• I






      
           

Научно-популярный образовательный ресурс для юных и начинающих радиолюбителей - Popular science educational resource for young and novice hams

Основы электричества, учебные материалы и опыт профессионалов - Basics of electricity, educational materials and professional experience

КОНКУРС
language
 
Поиск junradio

Радиодетали
Искать на DESSY.RU
Сервисы

Stock Images
Покупка - продажа
Фото и изображений


 
Выгодный обмен
электронных валют

Друзья JR



JUNIOR RADIO





Проект измерителя Гейгера-Мюллера



Статьи публикуются по мере поступления. Для упорядоченного тематического
поиска воспользуйтесь блоком  "Карта сайта"







На этой странице мы покажем, как вы можете просто построить такой измеритель, который хорош, чтобы показать не только существование радиоактивных материалов, но и связанные с ними опасности. Счетчик Гейгера-Мюллера можно сравнить с фотометром. Фотометр измеряет видимое излучение. То есть свет, в то время как измеритель gm измеряет излучение, исходящее от частиц высокой энергии. Это излучение ионизирует окружающее его пространство и может оказывать разрушительное воздействие на различные организмы. Такие излучения имеют альфа, бета и гамма, а также излучение Рентгена. Тот факт, что радиоактивное излучение ионизирует пространство, приводит нас к другим принципам измерения, чем мы используем для света. Гм-метр - изобретение немецкого физика Х. Гейгера и В. Мюллера, откуда он получил свое имя. В заполненном металлом баллоне, заполненном газом, имеется шип (игла). Между роликом (катодом) и шипом (анодом) применяется высокое напряжение, размер которого невозможен.

 

Если в цилиндр вводятся электроны или ионы, то ион ионизируется и поэтому становится проводящим, поэтому между анодом и катодом (разрядом) возникает ток. Газ состоит из смеси благородных газов и газа, который истощает разряд, последний имеет целью прекратить ионизацию, когда причина ее прекратилась. Падение напряжения на резисторе, подключенном в серии, достаточно для остановки разряда. Каждая эвакуация является доказательством того, что заряженная частица вошла в цилиндр и приводит к генерации импульса тока, который наблюдается в амперметре или преобразуется в напряжение, проходя через резистор. Мерой интенсивности излучения является количество импульсов в единицу времени, например, в секундах или минутах. Некоторые цилиндры (трубки) имеют стеклянную оболочку, некоторые имеют металлический корпус (они называются счетчиками обсадных труб), а некоторые имеют слюдяную мембрану в отверстии цилиндра и называются оконными метрами. Подобно корпусу - чувствительность измерителя, чем тоньше корпус (катод), тем больше чувствительность и большее внимание, которое необходимо использовать. В оконных трубах материал слюды позволяет ему проходить практически без сопротивления всем частицам в трубе, и поэтому мы обладаем большой чувствительностью. Однако, поскольку мембрана очень тонкая, ее также нельзя трогать. Счетчики металлических счетчиков предназначены для измерений гамма-излучения и бета-излучения, а счетчики окон - для измерения альфа-излучения, бета-и гамма-излучения.

 

Счетчик состоит из трех частей: генератора высокого напряжения, трубки и устройства для измерения импульсов. Большая часть схемы используется для генерации высокого напряжения. Вход регулирующей цепи находится в ветви делителя напряжения, состоящего из резисторов A1, R2a-R2f и P1, с которым высокое напряжение установлено между 300 и 1000 В. Когда напряжение, регулируемое P1, меньше желаемого, тогда T1 не проводит, потому что напряжение на его основании составляет менее 0,7 В. В результате этого мы получаем напряжение в коллекторе T1 (логика 1), поэтому начинается колебание схемы, построенной с помощью NAN Schmitt-триггера N1. Сигнал осциллятора поступает в N2, используемый в качестве усилителя, а затем в Т2 и Т3, подающий трансформатор. Из-за низкой частоты генератора можно использовать простой трансформатор для 50 Гц 220 В. Его вторичный трансформатор отображает квадратный импульс около 250 В, который с усилителем напряжения, состоящим из диодов D4-D11 и конденсаторов C4-C11, будет преобразован в высокое непрерывное напряжение. Когда осциллятор работает, напряжение возрастает. Когда высокое напряжение достигает предела, который мы установили с P1, то в основании T1 имеем 0,7 В, а затем он проводит. Напряжение на его коллекторе составляет около 0 В, что приводит к остановке колебаний и увеличению высокого напряжения. Если теперь он снижается из-за разрядника конденсатора множителя, то T1 перестает течь, так что колебания начнутся снова. Таким образом, мы установили высокое напряжение с точностью + 2%. Эта точность достаточна для нашей цели. Диод D1, подключенный между IC1 и Earth, поднимает напряжение до 0,7 В, поэтому мы всегда уверены, что генератор будет работать в любом случае. Источник питания состоит из T8, R4 и D2 с напряжением 5,6 В. Поэтому, если заряженная частица входит в трубку, то из-за ионизации газ будет кратковременно течь. Это приводит к генерации импульса, который проходит через T4 и T5, а затем из громкоговорителя, и будет слышен характерный шум.Чтобы иметь визуальную индикацию, мы подключаем сборщик T5 к базе T6. T6 действует как шаг вождения. Из делителя напряжения коллектора мы можем получить импульсы для цифровых оборотов.Постоянный ток через R15 и D13 генерирует напряжение 0,7 В в базе T7, которое определяет рабочую точку транзистора. Конденсатор C13 завершает (сглаживает) импульсы, происходящие от T6. Диод D12 используется для предотвращения эвакуации C13 через R18, R13 и R14, так что постоянная времени зависит только от конденсатора и P2. P2 предназначен для регулировки чувствительности в соответствии с прибором.Приемопередатчик передатчика T7 используется для управления микроампертером после того, как сигнал был отфильтрован элементом R13, C14. Индикация прибора пропорциональна частоте импульсов и, следовательно, интенсивности излучения и регулируется P2. Потребление тока в цепи слишком мало около 10 мА. Для работы в течение десяти часов достаточно небольшой 9-вольтовой батареи. В течение более длительного времени мы можем использовать два 9V параллельно.

 

Выбор трубки датчика

 

Выбор трубы зависит от ее использования и стоимости. Простая мантийная трубка, такая как ZP1310, предназначена для гамма-излучения и сильного бета-излучения. ZP1430 - это тип окна и предназначен для измерения слабого альфа-излучения, бета-и гамма-излучения, но его стоимость в 3-4 раза выше, чем в предыдущем. ZP1400 является промежуточным типом двух предыдущих. В следующей таблице вы увидите основные технические данные этих трех типов.

 

Тип

ZP1310

ZP1400

ZP1430

Радиационная альфа

нет

нет

да

Радиационная бета

> 0,5MeV

да

да

Радиационная гамма

10 -3 - 3.102 R / h

10 -4 - 1 R / h

10 -5 - 1 R / h

B

580V

500В

575В

Потенциал плато

500-650V

400-600V

450-700V

A

2,2ΜΩ

10ΜΩ

10ΜΩ

Задний план

2 имп / мин

10 имп / мин

25 имп / мин

Мертвое время

≤15μs

≤90μs

≤190μs

Пределы значений

B max

650В

600В

700V

A мин.

2,2MΩ

4,7MΩ

2,2MΩ

min

От -40 ° C

От -50 ° C

От -50 ° C

max

+ 75 ° C

+ 75 ° C

+ 75 ° C

max (при работе)

+ 50 ° С

+ 50 ° С

+ 50 ° С

 

Рабочее напряжение V B : Напряжение, при котором должна подаваться труба.

Потенциал плато : это область напряжения питания, в которой частота пульса почти не зависит от напряжения питания.

Справочная информация . Это указание на инструмент, когда отсутствует излучение. Это указание обычно происходит от космического излучения или от излучения материала трубки.

Dead Time : Время, необходимое для возврата трубки в нормальное состояние после ионизации (время ионизации гаснет). В это время трубка не реагирует ни на какое другое излучение, входящее в нее.

Пределы значений. В любом случае эти значения не должны быть преодолены.

 

Конструкция схемы проста. Показана печатная плата печатной платы для конструкции. Из-за высокого напряжения в точке сварки требуется только внимание. Приклеивание должно быть немного, и никакие всплески не должны создаваться, потому что существует риск утечки.

 

 

Единственная трудность в поиске - это конденсатор C15 (1p / 1000V), который не очень распространен, однако вы не можете его разместить. Трансформатор составляет 1,6 ВА с напряжением 220 В / 9 В и 33 мм X 27 мм X37 мм. Более высокие силовые трансформаторы не должны использоваться из-за тока коллектора T3. Вместо 74LS13 можно использовать 7413, но тогда ток вместо 10 мА будет составлять около 20 мА. Сопротивление R19 и конденсатор C15 (если они имеются) не помещаются на печать, но как можно ближе к подъему трубы, чтобы предотвратить большую емкость между анодом и резистором. Соединение с анодом осуществляется с помощью специального разъема, который имеет каждая трубка. Соединение должно быть выполнено после того, как R19 приклеен к разъему. Подъем трубы нельзя нагревать или механически напрягать.

 

Прежде чем прибор будет включен в первый раз, трубу нельзя подключить. Курсор P1 должен находиться в состоянии минимального напряжения по направлению к стороне R1. После подключения конденсаторы начинают заряжаться, и через несколько секунд зарядный ток, который первоначально составлял около 120 мА, упал до 10 мА. С мультиметром (область 1 КВ) на выходе множителя и с помощью P1 мы поднимаем напряжение до V B. Поскольку высокое напряжение опасно, во время работы требуется много внимания. Измерительные клеммы должны быть хорошо изолированы и никогда не должны касаться точек высокого напряжения даже при отключении (по крайней мере, в течение нескольких секунд до выключения конденсаторов).Для более быстрого разряда конденсаторов мы можем использовать сопротивление в несколько тысяч ампер, но мы не можем их коротко закоротить. Для настройки нам нужен генератор импульсов 5 В с частотой от 5 Гц до 20 Гц (например, неустойчивый множитель, созданный с помощью ИК 555 или тому подобное). Инструмент измерителя настолько установлен, что самая высокая чувствительность (курсор P2 на (+) C13) дает нам полное считывание (50 мкА) при 7 импульсах в секунду. Прибор 100 мкА дает полную индикацию при 15 ударах в секунду. Когда мы используем трубку ZP1310, мы имеем чувствительность около 4 мА в час (инструмент 50 мкА), для ZP1400 у нас всего 0,4 мР в час.

 

Устройство настроено следующим образом:

1) Из характеристической трубки мы находим скорость дозирования (например, для ZP1400 и для 20 импульсов в секунду (20 об / мин) мы находим мощность дозы 1 мР в час (или 10 -3 R / h).

2) Частота импульсов, которая нам нужна (для нашего примера) от генератора, должна быть подключена параллельно к R8 на 20 Гц.

3) С P2 установите вращающуюся катушку M1, чтобы показать полную индикацию.

 

Для управления частотой импульсов мы можем подключить частотомер к точке D. После этого система полностью готова к работе после того, как трубка была подключена к ее положению перед ее закрытием.

В нашей комнате начнет звучать измеритель гейгера - Мюллер, когда он начнет работать. Если мы хотим узнать больше, мы можем приблизиться только к асбесту, чтение будет около 50 ударов в секунду, потому что асбест содержит оксид тория. У нас также есть достаточно сильный признак, когда мы приближаемся к счетчику в солях калия, которые мы можем купить в аптеках (хлорат калия, карбонат калия и т. Д.).

Список материалов

Резисторы

Конденсаторы

Потенциометры

Полупроводники

Другие

R1 = 47 кОм

C1 = 100 нФ

P1 = 250KΩ тример

T1, T2, T4, T7, T8 = BCS47B, BC107B

Трансформатор 220V / 9V 180mA 6kV

R2a-R2f = 10 МОм

C2 = 10 мкФ / 10 В

P2 = 47KΩ тример

T3 = BC141

M1 = вращающаяся катушка 50 μA полный индикатор

R3, R4 = 4K7

C3, C13 = 100 мкФ / 10 В

 

T5 = BC140

LS = динамик 8Ω / 0,2W

R5 = 390 Ом

C4-C11 = 2μ2 / 350V

 

T6 = BC557B или BC177B

Z = Philips 18504 (ZP 1400) Philips

R6, R13 = 150 Ом

C12 = 15n / 100V

 

D1, D2, D3, D14 = DUS

 

R7, R12 = 3K3

C14 = 220 м / 10 В

 

D2 = Zener 5V6 / 0.4W

 

R8 = 330 тыс.

C15 = 1p / 1000V (может не монтироваться)

 

D3-D11 = 1N4007

 

R9 = 100 кОм

   

IC1 = 74LS13

 

R10 = 470 кОм

       

R11 = 100 Ом

       

R14 = 330 Ом

       

R15 = 33 кОм

       

R16, R17 = 6k8

       

R18 = 100 Ом

       

R19 = RA (см. Таблицу 1)

       

 

Если потребляемая мощность больше, чем обычно, поднимите значение R6 на 3 кОм и снимите D3.

 







Просмотров: 941 | Добавил: Chinas | Рейтинг: 0.0/0








Необходимо добавить материалы...
Результат опроса Результаты Все опросы нашего сайта Архив опросов
Всего голосовало: 346



          

Радио для всех© 2022