專利名稱：雷暴雨臨近電子預(yù)警儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電子技術(shù)和天氣預(yù)報技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種雷暴雨臨近電子預(yù)警儀。
背景技術(shù)：
雷電對人類的危害性已眾所周知。在雷暴雨季節(jié)，我們經(jīng)常會在雷暴雨來臨之前看到或聽到電閃雷鳴的現(xiàn)象。雷電的發(fā)生容易引發(fā)火災(zāi)、損壞一些對雷電敏感的電器，甚至危及人身的安全！每年的6 8月份，在我國的南方是雷暴雨頻發(fā)的季節(jié)，雖然當(dāng)?shù)貧庀笈_預(yù)報雷暴雨天氣有一定的準(zhǔn)確性，但在一天M小時內(nèi)，究竟雷暴雨在那個時段發(fā)生的短期預(yù)報仍然存在很大難題，若能科學(xué)地進(jìn)行雷暴雨臨近預(yù)警將具有重要的意義。每當(dāng)有大量靜電集結(jié)在某一個區(qū)域的上空時(即閃電即將來臨的一刻)，該地區(qū)周圍的上空會充滿著一大堆雜亂無章的低頻(頻率多在300kHz以下)無線電噪音。在1894 年，俄國無線電之父卜波夫(Popoff)曾經(jīng)用了很多時間發(fā)現(xiàn)了這個現(xiàn)象，根據(jù)這個現(xiàn)象制成了全世界第一部無線電雷暴預(yù)警接收器。本實用新型所述的雷暴雨臨近電子警報儀是以當(dāng)年卜波夫的理論為基礎(chǔ)而設(shè)計的，它其實就是一部諧振頻率大約在250kHz 350kHz的低頻無線電接收機(jī)。它利用電磁感應(yīng)原理，在雷暴雨來臨之前，接收云層中積聚的大量靜電放電后所產(chǎn)生的低頻無線電電磁波。以前，各級氣象臺站預(yù)測雷暴雨天氣的發(fā)生，雷暴雨云層的來臨主要依靠氣象預(yù)報員的“目測”結(jié)果進(jìn)行預(yù)測，這種預(yù)測方式時效性短，且預(yù)報的準(zhǔn)確率不高。通過安裝使用雷暴電子監(jiān)測系統(tǒng)，能夠做到提前幾分鐘到一小時進(jìn)行雷暴雨臨近預(yù)警。我們知道在雷暴雨到來之前，遠(yuǎn)方天空的雷暴雨云團(tuán)中存在大量的靜電，致使云層之間或云層與大地之間會產(chǎn)生放電現(xiàn)象，其周邊地區(qū)將同時產(chǎn)生頻譜很寬的種種雜亂無章的無線電噪音。我們用一般收音機(jī)可以接收到閃電瞬間的干擾信號，但普通調(diào)幅收音機(jī)只能接收距離閃電中心很近的電磁波，且只能接收到閃電產(chǎn)生電磁波中頻率較高的頻段， 接收電磁波頻譜的范圍十分有限。因此，利用普通調(diào)幅收音機(jī)作為雷暴雨預(yù)警裝置存在著很大的局限性，預(yù)警的可靠性也很值得商榷。經(jīng)過多種方案試驗、比較和分析，本實用新型僅使用少量普通分立元器件實現(xiàn)了裝置結(jié)構(gòu)簡單、造價低、雷暴雨臨近預(yù)報結(jié)果較為可靠的要求。以下詳細(xì)說明這種雷暴雨臨近電子預(yù)警儀制作所涉及的相關(guān)技術(shù)。

實用新型內(nèi)容發(fā)明目的及有益效果本實用新型能夠在雷暴雨到來之前預(yù)警雷電發(fā)生的一種聲光電子預(yù)警裝置，它能探測到遠(yuǎn)方天空中云層之間或云層與大地之間的放電現(xiàn)象，通過對雷暴雨中的雷電臨近預(yù)警，我們可以及時迅速地采取相應(yīng)的防雷擊措施，有針對性的做到防忠于未然。技術(shù)特征雷暴雨臨近電子預(yù)警儀，由直流電源、諧振電路、高頻放大電路、聲光信號功率放大電路組成，其特征是諧振電路中的振蕩線圈(L2)接有加感線圈(Li)和天線 ⑴，電路中還包括有PNP型晶體管BG2和NPN型晶體管BG3組成的閃爍維持電路。電路的組成及電路中元器件之間的連接關(guān)系1.諧振電路中的振蕩線圈(L2)的一端同接諧振電容Cl的一端、加感線圈(Li)的一端和耦合電容C2的一端，加感線圈(Li)的另一端接天線(T)，振蕩線圈(L2)的另一端和諧振電容Cl的另一端接電路地(GND)。2.高頻放大電路中的耦合電容C2的另一端接NPN型晶體管BGl的基極和電阻Rl 的一端，NPN型晶體管BGl的集電極同接電阻Rl的另一端、電阻R2的一端和耦合電容C3的一端，電阻R2的另一端接直流電源的正極(VCC)，NPN晶體管BGl的發(fā)射極接電路地(GND)。3.閃爍維持電路由降壓電阻R6、PNP型晶體管BG2、NPN型晶體管BG3、二極管 (Dl)、微調(diào)電位器(RPl)、電阻R3、電阻R4、電阻R5和電解電容C4、電容C5組成，其特征是 電路中耦合電容C3的另一端同接PNP型晶體管BG2的基極、微調(diào)電位器(RPl)的一端、電阻R3的一端，微調(diào)電位器(RPl)的另一端和其活動臂同接降壓電阻R6的一端、二極管(Dl) 的正極和NPN型晶體管BG3的集電極，二極管(Dl)的負(fù)極接PNP型晶體管BG2的發(fā)射極和電解電容C4的正極，電解電容C4的負(fù)極接電阻R3的另一端和NPN型晶體管BG4的基極， PNP型晶體管B62的集電極串接電阻R4后NPN型晶體管BG3的基極和電容C5的一端，電容 C5的另一端同接NPN型晶體管BG3的發(fā)射極和電阻R5的一端，電阻R5的另一端接電路地 (GND)。4.聲光信號功率放大電路由NPN型晶體管BG4、蜂鳴器(HA)、發(fā)光二極管(D2)和降壓電阻R7組成，其特征是NPN型晶體管BG4的基極接NPN型晶體管B63的發(fā)射極，NPN型晶體管BG3的集電極同接發(fā)光二極管(D2)的負(fù)極和蜂鳴器(HA)的負(fù)極，發(fā)光二極管(D2) 的正極串接降壓電阻R7后接直流電源的正極(VCC)，蜂鳴器(HA)的正極接直流電源的正極 (VCC)。工作原理雷暴雨臨近電子預(yù)警儀它包括了一部調(diào)諧放大器及聲光推動放大電路。電路是設(shè)計成當(dāng)有大量RF能量在天線附近聚集時就會啟動第一級放大(BGl)，雷電越多越頻密時， 閃電將會產(chǎn)生一大堆在VLF頻帶的寬帶無線電噪聲。預(yù)警器設(shè)計就是用來檢拾在300kHz 附近、且沒有人為設(shè)置電臺的頻率的雷暴靜電產(chǎn)生無線電噪聲，然后通過天線及加感線圈 (Li)檢拾電磁波信號。振蕩線圈(L2)及電容Cl組成一個300kHz的諧振電路，利用一枚電容C2耦合至第一級晶體管(BGl)的基極進(jìn)行放大。被放大了的信號再由晶體管(BGl)的集電極交連至第二枚晶體管(BG2)的基極上去。晶體管(BG2)也是閃爍電路的一部份，而閃爍電路平時是被偏置在沒有閃動狀態(tài)下，直到有大量射頻(RF)能量觸發(fā)了高頻放大晶體管(BG2)并使其基極接地，正反饋到閃爍電路實時工作直至C4電容放電完畢而完成一個閃爍周期。當(dāng)C4電容通過的Dl再次充電時線路就重置了。

1.附圖是雷暴雨臨近電子預(yù)警儀的電路工作原理圖。2.附圖中的HA為自帶音源微型直流壓電陶瓷蜂鳴器，其內(nèi)部含振蕩電路和壓電陶瓷片的有源發(fā)聲器，它不需要外加音頻驅(qū)動電路，接通直流電源就能發(fā)出蜂鳴聲。
具體實施方式
按照附圖所示的雷暴雨臨近電子預(yù)警儀的電路工作原理圖和附圖說明及以下所述的元器件的技術(shù)要求進(jìn)行實施，即可實現(xiàn)本實用新型。元器件的選擇及其技術(shù)參數(shù)1. BG1、BG3、BG4均用2N3904型NPN晶體管，BG2選用2N3906型PNP晶體管，要求放大倍數(shù)β ^ 180，切勿選用高頻晶體管，因為高頻晶體管可能容易受到附近的高頻強(qiáng)力電臺的干擾而發(fā)生錯誤預(yù)警。2. Dl為1Ν914型二極管；D2為紅色發(fā)光二極管。3. RPl選用普通塑料封裝的小型臥式微調(diào)電位器，其阻值為21Ω。4. Rl R7均用RTX-1/8W型金屬膜電阻，阻值分別是180Κ Ω、3. 9Κ Ω、2 Ω、 2. 2ΚΩ、2· 7ΚΩ、51 Ω、360Ω。5. Cl C3、C5用CCl型高頻瓷介電容，4只容量分別是680PF、0. 01 μ F、0. 01 μ F、 5000PF。6. C4用CD11-16V型電解電容，容量是100 μ F。7. Ll為加感線圈，電感量為IOmH ；L2為振蕩線圈，電感量是330 μ H。8. HA選用CPB14A12-4. 0型自帶音源微型直流壓電陶瓷蜂鳴器，其參數(shù)是外形尺寸為Φ14_Χ7. 5匪，重量為0. 9g，工作電壓為4V 9V，工作電流彡15mA。9.天線(T)選用一段Φ 1mm、長度650mm的銅絲，也可選用便攜式收音機(jī)常用的 550mm拉桿天線。10. DC可采用四節(jié)7#堿性電池串接組成6V直流電源。制作方法與電路調(diào)試調(diào)試工作最好在晴朗天氣時進(jìn)行比較準(zhǔn)確。雷暴雨臨近電子預(yù)警儀的電路調(diào)試非常簡單，只需把微調(diào)電位器RPl調(diào)至發(fā)光二極管D2剛好熄滅便可。當(dāng)調(diào)微調(diào)電位器RPl 節(jié)好后，您可在預(yù)警儀附近使用有交流變直流的電吹風(fēng)或電子打火機(jī)等能產(chǎn)生電火花的電器，觀察預(yù)警儀中的發(fā)發(fā)光二極管D2能否間歇性的閃爍一兩下。在微調(diào)電位器RPl調(diào)節(jié)好之后，當(dāng)有雷暴雨來臨而發(fā)光二極管D2在閃爍之時，您還可以同時打開一部AM收音機(jī)并調(diào)諧至較低頻段且無廣播的頻點上，聽一聽是否伴隨有雜亂的無線電噪音，一旦有雷暴雨來臨時，發(fā)光二極管D2它將會持續(xù)地閃動，同時蜂鳴器(HA)斷續(xù)得電也會間歇性地發(fā)出 “嘟…”聲來。一般情況下，雷暴雨臨近電子預(yù)警儀能在8公里范圍內(nèi)有效偵測雷電發(fā)生。若預(yù)警器的靈敏度不足時，您可以通過增加天線的長度來提高它對電磁波感應(yīng)的靈敏度，也可以增加一級高頻放大來增加接收電磁波的靈敏度。使用說明為了能達(dá)到預(yù)警的效果，雷暴雨臨近電子預(yù)警儀最好能安裝在比較比較容易觀察位置，以增強(qiáng)它的可視性。因為如果您僅以一只發(fā)光二極管D2來作為預(yù)警顯示，當(dāng)它在閃爍時有可能不被注意到而失去它的預(yù)警作用，因而在推動放大電路部分加裝一個蜂鳴器 (HA)，以達(dá)到聲光同時提醒的組合效果。另外，為了防止或減少錯誤預(yù)警的發(fā)生，要求雷暴雨臨近電子預(yù)警儀放置在遠(yuǎn)離各種電磁干擾源的地方。[0036] 必須提醒的是本實用新型只是一個雷暴雨電子預(yù)警裝置，可以作為驢友野外露營等活動的預(yù)警器具，但它本身并不具備避雷作用！
權(quán)利要求1.雷暴雨臨近電子預(yù)警儀，由直流電源、諧振電路、高頻放大電路、聲光信號功率放大電路組成，其特征是諧振電路中的振蕩線圈(L2)接有加感線圈(Li)和天線(T)，電路中還包括有PNP型晶體管BG2和NPN型晶體管BG3組成的閃爍維持電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷暴雨臨近電子預(yù)警儀，其特征是諧振電路中的振蕩線圈 (L2)的一端同接諧振電容Cl的一端、加感線圈(Li)的一端和耦合電容C2的一端，加感線圈(Li)的另一端接天線(T)，振蕩線圈(L2)的另一端和諧振電容Cl的另一端接電路地 (GND)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷暴雨臨近電子預(yù)警儀，其特征是在高頻放大電路中耦合電容C2的另一端接NPN型晶體管BGl的基極和電阻Rl的一端，NPN型晶體管BGl的集電極同接電阻Rl的另一端、電阻R2的一端和耦合電容C3的一端，電阻R2的另一端接直流電源的正極(VCC)，NPN型晶體管BGl的發(fā)射極接電路地(GND)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷暴雨臨近電子預(yù)警儀，其特征是在閃爍維持電路中耦合電容C3的另一端與PNP型晶體管BG2的基極、微調(diào)電位器(RPl)的一端、電阻R3的一端相連，微調(diào)電位器(RPl)的另一端和其活動臂同接降壓電阻R6的一端、二極管(Dl)的正極和 NPN型晶體管BG3的集電極，二極管(Dl)的負(fù)極接PNP型晶體管BG2的發(fā)射極和電解電容 C4的正極，電解電容C4的負(fù)極接電阻R3的另一端和NPN型晶體管BG4的基極，PNP型晶體管BG2的集電極串接電阻R4后NPN型晶體管BG3的基極和電容C5的一端，電容C5的另一端同接NPN型晶體管BG3的發(fā)射極和電阻R5的一端，電阻R5的另一端接電路地(GND)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷暴雨臨近電子預(yù)警儀，聲光信號功率放大電路由NPN型晶體管BG4、蜂鳴器(HA)、發(fā)光二極管(擬)和降壓電阻R7組成，其特征是NPN型晶體管BG4 的基極接NPN型晶體管BG3的發(fā)射極，NPN型晶體管BG3的集電極同接發(fā)光二極管(D2)的負(fù)極和蜂鳴器(HA)的負(fù)極，發(fā)光二極管(D2)的正極串接降壓電阻R7后接直流電源的正極 (VCC)，蜂鳴器(HA)的正極接直流電源的正極(VCC)。
專利摘要本實用新型屬于電子技術(shù)和天氣預(yù)報技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種雷暴雨臨近電子預(yù)警儀。雷暴雨臨近電子預(yù)警儀由直流電源、諧振電路、高頻放大電路、聲光信號功率放大電路組成，其特征是諧振電路中的振蕩線圈(L2)接有加感線圈(L1)和天線(T)，電路中還包括有PNP型晶體管BG2和NPN型晶體管BG3組成的閃爍維持電路。本實用新型能夠在雷暴雨到來之前預(yù)警雷電發(fā)生的一種聲光電子預(yù)警裝置，它能探測到遠(yuǎn)方天空中云層之間或云層與大地之間的放電現(xiàn)象，通過對雷暴雨中的雷電臨近預(yù)警，我們可以及時迅速地采取相應(yīng)的防雷擊措施，有針對性的做到防患于未然，但它本身并不具備避雷作用。
文檔編號G08B21/10GK201965738SQ20112001409
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月18日
發(fā)明者黃宇嵩 申請人:黃宇嵩