地磁異常報警器的製作方法
2023-12-11 23:15:47 1
專利名稱：地磁異常報警器的製作方法
技術領域：
本發明能夠對地磁異常的現象實行監測報警，根據地磁異常的感應，為可能遭遇強地震，火山爆發等地質活動潛在威脅地區的個人提供了一種經濟，簡便的輔助預警手段。
背景技術：
很多地震預警基於橫波和縱波的傳輸時間差來提供預警，但是基於這個原理的預警時間很短，可能即使預測成功也沒有足夠的逃生時間。在地震史料中，多次記載大地震前震中及附近有磁鐵失磁現象和指南針羅盤不正常偏轉，磁針不規則運動等磁場改變現象。基於地磁異常的檢測可以將預警時間大大提高，為挽救廣大人民群眾的生命財產提供了更 多的機會。本發明通過使用磁針監控地磁的異常，並將異常狀態通過電信號實時響應，最後轉化為聲音信號和光信號及時報警，整個設計經濟，小巧，省電，即使個人家庭也便於使用，甚至有設計成為多樣化的小工藝裝飾品的潛力。
發明內容
本發明用一種簡便實用的手段將地磁的異常狀態及時地通過電信號轉化為聲音和光信號報警，為預防特殊地質活動的災害提供一種及時預警的手段。
傳感器設計為了實現地磁異常報警的功能，本設計選擇了一個小型的磁針作為傳感器，在設計中利用到了磁針的弱磁性和導電性。磁針的弱磁性保證了它正常情況下處於南北指向，但是地磁異常的情況下，磁針的物理偏轉會觸發電路開關，利用磁針的導電性激活電路工作。磁針在電路板上通過磁針支架和電路共地相連。磁針支架的物理位置在電路板上可以調節，放置得離觸點越近感應的靈敏度越高。電路設計為了提高電路的可靠性，電路部分採用了一款通用微處理器，其中一個輸入管腳和感應觸點相連，正常設置為弱上拉的狀態，通過外部引腳異步觸發的方式檢測磁針的導通，只要磁針觸碰到微處理器的感應觸點，微處理器馬上可以響應該外部事件，即使磁針再次無規則地偏轉到其他方位和感應觸點分離，電路部分仍可以繼續工作報警。按下電路的復位開關，系統即可以停止報警重新恢復到地磁監測模式，直到再次發生磁針接觸觸點的事件重新產生報警。觸點的設計觸點用於連接磁針和微處理器。因為磁針在異常的時候可能順時針偏轉也可能逆時針偏轉，因此在磁針兩邊各布置了一個觸點，電路板布線使其電氣相通，均連接至微處理器的同一輸入管腳。觸點的材料需要滿足兩個要求，第一導電性要好，第二不能干擾磁場影響磁針的偏轉。本發明原型機目前採用了固定在電路板上的銅柱作為感應觸點，其他滿足要求的材料亦可。報警功能的設計當微處理器響應到磁針指向方位異常的信息後，通過輸出控制信號導通一個外部三極體，該三極體在導通狀態下將電源信號傳送到一個蜂鳴器，通過微處理器的軟體控制三極體間隔性地循環開啟關閉，蜂鳴器就會發出一陣陣響亮的警報聲，同時微處理控制一個發光二極體產生閃爍。低功耗設計本發明軟體部分的設計將微處理平時設置於一個省電的低功耗工作模式下，只有磁針偏轉碰到觸點，微處理器才會被喚醒，喚醒以後軟體啟動工作立即打開聲控電路和發光二極體驅動電路執行報警。本設計採用3V電路，可用電池供電，低功耗的設計確保整個電路能夠長期處於監測模式下工作而無需頻繁更換電池；低功耗的另一個效果是確保正常監測模式下整個電路沒有任何足夠強的電流變化活動通過電磁感應影響磁針的異常偏轉。軟體設計說明微處理本身自帶非易失性存儲器，監測軟體通過編程器接口燒錄於非易失性存儲器中。正常上電後，程序控制系統處於發光二極體熄滅，蜂鳴器電源斷開的狀態，微處理器本身也處於低功耗狀態，但是和觸點相接的管腳設置為低電平或者電平下降沿觸發外部中斷使能狀態和低功耗模式喚醒使能狀態。一旦磁針偏轉碰到觸點，微處理器即可響應中斷，軟體由中斷入口程序引導驅動蜂鳴器和發光二極體。
使用注意事項由於要確保磁針工作的穩定可靠，系統不能接近磁鐵，鐵質物體以及強電流變化物體。系統需要保持穩定放置，確保磁針正常指向南北並和觸點分離，避免受到諸如風力等外力影響。
權利要求
1.一種可以監測地磁異常並及時產生報警的系統，包括磁針，感應觸點，電路板，電源，電壓轉換電路，電源開關，微處理器，復位開關，三極體，蜂鳴器，微處理器程序下載接口電路，發光二極體，以及存儲在微處理器中的控制軟體組成。
2.將指南針和微處理器電路相結合，實現了自動化監測地磁異常的效果。
3.利用聲光報警的方式，使難於被察覺的地磁異常變化成為普通人可以及時感知的事件。
4.利用微處理器的低功耗異步觸發功能，提高了磁針變化的監測靈敏性，事件響應的及時穩定性以及省電特性。
5.監測模式下工作電壓3伏，電流低於3微安，可以靠電池供電長期維持工作，也可以靠外部穩壓電源或者計算機通用串行總線電源通過系統的電壓轉換電路來供電，便於日常使用。
全文摘要
本發明為地磁異常報警器，屬於電子系統應用領域。歷史上很多規模較大的地震和火山爆發前期，都會出現地磁異常變化的現象。本發明通過檢測地磁場的異常變化，及時轉化為聲、光信號來達到報警的效果，有望在災害到來之前的幾分鐘甚至十幾分鐘就做出正確的預警，以保護廣大人民群眾生命財產的安全。 本發明利用磁針的磁性和導電性，結合微控制器中斷響應功能，使得磁針的異常方位偏轉觸發微控制器的外部中斷，從而將微處理器從低功耗的睡眠狀態喚醒，開始運行控制程序來激活發光二極體和蜂鳴器工作，產生報警的聲音和光信號。 本發明設計簡便、省電，且具有設計成為多樣化的小工藝裝飾品的潛力，便於推廣使用。
文檔編號G01V3/40GK102722961SQ20121017863
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月3日 優先權日2012年6月3日
發明者孫駿 申請人:孫駿