Индикатор радиоактивности. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

В статье предложен простой малогабаритный индикатор радиоактивного излучения с батарейным питанием. Его отличительная особенность - источник высокого стабильного напряжения для питания датчика ионизирующего излучения собран на микросхеме импульсного стабилизатора.

Простые индикаторы радиоактивности с батарейным питанием в большинстве случаев содержат повышающий преобразователь напряжения, необходимый для питания датчика ионизирующих излучений, как правило, - это счетчик Гейгера-Мюллера, а также световой и звуковой сигнализаторы.

Для повышения достоверности регистрации радиоактивного излучения необходимо поддерживать напряжение на счетчике Гейгера-Мюллера в требуемых пределах. К сожалению, в большинстве простых индикаторов радиоактивности стабилизация выходного напряжения не предусмотрена. В то же время для нормальной работы, например, счетчика Гейгера-Мюллера СБМ-10, у которого номинальное напряжение питания 400 В, оно должно не выходить из интервала 350...450 В. Таким образом, отклонение напряжения от номинального не должно превышать ±12,5 %. С учетом того, что питание у индикаторов в основном батарейное, а значит, нестабильное, это может стать причиной изменения напряжения на счетчике и, как следствие, снижения достоверности регистрации ионизирующих излучений.

В предлагаемом индикаторе радиоактивности напряжение на счетчике Гейгера-Мюллера поддерживается в требуемых пределах в интервале напряжения питания от 1 до 3,2 В. Схема индикатора представлена на рис. 1. Повышающий преобразователь напряжения собран на специализированной микросхеме NCP1400ASN50T1. Кроме того, в состав преобразователя входят накопительный дроссель L1 и диодно-емкостный умножитель напряжения на элементах VD2-VD5 и С2-С5. Принцип работы преобразователя напряжения на микросхеме NCP1400ASN50T1 основан на поддержании постоянным напряжения 5 В на выходе выпрямителя на диоде VD1. А это значит, что при изменении напряжения питания амплитуда импульсов на обмотке I будет оставаться примерно постоянной (5,5...5,6 В). Поэтому и амплитуда импульсов напряжения на обмотке II слабо зависит от напряжения питания преобразователя и определяется отношением чисел витков этих обмоток. Индикатором нормальной работы преобразователя служит светодиод HL1.

Рис. 1

Выходное напряжение умножителя напряжения через резисторы R3 и R4 поступает на счетчик Гейгера-Мюллера BD1. В момент прохода через счетчик радиоактивной частицы с определенной энергией в нем происходит ионизация инертного газа, а сопротивление счетчика резко уменьшается. В этот момент на резисторе R4 возникает импульс напряжения, который открывает транзистор VT1. В результате светодиод HL2 вспыхивает, а в акустическом излучателе HA1 раздается щелчок. При нормальном естественном радиоактивном фоне в течение минуты может быть несколько вспышек (и щелчков). Диод VD6 защищает затвор полевого транзистора от пробоя.

Все детали, за исключением батареи питания, установлены на печатной плате из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита толщиной 1...1,5 мм, ее чертеж показан на рис. 2. Светодиоды, резисторы и большинство диодов установлены на одной стороне платы, один из диодов, конденсаторы, микросхема, акустический излучатель и счетчик - на другой. Для крепления счетчика к плате припаяны пружинящие контакты. Дроссель и акустический излучатель закреплены на плате с помощью термоклея. Внешний вид смонтированной платы представлен на рис. 3.

Рис. 2

Рис. 3

В устройстве применены постоянные резисторы Р1-4, С2-23 (R3 - КИМ), оксидные конденсаторы - импортные низкопрофильные, остальные - К73-166. Светодиоды - повышенной яркости различных цветов свечения: HL1 - зеленого, HL2 - красного. Желательно, чтобы угол излучения у них был как можно больше. Транзистор КП505Г можно заменить транзистором 2N7000 или BSS88, но в этом случае параллельно резистору R4, возможно, потребуется установка конденсатора (К10-17) емкостью несколько сотен пикофарад. Обусловлено это тем, что емкость затвор-исток транзистора КП505Г - около 500 пФ, и она шунтирует резистор R4, подавляя помехи от преобразователя напряжения и другие наводки. А емкость затвор-исток у транзисторов 2N7000 и BSS88 в несколько раз меньше. Поэтому и потребуется установка дополнительного конденсатора. Акустический излучатель - обмотки постоянному току 36 Ом - взят от электронно-механического будильника. Схожие параметры у электромагнитного излучателя YFM-1238P. Поскольку на излучатель поступают короткие по времени импульсы напряжения, потребляемый им ток мал.

Накопительный дроссель намотан на кольцевом магнитопроводе от трансформатора компактной люминесцентной лампы. Внешний диаметр магнитопровода - 10 мм, высота - 3,5 мм. Он покрыт слоем изоляции, что весьма удобно для изготовления дросселя. Сначала проводом ПЭВ-2 0,1 наматывают обмотку II, содержащую 300...320 витков, она должна занимать не более 3/4 периметра магнитопровода. Затем рядом с ее концом наматывают обмотку I - 10...15 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,2...0,3 мм. Перед закреплением дросселя на плате число витков этой обмотки подбирают экспериментально. Для разного числа витков в интервале напряжения питания от 1,2 до 3,2 В измеряют потребляемый устройством ток и выходное напряжение умножителя. Оно должно быть в интервале 350...450 В при минимально возможном потребляемом токе. Счетчик Гейгера-Мюллера при этом не устанавливают, а выходное напряжение преобразователя измеряют вольтметром с входным сопротивлением не менее 10МОм. Экспериментальные данные авторского варианта устройства с дросселем, обмотка I которого содержит 13 витков, приведены на рис. 4.

Рис. 4

Для корпуса (он состоит из двух частей) индикатора использована стойка светодиодного аккумуляторного газонного светильника - пластмассовая трубка с внешним диаметром 18 мм. В одном отрезке длиной 118 мм размещена печатная плата. В нем с одной стороны сделаны два отверстия диаметром около 5 мм для светодиодов (рис. 5), а с другой - такое же отверстие для акустического излучателя и окно для счетчика (рис. 6), которое закрыто прозрачным пластиком (от пластиковой бутылки). В другом отрезке трубки размещен батарейный отсек с выключателем питания.

Рис. 5

Рис. 6

Если индикатором планируется пользоваться редко и включать его на непродолжительное время, можно применить малогабаритные элементы питания. От этого будет зависеть длина отрезка трубки с батарейным отсеком. В авторском варианте в качестве батарейного отсека применен отрезок металлического корпуса малогабаритного светодиодного фонаря с выключателем. Этот отсек рассчитан для установки дисковых гальванических элементов диаметром 12 мм. Длина второго отрезка трубки, в которую он вклеен, - около 40 мм. Оба отрезка трубки (с платой и батарейным отсеком) соединены с помощью пластмассовой втулки-переходника, на конце первого отрезка трубки установлена пластмассовая заглушка.

Автор: И. Нечаев

Смотрите другие статьи раздела Измерительная техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Прозрачные кузовные стойки 28.08.2017 В современных автомобилях кузовные стойки в области лобового стекла могут быть весьма широкими, что мешает обзору и создает "слепые" зоны. А это повышает вероятность наезда на пешехода или столкновения с другим транспортным средством. Оригинальное решение проблемы предложила японская корпорация Toyota. Суть метода описана в патентной заявке под названием "Приспособления и методы, позволяющие объекту выглядеть прозрачным" (Apparatuses And Methods For Making An Object Appear Transparent). Документ опубликован на сайте Управления США по патентам и торговым маркам в текущем месяце, хотя сама заявка была подана еще в июне прошлого года. Toyota предлагает задействовать особую систему зеркал, которая как бы сделает передние кузовные стойки "прозрачными". На деле свет будет огибать эти стойки, что позволит водителю видеть объекты, расположенные за ними. Таким образом, будет решена проблема "слепых" зон в области лобового стекла, что должно повысить безопасность дорожного движения. Впрочем, о возможных сроках использования системы в коммерческих автомобилях пока ничего не сообщается. Добавим, что другие автопроизводители также озабочены большой шириной передних кузовных стоек. Так, компания Jaguar Land Rover предложила собственное решение проблемы - комплекс 360 Virtual Urban Windscreen. В передние стойки предлагается вмонтировать специальные дисплеи, получающие изображение от камер кругового обзора. В результате у водителя будет создаваться впечатление, что стоек вообще нет.

Другие интересные новости:

▪ Терморегулирующая ткань с использованием электрокалорического эффекта

▪ Нетбук ASUS Eee PC X101

▪ Новая профессия - космошахтер

▪ Частое использование смартфона вредит позвоночнику

▪ Кнопочный телефон Lava с датчиком пульса и давления

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Ограничители сигнала, компрессоры. Подборка статей

▪ статья Во многоглаголании несть спасения. Крылатое выражение

▪ статья Когда хоккейная шайба была деревянной? Подробный ответ

▪ статья Белена черная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Проивиугонное устройство на микросхеме КР1006ВИ1. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Импульсный блок питания мощного УМЗЧ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025