实验室报警装置的制造方法
【专利摘要】本专利公开了实验室报警装置，包括从上到下依次设置的安装盘、控制电路盒、旋转座和球形摄像头；所述控制电路盒内设有用来连接市电的电源电路、分别与电源电路连接的触摸报警电路、振动报警电路、烟雾报警电路、电动机和蜂鸣器；其中电动机用来带动旋转座转动；所述触摸报警电路、振动报警电路和烟雾报警电路分别与电动机、球形摄像头和蜂鸣器连接；所述控制电路盒上设有贯穿电路盒的多个接口端；所述触摸报警电路包括通过接口端设置在实验室内重要设备上的电极片；所述振动报警电路包括通过接口端设置在实验室天花板上的第一压电陶瓷片；所述烟雾报警电路包括设置在控制电路盒外表面的光断续器。
【专利说明】
实验室报警装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及安防领域，具体涉及一种实验室报警装置。
【背景技术】
[0002]实验室是进行科学实验和试验的场所，其中包含有很多高级、精密和尖端的设备。建造一所高等级的实验室需要花费巨额资金，因此对于实验室的安防工作一直是实验室管理的重点工作。
[0003]现在常用的实验室报警装置为红外线报警器。当在非工作时段，红外线报警器自动启动，如果有人入侵实验室且在行进的过程中触碰到由红外线报警器发射出的红外线，则红外线报警器开始报警，提醒管理人员有人入侵实验室。这种红外线报警器虽然能够在非工作时间较好地防止他人入侵实验室，但是由于红外线不能有差别地识别工作人员和入侵者，所以在工作时段红外线报警器不能正常工作，没有起到全天保护实验室的作用。而在工作时段也会出现工作人员照看不过来的情况，这样就给入侵者偷盗实验室创造了机会。此外，除了人为损害，自然灾害也会为实验室造成巨大的损失，而现有的报警器并没有关于自然灾害的报警功能。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型意在提供一种实验室报警装置，以解决现有实验室报警装置不能全天保护实验室的问题。
[0005]为了解决以上问题，提供如下方案:
[0006]方案一:本方案中的实验室报警装置，包括从上到下依次设置的安装盘、控制电路盒、旋转座和球形摄像头;所述控制电路盒内设有用来连接市电的电源电路、分别与电源电路连接的触摸报警电路、振动报警电路、烟雾报警电路、电动机和蜂鸣器;其中电动机用来带动旋转座转动;所述触摸报警电路、振动报警电路和烟雾报警电路分别与电动机、球形摄像头和蜂鸣器连接;所述控制电路盒上设有贯穿控制电路盒的多个接口端;所述触摸报警电路包括通过接口端设置在实验室内设备上的电极片;所述振动报警电路包括通过接口端设置在实验室天花板上的第一压电陶瓷片;所述烟雾报警电路包括设置在控制电路盒外表面上的光断续器。
[0007]工作原理:
[0008]通过安装盘，将实验室报警装置安装在实验室的天花板上。将触摸报警电路中的电极片安装在实验室内的每个重要设备上。当有人要准备搬动盗走这些重要设备的时候，触摸报警电路通过电极片被启动，与触摸报警电路连接的蜂鸣器开始发声报警，电动机转动，带动与电动机输出轴直接连接的旋转座转动，旋转座带动球形摄像头转动，球形摄像头开始工作，将盗贼的外貌特征拍摄下来，方便后期追责。
[0009]第一压电陶瓷片安装在实验室的天花板上。当地震等灾害引起天花板发生振动时，第一压电陶瓷片能够及时接收到振动信号并将振动信号传递到振动报警电路，使与振动报警电路连接的蜂鸣器开始发声报警，同时电动机带动球形摄像头将灾害前实验室内的情况拍摄下来。
[0010]光断续器设置在控制电路盒的外表面，可以很清楚地检测实验室内是否有烟雾产生。当发生火灾的时候，必定产生烟雾，当光断续器检测到实验室内有烟雾的时候，光断续器将信号传递给烟雾报警电路，烟雾报警电路工作，使与烟雾报警电路连接的蜂鸣器发声报警，同时使电动机带动摄像头将火灾发生时实验室的全部情况拍摄下来。
[0011]有益效果:
[0012]将实验室报警装置通过安装盘安装在实验室的天花板上，可以有效防止他人故意损坏实验室报警装置。搬动设备和使用设备所需要触碰设备的位置是不同的，将电极片安装在搬动设备必须触碰到的位置，可以有效避免重要设备被盗走，同时也不妨碍工作人员正常使用这些设备，使实验室报警装置无论在工作时段还是在非工作时段都能工作，全天地保护实验室不受外来入侵。
[0013]天花板相对于地板和侧面的墙壁在地震等自然灾害到来时，因为比较高振动的幅度更大，将第一压电陶瓷片设置在天花板上能够及时发现天花板的振动情况并进行报警。光断续器内部包含了一个发光二极管和一个接受发光二极管发射出的光线而截止或导通的三极管。而烟雾是有无数烟尘组成的具有遮挡作用的物质，当实验室发生火灾时，必定产生烟雾，烟雾阻断光断续器内部发光二极管照射到三极管上的光线，使光断续器可以及时发现火灾产生的烟雾，及时报警，有效降低火灾的损失。
[0014]摄像头为球形摄像头，本身已经具有较大的拍摄范围。在此基础上，球形摄像头可以随着旋转座转动，使得球形摄像头能够将实验室内的全部情况拍摄清楚。方便在事情发生后能够通过了解当时的情况，及时进行补救。
[0015]进一步，所述触摸报警电路包括连接在电源电路输出端之间的正反馈放大器，所述正反馈放大器的输入端与电极片连接，所述正反馈放大器的输出端连接有第一继电器；所述第一继电器的常开触点与所述蜂鸣器、电动机和球形摄像头连接。当人手触摸电极片，电极片将产生的电信号通过正反馈放大器放大后使第一继电器吸合工作，与第一继电器常开触点连接的蜂鸣器、电动机和摄像头都开始工作。这样，当有人准备搬动盗走实验室内安装了电极片的设备时，触摸报警电路就会及时报警，并通过球形摄像头拍摄下盗贼的外貌特征，方便事后追责。
[0016]进一步，所述正反馈放大器包括彼此互补连接的PNP型的第一三极管和NPN型的第二三极管，所述第一三极管的基极和发射极之间连接有解警开关。第一三极管和第二三极管形成的正反馈使人手在离开电极片后，第一三极管和第二三极管仍然保持导通状态。通过按下解警开关才能使第一三极管强制截止，解除警报状态。
[0017]进一步，所述振动报警电路包括双时基集成电路，所述双时基集成电路的触发端与第一压电陶瓷片连接，所述双时基集成电路的输出端连接有第二压电陶瓷片。通过第一压电陶瓷片可以及时将振动信号传递给振动报警电路，并通过双时基集成电路使第二压电陶瓷片通电产生振动发出声音进行报警。
[0018]进一步，所述双时基集成电路的输出端分别与所述蜂鸣器、电动机和球形摄像头连接。通过同时与双时基集成电路输出端连接的蜂鸣器、电动机和球形摄像头，使振动报警电路工作时，蜂鸣器能够发声报警，及时提醒实验室内的人撤离避险，电动机带动旋转座转动，使摄像头能够给将实验室内的整个情况拍摄下来，以便后期根据拍摄图像进行搜救或者实施其他措施。
[0019]进一步，所述烟雾报警电路包括与光断续器连接的第一时基集成电路，所述第一时基集成电路的输出端连接有第二继电器，所述第二继电器的常开触点分别与电动机、蜂鸣器和摄像头连接。光断续器检测到实验室内有烟雾产生后，第一时基集成电路输出高电平给第二继电器，与第二继电器的常开触点连接的电动机、蜂鸣器和摄像头开始工作，蜂鸣器发出的声音能够及时提醒实验室内的人有情况发生，摄像头则能够将火灾发生的情况拍摄下来，以便事后补救和整改。
[0020]进一步，所述第二继电器的常闭触点与指示灯连接。方便观察烟雾报警电路的工作状况，当第二继电器不通电，常闭触点闭合，指示灯亮，烟雾报警电路不工作。
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型实施例的结构示意图。
[0022]图2为本实用新型实施例的触摸报警电路的电路图。
[0023]图3为本实用新型实施例的振动报警电路的电路图。
[0024]图4为本实用新型实施例的烟雾报警电路的电路图。
【具体实施方式】
[0025]下面通过【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明:
[0026]说明书附图1中的附图标记包括:安装盘1、控制电路盒2、旋转座3、球形摄像头4、接口端5、安装孔6。
[0027]说明书附图2中的附图标记包括:第一三极管VT1、第二三极管VT2、解警开关SB、第一电阻R1、第二电阻R2、第一二极管VDl、第一继电器Kl、第一电解电容Cl、稳压二极管ZD。
[0028]说明书附图3中的附图标记包括:双时基集成电路IC1、第一压电陶瓷片X1、第二压电陶瓷片X2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第二电解电容C2、第三电容C3、第四电容C4。
[0029]说明书附图4中的附图标记包括:第二时基集成电路IC2、光断续器IC3、第九电阻R9、第十电阻R10、第^^一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、滑动变阻器RP、第五电容C5、第六电解电容C6、第七电容C7、第八电解电容C8、第三三极管VT3、第四三极管VT4、第五三极管VT5、第二二极管VD2、指示灯LED、第二继电器K2、第二继电器常闭触点K2-1、第二继电器常开触点K2-2、电动机M。
[0030]如图1所示，实验室报警装置，包括用来安装在实验室天花板上的安装盘1，安装盘I的正下方依次连接有与安装盘I同轴设置的控制电路盒2、旋转座3和球形摄像头4。安装盘I上开有八个安装孔6，螺钉穿过安装孔6，可以将安装盘I牢固连接在实验室的顶板上。控制电路盒2螺纹连接在安装盘I的底面，控制电路盒2内包括有触摸报警电路、振动报警电路和烟雾报警电路;控制电路盒2的四周设置有四个用来与外界设备连接的接口端5。旋转座3贯穿控制电路盒2后与安装盘I的底面连接，旋转座3内留有供旋转摄像头与控制电路盒2之间连接的导线通过的通道，旋转座3与设置在控制电路盒2中的电动机M的输出轴直接连接，电动机M转动时带动旋转座3旋转。球形摄像头4具有较大的视阈范围，球形摄像头4在旋转座3的带动下可以拍摄实验室内的所有地方。
[0031]控制电路盒2内还安装有蜂鸣器。电动机M、球形摄像头4和蜂鸣器都分别与控制电路盒内的触摸报警电路、振动报警电路和烟雾报警电路连接，当这三个报警电路被启动后，蜂鸣器开始响动报警，球形摄像头4开始拍摄工作，电动机M带动旋转座3，使球形摄像头4拥有更大的拍摄范围，使球形摄像头4能够将整个实验室的情况拍摄下来。
[0032]如图2所示，触摸报警电路包括设置在实验室内各重要设备关键位置上的电极片，这里说的关键位置指的是需要搬动这些重要设备必须触碰的位置。将电极片设置在这些关键位置上，可以用来检测实验室内的重要设备是否被搬动，当实验室内的重要设备被搬动时电极片一定会被触碰，触摸报警电路开始工作。为了增加触摸报警电路的保护范围，也可以在从接口端5连接的各个外部设备的导线上也粘贴电极片，以防有人通过毁坏导线来截断外部设备与控制电路盒2的联系。这里指的外部设备指的是如电极片这样伸出控制电路盒2外的电子元器件或组件。
[0033]电极片通过控制电路盒2上的接口端5与控制电路盒2内的第一电阻Rl的一端连接，第一电阻Rl的另一端连接解警开关SB的一端、PNP型的第一三极管VTl的基极以及NPN型的第二三极管VT2的集电极。解警开关SB的另一端连接第一三极管VTl的发射极、稳压二极管ZD的阴极、第一电解电容Cl的阳极以及经过电源电路整流滤波后输出的电源正极端。电源电路设置在控制电路盒2内，将经过电源线输入的市电转变为各个电路需要的电源输出。第一三极管VTl的集电极和第二三极管VT2的基极以及第二电阻R2的一端连接。第二三极管VT2的发射极连接第一二极管VDl的阴极和第一继电器Kl的一端，第一二极管VDl的阳极和继电器的另一端以及第二电阻R2的另一端、稳压二极管ZD的阳极和第一电解电容Cl的阴极一起连接至电源的负极端。第一继电器Kl的常开触点与蜂鸣器、电动机M和球形摄像头4连接。
[0034]第一三极管VTl与第二三极管VT2组成互补型正反馈放大器，在电极片未被触摸时，第一三极管VTl和第二三极管VT2均处于截止状态，第一继电器Kl不动作。当有人手触碰到电极片时，人体泄露电流经过为高值电阻的第一电阻Rl输出并直接流入第一三极管VTI的基极进行放大，所以，第二三极管VT2有较强的发射极电流流经第一继电器Kl。第一继电器Kl得电吸合，第一继电器Kl的常开触点闭合，与第一继电器Kl常开触点连接的报警灯和报警铃开始工作进行报警。与此同时，第二三极管VT2的集电极电流直接送至第一三极管VTl的基极进行再次放大。这样正反馈的过程使第一三极管VTl和第二三极管VT2迅速进入导通状态，即使此时人手已经离开电极片，第一三极管VTl和第二三极管VT2仍保持可靠的导通状态。只有当实验室的保安人员按下解警开关SB使第一三极管VTl强制截止，第一三极管VTl和第二三极管VT2才重新恢复截止状态，警报解除。下次有人触碰电极片的时候，警报将重新开始工作。
[0035]如图3所示，振动报警电路包括双时基集成电路ICl，双时基集成电路ICl采用ICM7556芯片。ICM7556的第十四脚电源端连接第三电容C3的一端和由电源电路提供的电源正极端。第三电容C3的另一端接地。ICM7556的第二脚通过第六电阻R6连接至电源电路提供的电源正极端。ICM7556的第二脚和第一脚连接并通过第二电解电容C2连接到地。ICM7556的第七脚连接地。ICM7556的第六脚触发端连接第一压电陶瓷片Xl的一端和第四电阻R4的一端，第一压电陶瓷片Xl的另一端连接第四电阻R4的另一端、第五电阻R5的一端和第三电阻R3的一端。第三电阻R3的另一端连接电源电路提供的电源正极端，第五电阻R5的另一端接地。ICM7556的第九脚输出端连接有第二压电陶瓷片X2JCM7556的第八脚与第十二脚连接并同时连接第八电阻R8的一端和第四电容C4的一端，第四电容C4的另一端接地，第八电阻R8的另一端接第七电阻R7的一端和ICM7556的第十三脚。第七电阻R7的另一端连接由电源电路提供的电源正极端。ICM7556的第九脚输出端还分别与蜂鸣器、电动机M和球形摄像头4连接。
[0036]双时基集成电路ICl和两个压电陶瓷片组成了一个机械报警器，能产生一分钟的报警声。只要在第一压电陶瓷片Xl上施加机械振动，就会在与双时基集成电路ICl的第六脚连接的第四电阻R4上产生一个电压，触发第一时基集成电路，使第二压电陶瓷片X2因为振动发出报警声。
[0037]其中，第一压电陶瓷片Xl连接的导线穿过控制电路盒2的接口端5。通过螺钉将一块平板固定在实验室的天花板上，第一压电陶瓷片Xl就被固定在平板与实验室天花板之间并紧贴天花板。当发生地震灾害的时候，第一压电陶瓷片Xl可以通过天花板的振动及时得到振动信号，使振动报警电路被触发，第二压电陶瓷片X2开始发声报警，及时提醒实验室的人员撤离。相比于将第一压电陶瓷片Xl设置在地板或者墙壁上，天花板由于所处位置较高，在地震时振动幅度较大，因此第一压电陶瓷片Xl能够比安装在其他地方更加快速地接收到振动信号，使振动报警电路开始发声报警。
[0038]如图4所示，烟雾报警电路包括第二时基集成电路IC2和光断续器IC3。第二时基集成电路IC2采用NE555芯片。光断续器IC3安装在控制电路盒2的外表面，在光断续器IC3的外面罩有用来保护光断续器IC3的透明塑料罩。通过透明玻璃罩光断续器IC3能够及时发现实验室内有没有烟雾产生。光断续器IC3采用H21A1，光断续器IC3内主要由一个发光二极管和一个NPN型的三极管的组成。H2IAl和NE555跨接在由电源电路形成的电源正极端和电源负极端之间。
[0039]其中，H21A1的第一脚通过第九电阻R9连接至电源电路提供的电源正极端，H21A1的第二脚和第三脚连接至电源电路提供的电源负极端。H21 Al的第四脚连接NPN型的第三三极管VT3的基极以及第十电阻RlO的一端。第十电阻RlO的另一端通过滑动变阻器RP连接至由电源电路提供的电源正极端。第三三极管VT3的集电极连接第十一电阻Rll的一端、第十二电阻R12的一端以及NE555的第二脚触发端。第^^一电阻Rll的另一端连接第五电容C5的一端，同时连接至电源正极端。第五电容C5的另一端接地。第十二电阻R12的另一端连接PNP型的第四三极管VT4的基极。第三三极管VT3的发射极连接至电源负极端。电源负极端与地相连。
[0040]第四三极管VT4的发射极连接地和电源电路提供的电源负极端。第四三极管VT4的集电极通过第十三电阻R13连接至NE555的第六脚阈值端，同时连接NE555的第七脚放电端、第十四电阻R14的一端和第六电解电容C6的阳极。第十四电阻R14的另一端连接至电源正极端。第六电解电容C6的阴极连接至电源负极端。
[0041]NE555的第八脚电源端和第四脚复位端连接至电源电路提供的电源正极端。NE555的第一脚地端连接至电源负极端和地。NE555的第五脚控制电压端通过第七电容C7连接至电源负极端。NE555的第三脚输出端连接第二继电器K2并通过第二继电器常闭触点K2-1连接指示灯LED的阴极和第十六电阻R16的一端。指示灯LED的阳极通过第十五电阻R15连接至电源电路提供的电源正极端。电源正极端连接第八电解电容C8的阳极，第八电解电容C8的阴极接地。
[0042]第十六电阻R16的另一端连接NPN型的第五三极管VT5的基极，第五三极管VT5的发射极连接至由电源电路提供的电源负极端。第五三极管VT5的集电极连接第二二极管VD2的阳极，第二二极管VD2的阴极连接至由电源电路提供的电源正极端。在第五三极管VT5的集电极和由电源电路提供的电源负极端之间串联有第二继电器常开触点K2-2 ο第二继电器常开触点K2-2分别与电动机M、蜂鸣器和摄像头4连接，还可以用来与启动灭火器的电磁开关进行连接，以便在烟雾报警电路启动后能够实现自动灭火的功能。
[0043]烟雾报警电路中，第九电阻R9限制H21A1中发光二极管的电流。H21A1中的三极管在通常情况下始终处于导通状态，因此与H21A1的第四脚连接的第三三极管VT3的基极为低电位。调节滑动变阻器RP，其决定烟雾报警电路触发的门限电平。第十电阻RlO对第三三极管VT3和H21A1提供附加保护。NE555芯片构成单稳电路，NE555的第二脚触发端被第^^一电阻Rl I上拉至高电平。在通常情况下，H21A1附近没有烟雾，第三三极管VT3截止，使与第三三极管VT3集电极连接的NE555的第二脚触发端维持在高电平，使其输出端为低电平。第二继电器K2未得电，不吸合，与第二继电器常开触点K2-2连接的电动机M或者其它的诸如蜂鸣器、球形摄像头4等设备都处于断开状态，不工作。此时，指示灯LED导通发光，用来指示与烟雾报警电路连接的报警设备都处于未工作状态。第十五电阻R15用来限制指示灯LED的电流。
[0044]当发生火灾事故时，H21A1检测到有烟雾。烟雾隔断H21A1内部发光二极管的传送途径，其内部的三极管因为得不到足够的光线而截止。第三三极管VT3的基极与H21A1内部的三极管的集电极连接，H21A1的第四脚为其内部三极管的集电极端。当H21A1内部的三极管截止时，第三三极管VT3正偏导通，使NE555的第二脚触发端变为低电平，NE555触发，NE555的第三脚输出端输出高电平，指示灯LED熄灭，第二继电器K2吸合。与第二继电器常开触点K2-2连接的诸如电动机M、蜂鸣器、球形摄像头4等报警设备都开始工作，及时发出报警信号。第二继电器K2—直保持吸合状态，直至烟雾完全消散。第十四电阻R14和第六电解电容C6决定单稳持续期。
[0045]以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的【具体实施方式】等记载可以用于解释权利要求的内容。
【主权项】
1.实验室报警装置，其特征在于:包括从上到下依次设置的安装盘、控制电路盒、旋转座和球形摄像头;所述控制电路盒内设有用来连接市电的电源电路、分别与电源电路连接的触摸报警电路、振动报警电路、烟雾报警电路、电动机和蜂鸣器;其中电动机用来带动旋转座转动;所述触摸报警电路、振动报警电路和烟雾报警电路分别与电动机、球形摄像头和蜂鸣器连接;所述控制电路盒上设有贯穿控制电路盒的多个接口端;所述触摸报警电路包括通过接口端设置在实验室内设备上的电极片;所述振动报警电路包括通过接口端设置在实验室天花板上的第一压电陶瓷片;所述烟雾报警电路包括设置在控制电路盒外表面上的光断续器。2.根据权利要求1所述的实验室报警装置，其特征在于:所述触摸报警电路包括连接在电源电路输出端之间的正反馈放大器，所述正反馈放大器的输入端与电极片连接，所述正反馈放大器的输出端连接有第一继电器;所述第一继电器的常开触点与所述蜂鸣器、电动机和球形摄像头连接。3.根据权利要求2所述的实验室报警装置，其特征在于:所述正反馈放大器包括彼此互补连接的PNP型的第一三极管和NPN型的第二三极管，所述第一三极管的基极和发射极之间连接有解警开关。4.根据权利要求1所述的实验室报警装置，其特征在于:所述振动报警电路包括双时基集成电路，所述双时基集成电路的触发端与第一压电陶瓷片连接，所述双时基集成电路的输出端连接有第二压电陶瓷片。5.根据权利要求4所述的实验室报警装置，其特征在于:所述双时基集成电路的输出端分别与所述蜂鸣器、电动机和球形摄像头连接。6.根据权利要求1所述的实验室报警装置，其特征在于:所述烟雾报警电路包括与光断续器连接的第一时基集成电路，所述第一时基集成电路的输出端连接有第二继电器，所述第二继电器的常开触点分别与电动机、蜂鸣器和摄像头连接。7.根据权利要求6所述的实验室报警装置，其特征在于:所述第二继电器的常闭触点与指示灯连接。
【文档编号】G08B19/00GK205644878SQ201620369944
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】徐艳, 谭忠, 周舟
【申请人】湖北三峡职业技术学院