地震传感器 【发明领域】
本发明一般涉及地震传感器和报警器。
背景技术
人们可以通过专利文献获知各种类型的传感器，可以认为下列美国专利代表了本领域的现状：4,086,807；4,262,289；4,297,690；4,358,757；4,484,186；4,662,225；4,689,997；4,764,761；4,764,762；4,789,922；4,841,288；4,904,943；4,945,347；4,978,948；4,980,644；5,001,466；5,101,195；5,248,959；5,278,540。
发明概述
本发明试图克服现有技术的缺点并试图提供一种相对廉价和可靠的地震传感器。
根据本发明的一个较佳实施例的地震传感器，包括一个底座，一个第一元件、一个第二元件和传感器装置。其中该第一元件在第一枢转位置可枢轴转动地被支承在底座上，该第二元件在第二枢转位置可枢轴转动地被支承于第一元件上，并且该传感器装置可操作地感测地震导致的第二元件的振动并提供一个输出指示。
最好设置有报警器，响应输出指示，以提供表明地震发生的声音报警。
根据本发明的一个优选实施例，该传感器装置响应第一元件和第二元件的相对位移。
进一步地，根据本发明的优选实施例，该传感器装置位于第一和第二枢转位置之间。
根据本发明的一个优选实施例，该传感器装置包括压电装置。
进一步地，根据本发明的一个优选实施例，有一个调节装置，该调节装置可操作地改变自传感器装置提供输出指示所需要的地震导致的第二元件的振动的幅值。
更进一步地，根据本发明的一个优选实施例，该传感器装置能够响应底座上的范围大致在0.1Hz和10Hz之间的频率以提供输出指示。
附图简要说明
从下面结合附图地详细说明，本发明将被更充分地理解。其中：
图1A为根据本发明的一个优选实施例构成并操作的地震报警装置的示意图；
图1B为沿图1A中B-B线的图1A中装置的剖示图；
图2为沿图1B中II-II线的图1A和1B中的装置的剖示图；
图3为图1A和1B中的装置中所用的电路的简化的框图；
图4为图1A至图2中的装置的另一个实施例的剖示图；
图5为根据本发明的另一个实施例构成及操作的地震报警装置的简化示意图；以及
图6，7，8，9，10和11为用于本发明的一个优选实施例的传感器模件的各简化示意图。
优选实施例的详细说明
参照图1A和1B，其中示出根据本发明的一个优选实施例构成并操作的地震报警装置。该地震报警装置包括一个壳体10，典型地是由塑料制成，并具有透明或半透明的顶部12，用于容置灯14或其他可见的报警显示器。
在该说明性的实施例中，一个向上指向的针棒16座落在壳体10的底座部分18上，使得针棒16的顶点确定了第一枢转位置20。可枢转地安装在针棒16的顶点上以围绕该第一枢转位置20可枢转地运动的是第一元件22。该第一元件22可以由一片或多片制成，最好在其上连接一个第一平衡块24，该平衡块位于第一枢转位置20的下方的一个位置。
该第一元件22最好类似地确定一个第二向上指向的针棒26，使得，该第二针棒26的顶点确定一个第二枢转位置30。可枢转地设置在该针棒26的顶点上，用于围绕第二枢转位置30可枢转地运动的是一个第二元件32，该元件可由单片或多片构成，并且最好有一个地震导致振动传感器34连接在其上，并且该传感器34处于第二枢转位置30之下、第一枢转位置20以上的一个位置。地震导致振动传感器34可操作地感测第二元件32的地震导致的振动并在其上提供输出指示。
在说明性的实施例中，地震导致振动传感器34包括一个导电的传感器棒35，它穿过一个导电的传感器环36，如图1B和图2所示。导电的传感器棒35在其上端与第二元件32相连，一个第二平衡块33连接到导电的传感器棒35的下端。
导电的传感器环36在图2中示出为一个弯曲的线，其两个末端被压迫至第一元件的37和38处。可以理解，还有许多其他形成环36和在其上与第一元件22组装的方法。
第一元件22和第一平衡块24的总重量典型地为约500-600克。第一枢转位置20至第一元件22和平衡块24的重心的垂直距离通常为大约40mm。
第二元件32、第二平衡块33和导电的传感器棒35的重量典型地为大约50-55克。第二枢转位置30与第二元件32、第二平衡块33和导电的传感器棒35的重心之间的垂直距离典型地大约为60-65mm。
第一枢转位置20和第二枢转位置30之间的垂直距离典型地大约为80-100mm。
导电的传感器棒35典型地由铜制成，并带有薄的金片。导电的传感器棒35的直径典型地约为1-1.5毫米。导电的传感器环36的内径典型地约为3-4mm。
对于熟悉本领域的普通技术人员可以理解，地震报警装置10将可以响应0.1至10赫兹范围的振动。应当也可以理解，地震报警装置10将可以响应由地震引发的振动，该振动通常在大约2至8赫兹的频率范围。也可以理解，地震报警装置10将不会响应非地震引发的振动，诸如轰鸣声或近处的众多车辆导致的振动，这些振动的频率通常在14至25赫兹之间。
最好提供报警装置，响应输出指示，以提供声音的和或可见的显示地震的发生的警报。一个与该报警装置相关联的简化的电路框图示于图3中。
导电的传感器棒35和导电的传感器环36与灯14、电池40、蜂呜器41、开关42和电子线路43相串联。开关42用于接通地震报警装置。在地震发生时，振动使棒35与环36接触，因而使电路成为回路并使蜂呜器41和灯14工作。电子线路43确定蜂呜器41的工作持续时间以及灯14发光的持续时间和类型，例如是稳定发光还是闪动。
现在参见图4，其与图1A，1B和图2的实施例一样，只是包括一个可以调节的敏感特性，现在即是要说明该特性。一个用户可以操作的按钮50操作齿条和小齿轮链52，该齿条和小齿轮链抬高或降低臂54，因而改变导电的传感器环36和第二平衡块33之间的距离。减小或增加导电的传感器环36和第二平衡块33之间的距离都会改变产生报警所需的振动幅度。
可以理解，齿条和小齿轮链52中的齿隙游移足够大，使得图4中的地震报警装置将有基本上与上述参照图1A至2说明的实施例一样的频率响应特性。
参见图5，其为根据本发明的另一个实施例构成的并操作的地震报警装置的简化示意图。该装置包括一个底座元件78，它可以固定在墙壁或其他适宜的物体上，并在其上一个尖角处确定了一个第一枢转位置80。
可枢转地安装在底座元件78上用以围绕着一枢转位置80可枢转地运动的是第一元件82，它可以由一片或多片制成并且其上最好连接一个第一平衡块84，位于第一枢转位置80以下的位置。
该第一元件82最好同样确定一个第二枢转位置90。可枢转地安装用以围绕第二枢转位置90可枢转地运动的是一个第二元件92，它可以由一片或多片构成，并最好在其上连接一个地震导致振动传感器94，该传感器位于第二枢转位置90之下而在第一枢转位置80之上。地震导致振动传感器94在操作时感测第二元件的地震导致的振动，并提供该振动的输出指示。第二元件92上最好有一个第二平衡块96，位于地震导致振动传感器94的下方。
对于本领域的熟练技术人员，应该理解，图5中的地震报警装置与参照图1A至图2中上面描述过的实施例具有基本相同的频率响应特性。
最好，设有报警装置，响应输出指示用以提供声音的和/或可见的报警，表明地震的发生，这里基本上与前述参照图1A至图3所说明和描述的一样。
现参见图6，7，8，9，10和11，分别为根据本发明的一个优选实施例的传感器模件的简化的示意图。可以理解，图6-11中的各传感器模件只是简化的替换了图1A至图3中示出的实施例中的地震导致振动传感器34。
现在参见图6，一个平衡块105固定到底座106上，底座106与压电元件107机械连接。压电元件107可操作地响应由地震振动引起的平衡块105和底座106的位移导致的机械变形，产生电信号。
现参见图7，图中平衡块115自枢点120悬垂而下，并且在地震发生时，撞击压电元件121和122中任一个。压电元件121和122将导致的机械伸缩转换为电信号。
现参见图8，图中一个通常为球形的平衡块125可操作地在表面126上滚动。地震的振动使平衡块125滚动并撞击传感器127或128。传感器127和128可以是压电元件或接触扩音器，它将该撞击转换为电信号。
现参见图9，图中，一个汞池130带有一个永久性地没入其中的电极132。电极134和136位于汞池130的上方，并且最初不与该池接触。地震的振动使得汞与电极134或136中之一接触，从而使报警电路闭合。
现参见图10，图中示中从枢点142悬下的一个磁铁140以及一个相邻的静止的线圈144。地震的振动导致磁铁140相对于线圈144运动产生电信号。
现参见图11，图中示出了一个与图10相似的设置，只是在图11的实施例中，线圈154从枢点152悬下而磁铁152是静止的。
对于本领域的熟练技术人员应该理解，本发明并不仅限于上述具体示出和描述的内容，而是应包括其等价物和各种变化。本发明的范围只是由下述权利要求限定的。