地震報(bào)警器工作原理

地震是一種可怕的自然災(zāi)害，它經(jīng)常發(fā)生在人們熟睡時(shí)的深夜，使人防不勝防。這里介紹一種適合家庭使用的地震聲光報(bào)警器，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，它會(huì)發(fā)出響亮的警笛聲和照明燈光，使人盡快轉(zhuǎn)移到安全地方去。

一、工作原理

地震聲光報(bào)警器的電路如圖1所示。地震探測(cè)開關(guān)SQ和單向晶閘管VS、電阻器R1等組成了電子開關(guān)，集成電路A和晶體三極管VT1、VT2、揚(yáng)聲器B等組成了模擬警笛聲音響電路，H為照明小電珠。

當(dāng)發(fā)生4級(jí)以上的地震時(shí)，探測(cè)開關(guān)SQ就會(huì)隨著大地的晃動(dòng)而接通。此時(shí)4.5V電池經(jīng)R1和SQ觸發(fā)單向晶閘管VS導(dǎo)通。VS一旦導(dǎo)通，便會(huì)保持住此狀態(tài)，使小電珠H通電發(fā)光;同時(shí)集成電路A也通電工作，其輸出端輸出內(nèi)存模擬警笛聲電信號(hào)，經(jīng)三極管VT1、VT2構(gòu)成的直接耦合功率放大器放大后，推動(dòng)揚(yáng)聲器B發(fā)出響亮的警報(bào)聲。

電路中，R2是集成電路A的外接振蕩電阻器，改變其阻值可以調(diào)節(jié)警報(bào)聲的速率。SB是警報(bào)信號(hào)解除按鈕開關(guān)。

二、元器件選擇

A選用KD-9561型四聲模擬聲集成電路。該集成電路采用軟包封形式，芯片尺寸為32.5mm×10mm，外形參見圖2左邊所示。其中SEL1和SEL2是兩個(gè)選聲端，當(dāng)SEL1接VDD、SEL2懸空時(shí)，A輸出警笛聲;當(dāng)SEL1接VSS、SEL2也接VSS時(shí)，為救護(hù)車聲;當(dāng)SEL1懸空，而SEL2分別接VDD或VSS時(shí)，將分別發(fā)出機(jī)槍聲和消防車聲。在圖1電路中，我們選用的是警笛聲。讀者也可選擇其余3種聲音中的任何一種，只需改變SEL1和SEL2的接法即可。

VS選用普通MCR100-6或BT169、2N6565型小型塑封單向晶閘管(也叫單向可控硅)。VT1用9014或3DG8型硅NPN小功率三極管，要求電流放大系數(shù)β>50;VT2用3AX81型鍺PNP中功率三極管，要求β>30。

R1、R2均用RTX-1/8W型小型碳膜電阻器。H用市售手電筒專用的3.8V、0.3A小電珠。B用8Ω、0.25W小口徑動(dòng)圈式揚(yáng)聲器。SB用小型自復(fù)位常閉按鈕開關(guān)，也可用一般單刀單擲開關(guān)來代替。G用3節(jié)5號(hào)干電池串聯(lián)(配套塑料電池架)而成，電壓4.5V。

三、制作與使用

圖2所示是地震聲光報(bào)警器的印制電路板接線圖。印制電路板用刀刻法制作，實(shí)際尺寸約為34mm×40mm;印制電路板上不必打孔，元器件直接焊在銅箔面上即可。集成電路A通過4根硬導(dǎo)線與自制印制電路板對(duì)接起來。焊接時(shí)應(yīng)特別注意：電烙鐵外殼一定要良好接地，以免交流感應(yīng)電壓擊穿集成電路A內(nèi)部CMOS電路!

圖3所示是地震聲光報(bào)警器的外形圖。其中地震探測(cè)支架要求具有足夠的靈敏度。探測(cè)開關(guān)的金屬重錘可用建筑工匠吊垂線用的電鍍金屬吊線錘，金屬環(huán)用￠2mm的鍍鋅鐵絲彎制。金屬重錘與金屬環(huán)間的距離通過升降金屬重錘的方法來調(diào)節(jié)，一般調(diào)整在1.5～2.5mm為宜。間距越小，報(bào)警靈敏度越高。另外，為了保證足夠的報(bào)警靈敏度，金屬重錘支架的高度不應(yīng)小于1m。

使用時(shí)，將報(bào)警器安放在臥室內(nèi)不易受外界其它振動(dòng)或刮風(fēng)等干擾的地方，接好電池，電路即進(jìn)入監(jiān)視地震狀態(tài)，此時(shí)電路幾乎不耗電。萬一人為造成電路誤觸發(fā)，只要按動(dòng)一下解警按鈕，即可解除聲光報(bào)警信號(hào)。