自动呼救器工作原理

　　心脏病患者突然昏倒，若不及时抢救，将有生命危险。现向读者介绍一种自动呼救器。佩带呼救器的病人一旦昏倒，呼救器能自动发出呼救信号，急需时也可手控发出呼救信号，听到信号的人即可前来帮助。

　　工作原理：

　　人在走动或工作时身体都要或多或少地运动，当佩带者昏倒或完全停止运动5分钟后，呼救器即可自动发出鸣叫声呼救。

　　呼救器由信号源、传感器电路、放大器、报警电源控制电路和声报警电路组成。电路原理图如图198-1所示。电路中的四个运算放大器A1、A2、A3、A4为LM324四运放。A1、A2分别构成两个文氏电桥振荡器作为信号源，用C11和C6耦合到报警和传感器电路上。由RP2、R9、R8、L和C7为桥臂组成桥式电感式传感器电路，L为电感式振动传感器(自制)。

　　人体运动时，电感L的振子振动，使电感量不断变化，因而电桥失去平衡，产生一个随电感量变化的调制信号。这个信号直接送到放大器，先由A3组成的差分放大器放大，再经CD1和C8检波和滤波，形成正的波动信号。为了得到稳定的控制信号，把随电感量变化的波动信号经C9耦合到比较器A4上，与一个+3.2V的电压比较，得到稳定的+5.6V的电压。该电压使开关电路的三极管VT1和VT2截止。由于VT2截止，切断了报警电路的电源。比较器和开关电路组成了报警电源控制电路。

　　当人体停止运动后，传感器电路的电桥处于平衡状态，差分放大器A3没有波动信号输出，比较器A4产生一个稳定的+0.4V的电压。比较器反转后，由于R16、C10的延时作用，5秒以后C10的电压降至+3.5V，致使稳压二极管2CW9导通，VT1、VT2也随之导通，于是接通了报警电路的电源，发出报警信号。

　　报警电路由音响集成块TB4100组成。A1产生的1KHz的音频信号经电容C11耦合到TB4100，进行音频功率放大，使扬声器产生足以在20m以外听到的声音信号，在危险场合工作的人员若用该呼救器，还可将声报警改为无线电报警，使监护人员可以较远处接收信号。

　　元件的选择：

　　在呼救器中选用LM324和TB4100(即LA4100)集成块，主要为了便于调整、减小体积和降低成本。如使用分立元件制作，其价格要高，调整起来困难也多。VT1、VT2用3AX61型管，VD1用2CP9，VD2用2CW9。电感式振动传感器是关键部件。但由于对该部件的线性和灵敏度要求均不高，所以可以自行制作。

　　安装制作：

　　该传感器由电感L、振子P和小盒M组成，见图198-2。在外形尺寸为6×10×20(mm)的山字形高频磁芯上，用0.07的漆包线直接绕365圈，制作电感L。小盒M可用罐头皮作，比磁芯长一倍，即外形尺寸为10×15×40(mm)。四角焊上用Φ1铜线作的固定脚F。振子P用1×6×20(mm)的铁板，焊上0.3×3×40(mm)的锡磷铜弹簧片制成。制作时先把电感L用502粘在盒底，上面临时垫上0.5mm的垫片，放上振子，摆正后将簧片变成直角焊在盒边上。去掉垫片，传感器即制成了。实际应用时是振子重直于地面，簧片在上、铁片在下，前后振动。

　　对该传感器的要求是：(1)当传感器取不同方向时，振子P与电感L之间的间隙应相差不多;(2)手拿传感器慢走时，振子振动，不走时，放在胸前，因呼吸引起的振动应很小，或不振。达不到以上两项要求时，应改变簧片的宽度或厚度，最后用蜡灌注传感器盒内的空隙。

　　整机调试：

　　通电前应把所有的电位器调到中间位置后，首先检查两个信号源是否起振。测量LM324的14脚和①脚的交流电压，若在0.7V左右，则已起振。如有示波器，可分别观察到23KHz和1KHz的有些失真的正弦波。

　　然后，平衡传感器电路中的电桥。在传感器静止、振子不振的情况下，测LM324的⑧脚的交流电压，同时调整RP2，使⑧脚输出值为最小，则电桥基本达到平衡。

　　第三步是使信号源工作在传感器电路的谐振频率上。在测LM324的⑦脚交流电压的同时，调整RP1，使⑦脚电压降至最小。为保证传感器电路电桥的平衡，返回去调整RP2。这样，反复调整电桥平衡及信号源频率，直至⑦脚交流电压小于0.2V。这时，信号源基本工作在L和C7的并联谐振点上。

　　然后，让电路板轻轻振动，应无报警信号。若有声报警信号，就一边振动电路板，一边调整RP3，改变比较电压，直到停止报警。然后让电路板静止，5秒钟后应产生信号。若需要改变延迟时间，可改变电容C10，最后，把电路板装入外壳，戴有身上试验，调整RP3，直到满意。