[实用新型]高层建筑地震检测预警装置

说明书

技术领域

本实用新型是一种能监测高层建筑地震等级的装置，能够消除楼层高度不同而带来的干扰，实时的对地震等级进行显示，并且通过闪光和响铃方式进行预警提醒的地震检测装置。

技术背景

随着地壳板块活动的剧烈，地震已经成为当今世界发生较为频繁的自然灾害。地震与其他自然灾害不同，地震发生较突然难以提前预测，而且地震具有较大的破坏能力，会给人们的生命财产带来较大的危害。前年我国发生的四川汶川大地震和去年海地发生的地震，给人们带来了巨大的损失，人员伤亡严重。在分析具体原因时，除了不可避免的自然原因外，还有很多主观原因导致了损失的严重，比如说人们对地震的认识不够、人们在高度紧张状态下判断能力减弱和反应变缓等原因，这一系列原因会导致人们错过最佳逃生时机，引起严重的伤亡。特别是如果地震发生在夜晚，人们在熟睡中将无法感知和判断地震的发生，从而无法采取有效地避险行动。所以设计一个有效的地震检测提醒装置十分必要。

现在市场上也有一些简单的地震检测装置，一些由于灵敏度较低，导致无法及时正确的检测地震等级；一些或者过于灵敏，以至于无法排除外界的一些非地震因素的干扰，所以这些简单的地震检测装置误报率较高。而较为先进的地震检测装置一般用于专门的地震检测部门，不适合在一般城市建筑中推广。

发明内容

在上述的背景下，本实用新型提供了一种能在普通民用建筑中推广的地震检测预警装置，能够快速、准确的检测出地震的振动级别，并且能够在超过设定的安全振动级别后，通过响铃和闪光方式提醒建筑物中的人们及时逃离到安全地带。同时，根据楼层高度不同，可以通过振幅调节装置来调整压电陶瓷片的自由运动幅度，控制压电陶瓷产生的电压信号，从而消除因为楼层高度变化而带来的干扰。

本实用新型主要由压电检测模块、信号处理模块，显示模块和预警模块组成。各模块的主要电路组成及工作特点如下：

压电振动检测模块：该模块由悬臂压电陶瓷片和振幅调节器构成，用于检测在地震发生时给楼层带来的振动大小，并将振动信号转换成电压信号传递到下一级模块。根据楼层高度的不同，可以通过振幅调节器来调整压电陶瓷片的自由运动幅度，从而消除楼层高度不同带来的干扰。

信号处理模块：这一部分主要包括整流电路、放大电路、信号比较电路和A/D转换器。整流电路主要是将交变电压信号转换成直流信号，然后经过放大电路将微小的电压信号放大，并将放大后的电压信号传递给信号比较电路和A/D转换器。信号比较器通过将输入电压信号与设定的电压信号比较，输出比较结果到下一级模块，同时A/D转换器将这种模拟电压信号转换成数字信号传输到下一级。

显示模块：主要由译码显示电路构成，上一级A/D转换器输出的数字信号，经过译码器译码，译码后信号输入给半导体数码管进行显示，这样可以更直观的观测楼层振动幅度，从而做出正确判断。

预警模块：此模块主要由响铃、闪光装置和数字开光等组成，这个模块主要由数字开关来控制电路的开断，而数字开关由上一级信号比较器输出的电压比较结果来控制，当振动产生的电压超过设定的安全电压范围时，数字开关将接通预警电路，通过响铃和闪光的方式提醒楼层中的人员进行疏散。

本装置的主要工作机理为：本装置安装在建筑物的不同楼层的墙壁上，在地震发生的时候，会引起装置中的悬臂压电陶瓷片的振动，从而产生交变的电压信号(由于楼层高度不同，针对不同楼层装置中压电陶瓷片产生的电压信号不一样的问题，可以通过调节振幅调节器来消除这中干扰)。该电压信号经过信号处理模块中的整流电路进行整流，然后传输到放大电路，将微小的电压信号放大。并将放大后的电压信号传递给信号比较电路和A/D转换器。信号比较器通过将输入电压信号与设定的电压信号比较，当输入电信号大于设定安全电压信号时，比较器输出结果为1，当输入电信号小于设定电压时，比较器输出为0，并将此结果输入到预警模块中的数字开关，数字开关将在输入为1时接通(为0时断开)预警电路，通过响铃和闪光的方式提醒楼层中的人员进行疏散；同时A/D转换器将这种模拟电压信号转换成数字信号输入到显示模块，显示模块通过译码显示电路，将信号进行译码后通过半导体数码管进行地震强度的显示。

本实用新型的可推广性分析：这个高层建筑地震检测预警装置能在检测地震强度的同时，对超过安全范围的振动进行快速的响铃和闪光预警，及时提醒人们进行疏散。而且根据楼层高度不同，可以通过振幅调节装置进行调整，从而可以在不改变主体电路的情况下，消除楼层高度引起振幅变化带来的干扰。本装置结构简单、反应灵敏，能够较大情况的消除外部干扰，适用于城市高层建筑。

附图说明

图1高层建筑地震检测预警装置原理框图