙列直插式DIP封裝，它內部用一片MOSFET為輸入的運算放大器，具有極高的輸入阻抗為1.5ΤΩ和極低的輸入電流(10PA),適用于作微弱信號放大；
[0016]Dl~D4為開關二極管，選用的型號為1N4148 ；
[0017]VTl為NPN型晶體管，選用的型號為2SC9013，要求放大倍數(shù)β ^ 180 ；
[0018]電阻選用功率為1/8W金屬膜電阻，電阻Rl的阻值為510ΚΩ ;電阻R2的阻值為100Κ Ω ;電阻R3的阻值為IOK Ω ;電阻R4的阻值為6.8Κ Ω ；
[0019]Cl為電解電容，其容量為4.7yF/16V ;
[0020]C2為電解電容，其容量為220yF/16V ;
[0021]HA為蜂鳴器，要求選用蜂鳴器內部置有音頻發(fā)生電路，工作電壓為9V;[0022]直流電源電壓為9V，可選用6節(jié)5 #堿性電池作為直流電源。
[0023]電路制作要點、電路調試及使用方法
[0024]監(jiān)測探頭JT的制作:監(jiān)測探頭JT是金屬重錘制作的一種機械開關，金屬重錘可使用建筑用吊錘，原吊錘線改用多股金屬線作為金屬吊錘線，金屬環(huán)可使用Φ 2.5mm的裸銅絲彎制，其直徑為30?36mm ；
[0025]金屬重錘與金屬環(huán)之間的間隙，要求間隙在2.0?2.5mm為宜，可通過升降金屬重錘的高度調節(jié)；金屬重錘與金屬環(huán)之間的間隙越小，該裝置的靈敏度就越高；為保證裝置有足夠的靈敏度，要求固定吊掛金屬重錘的支架高度> 2.0m；
[0026]電路調試主要調節(jié)參考電壓，選擇合適電阻Rl阻值，以達到理想的探測靈敏度；電阻R4的阻值為6.8ΚΩ，調節(jié)電阻R4的阻值可改變蜂鳴器HA音量；
[0027]待機電流:< 50 μ A，9V直流電源時，預警時工作電流約為32mA，因電路在靜態(tài)時，NPN型晶體管VTI截止，蜂鳴器HA無聲，僅有電阻Rl?R4消耗極少量電能，因此6節(jié)5 #堿性電池可以使用兩年以上；
[0028]為增加探測地震的靈敏度，必要時使用兩組以上提醒裝置，可分別安置在不同房間不容易受到人為干擾的角落。
【權利要求】
1.一種地震早期電子提醒裝置，它包括9V直流電源、地震信號監(jiān)測與電壓比較電路、電平信號放大與蜂鳴器驅動電路，其特征在于: 所述的地震信號監(jiān)測與電壓比較電路由監(jiān)測探頭JT、電阻R1、電阻R2和電解電容Cl、運算放大器IC1、4只開關二極管Dl?D4和電阻R3組成，運算放大器ICl選用的型號為CA3140，4只開關二極管Dl?D4選用的型號為1N4148，運算放大器ICl第7腳接電路正極VCC,運算放大器ICl第4腳接電路地GND，4只開關二極管Dl?D4相互串聯(lián)，開關二極管Dl正極接電路正極VCC，開關二極管D4負極接運算放大器ICl第2腳和電阻R3 —端，電阻R3另一端接電路地GND，運算放大器ICl第3腳接電阻Rl —端和電阻R2 —端及電解電容Cl正極，電阻R2另一端和電解電容Cl負極接監(jiān)測探頭JT的金屬吊錘線，金屬吊錘線接金屬重錘ZC，金屬環(huán)JSH接電路地GND ； 所述的電平信號放大與蜂鳴器驅動電路由電阻R4和電解電容C2、NPN型晶體管VTl和蜂鳴器HA組成，運算放大器第6腳通過電阻R4接NPN型晶體管VTl基極和電解電容C2正極，NPN型晶體管VTl集電極接蜂鳴器HA的負極，蜂鳴器HA的正極接電路正極VCC，電解電容C2負極和NPN型晶體管VTl發(fā)射極接電路地GND ； 所述的9V直流電源的正極與電路正極VCC相連，9V直流電源的負極與電路地GND相連。
【文檔編號】G08B21/10GK103886719SQ201410158517
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月18日 優(yōu)先權日:2014年4月18日
【發(fā)明者】吳建堂 申請人:吳建堂