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:

Растения сигнализируют об опасности вулканической активности 17.06.2025

Извержения вулканов - одни из самых разрушительных природных явлений, и своевременное их предсказание является важной задачей для защиты жизни и имущества людей. Современные технологии позволяют отслеживать сейсмическую активность, тепловые аномалии и газовые выбросы, однако ученые из разных стран продолжают искать новые, более ранние признаки приближающейся опасности. Недавнее исследование команды под руководством вулканолога Николь Гвинн продемонстрировало необычный способ раннего обнаружения вулканической активности с помощью изменений в растительности вокруг вулкана Этна - одного из самых активных вулканов Европы. В ходе двухлетних наблюдений ученые выявили 16 случаев, когда увеличение содержания углекислого газа (CO2) в воздухе или почве совпадало с ростом показателя NDVI - нормализованного индекса растительности, отражающего интенсивность фотосинтеза и здоровье зеленых насаждений. Этот индекс широко используется для оценки густоты и жизнеспособности растительного покрова на сп ...>>

Магнит без использования полезных ископаемых 17.06.2025

Технологии все больше зависят от редких и дорогих материалов, добыча которых сопряжена с экологическими и геополитическими рисками. В связи с этим поиск альтернативных решений становится одной из важнейших задач науки и промышленности. Недавно американские ученые во главе с исследователем китайского происхождения Цзянь-Пин Ванг разработали магнит, изготовленный исключительно из железа и азота, который не содержит традиционных редкоземельных элементов. Это открытие может кардинально изменить подход к производству магнитных материалов и значительно снизить зависимость от нестабильных международных поставок. В отличие от широко используемых сегодня магнитов, содержащих редкие полезные ископаемые, такие как самарий и диспрозий, новый магнит отличается более простой и экологичной составной частью. По словам ученых, магнит, созданный из железа и азота, обладает силой магнитного поля, которая превосходит многие известные материалы на рынке. Это делает его перспективной заменой для постоянн ...>>

Скука полезна творческим людям 16.06.2025

Когда информационный поток непрерывно заполняет наше сознание, умение сделать паузу становится особенно важным. Именно в моменты кажущейся скуки мозг получает возможность перезагрузиться и активировать скрытые ресурсы, стимулирующие творческое мышление и саморефлексию. Ученые из Университета Саншайн-Кост в Австралии провели исследование, которое подтверждает, что короткие периоды скуки могут быть полезны для творческих людей и не только. Скука возникает в тот момент, когда способность человека удерживать внимание начинает снижаться, и активируется так называемая сеть пассивного режима мозга. Эта система отвечает за внутренние мысли и саморефлексию, в то время как активность исполнительной сети, которая обычно помогает сосредоточиться, заметно снижается. Таким образом, скука становится не просто неприятным ощущением, а своего рода переключателем, дающим мозгу возможность отдохнуть от постоянной концентрации. Современный ритм жизни сопровождается постоянной стимуляцией симпатическо ...>>

Случайная новость из Архива Система опреснения воды на солнечной энергии 07.04.2024 Нехватка пресной воды - одна из наиболее острых проблем, с которой сталкивается значительная часть населения планеты. В поисках эффективных и экологически чистых методов решения этой проблемы исследователи из различных учебных и научных институтов внедряют инновационные технологии, основанные на использовании солнечной энергии. Исследователи из Королевского колледжа Лондона, Массачусетского технологического института и Института систем возобновляемой энергии имени Гельмгоца разработали инновационную систему, использующую солнечную энергию для опреснения соленой грунтовой воды. Это обещает быть более дешевым и эффективным решением по сравнению с традиционными методами. Около 40% населения планеты сталкиваются с нехваткой пресной воды, а 4 миллиарда человек испытывают острую нехватку воды хотя бы в течение месяца в год, согласно ООН. Технология опреснения работает следующим образом: специализированные мембраны используются для направления ионов соли, а затем соленая вода отделяется от пресной, пригодной для питья. Команда также разработала способ гибко регулировать скорость и напряжение в системе, что позволяет ей адаптироваться к разным условиям освещенности. Первоначальные испытания проводились в Индии, где проблема доступа к чистой воде является особенно острой. Успешные результаты показали, что система способна обеспечить до 10 кубометров пресной воды в день, что достаточно для поддержания жизнедеятельности тысяч людей. Это не только экологически чистое решение, но и экономически выгодное. Благодаря использованию солнечной энергии и недорогих компонентов система предлагает доступ к питьевой воде по более низкой стоимости, чем традиционные методы. Передовая система опреснения воды на основе солнечной энергии открывает новые горизонты в решении проблемы доступа к пресной воде. Ее эффективность и экологическая чистота делают ее важным шагом в направлении обеспечения устойчивого доступа к водным ресурсам для всех слоев населения.

Другие интересные новости:

▪ 12-дюймовые планшеты Samsung

▪ Техносфера Земли весит 30 триллионов тонн

▪ Ген-допинг

▪ Тянущийся дисплей

▪ Облако во Вселенной

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Аудиотехника. Подборка статей

▪ статья Карамзин Николай Михайлович. Знаменитые афоризмы

▪ статья Какие товары самые опасные? Подробный ответ

▪ статья Сертификация организации работ по охране труда

▪ статья Тиристорный регулятор уровня воды. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Тайна семерки. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025