Индикатор радиоактивности

Читать все новости

Индикатор предназначен для сигнали­зации о радиоактивности. Он не является измерительным прибором, показывающим уровень радиоактивности, он только предупреждает о его повышении, издавая звуковой и световой сигнал при каждом пролете радиоактивной частицы сквозь датчик - счетчик Гейгера. Здесь работает счетчик СБМ-20. По его паспортным данным получается, что при нормальной естественной радиации должно быть не более 15-20 писков - вспышек в минуту. Если прибор пищит и вспыхивает чаще при приближении к некоторому месту или предмету, это говорит о зараженности данного места или предмета. Переход на постоянный писк говорит о существенном превышении. Как уже сказано, это не измерительный прибор, а индикатор, поэтому определить по нему значение радиоактивного уровня не возможно. Только узнать что здесь радиация выше, а здесь ниже, а здесь очень много.1

Для работы счетчика Гейгера нужно чтобы на его выводы через токоограничи­тельный резистор поступало постоянное напряжение 400V.

Обычно в схемах дозиметров и инди­каторов радиоактивности применяют для питания счетчиков Гейгера источники на основе однотранзисторного блокинг-генератора. Конечно, такая схема проста, но у неё есть и недостатки - практически полное отсутствие стабилизации выход­ного напряжения, которое поступает на анод счетчика Гейгера. А ведь чувстви­тельность счетчика Гейгера напрямую зависит от напряжения между его электродами. Кроме того, есть трудности с налаживанием схемы источника высокого напряжения, потому что выходное напряжение никак не регулируется, и если его величина не соответствует необхо­димой, приходится перематывать вторич­ную обмотку импульсного трансформа­тора.

Поэтому здесь источник питания счет­чика Гейгера сделан на схеме повышаю­щего DC/DC преобразователя напряжения с широтно-импульсной модуляцией, обес­печивающей регулировку выходного напряжения и его поддержание стабиль­ным, на микросхеме МС34063 с трансформаторным выходом. Почти по типовой схеме её включения.

Интересно то, что микросхема будет поддерживать выходное напряжение 400V стабильным при значительном изменении питающего напряжения. Именно по этому данную схему индикатора радиоактив­ности можно питать любым постоянным напряжением в пределах от 5 до 15V. То есть, источником питания может быть и USB-порт персонального компьютера или зарядного устройства для сотовых теле­фонов, и напряжение 13V с разъема прикуривателя автомобиля.

При этом чувствительность к радиации меняться не будет, что особенно важно в полевых или рабочих условиях.

Принцип работы МС34063 многократно описан в различной литературе, и оста­навливаться здесь на нем нет смысла. Напомню, что стабилизация осуществля­ется подачей пониженного резистивным делителем напряжения с выхода на компараторный вход микросхемы (на вывод 5). И от соотношения плеч этого делителя напряжения как раз и зависит величина выходного напряжения. Здесь делитель образован резисторами R3 и R1. А выходное напряжение 400V выстав­ляется подстроечным резистором R1.

Напряжение 400V поступает на счетчик Гейгера U1 через токоограничительный резистор R5. Этот резистор нужен потому, что в ждущем состоянии сопротивление счетчика Гейгера стремится к бесконеч­ности. Но при пролете сквозь него заря­женной частицы происходит его короткий пробой, во время которого его сопротив­ление низко.

Нагрузкой счетчика Гейгера U1 служит резистор R6. В ждущем состоянии напря­жение на нем низко, фактически на уровне логического нуля. Но при пролете сквозь U1 заряженной частицы напряжение резко возрастает, и величину его роста ограни­чивает только диод VD2, который не допускает его рост выше напряжения питания, плюс прямое падение на этом диоде. В принципе, в диоде VD2 нет необходимости, потому что у микросхем серии CD40 или аналогов есть такие диоды, включенные между входами и шиной питания. Так что VD2 здесь на всякий случай.

Импульсы на счетчике Гейгера очень короткие. Если непосредственно их подать на звукоизлучатель (такие схемы бывают) звуки будут очень короткие, как одиночные щелчки, и не все из них будут достаточно хорошо слышимы. Что же касается свето­диода, его мигание в таком случае вообще будет незаметно. Чтобы информация более хорошо воспринималась органами чувств человека нужно длительность импульса растянуть, увеличить до некоторого оптимального размера. Этим здесь занимается микросхема D1 типа CD4001, на которой сделано два одно- вибратора.

Первый одновибратор на элементах D1.1 и D1.2 работает на озвучивание работы счетчика Гейгера. При возникновении импульса в U1, он поступает на вывод 1 D1.1 и схема на D1.1 и D1.2 формирует импульс, длительность которого опреде­лена RC-цепью R7-C4. Этот импульс значительно длиннее входного. Он поступает на базу VT1 и далее через усилитель тока на VT1 на звукоизлуча­тель со встроенным генератором BF1. Раздается четко слышимый писк, а не короткий едва различимый щелчок.

Аналогично работает одновибратор на элементах D1.3 и D1.4. Но он формирует в десять раз более длительный импульс, потому что инерционность зрения человека куда более, чем слуха. Длительность этого импульса задана RC-цепью C5-R8. Импульс поступает на VT2, в коллекторной цепи которого включен индикаторный светодиод HL1 типа АЛ307 (это может быть практически любой индикаторный светодиод).

Трансформатор Т1 намотан на ферритовом кольце внешним диаметром 28 мм (можно больше или меньше, где-то от 20 до 30 мм). Первичная обмотка - 20 витков провода ПЭВ 0,43. Вторичная обмотка - 400 витков провода ПЭВ 0,12. Сначала наматывают вторичную обмотку, потом на неё - первичную. Между обмотками проложить тонкую фтороплас­товую изоляцию (например, размотанную с провода МГТФ).

Налаживание требуется только источ­нику напряжения 400V.

Устанавливаем R1 в верхнее по схеме положение. Включаем питание. Если источник не заработал сразу - поменять местами выводы одной из обмоток трансформатора.

Затем, подключаем мультиметр к край­ним выводами резистора R1 и повора­чивая его ползунок устанавливаем напря­жение 2,65V. При наличии высокоомного вольтметра можно измерить напряжение непосредственно на выходе, на С3, должно быть 400V.

Автор: Солонин В.
Источник: журнал Радиоконструктор №3/2016

Возможно, Вам это будет интересно:

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/33223

Добавить комментарий