专利名称：雷暴雨临近电子预警仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子技术和天气预报技术领域，涉及一种雷暴雨临近电子预警仪。
背景技术：
雷电对人类的危害性已众所周知。在雷暴雨季节，我们经常会在雷暴雨来临之前看到或听到电闪雷鸣的现象。雷电的发生容易引发火灾、损坏一些对雷电敏感的电器，甚至危及人身的安全！每年的6 8月份，在我国的南方是雷暴雨频发的季节，虽然当地气象台预报雷暴雨天气有一定的准确性，但在一天M小时内，究竟雷暴雨在那个时段发生的短期预报仍然存在很大难题，若能科学地进行雷暴雨临近预警将具有重要的意义。每当有大量静电集结在某一个区域的上空时(即闪电即将来临的一刻)，该地区周围的上空会充满着一大堆杂乱无章的低频(频率多在300kHz以下)无线电噪音。在1894 年，俄国无线电之父卜波夫(Popoff)曾经用了很多时间发现了这个现象，根据这个现象制成了全世界第一部无线电雷暴预警接收器。本实用新型所述的雷暴雨临近电子警报仪是以当年卜波夫的理论为基础而设计的，它其实就是一部谐振频率大约在250kHz 350kHz的低频无线电接收机。它利用电磁感应原理，在雷暴雨来临之前，接收云层中积聚的大量静电放电后所产生的低频无线电电磁波。以前，各级气象台站预测雷暴雨天气的发生，雷暴雨云层的来临主要依靠气象预报员的“目测”结果进行预测，这种预测方式时效性短，且预报的准确率不高。通过安装使用雷暴电子监测系统，能够做到提前几分钟到一小时进行雷暴雨临近预警。我们知道在雷暴雨到来之前，远方天空的雷暴雨云团中存在大量的静电，致使云层之间或云层与大地之间会产生放电现象，其周边地区将同时产生频谱很宽的种种杂乱无章的无线电噪音。我们用一般收音机可以接收到闪电瞬间的干扰信号，但普通调幅收音机只能接收距离闪电中心很近的电磁波，且只能接收到闪电产生电磁波中频率较高的频段， 接收电磁波频谱的范围十分有限。因此，利用普通调幅收音机作为雷暴雨预警装置存在着很大的局限性，预警的可靠性也很值得商榷。经过多种方案试验、比较和分析，本实用新型仅使用少量普通分立元器件实现了装置结构简单、造价低、雷暴雨临近预报结果较为可靠的要求。以下详细说明这种雷暴雨临近电子预警仪制作所涉及的相关技术。
实用新型内容发明目的及有益效果本实用新型能够在雷暴雨到来之前预警雷电发生的一种声光电子预警装置，它能探测到远方天空中云层之间或云层与大地之间的放电现象，通过对雷暴雨中的雷电临近预警，我们可以及时迅速地采取相应的防雷击措施，有针对性的做到防忠于未然。技术特征雷暴雨临近电子预警仪，由直流电源、谐振电路、高频放大电路、声光信号功率放大电路组成，其特征是谐振电路中的振荡线圈(L2)接有加感线圈(Li)和天线 ⑴，电路中还包括有PNP型晶体管BG2和NPN型晶体管BG3组成的闪烁维持电路。电路的组成及电路中元器件之间的连接关系1.谐振电路中的振荡线圈(L2)的一端同接谐振电容Cl的一端、加感线圈(Li)的一端和耦合电容C2的一端，加感线圈(Li)的另一端接天线(T)，振荡线圈(L2)的另一端和谐振电容Cl的另一端接电路地(GND)。2.高频放大电路中的耦合电容C2的另一端接NPN型晶体管BGl的基极和电阻Rl 的一端，NPN型晶体管BGl的集电极同接电阻Rl的另一端、电阻R2的一端和耦合电容C3的一端，电阻R2的另一端接直流电源的正极(VCC)，NPN晶体管BGl的发射极接电路地(GND)。3.闪烁维持电路由降压电阻R6、PNP型晶体管BG2、NPN型晶体管BG3、二极管 (Dl)、微调电位器(RPl)、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电解电容C4、电容C5组成，其特征是 电路中耦合电容C3的另一端同接PNP型晶体管BG2的基极、微调电位器(RPl)的一端、电阻R3的一端，微调电位器(RPl)的另一端和其活动臂同接降压电阻R6的一端、二极管(Dl) 的正极和NPN型晶体管BG3的集电极，二极管(Dl)的负极接PNP型晶体管BG2的发射极和电解电容C4的正极，电解电容C4的负极接电阻R3的另一端和NPN型晶体管BG4的基极， PNP型晶体管B62的集电极串接电阻R4后NPN型晶体管BG3的基极和电容C5的一端，电容 C5的另一端同接NPN型晶体管BG3的发射极和电阻R5的一端，电阻R5的另一端接电路地 (GND)。4.声光信号功率放大电路由NPN型晶体管BG4、蜂鸣器(HA)、发光二极管(D2)和降压电阻R7组成，其特征是NPN型晶体管BG4的基极接NPN型晶体管B63的发射极，NPN型晶体管BG3的集电极同接发光二极管(D2)的负极和蜂鸣器(HA)的负极，发光二极管(D2) 的正极串接降压电阻R7后接直流电源的正极(VCC)，蜂鸣器(HA)的正极接直流电源的正极 (VCC)。工作原理雷暴雨临近电子预警仪它包括了一部调谐放大器及声光推动放大电路。电路是设计成当有大量RF能量在天线附近聚集时就会启动第一级放大(BGl)，雷电越多越频密时， 闪电将会产生一大堆在VLF频带的宽带无线电噪声。预警器设计就是用来检拾在300kHz 附近、且没有人为设置电台的频率的雷暴静电产生无线电噪声，然后通过天线及加感线圈 (Li)检拾电磁波信号。振荡线圈(L2)及电容Cl组成一个300kHz的谐振电路，利用一枚电容C2耦合至第一级晶体管(BGl)的基极进行放大。被放大了的信号再由晶体管(BGl)的集电极交连至第二枚晶体管(BG2)的基极上去。晶体管(BG2)也是闪烁电路的一部份，而闪烁电路平时是被偏置在没有闪动状态下，直到有大量射频(RF)能量触发了高频放大晶体管(BG2)并使其基极接地，正反馈到闪烁电路实时工作直至C4电容放电完毕而完成一个闪烁周期。当C4电容通过的Dl再次充电时线路就重置了。
1.附图是雷暴雨临近电子预警仪的电路工作原理图。2.附图中的HA为自带音源微型直流压电陶瓷蜂鸣器，其内部含振荡电路和压电陶瓷片的有源发声器，它不需要外加音频驱动电路，接通直流电源就能发出蜂鸣声。
具体实施方式
按照附图所示的雷暴雨临近电子预警仪的电路工作原理图和附图说明及以下所述的元器件的技术要求进行实施，即可实现本实用新型。元器件的选择及其技术参数1. BG1、BG3、BG4均用2N3904型NPN晶体管，BG2选用2N3906型PNP晶体管，要求放大倍数β ^ 180，切勿选用高频晶体管，因为高频晶体管可能容易受到附近的高频强力电台的干扰而发生错误预警。2. Dl为1Ν914型二极管；D2为红色发光二极管。3. RPl选用普通塑料封装的小型卧式微调电位器，其阻值为21Ω。4. Rl R7均用RTX-1/8W型金属膜电阻，阻值分别是180Κ Ω、3. 9Κ Ω、2 Ω、 2. 2ΚΩ、2· 7ΚΩ、51 Ω、360Ω。5. Cl C3、C5用CCl型高频瓷介电容，4只容量分别是680PF、0. 01 μ F、0. 01 μ F、 5000PF。6. C4用CD11-16V型电解电容，容量是100 μ F。7. Ll为加感线圈，电感量为IOmH ；L2为振荡线圈，电感量是330 μ H。8. HA选用CPB14A12-4. 0型自带音源微型直流压电陶瓷蜂鸣器，其参数是外形尺寸为Φ14_Χ7. 5匪，重量为0. 9g，工作电压为4V 9V，工作电流彡15mA。9.天线(T)选用一段Φ 1mm、长度650mm的铜丝，也可选用便携式收音机常用的 550mm拉杆天线。10. DC可采用四节7#碱性电池串接组成6V直流电源。制作方法与电路调试调试工作最好在晴朗天气时进行比较准确。雷暴雨临近电子预警仪的电路调试非常简单，只需把微调电位器RPl调至发光二极管D2刚好熄灭便可。当调微调电位器RPl 节好后，您可在预警仪附近使用有交流变直流的电吹风或电子打火机等能产生电火花的电器，观察预警仪中的发发光二极管D2能否间歇性的闪烁一两下。在微调电位器RPl调节好之后，当有雷暴雨来临而发光二极管D2在闪烁之时，您还可以同时打开一部AM收音机并调谐至较低频段且无广播的频点上，听一听是否伴随有杂乱的无线电噪音，一旦有雷暴雨来临时，发光二极管D2它将会持续地闪动，同时蜂鸣器(HA)断续得电也会间歇性地发出 “嘟…”声来。一般情况下，雷暴雨临近电子预警仪能在8公里范围内有效侦测雷电发生。若预警器的灵敏度不足时，您可以通过增加天线的长度来提高它对电磁波感应的灵敏度，也可以增加一级高频放大来增加接收电磁波的灵敏度。使用说明为了能达到预警的效果，雷暴雨临近电子预警仪最好能安装在比较比较容易观察位置，以增强它的可视性。因为如果您仅以一只发光二极管D2来作为预警显示，当它在闪烁时有可能不被注意到而失去它的预警作用，因而在推动放大电路部分加装一个蜂鸣器 (HA)，以达到声光同时提醒的组合效果。另外，为了防止或减少错误预警的发生，要求雷暴雨临近电子预警仪放置在远离各种电磁干扰源的地方。[0036] 必须提醒的是本实用新型只是一个雷暴雨电子预警装置，可以作为驴友野外露营等活动的预警器具，但它本身并不具备避雷作用！
权利要求1.雷暴雨临近电子预警仪，由直流电源、谐振电路、高频放大电路、声光信号功率放大电路组成，其特征是谐振电路中的振荡线圈(L2)接有加感线圈(Li)和天线(T)，电路中还包括有PNP型晶体管BG2和NPN型晶体管BG3组成的闪烁维持电路。
2.根据权利要求1所述的雷暴雨临近电子预警仪，其特征是谐振电路中的振荡线圈 (L2)的一端同接谐振电容Cl的一端、加感线圈(Li)的一端和耦合电容C2的一端，加感线圈(Li)的另一端接天线(T)，振荡线圈(L2)的另一端和谐振电容Cl的另一端接电路地 (GND)。
3.根据权利要求1所述的雷暴雨临近电子预警仪，其特征是在高频放大电路中耦合电容C2的另一端接NPN型晶体管BGl的基极和电阻Rl的一端，NPN型晶体管BGl的集电极同接电阻Rl的另一端、电阻R2的一端和耦合电容C3的一端，电阻R2的另一端接直流电源的正极(VCC)，NPN型晶体管BGl的发射极接电路地(GND)。
4.根据权利要求1所述的雷暴雨临近电子预警仪，其特征是在闪烁维持电路中耦合电容C3的另一端与PNP型晶体管BG2的基极、微调电位器(RPl)的一端、电阻R3的一端相连，微调电位器(RPl)的另一端和其活动臂同接降压电阻R6的一端、二极管(Dl)的正极和 NPN型晶体管BG3的集电极，二极管(Dl)的负极接PNP型晶体管BG2的发射极和电解电容 C4的正极，电解电容C4的负极接电阻R3的另一端和NPN型晶体管BG4的基极，PNP型晶体管BG2的集电极串接电阻R4后NPN型晶体管BG3的基极和电容C5的一端，电容C5的另一端同接NPN型晶体管BG3的发射极和电阻R5的一端，电阻R5的另一端接电路地(GND)。
5.根据权利要求1所述的雷暴雨临近电子预警仪，声光信号功率放大电路由NPN型晶体管BG4、蜂鸣器(HA)、发光二极管(拟)和降压电阻R7组成，其特征是NPN型晶体管BG4 的基极接NPN型晶体管BG3的发射极，NPN型晶体管BG3的集电极同接发光二极管(D2)的负极和蜂鸣器(HA)的负极，发光二极管(D2)的正极串接降压电阻R7后接直流电源的正极 (VCC)，蜂鸣器(HA)的正极接直流电源的正极(VCC)。
专利摘要本实用新型属于电子技术和天气预报技术领域，涉及一种雷暴雨临近电子预警仪。雷暴雨临近电子预警仪由直流电源、谐振电路、高频放大电路、声光信号功率放大电路组成，其特征是谐振电路中的振荡线圈(L2)接有加感线圈(L1)和天线(T)，电路中还包括有PNP型晶体管BG2和NPN型晶体管BG3组成的闪烁维持电路。本实用新型能够在雷暴雨到来之前预警雷电发生的一种声光电子预警装置，它能探测到远方天空中云层之间或云层与大地之间的放电现象，通过对雷暴雨中的雷电临近预警，我们可以及时迅速地采取相应的防雷击措施，有针对性的做到防患于未然，但它本身并不具备避雷作用。
文档编号G08B21/10GK201965738SQ20112001409
公开日2011年9月7日 申请日期2011年1月18日 优先权日2011年1月18日
发明者黄宇嵩 申请人:黄宇嵩