专利名称：微型地震报警器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种微型地震报警装置，适用于地震危害所能波及的一切固定建筑物。
目前，地震预报只是根据仪器检测、观察到的震前各种异常现象进行分析，由于地震前的异常和干扰很难分辨，地震预报尚不过关，故不能完全以此作为行动的依据。
地震使地面突然自动地晃动起来，会造成房屋倒塌，甚至发生山崩，给人民生命财产带来很大危害，很多地震在相当广的范围内都可同时感觉到，可认为在振动最强烈的地下发生了某种急剧的变化，由它产生的地震波向四面八方传播开来，而摇撼各地，地震灾害分为以地震这种自然现象为直接起因发生的灾害(一次灾害)，以及以一次发生的地震灾害作为触发因素而引起的例如火灾等灾害(次生灾害)。
为了减少地震给人类带来的灾害，本实用新型提供了一种在震害到达10几秒钟前的微型地震报警器。
本实用新型的任务是这样完成的地震波根据振动方式分为两种，即纵波(P波)和横波(S波)，由斯托克斯(Stokes G.G)给出这些波的速度Vp=λ+2μρ]]>Vs=μρ]]>公式中λ、μ为弹性体的拉梅(Lame)常数，ρ为密度，可设λ＝μ，则
，由公式看出P波速度比S波快，P波速度约为S波速度的1.73倍，地震时的小摇动是由P波引起的，而后来造成震害的主要原因是S波。
本实用新型是根据地震时首先到达的P波振幅、振动方式、频率域，准确地检出地震时P波，将P波振幅转换为电信号，经处理后实现触发报警。地震预报的提前时间与所在地距震中的远近有关，根据以下公式可确定地震预报的提前时间。
T＝D/Vp(1.73-1)式中D为震中距(公里)，T为预报时间(秒)，Vp为P波速度(公里/秒)
一般T≈0.104D本实用新型电路主要由地震检波器，输入、放大、滤波、判别、积分、报警触发、判别保持和执行电路组成。由地震检波器、线路板、蜂鸣器装在机壳内组成，固定在地平面上，该地平面与水平面倾斜角不超过10°。
图1是本实用新型电路原理图。
结合附图对本实用新型的结构及实施例说明如下本实用新型电路由地震检波器1，输入电路2，放大电路3，低通滤波电路4，判别电路5，积分电路6，报警触发、判别和保持电路7，执行电路8及电源电路9组成。
地震检波器采用市售的高灵敏度、高保真度的磁电式垂直检波器，型号为CDJ-Z15或SDJ-78或市售的三分量检波器CDJ-J35、CDJ-S2.5或CDJ-810型均可，当地震发生时，三分量检波器能同时接收三个分量的地震检波信息，即使仪器万一没能测出P波的情况下，还可拾取S波信号报警，以避免漏报地震。
输入电路由两个运算放大器即同相输入放大器U1D，反相输入放大器U1C和半可调电位器PR1组成。检波器的输出端经R2接U1D的输入端12，另一输入端13经R1反馈到输出端14，经R6接U1C的输入端9经R7与其输出端8连接，半可调电位器PR1经R5接U1C的输入端10；放大电路由仪表放大器U2、切换开关SW1、电阻R8、R9、R10、R11组成。U1C输出端8经R13接U2的输入端3，输入端1和8之间跨接经SW1选通的R8～R11中的一个电阻，实现对信号的不同倍效放大，U2的2端经R12接地；低通滤波电路由运放U1B，电容C1、C2，电阻R15、R16、R17构成二阶有源低通滤波器，U2的输出端6经R14、R15接U1B的输入端5，R15经C2接地，C2的作用使高频信号受到很大的衰减，只通过低于10HZ的信号，U1B的负输入端6经R16接地，经R17接可调电位器VR2接输出端7，R14经C1接U1B的输出端7；判别电路由运放U3A、U3B构成比较器，及由电阻R18、R19及R21、R20构成的两个分压器组成。U1B输出端7接U3A的负输入端5和U3B的正输入端9，V+经R18、R19分压后接U3A的正输入端4，V-经R21、R20分压后接U3B的负输入端10，V+经R22、C3接地，当C4经D2、R23放电再经C3接地，对V3A、V3B起保护作用；积分电路由R24、C4、二极管D2及R23组成。比较器V3A和V3B的输出端12和7经R23、D2接C4，C4正极经R24接V+，负极接地；报警触发、判别和保持电路由运放U4C、U4D组成的比较器和由与非门U5A、U5B构成的双稳态RS触发器组成。积分电路的输出端Vi接U4C负输入端8和U4D正输入端11，U4C正输入端9接分压电阻R25、R26，U4D的负输入端10接分压电阻R27、R28，U4C、U4D的输出端14、13分别接U5A、U5B的1、5端，V+经R30、R29分别接1、5端起限幅保护作用；执行电路由定时器NE555、继电器U7及保护二极管D1组成。RS触发器输出端6接NE555的控制输入端2，其控制输出端3经D1接U7；电源电路由DC-DC变压器及集成稳压块LM7806和LM7906组成，+12V电源电压经DC-DC变成±12V电源再经LM7806和LM7906稳压变成±6V电源。
如果在输出电信号处设置多个接口分别控制电磁阀，当发生地震时，可及时切断煤气、关掉电源等等便可避免由地震而引发的火灾，可减少次生灾害。
本实用新型的工作过程如下由地震检波器输出的为直流电平不为零的正弦波信号；经U1D的缓冲和PR1的调节使U1C输出信号的直流电平为零，该信号经放大电路U2按需要的倍数放大后输入至U1B，高于10几HZ的信号被衰减而不能通过，使地震引起的从0～10HZ左右的震动信号通过，其输出端7输出的低频正弦波信号送至判别电路，分压器R18、R19和R21、R20给出的参考电压为V1(为正)V2为负，即地震报警判别电压当V1＞V0＞V2比较器输出端12和7为高电平，不报警，V0＞V1＞V2比较器输出端12和7为零电平，报警，V0＜V1＜V2比较器输出端12和7为零电平，报警，当不报警时，二极管正端电平Vi对C4充电；当报警时，D2负端为零电平，D2正端为高电平，C4将通过D2、R23放电，使Vi快速下降至零，R24的阻值设置得比R23大得多，充电时间比放电时间长得多。
报警保持电路的分压器分别设置成电压为2V及1V，形成窗口门限，当2＞Vi＞1 U4C，U4D输出端14、13为高电平；Vi＞2 U4C的输出端14为低电平，U4D输出端13为高电平，Vi＜1，U4C的输出端14为高电平，U4D输出端13为低电平，对应U4C，U41输出端14、13都为高电平，U5A、U5B的1、5端都为高电平，触发器的输出不变；U4C的14为低电平，U4D的13为高电平，则U5A的1端为低电平，U5B的5端为高电平，触发器输出端6为低电平，不报警；U4C的14为高电平，U4D的13为低电平，则U5A的1端为高电平，U5B的5端为低电平，触发器的6端为高电平，继电器U7吸合报警。由于积分电路设置的充电常数大得多，故报警保持时间长这是期望的。
本实用新型的优点是由于对P波检波在造成震害的S波到来前10几秒进行地震报警，可减少地震造成的一次灾害和次生灾害。
本装置经试验效果较好，有推广使用的价值。
权利要求1.一种微型地震报警器，由地震检波器、线路板、蜂鸣器装在机壳内组成，其特征是，其电路由地震检波器(1)，输入电路(2)，放大电路(3)，低通滤波电路(4)，判别电路(5)，积分电路(6)，报警触发、判别和保持电路(7)，执行电路(8)及电源电路(9)组成地震检波器采用市售的磁电式垂直检波器型号为CDJ-15；输入电路由两个运放即同相输入放大器(U1D)，反相输入放大器(U1C)和半可调电位器(PR1)组成，检波器的输出端经(R2)接(U1D)的输入端(12)，另一输入端(13)经(R1)反馈到输出端(14)，经(R6)接(U1C)的输入端(9)经(R7)与其输出端(8)连接，半可调电位器(PR1)经(R5)接(U1C)的输入端(10)；放大电路由仪表放大器(U2)，切换开关(SW1)，电阻(R8、R9、R10、R11)组成，(U1C)输出端(8)经(R13)接(U2)的正输入端(3)，其输入端(1和8)之间跨接经(SW1)选通的(R8～R11)中的一个电阻，(U2)的2端经(R12)接地；低通滤波电路由运放(U1B)，电容(C1、C2)，电阻(R15、R16、R17)构成二阶有源低通滤波器，(U2)的输出端(6)经(R14、R15)接(U1B)的输入端(5)，(R15)经(C2)接地，(U1B)的负输入端(6)经(R16)接地，经(R17)接可调电位器VR2，接输出端(7)，(R14)经(C1)接(U1B)的输出端(7)；判别电路由运放(U3A、U3B)构成比较器，及由(R18、R19)及(R21、R20)构成的两个分压器组成，(U1B)输出端(7)接(U3A)的负输入端(5)和(U3B)的正输入端(9)，(V+)经(R18、R19)分压后接(U3A)的正输入端(4)，(V-)经(R21、R20)分压后接(U3B)的负输入端(10)，(V+)经(R22、C3)接地，(C4)经(D2、R23)放电再经(C3)接地；积分电路由(R24、C4、D2及R23)组成，比较器(U3A、U3B)的输出端(12、7)经(R23、D2)接(C4)，(C4)正极经(R24)接(V+)，负极接地；报警触发、判别和保持电路由运放(U4C、U4D)组成的比较器和由与非门(U5A、U5B)构成的双稳态(RS)触发器组成，积分电路输出端(Vi)接(U4C)负输入端(8)和(U4D)正输入端(11)，(U4C)正输入端(9)接分压电阻(R25、R26)，(U4D)负输入端(10)接分压电阻(R27、R28)，(U4C、U4D)的输出端(14、13)分别接(U5A、U5B)的(1、5)端；执行电路由定时器(NE555)、继电器(U7)及二极管(D1)组成，(RS)触发器输出端(6)接(NE555)的控制输入端(2)，其控制输出端(3)经(D1)接(U7)；电源电路由(DC-DC)变压器及集成稳压块(LM7806和LM7906)组成，+12V电源电压经(DC-DC)后变成±12V电源，经(LM7806和LM7906)稳压变成±6V电源。
2.按权利要求1所述的地震报警装置，其特征是，地震检波器的型号可为(SDJ-78)，或三分量检波器可为CDJ-J35、CDJ-S2.5或CDJ-S10型。
3.按权利要求1所述的地震报警装置，其特征是，该装置固定在地平面上，该地平面与水平面的倾斜角不超过10°。
专利摘要微型地震报警器适用于地震危害所能波及的一切固定建筑物。由地震检波器、线路板、蜂鸣器装在机壳内组成。固定于地平面上，该地平面与水平面倾角不超过10°。由地震检波器(磁电式垂直检波器)，输入电路(运放U1D、U1C和半可调电位器PR1)，放大电路(仪表放大器U2)，低通滤波电路(U1B、C1、C2、R15～R17)，判别电路(U3A、U3B)，积分电路(R24、C4、D2、R23)，报警触发、判别和保持电路(运放U4C、U4D、与非门U5A、U5B)，执行电路(定时器NE555、继电器U7)组成。能减少地震带来的一次灾害和次生灾害。
文档编号G08B23/00GK2259005SQ9624427
公开日1997年8月6日 申请日期1996年11月22日 优先权日1996年11月22日
发明者杜静娴 申请人:杜静娴