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:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Жидкостная система охлаждения для ноутбуков XMG Oasis Mk2 31.07.2023 Компания Schenker представила обновленную версию своей жидкостной системы охлаждения для ноутбуков под брендом XMG, получившую название Oasis Mk2. По сравнению с предыдущей моделью, новая система стала более компактной и бесшумной, а также получила ряд полезных улучшений. Она остается совместимой с любыми ноутбуками XGM, поддерживающими подключение жидкостных систем охлаждения. Габариты устройства были существенно уменьшены с 203х186х75 мм до 195х166х72 мм, а масса снижена с 1,39 до 1,23 кг. Кроме того, Schenker улучшила уровень шума системы с помощью нового насоса. Дополнительные усовершенствования также были внесены в новую модель. Заливная горловина для воды стала более вместительной, резиновую пробку заменили на водонепроницаемую крышку с резьбой, а подсветка была обновлена, став двухзонной. Все порты и подключения теперь расположены на задней панели корпуса. Данное обновление уже доступно для приобретения по цене 220 евро, что делает его привлекательным выбором для владельцев ноутбуков XMG, желающих повысить эффективность системы охлаждения.

Другие интересные новости:

▪ Загадка паука-хамелеона

▪ Водное беспилотное такси

▪ Мокрые окна

▪ Два года на телефоне

▪ Кабель Thunderbolt 5 USB-C

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Антенны. Подборка статей

▪ статья Меры профилактики инфекций. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Почему мы ходим кругами, когда заблудимся? Подробный ответ

▪ статья Мониторы. Секреты ремонта

▪ статья Лесной воздух в комнате. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Распиливание. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025