[图文]雷电预警装置

雷电会引起家庭失火，损坏家用电器，甚至危及人身安全。这里提供的装置可对雷电进行早期预警。
　　此装置实际上就是一个极其灵敏的静电检测器，它可以在发生雷击前，根据云层内部的放电而发出早期声光报警。由一根短导线构成的天线可检测半径3.2km范围内的云中放电。
　　当每次检测到云层放电时，蜂鸣器就发出报警声，或者LED闪烁，从而可以给出较为充裕的时间来采取预防雷击措施如拔下调制解调器上的电话线、关断计算机电源并拔下插头等。
　　工作原理

　　电路原理见图1（点击下载原理图），此装置的基本特点是调整电路使逼近自激振荡状态。由图中所示的偏置电阻值可获得最佳的张弛特性。此振荡器为直流耦合，而反馈支路为晶体管TR1的集电极至TR2基极。环路总增益由多圈（12、18可20圈）预置电位器VR1设定。
　　电容器C3设定了TR2发射极的固定电位，而接在VR1滑动触点上的电容器C2在振荡时增加了相移。这里用的晶体管为BC109C，实际上任何同类的小信号、高增益晶体管都可用。
　　一旦触发起振，TR2的集电极就输出42kHz的振荡信号，并经C4耦合到TR3的基极，再经二极管D1整流，得到正向电压作为TR3偏置，使其导通，从而在TR3的发射极上输出直流电压，驱动自激式压电发声器WD1。如果需要，可加一脉动发光二极管支路而获得可报警。
　　元器件选择
　　元器件选择见下表

编　号	名　称	型　号	数　量
R1	电阻	10M	1
R2	电阻	330K	1
R3	电阻	100K	1
R4	电阻	15K	1
R5*	电阻	33K	1
VR1	多圈电位器	10K	1
C1	瓷片电容	100P	1
C2	瓷片电容	470P	1
C3	瓷片电容	10n	1
C4	瓷片电容	4.7n	1
C5、6	电解电容	47u	2
D1	开关二极管	IN4148	1
D2	发光二极管	LED	1
TR1-3	晶体三极管	BC109C　或同类的小信号、高增益晶体管	3
WD1	蜂鸣器	尽可能选用高灵敏度的以降低功耗	1

　　调试
　　在开始调试时，先改变VR1电路起振，这可在TR1上进行检测，此点电压应为7V峰—峰值。测试点TR2上应为＋6V直流。现在略微回调VR1使振荡停止。用起子触及C1接天线处，反复几次，报警器应发声1秒或2秒钟，然后停止。如果连续发声，则可再次微调VR1，再检测，直至符合只发声1、2秒钟的要求。另一种方法是用一根带电的塑料直尺（可与干燥的毛发摩擦使其带电），在距离天线两米的地方用手指逼近塑料尺而使其放电，并观察能否使WD1发声1秒或2秒钟。
　　电路由9V电池供电，在准备状态时，耗电约600uA。一个新电池可连续监控一年多。
　　发生报警时，耗电取决于所用的低电流发声器WD1，整机耗电可达4mA。