作品名稱：5s地震預(yù)警儀
學(xué)校名稱：中國人民解放軍空軍勤務(wù)學(xué)院
參賽隊伍：5S地震預(yù)警儀
參賽學(xué)生：韓承博 張文一 張玉成
指導(dǎo)老師：郭鵬偉 張勇明
一、研究背景
基于目前國內(nèi)的地震災(zāi)害，我們研究了5S地震預(yù)警儀。旨在能在突發(fā)性大震發(fā)生時，搶在尚未造成嚴(yán)重災(zāi)害之前發(fā)出警告，使人們能及時應(yīng)對將到來的地震災(zāi)害，達(dá)到減少人員傷亡和財產(chǎn)損失的目的。
二、基本原理
5S地震預(yù)警儀就是利用地震發(fā)生后，縱波與橫波之間的時間差發(fā)出警報。原理上，地震發(fā)生時縱波速度快；橫波速度慢。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時，5S地震預(yù)警儀能檢測到先到達(dá)的縱波從而發(fā)出警報，達(dá)到地震預(yù)警的目的。
三、裝置結(jié)構(gòu)與功能實(shí)現(xiàn)
5S地震預(yù)警儀主要由主體軸、供電裝置、地震波檢測裝置和報警裝置組成。
1.主體軸
5S地震預(yù)警儀由兩段短軸通過彈簧連接成主體軸，地震預(yù)測報警儀的主體軸由兩段組成。第一段長度為400毫米，頂部直徑20毫米，底部直徑5毫米。第二段長度為500毫米，頂部直徑10毫米，內(nèi)孔直徑5毫米，深度50毫米；底部底部軸直徑為5毫米，長為50毫米。兩段短軸通過軸孔配合及彈簧連接成主體軸。主體軸高度為900毫米。在軸孔處安裝一段彈簧，彈簧與軸孔端為過盈配合。由地震波原理可知，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時，縱波最先到達(dá)地面?zhèn)鲗?dǎo)到主體軸上時，主體軸會產(chǎn)生輕微的上下震動。而此時軸連接處的彈簧便能將輕微的震動放大，帶動其上的地震波檢測裝置一起震動。
2.供電裝置
供電裝置主要由可充電電池、太陽能電池板和穩(wěn)壓模塊組成。太陽能電池板粘在盒子頂端，能在白天持續(xù)產(chǎn)生電能，并將多余的電能供給電池充電，保證電池電量充足、裝置能長時間穩(wěn)定工作。電池的輸出端接升壓裝模塊和穩(wěn)壓模塊，保證裝置輸出端電壓穩(wěn)定在5V。
3.地震波檢測裝置
地震波檢測裝置主要由串口6軸加速度計\陀螺儀和單片機(jī)構(gòu)成。加速度計\陀螺儀可以檢測到X、Y、Z軸上發(fā)生的震動，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時縱波最先傳達(dá)到地面，使物體產(chǎn)生上下震動。此震動通過主體軸的放大作用放大，然后由速度計\陀螺儀檢測到Z軸上的輕微的震動后將計算出物體震動的加速度數(shù)值，震動的劇烈程度由加速度的數(shù)值體現(xiàn)。然后速度計\陀螺儀將數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)，單片機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。當(dāng)震動產(chǎn)生的加速度大于編程中的預(yù)設(shè)值，單片機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析計算出地震等級，然后立即將數(shù)據(jù)傳輸給顯示器顯示地震級，并控制報警器報警；當(dāng)震動產(chǎn)生的加速度小于編程中的預(yù)設(shè)值，單片機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析后，不會報警。由此來排除其它震動（或是微小地震）帶來的誤報警情況。
4.報警裝置
報警裝置主要由顯示器和報警器組成報警器由單片機(jī)控制。當(dāng)單片機(jī)檢測到足夠大的地震時，單片機(jī)便控制報警器發(fā)出報警聲音。提醒人們地震即將來臨，減少人們判斷決策的時間。
