|
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ Индикатор радиоактивности
Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника 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
раздел сайта И тут появился изобретатель (ТРИЗ) журналы Радиоконструктор (годовые архивы) книга Сборник формул для радиолюбителей. Кронегер О., 1964 статья Машинист автокрана. Типовая инструкция по охране труда статья Санитарно-бытовое и лечебно-профилактическое обеспечение работников справочник Вхождение в режим сервиса зарубежных телевизоров. Книга №37
|