|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Радіоаматорський дозиметр. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Дозиметри Іонізуюча радіація небезпечна для людини у будь-яких дозах. У невеликих її вплив виявляється дуже замаскованим - наслідки можуть проявитися через роки, десятиліття і навіть у наступних поколіннях (онкологія, генетичні ушкодження та ін.). Зі збільшенням рівня опромінення не тільки зростає ймовірність таких наслідків, але в організмі людини виникають порушення, які можуть призвести його до загибелі за лічені дні, години, а то й прямо під променем*. Так що знати рівень радіації, можливість хоча б приблизно оцінити його не зайвим. Виявивши підвищений рівень іонізуючого випромінювання, природно поцікавитись його джерелом. Що це: таємно поховані радіоактивні відходи? Прискорювач сусіднього НДІ? Рентгенівський апарат, що "світить" не туди? Ізотопна "міна" освіченого кілера? Викинутий через непотрібність пожежний датчик? Радіоактивний мінерал? Кістка динозавра? Яка активність виявленого? Конфігурація його випромінювання?.. Для відповіді всі ці питання необхідний прилад, здатний у якихось одиницях вимірювати рівень іонізуючого випромінювання. Принципова схема радіоаматорського дозиметра, що веде вимірювання іонізуючого випромінювання в ЕРФ - в одиницях природного радіаційного фону (Dф@15 мкР/год), наведена на рис. 74**. Датчиком радіації BD1 у дозиметрі є лічильник Гейгера типу СБМ20, чутливий до g- і жорсткому b-випромінювання (див. Додаток 4). Його реакція на природне радіаційне тло - імпульси струму, що йдуть без видимого порядку із середньою швидкістю Na=20...25 имп/мин***. Швидкість рахунку у лічильниках Гейгера лінійно пов'язана з рівнем радіації.
Так, на десятикратне збільшення її рівня лічильник СБМ20 відреагує десятикратним збільшенням швидкості рахунку - до Nрад =200...250 імп/хв. Пряма пропорційність перетворення Nрад <->Dрад почне порушуватися лише за дуже значних рівнях радіації, з появою великої кількості імпульсів, розділених занадто малим, поза роздільної здатності лічильника, тимчасовим інтервалом. У паспорті лічильника зазвичай вказують Nmax – максимальну швидкість рахунку. Для лічильника СБМ20 Nmax = 4000 імп/с. І якщо він збереже лінійність перетворення Nрад <->Dрад хоча б до 2000 імп/с, то за швидкістю рахунку можна буде чисельно оцінювати радіаційні поля в діапазоні Dрад =(1...5000) Dф - більш ніж достатньому для побутового приладу. Рекомендована напруга живлення лічильника СБМ20 - Uпіт = 360 ... 440 В. На цей діапазон напруг припадає так зване плато: зміни Uпіт в цих межах мало позначається на швидкості рахунку і вживати заходів до його стабілізації немає необхідності. У будь-якому разі – у приладах помірної точності. Пристрій, що перетворює напругу батареї, що живить дозиметр, висока напруга Uпит на аноді лічильника Гейгера, побудовано на блокінг-генераторі (T1, VT1 та ін). На підвищувальній обмотці I його трансформатора формується короткий - 5...10 мкс - імпульс амплітудою 440...450, заряджає через діоди VD1, VD2 конденсатор С1. Частота проходження імпульсів блокінг-генератора F@1/2R6·C3@40 Гц. Кожна іонізуюча частка, що порушує лічильник Гейгера, стає причиною короткого розряду, що розвивається лавиноподібно. Виникають на навантаженні лічильника, резисторі R1, імпульси напруги надходять на одновібратор (DD10.3, DD10.4 та ін), що формує з них "прямокутні" імпульси тривалістю tф1@R7·C7@0,2 мс та амплітудою, достатньою для управління КМОП-мікросхемами. Усі необхідні в приладі часові інтервали та частоти формує лічильник DD1. Його генератор, що задає, працює на частоті кварцового резонатора ZQ1 - 32768 Гц. Рахунковий вузол дозиметра складений із трьох десяткових лічильників DD4, DD5, DD6, люмінесцентні індикатори HG1, HG2 та HG3 яких індикують, відповідно, "одиниці", "десятки" і "сотні", та одного двійкового лічильника - DD7, що представляє "тисячі". Виходи десяткових лічильників підключені до відповідних сегментів люмінесцентних індикаторів, а виходи лічильника DD7 - до децимальних точок цих індикаторів, на яких "тисячі" індикуються в двійковому коді: °°° - "0", °°* - "1", °* ° - "2", ..., ** ° - "6", ***- "7" (° - точка "не горить", * - точка "горить"). Місткість рахункового вузла збільшується таким чином до "7999". Лічильник DD3 формує одиницю виміру, прийняту в цьому приладі. Якщо його датчик знаходиться в умовах нормального радіаційного фону, то на вимірювальному інтервалі tізм = 39 с (це тривалість "нуля" на виході М лічильника DD1) на вхід DD3 надходить у середньому Nф · 39/60 = (20 ... 25) · 39/60@16 імпульсів. Тобто. в нормі, при Nрад@Nф на табло лічильника буде зафіксовано: "000", якщо Nрад<16, або "001", якщо 16 Вимірювальний інтервал tізм завершується tінд - 3-секундною демонстрацією результату виміру. Її формує лічильник DD2. На час t блокується вхід лічильного вузла і включається пристрій (VT3, VT4, Т2 та ін), що перетворює напруга живлення мікросхем значно нижча напруга живлення накалів люмінесцентних індикаторів. Його форма – меандр, частота – 32768 Гц. Інтервал індикації tінд закінчується переведенням усіх лічильників приладу в нульовий стан. І відразу починається новий цикл виміру. Прилад змонтований на односторонній друкованій платі розмірами 123х88 мм, що виготовлена з фольгованого склотекстоліту товщиною 1,5 мм (рис. 75). На платі встановлені всі деталі, крім вимикача живлення, звуковипромінювача та батареї "Корунд". Майже всі резистори в приладі – типу МЛТ-0,125 (R1 – КІМ-0,125). Конденсатори: С1 - К73-9, С2 - КДУ або К2М (на напругу не менше 500 В), C3, С4 і С5 - К53-1, решта - КМ-6, К10-176 та ін. Трансформатор Tl намотують на феритовому кільці М3000МН К16х10х4,5, попередньо загладив його ребра наждачним папером і обмотавши тонкою лавсанової або фторопластової стрічкою. Першою намотують обмотку I, що містить 420 витків дроту ПЕВ-2 0,07. Її розміщують майже по всьому осердя, з проміжком 1,5...2 мм між початком і кінцем. Намотування ведуть майже виток до витка, зміщуючись по осердя лише в один бік. Обмотку I також покривають шаром ізоляції. Обмотки II (8 витків) та III (3 витки) намотують проводом ПЕВШО 0,15...0,25.
Вони повинні бути розподілені по сердечнику, можливо, рівномірніше. При монтажі трансформатора необхідно дотримуватись фазування його обмоток (їх початку відзначені на схемі значком "•"). Експериментувати з цим не слід – можна спалити транзистор VT1. Трансформатор Т2 намотують на кільці К10х6х5 (ферит 2000НН). Його готують до намотування так само, як і сердечник для трансформатора Т1. Обмотку I (400 витків) намотують у два дроти (ПЕВ-2 0,07). Кінець однієї напівобмотки з'єднують із початком іншої, так утворюється середня точка. Обмотка II містить 17 витків дроту ПЕВ-2 0,25...0,4. Зовні трансформатори рекомендується обмотати пластиковою ізолентою – вузькою смужкою, вирізаною з липкої ПВХ. Це захистить їхню відмінність від несприятливих зовнішніх впливів. Кріплять трансформатори гвинтом МОЗ (різьблення в платі). Простіше, здавалося б, кріплення трансформатора дротяною скобою таїть у собі небезпеку: скоба може утворити у трансформаторі короткозамкнутий виток; нерідка, на жаль, помилка. Щоб уникнути обриву обмотки або замикання її витків, кріплення повинно бути м'яким, еластичним. Плату монтують на передній панелі приладу (удароміцний полістирол, дюралюміній тощо), в якій вирізане вікно проти люмінесцентних індикаторів. Він може бути закритий зеленим фільтром. На ній у вирізі потрібного розміру монтують п'єзовипромінювач ЗП-1 або ЗП-22. А під світлодіод HL1 роблять відповідний його розмірам отвір. Корпус приладу – стандартна пластмасова коробка 130х95х20 мм (наприклад, з-під шашок). Щоб уникнути помітного зменшення чутливості приладу до м'якого іонізуючого випромінювання в стінці корпусу, що примикає до лічильника Гейгера, потрібно зробити виріз 10х65 мм, який потім можна перекрити рідкими ґратами. Звичайно, далеко не все з перерахованого вище є суворо обов'язковим. Резистори типу МЛТ можна замінити інші такі ж розміру. Як VT3, VT4 можуть бути взяті практично будь-які npn транзистори. Якщо їх посилення струму буде невелике, потрібно, можливо, трохи зменшити опір резисторів R9 і R10. Можлива і навіть бажана заміна люмінесцентних індикаторів ІВ3 на ІВ3А, що мають менший струм розжарення. Не є незамінним і лічильник СБМ20. Придатні будь-які 400-вольтні лічильники Гейгера, що мають фонову активність Nф@24 імп/хв. В цьому випадку в схему приладу не потрібно вносити жодних змін. Якщо ж Nф буде іншим, то між виходами 1, 2, 4, 8 і 16 лічильника DD3 і входом лічильника-накопичувача потрібно включити діодно-резисторний дешифратор, в якому установкою відповідних діодів має бути набрано число, можливо ближче до 0,65 Nф . На фрагменті схеми (рис. 76) показано, як зробити для Nф=I6. Тут 0,65 Nф@11, що в двійковому коді та набрано в дешифраторі. На друкованій платі передбачено місце встановлення диодно-резисторного дешифратора.
Можливий інший шлях: необхідне Nф то, можливо отримано паралельним включенням кількох малочувствительных лічильників Гейгера. Підійде, наприклад, "батарея" із п'яти лічильників СБМ10 або СБМ21. Параметри найбільш відповідних побутових дозиметрів лічильників Гейгера наведені в додатку 4. Таблиця 12
Світлодіод HL1, що включається під час переповнення лічильника-накопичувача, тобто. при дуже високому рівні іонізуючого випромінювання, повинен бути червоним і можливо яскравішим: АЛ307КМ, АЛ307ЛМ та ін. Параметри трансформатора Т1 обрані так, що при розряді батареї живлення напруга на лічильнику Гейгера залишається в межах платіжної характеристики. Таблиця 12 демонструє залежність швидкості рахунку від напрузі живлення приладу за постійної активності джерела радіації. У таблиці 13 показано залежність споживаного приладом струму від напруги джерела живлення. Маса приладу з батареєю "Корунд" – 225 г. Табло лічильника-накопичувача може бути виконане і на рідкокристалічних індикаторах. Принципова схема цього вузла з табло типу ІЖЦ5-4/8 показано на рис. 77. Оскільки в табло ІЖЦ5-4/8 чотири розряди, лічильник "тисяч" виконаний тут аналогічно попереднім - на десятковому лічильнику К176ІЕ4. У дозиметрі з РКІ не потрібен, звичайно, блок формування напруги напруження. Тому елементи VT3, VT4, Т2, R9, R10 можуть бути видалені, a DD9.1 і DD9.2 використані за іншим призначенням (інакше їх входи потрібно з'єднати з "землею" або з "+" джерела живлення). Таблиця 13
Лічильник DD7 може бути збережений, але лише для формування сигналу тривоги: при появі на табло "8000" - рівня радіації, що у 8000 разів перевищує рівень природного радіаційного фону, - він включить тривожну звукову та світлову сигналізації. Ще одна особливість РКІ - сигнал на його сегменті повинен мати форму меандру. Сегмент стає помітним (чорним), якщо його меандр знаходиться в протифазі з меандром підкладки РКІ (висновки 1 і 34), і залишається фоновим, не виділеним, якщо їх фази збігаються. Лічильник К176ІЕ4 формує на своїх виходах меандри "одиничної" та "нульової" фази, якщо на його вхід S (вив. 6) подано опорний меандр з частотою прямування кілька десятків або сотень герц. Можна, наприклад, підключити входи всіх чотирьох лічильників S до виходу F (частота 1024 Гц) лічильника QD1. Енергоекономічність дозиметра з рідкокристалічним табло буде, звичайно, значно вищою, ніж з люмінесцентним. *) Homo sapiens - один із найчутливіших до іонізуючої радіації біологічних видів. Летальна доза для людини – 600 рентген. **) Природне радіаційне тло як свого роду тест-генератора дає можливість прокалібрувати побутовий дозиметричний прилад, у тому числі й саморобний, не вдаючись до допомоги будь-яких служб. Ця нестрога одиниця дозволила свого часу легалізувати саморобні дозиметричні прилади. ***) Деяка частина N. повинна бути віднесена до самого лічильника, зокрема до впливу на нього радіоізотопів, що входять безпосередньо в його конструкцію. У добрих лічильниках Гейгера ця складова N. досить мала і в побутових приладах зазвичай не враховується. Публікація: cxem.net
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Гібридні процесори ASUS серії R ▪ Безпілотний автомобіль вирахує лихачів
▪ розділ сайту Мистецтво аудіо. Добірка статей ▪ стаття Готфрід Вільгельм Лейбніц. Знамениті афоризми ▪ стаття Як з'явилися лижі? Детальна відповідь ▪ стаття Природні заземлювачі. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Модернізація приймача TECSUN. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page