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:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Случайная новость из Архива Синтез алмазоподобного азота 20.10.2024 Ученые из Китайской академии наук под руководством профессора Сяньлун Вана сделали важное открытие в области материаловедения, успешно синтезировав кубический гетерогенный азот (cg-N) при атмосферном давлении. Этот материал привлекает внимание своими уникальными свойствами и возможностью создания высокоэнергетических материалов, что может иметь значительное практическое применение в будущем. Cg-N представляет собой чистый азот, в котором атомы связаны одинарными связями NN, что делает его структуру схожей с алмазной решеткой. Это означает, что данный материал обладает высокой плотностью энергии, что делает его крайне перспективным для использования в энергетике и других высокотехнологичных отраслях. При разложении cg-N образуется только газообразный азот, что является важным экологическим преимуществом этого материала. Долгое время создание cg-N при нормальных условиях давления оставалось сложной задачей. Однако ученым удалось преодолеть этот барьер благодаря использованию метода химического плазменного осаждения из газовой фазы (PECVD). Для синтеза был выбран азид калия (KN3), который отличается меньшей токсичностью и взрывоопасностью по сравнению с другими прекурсорами. Благодаря способности калия переносить электроны, исследователи смогли создать стабильную структуру cg-N без использования дополнительных стабилизирующих материалов, таких как углеродные нанотрубки. Стабильность cg-N при различных температурах и давлениях была одной из главных задач исследования. С 2020 года группа ученых использовала вычислительные методы для моделирования поведения cg-N в условиях низкого давления. Результаты показали, что нестабильность на поверхности материала может вызывать его разложение при низких давлениях. Однако насыщение поверхностных связей и перенос заряда позволили стабилизировать структуру до 750 K при атмосферном давлении, что стало важным шагом в синтезе материала. В ходе экспериментов, проведенных с использованием метода термогравиметрической дифференциальной сканирующей калориметрии (TG-DSC), было подтверждено, что синтезированный cg-N обладает термической стабильностью до 760 K. Это открывает возможности для использования материала в более экстремальных условиях. При этом разложение cg-N происходит быстро и интенсивно, что подтверждает его высокую энергетическую плотность. Новое исследование предлагает удобный и эффективный способ синтеза cg-N при атмосферном давлении, что ранее считалось сложной задачей. Это открытие не только расширяет наши знания о материалах с высокой энергетической плотностью, но и предоставляет новые перспективы для разработки безопасных и экологичных материалов будущего. Материалы, подобные cg-N, могут найти применение в широком спектре областей - от энергетики до оборонной промышленности. Ученые продолжают изучать свойства этого уникального материала, и в будущем это может привести к созданию новых поколений энергоемких устройств и технологий.

Другие интересные новости:

▪ Сажа на крыше мира

▪ Космический огнетушитель

▪ Искусственный интеллект услышит болезни людей

▪ Искусственный интеллект отличит оригинал картины от подделки

▪ Крепкий пластик, разлагающийся за несколько дней

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Нормативная документация по охране труда. Подборка статей

▪ статья Федоров Николай Федорович. Знаменитые афоризмы

▪ статья Когда Волга стала полностью русской рекой? Подробный ответ

▪ статья Функциональный состав телевизоров Grundig. Справочник

▪ статья Новые функции мультиметра DT-830B. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Тайна волшебной мумии. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026