自動呼救器工作原理圖
出處:computer00 發(fā)布于:2010-01-19 00:00:00 | 1638 次閱讀
心臟病患者突然昏倒,若不及時搶救,將有生命危險?,F(xiàn)向讀者介紹一種自動呼救器。佩帶呼救器的病人一旦昏倒,呼救器能自動發(fā)出呼救信號,急需時也可手控發(fā)出呼救信號,聽到信號的人即可前來幫助。
工作原理:
人在走動或工作時身體都要或多或少地運動,當佩帶者昏倒或完全停止運動5分鐘后,呼救器即可自動發(fā)出鳴叫聲呼救。
呼救器由信號源、傳感器電路、放大器、報警電源控制電路和聲報警電路組成。電路原理圖如圖198-1所示。電路中的四個運算放大器A1、A2、A3、A4為LM324四運放。A1、A2分別構成兩個文氏電橋振蕩器作為信號源,用C11和C6耦合到報警和傳感器電路上。由RP2、R9、R8、L和C7為橋臂組成橋式電感式傳感器電路,L為電感式振動傳感器(自制)。
人體運動時,電感L的振子振動,使電感量不斷變化,因而電橋失去平衡,產生一個隨電感量變化的調制信號。這個信號直接送到放大器,先由A3組成的差分放大器放大,再經CD1和C8檢波和濾波,形成正的波動信號。為了得到穩(wěn)定的控制信號,把隨電感量變化的波動信號經C9耦合到比較器A4上,與一個+3.2V的電壓比較,得到穩(wěn)定的+5.6V的電壓。該電壓使開關電路的三極管VT1和VT2截止。由于VT2截止,切斷了報警電路的電源。比較器和開關電路組成了報警電源控制電路。
當人體停止運動后,傳感器電路的電橋處于平衡狀態(tài),差分放大器A3沒有波動信號輸出,比較器A4產生一個穩(wěn)定的+0.4V的電壓。比較器反轉后,由于R16、C10的延時作用,5秒以后C10的電壓降至+3.5V,致使穩(wěn)壓二極管2CW9導通,VT1、VT2也隨之導通,于是接通了報警電路的電源,發(fā)出報警信號。
報警電路由音響集成塊TB4100組成。A1產生的1KHz的音頻信號經電容C11耦合到TB4100,進行音頻功率放大,使揚聲器產生足以在20m以外聽到的聲音信號,在危險場合工作的人員若用該呼救器,還可將聲報警改為無線電報警,使監(jiān)護人員可以較遠處接收信號。
元件的選擇:
在呼救器中選用LM324和TB4100(即LA4100)集成塊,主要為了便于調整、減小體積和降低成本。如使用分立元件制作,其價格要高,調整起來困難也多。VT1、VT2用3AX61型管,VD1用2CP9,VD2用2CW9。電感式振動傳感器是關鍵部件。但由于對該部件的線性和靈敏度要求均不高,所以可以自行制作。
安裝制作:
該傳感器由電感L、振子P和小盒M組成,見圖198-2。在外形尺寸為6×10×20(mm)的山字形高頻磁芯上,用0.07的漆包線直接繞365圈,制作電感L。小盒M可用罐頭皮作,比磁芯長一倍,即外形尺寸為10×15×40(mm)。四角焊上用Φ1銅線作的固定腳F。振子P用1×6×20(mm)的鐵板,焊上0.3×3×40(mm)的錫磷銅彈簧片制成。制作時先把電感L用502粘在盒底,上面臨時墊上0.5mm的墊片,放上振子,擺正后將簧片變成直角焊在盒邊上。去掉墊片,傳感器即制成了。實際應用時是振子重直于地面,簧片在上、鐵片在下,前后振動。
對該傳感器的要求是:(1)當傳感器取不同方向時,振子P與電感L之間的間隙應相差不多;(2)手拿傳感器慢走時,振子振動,不走時,放在胸前,因呼吸引起的振動應很小,或不振。達不到以上兩項要求時,應改變簧片的寬度或厚度,用蠟灌注傳感器盒內的空隙。
整機調試:
通電前應把所有的電位器調到中間位置后,首先檢查兩個信號源是否起振。測量LM324的14腳和①腳的交流電壓,若在0.7V左右,則已起振。如有示波器,可分別觀察到23KHz和1KHz的有些失真的正弦波。
然后,平衡傳感器電路中的電橋。在傳感器靜止、振子不振的情況下,測LM324的⑧腳的交流電壓,同時調整RP2,使⑧腳輸出值為最小,則電橋基本達到平衡。
第三步是使信號源工作在傳感器電路的諧振頻率上。在測LM324的⑦腳交流電壓的同時,調整RP1,使⑦腳電壓降至最小。為保證傳感器電路電橋的平衡,返回去調整RP2。這樣,反復調整電橋平衡及信號源頻率,直至⑦腳交流電壓小于0.2V。這時,信號源基本工作在L和C7的并聯(lián)諧振點上。
然后,讓電路板輕輕振動,應無報警信號。若有聲報警信號,就一邊振動電路板,一邊調整RP3,改變比較電壓,直到停止報警。然后讓電路板靜止,5秒鐘后應產生信號。若需要改變延遲時間,可改變電容C10,,把電路板裝入外殼,戴有身上試驗,調整RP3,直到滿意。


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