Buderus-trade.ru

Теплотехника Будерус
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Самодельный счётчик Гейгера на ESP8266 с сенсорным экраном

Самодельный счётчик Гейгера на ESP8266 с сенсорным экраном

Я разработал и собрал счётчик Гейгера – устройство, способное обнаруживать ионизирующее излучение и предупреждать об опасных уровнях радиации в окружающей среде знакомыми щелчками. Его также можно использовать для поиска минералов, и определять, есть ли в найденном вами камне урановая руда!

В интернете можно найти много готовых наборов и инструкций по сборке счётчика Гейгера, но я хотел сделать нечто уникальное – и я разработал GUI-дисплей с сенсорным управлением и красивым выводом информации на экран.

Шаг 1: базовая теория

Принцип работы счётчика Гейгера прост. Тонкостенная трубка с газом при низком давлении внутри (трубка Гейгера-Мюллера) подвергается действию тока высокого напряжения. Создаваемого электрического поля недостаточно для диэлектрического пробоя, поэтому ток через трубку не течёт – до тех пор, пока фотон ионизирующего излучения не пройдёт через неё.

Когда сквозь трубку проходит бета- или гамма-излучение, оно может ионизировать часть молекул газа внутри, что приводит к появлению свободных электронов и положительных ионов. Частицы начинают двигаться под воздействием электрического поля, и электроны набирают достаточно скорости, чтобы начать ионизировать другие молекулы, что приводит к каскаду заряженных частиц, которые на короткое время начинают проводить ток. Этот краткий импульс тока можно зарегистрировать при помощи приведённой схемы, которая создаёт щёлкающий звук, или, как в данном случае, передаёт информацию в микроконтроллер, который может проводить вычисления с этими данными.

Я использую трубку Гейгера-Мюллера SBM-20, поскольку её легко найти на eBay, и она достаточно чувствительна к бета- и гамма-излучению.

Шаг 2: запчасти и сборка

В качестве мозга проекта я использовал плату NodeMCU с микроконтроллером ESP8266. Мне хотелось взять то, что можно программировать как Arduino, и что будет достаточно быстрым, чтобы отрисовывать изображение на экране без задержек.

Для подачи высокого напряжения я использовал трансформатор с Aliexpress – он подаёт 400 В на трубку Гейгера-Мюллера. Учитывайте, что при проверке выходного напряжения его не получится измерять мультиметром напрямую – при слишком малом импедансе напряжение будет падать, и показания будут неточными. Сделайте делитель напряжения с сопротивлением не менее 100 МОм последовательно с мультиметром.

Питается устройство от аккумулятора формата 18650, через ещё один трансформатор, подающий стабильные 4,2 В на оставшуюся схему.

Вот список всех необходимых компонентов:

  • SBM-20 GM трубка (ищите на eBay).
  • Высоковольтный трансформатор (AliExpress).
  • Трансформатор для 4,2В (AliExpress).
  • Плата NodeMCU esp8266 (Amazon).
  • 2.8″ SPI сенсорный экран (Amazon).
  • 18650 батарейка (Amazon) или любая LiPo батарейка на 3,7 В (500+ mAh).
  • 18650 держатель для батарейки (Amazon). Этот держатель оказался великоват для платы, и мне пришлось загнуть контакты внутрь. Рекомендую взять батарейку LiPo поменьше, и припаять провода от разъёма JST к контактам для питания на плате.
  • Резисторы на 330, 1K, 10K, 22K, 100K, 1,8M, 3M Ом. Для создания делителя напряжения также потребуются резисторы на 10 МОм.
  • Конденсаторы: 220 пФ.
  • Транзисторы: 2N3904.
  • Светодиод 3 мм.
  • Пищалка: любой пьезоэлемент на 12-17 мм.
  • Держатель для предохранителя 6,5 х 32 (для надёжного крепления трубки).
  • Выключатель 12 мм.

Плату делать необязательно, но с ней сборка схемы становится проще и аккуратнее. Файлы Gerber для производства платы я также выложил на GitHub. После того, как я получил готовую плату, я сделал несколько исправлений в схеме, поэтому дополнительные джамперы в новой схеме не нужны – хотя я её не проверял.

Корпус распечатан на 3D-принтере из пластика PLA, их можно скачать здесь. Я подправил CAD-файлы, добавив отверстия для крепления новой платы. Всё должно работать, хотя я это не проверял.

Шаг 3: код и интерфейс пользователя

Для создания интерфейса дисплея я использовал библиотеку Adafruit GFX. Код выложен на GitHub.

Главная страница интерфейса показывает текущую дозу, количество срабатываний в минуту и общую накопленную дозу с момента включения устройства. Пользователь может переключаться между быстрым и медленным суммированием, меняя интервал подсчёта промежуточных сумм с 3 до 60 секунд. Пищалку и светодиод можно включать и выключать отдельно.

Есть меню базовых настроек, позволяющее пользователю менять единицы измерения дозы, порог предупреждения и фактор калибровки, соотносящий количество срабатываний в минуту и мощность дозы излучения. Все настройки сохраняются в EEPROM, и восстанавливаются после перезапуска.

Шаг 4: проверка и заключение

Счётчик Гейгера срабатывает 15-30 раз в минуту от естественного фонового излучения, чего и следует ожидать от трубки SBM-20. Небольшой образец урановой руды регистрируется как средне радиоактивный, в районе 400 щелчков в минуту, а ториевая лампа может заставить счётчик регистрировать по 5000 щелчков в минуту, если держать его вплотную к ней!

Читайте так же:
Бокс под круглый счетчик

Счётчик потребляет 180 мА при 3,7 В, поэтому батарейки на 2000 мАч должно хватить примерно на 11 часов.

Я планирую точно откалибровать трубку на стандартном источнике из цезия-137, что сделает показания более точными. В качестве будущих улучшений можно добавить поддержку WiFi и запись данных, поскольку у ESP8266 есть встроенный WiFi.

SMG-1 дозиметр

SMG-1 дозиметр

Вы можете купить качественный дозиметр SMG-1 немецкого производства в стильном корпусе мобильного телефона с большим экраном, интуитивно продуманным и понятным меню, удобным джойстиком. Прибор позволяет оценивать излучение внешнего фона и обнаруживать радиоактивные зоны в помещениях, а также выявить недоброкачественные и радиоактивные предметы. Дозиметр SMG-1 измеряет фактическую, среднюю дозу за час и за сутки, а также накопленную дозу радиации . Измерения сохраняются в энергонезависимой памяти ( срок хранения — до 2-х лет ! ), поэтому их в любой момент можно просмотреть в виде графика или числовых значений . Эти данные позволяют лучше оценивать колебания радиационного фона на объекте, обнаруживать источники радиации, а также оценивать накопленную дозу радиации и определять нанесённый излучением вред. Кроме того, данные можно выгрузить на ПК через USB-порт .

Дозиметр SMG-1 и его преимущества

  1. Дозиметр «SMG-1» — это уникальный прибор, который объединяет в себе достоинства бытового дозиметра (компактность, универсальность, невысокая стоимость) с высокой точностью измерения, присущей приборам профессионального класса. Такая точность достигается использованием одного из самых быстрых и точных счетчиков Гейгера-Мюллера профессионального класса — СБМ 20-1.
  2. Прибор по дизайну и габаритам схож с сотовым телефоном, дозиметр идеально вписывается в облик современного человека, который следит за своим здоровьем и безопасностью.
  3. Удобство и простота в эксплуатации: русскоязычное меню, большой цветной ЖК-дисплей по диагонали 2″ с разрешением 240х320 точек, удобный джойстик.
  4. На экране дозиметра высвечивается полная информация: фактическая доза радиации, средняя доза за день/час, график поступления частиц, интервал времени измерения, уровень завершения цикла измерения, а также заряд батарей, температура окружающего воздуха, текущее время и пункты меню. Имеется 3 режима яркости.
  5. Прибор позволяет точнее определить радиационную опасность окружающей обстановки, что обеспечивается функцией измерения накопленной дозы облучения.
  6. Сохраняет историю колебаний радиационного фона от одного часа до двух лет и отображает в виде графика или числовых значений на дисплее прибора.
  7. Просмотр накопленных данных на компьютере, на который их можно выгрузить с дозиметра через порт USB.
  8. Звуковая и визуальная сигнализация при превышении заданного уровня радиационного фона.
  9. Дополнительные функции: измерение температуры окружающего воздуха, встроенные часы и календарь.
  10. Функция экономичного энергопотребления увеличивает время автономной работы: при выключенной подсветке дозиметр продолжает измерять радиационный фон и отсчитывать время.

Область применения SMG-1 дозиметра

  • Прибор SMG-1 идеально подходит для использования в бытовых целях: контроль радиационного фона в квартире, на даче, в лесу- проверка безопасности удобрений, выращенных овощей и фруктов или собранных грибов и ягод- радиационный контроль покупаемых продуктов питания, игрушек, украшений и т.д.
  • Таможня, службы гражданской обороны и МЧС — для выявления радиационно опасных предметов, способных нанести вред обществу.
  • Строительство — контроль безопасности стройматериалов.
  • Ювелирная область— контроль безопасности драгоценных и полудрагоценных камней (т.к. для улучшения качества камней часто используется ионизирующее излучение).

SMG-1 дозиметр и его принцип работы

Прибор измеряет мощность амбиентного эквивалента дозы гамма-, бета— и рентгеновского излучения и на основе этих данных отображает на дисплее накопленную дозу и величину радиационного фона. При помощи встроенного газоразрядного счетчика Гейгера-Мюллера дозиметр оценивает мощность ионизирующего излучения, результаты измерения выводится на дисплей не позже чем через 60 секунд после измерения. Время измерения можно настраивать для обеспечения высокой скорости работы или получения максимально точных результатов, доступны значения: 20, 40, 60 секунд.

В конструкции прибора предусмотрено срабатывание звуковой сигнализации , при превышении установленного порога уровня радиационного фона. Имеется 2 уровня срабатывания, которые настраиваются вручную: при возникновении повышенной и высокой радиации.

В дозиметре используется аккумулятор модели BL-8N, который изначально создавался для телефонов Nokia, поэтому его легко можно найти в продаже при необходимости замены. Аккумулятор заряжается при подключении дозиметра к сети 220 В через адаптер или к USB-порту компьютера и других устройств. Благодаря встроенному индикатору, на дисплее прибора отображается уровень заряда батареи.

Отличие дозиметра SMG 1 от других приборов

1) В отличие от большинства бытовых дозиметров, позволяющих определить радиационную обстановку, прибор «SMG-1» может измерять ещё и накопленную дозу радиации. Этот параметр позволяет лучше оценить опасность воздействия радиации. Длительное воздействие малых доз радиации может быть вреднее, чем ударное влияние высоких. Последствия продолжительного воздействия малых доз радиации могут проявиться позже в виде мутагенных и канцерогенных признаков.

Читайте так же:
Ук 4 солнца поверка счетчиков

За счёт измерения накопленной дозы радиации «SMG-1» позволяет сократить время пребывания на объекте с аномальной радиационной обстановкой, не нанеся вреда своему здоровью. Чтобы узнать, когда следует покинуть зараженную территорию, необходимо лишь включить прибор в режим просмотра сохраненных данных за последние сутки или дни. Наблюдая за этими показаниями, Вы сможете покинуть опасную зону при превышении накопленной дозы радиации выше допустимого значения. Большой диапазон измерения позволяет использовать прибор для измерения накопленной дозы в течение длительных промежутков времени (до 2 лет!).

2) Дозиметр «SMG-1» имеет режим экономичного энергопотребления, при котором выключается встроенный дисплей, но прибор продолжает измерять уровень излучения. Продолжительность работы в этом режиме увеличивается до 300 часов! Можно перевести дозиметр в этот режим и постоянно носить его с собой или оставить в интересующем вас месте, а через некоторое время включить обычный режим и понаблюдать, как менялась радиационная обстановка.

Сертификация дозиметра SMG-1

Прибор разработан немецкой компанией «HAAK ELEKTRONIK Germany», прошёл официальные испытания, согласно которым имеет сертификат соответствия № 0913205. Также имеются свидетельство о поверке и протокол поверки, сертификаты соответствия на зарядное устройство и аккумулятор.

SMG 1 дозиметр и технические характеристики:

цветной TFT 2″ (240х320 пикс.)

газоразрядный счетчик Гейгера-Мюллера типа СБМ 20-1

— мощность амбиентного эквивалента дозы — от 0,01 до 999 мкЗв/час,

— энергия гамма-излучения — от 0,1 до 1,25 МэВ,

— текущий и средний радиационный фон,

— накопленная доза излучения

15+6/(мощность дозы в мкЗв/ч) %

регулируемое: 20, 40, 60 сек.

Объём встроенной памяти

17520 измерений или 2 года (энергонезависимая)

Сохраняемые в памяти данные:

— средняя доза излучения за каждый час предыдущих суток,

— средняя доза излучения за каждые сутки последних 2-х лет,

— накопленная доза излучения за сутки по часам и за месяц по дням (может отображаться в виде наглядного графика)

Способы индикации данных из встроенной памяти

график, числовые значения

Передача данных из памяти на компьютер

регулируется (2 уровня)

встроенные часы, календарь, термометр

— от Li-Ion аккумулятора 3,7 В, 850 мА/ч (BL-8N),

— от сети 220 В через адаптер

Время автономной работы**

111 х 46 х 19 мм

Диапазон рабочих температур

от -10 °С до +50 °С

*При доверительной вероятности 95%.

**При выключенной подсветке дисплея (экономичный режим работы).

Дозиметры Хабаровск

Цены уточняйте, пожалуйста, у менеджера по тел. 562-777

Консультация специалиста

Реализуем дозиметры радиации в Хабаровске оптом и розницу. Цены ниже рыночных, доставка, скидки и акционные предложения. Продукция брендов «Соэкс» и «РАДЭКС», предоставим сертификаты соответствия.

Дозиметр: устройство на страже здоровья

Дозиметр – это измерительный прибор, дающий числовую оценку текущего радиоактивного излучения. Знание этой оценки необходимо, поскольку превышение допустимого уровня радиации пагубно действует на организм человека, вызывая различные тяжелые заболевания.

Принцип работы

При всём разнообразии моделей дозиметров принцип их работы един. Основа – детектор бета-частиц, фотонов гамма-излучения и рентгеновского излучения (в том числе и знаменитый счетчик Гейгера-Мюллера). В один прибор может быть встроено несколько различных счетчиков, что даёт полную картину о радиационной ситуации.

Счетчики заполняются аргоном, а к их корпусу подходят 2 электрода с напряжением в 400 вольт. Когда бета-частица, проходя сквозь корпус счетчика, попадает в аргон, он ионизируется и приобретает определенные электропроводящие свойства, в результате чего короткий электрический разряд возникает в нагрузочном резисторе. Общее напряжение на подающих электродах снижается, а затем ток и вовсе прекращается, после чего напряжение повышается до 400 вольт. После датчик готов регистрировать следующую бета-частицу.

При прохождении гамма-излучения или рентгеновского излучения сквозь корпус прибора, он реагирует практически тем же образом.

Каждый импульс последовательно регистрируется, и ведется анализ мощности и эффективной дозы ионизирующего излучения за конкретную единицу времени. На измерение прибору нужно время (обычно около минуты), после чего на индикаторе выводится результат.

Зачем нужен дозиметр в быту?

Дозиметр оценивает уровень радиации в помещении и в окружающей среде, на определенной территории, а также в веществах (жидких или твердых). Сравнивая полученные показатели ионизирующего излучения с нормой, можно оценить степень опасности измеряемого объекта. Это знание поможет сохранить своё здоровье и своих близких в нестабильных экологических условиях.

Читайте так же:
Срок поверки внутриквартирных счетчиков

В сложившейся ситуации сомнение относительно радиационной безопасности вызывает всё: продукты в магазине и на рынке, место жительства и работы, приобретаемые товары. Вот почему возрастает спрос на эти измерительные устройства.

Виды дозиметров в Хабаровске

Устройства, измеряющие уровень радиации, делятся на два вид: профессиональные и индивидуальные (бытовые). Между ними есть важные различия, определяющие сферу применения.

Профессиональные устройства

Используются на промышленных объектах, где имеется риск высокой дозы облучения. Профессиональное оборудование мгновенно измеряет радиационный фон, обладает высокой чувствительностью и способностью измерять все возможные виды ионизирующего излучения.

Каждое устройство имеет свидетельство о проверке и сертификат качества. Точность измерения таких приборов весьма велика, а диапазон широк. С его помощью можно проверить подозрительные предметы, оценить радиоактивную обстановку и составить заключение о радиационном фоне на местности.

Использование профессиональных приборов в быту затруднительно по причине высокой стоимости и огромных размеров.

Бытовые устройства

Используются населением индивидуально. Компактные модели годятся для постоянного ношения в кармане, поскольку отличаются малым весом и небольшими размерами.

Предлагаются пороговые и беспороговые устройства. Пороговые не отображают уровень радиации, а только сигнализируют о его превышении. Беспороговые же показывают уровень радиации на индикаторе, хотя их тоже можно настроить на пороговый режим. Он удобен, поскольку при дополнительных настройках звуковая сигнализация в случае превышения срабатывает автоматически.

Бытовое устройство состоит из определенного количества газоразрядных счетчиков, включая счетчик Гейгера и сцинтилляционный счетчик, регистрирующий ядерные излучения. Прибор прост в использовании, но допускает небольшие погрешности, о чем нужно помнить при измерении.

Где же может понадобиться бытовой дозиметр?

  • При обследовании жилья. Если регулярные приступы плохого самочувствия заставляют задуматься, исследования радиационного фона ответят на все вопросы. Возможно, показатели индикатора заставят задуматься о переезде;
  • При выборе нового места жительства. Осматривая новые квартиры и делая выбор между ними, важно взять с собой дозиметр и провести исследование каждого помещения. Это не допустит вселение в потенциально опасное место, где организм будет постоянно получать опасные дозы излучения в течение длительного времени;
  • При покупке автомобиля. Необходимо с осторожностью отнестись к покупке импортного автомобиля, например, привезенного из Японии. Повышенный радиационный фон авто может существенно навредить здоровью;
  • При покупке продуктов питания. Ягоды и грибы, фрукты и овощи, покупаемые на рынке или в магазине, могут нести в себе опасную радиацию. Вот почему проверка будет нелишней перед покупкой;
  • При самостоятельном сборе грибов и ягод. Редкий участок леса может похвастаться идеальным радиационным фоном. Перед началом сбора даров природы следует проверить их безопасность;
  • При покупке различных товаров. Повышенный радиационное излучение может исходить из строительных материалов, мебели, детских и прочих товаров. Важно исследовать крупный товар перед тем, как внести его в дом.

О компании «Оксема»

Группа «Оксема» более 14 лет реализует оборудование для тушения пожаров, средства индивидуальной защиты, медицинские аптечки и дозиметры. В компетенцию компании входит проектирование, обслуживание, монтаж и ремонт систем пожаротушения и видеонаблюдения, а также поставка оборудования.

Чрезвычайные ситуации в Хабаровске и прилежащих районах ликвидируют посредством оборудования от «Оксема». Надежность товаров и услуг группы проверена временем и нестандартными ситуациями.

Почему рекомендуем купить прибор для измерения уровня радиации у «Оксема»?

Несколько лет назад радиометры не были доступны для повседневного использования. Ими пользовались лишь специальные службы. Приборы дорого стоили и не отличались удобством в применении. Современные дозиметрические устройства доступны, всегда в наличии, удобны и достоверны. Приобретайте оборудование у нас, так как:

  1. Предлагаем профессиональные и бытовые радиометры.
  2. Имеем сертификат соответствия каждой модели, как дилер заводов-изготовителей реализуемого оборудования.
  3. Доставляем товар по Хабаровску и прилежащим районам.
  4. Обрабатываем заявки в течение суток.
  5. Оформляем сделки с учетом пожеланий заказчиков.
  6. Предлагаем скидки, акции и бонусы.
  7. Поможем выбрать товар.
  8. Реализуем опт и розницу.
  9. Даем гарантии, меняем и принимаем обратно по желанию заказчика.
  10. Цены как у заводов изготовителей

Радиоактивное излучение не имеет вкуса, запаха и цвета. Тем не менее, последствия для здоровья могут стать необратимыми, вплоть до развития лучевой болезни. Источники излучения могут присутствовать в атмосфере, строительных материалах, предметах быта и продуктах питания. Компактные, легкие и простые в использовании дозиметры от «Оксема» предотвратят неблагоприятное воздействие радиации на вас и ваших близких.

Приобретайте приборы для измерения радиации в нашем интернет-магазине. Стоимость от 9500 рублей. Реализуем опт и розницу, доставляем, консультируем, предоставляем скидки.

Счетчик Гейгера: устройство и бытовые вариации

Современный дозиметр на базе счетчика Гейгера

Угрозы для жизни на планете

Читайте так же:
Как считывать счетчик по воде

Счетчик Гейгера — основной сенсор для измерения радиации. Он регистрирует гамма-, альфа-, бета-излучение и рентгеновские лучи. Обладает самой высокой чувствительностью в сравнении с другими способами регистрации радиации, например, ионизационными камерами. Это главная причина его повсеместного распространения. Другие сенсоры для измерения радиации используются очень редко. Почти все приборы дозиметрического контроля построены именно на счетчиках Гейгера. Они выпускаются массово, и есть приборы различных уровней: от дозиметров военной приемки до китайского ширпотреба. Сейчас приобрести какой-либо прибор для измерения радиации – не проблема.

Повсеместного распространения дозиметрических приборов еще совсем недавно не было. Так к 1986 году во время чернобыльской аварии оказалось, что у населения нет просто никаких приборов дозиметрической разведки, что кстати, дополнительно усугубило последствия катастрофы. При этом, несмотря на распространение радиолюбительства и кружков технического творчества, счетчики Гейгера не продавались в магазинах, поэтому изготовление самодельных дозиметров было невозможным.

schetchik-gejgera-myullera-sbm-20

Принцип работы счетчиков Гейгера

Это электровакуумный прибор с предельно простым принципом работы. Датчик радиоактивных излучений представляет собой металлическую или стеклянную камеру с металлизацией, заполненную разряженным инертным газом. По центру камеры располагают электрод. Внешние стенки камеры подключают к источнику высокого напряжения (обычно 400 вольт). Внутренний электрод — к чувствительному усилителю. Ионизирующие излучения (радиация) представляют собой поток частиц. Они буквально переносят электроны от высоковольтного катода в нити анода. На ней просто наводится напряжение, которое можно уже измерить, подключив к усилителю.

Высокая чувствительность счетчика Гейгера обусловлена лавинообразным эффектом. Энергия, которую регистрирует усилитель на выходе, – это не энергия источника ионизирующего излучения. Это энергия высоковольтного блока питания самого дозиметра. Проникшая частица только переносит электрон (энергетический заряд, который превращается в ток, регистрируемый измерителем). Между электродами введена газовая смесь, состоящая из благородных газов: аргона, неона. Она призвана гасить высоковольтные разряды. Если возникнет такой разряд, то это будет ложное срабатывание счетчика. Последующая измерительная схема игнорирует такие выбросы. Кроме того, высоковольтный блок питания тоже должен быть от них защищен.

Разные варианты счетчиков Гейгера

Схема питания в счетчике Гейгера обеспечивает ток на выходе в нескольких микроампер при выходном напряжении 400 вольт. Точное значение напряжения питания устанавливается для каждой марки счетчика по его технической спецификации.

Возможности счетчиков Гейгера, чувствительность, регистрируемые излучения

С помощью счетчика Гейгера можно зарегистрировать и с высокой точностью измерить гамма- и бета-излучение. К сожалению, нельзя распознать вид излучения напрямую. Это делается косвенным методом с помощью установки преград между сенсором и обследуемым объектом или местностью. Гамма-лучи обладают высокой проницаемостью, и их фон не меняется. Если дозиметр засек бета-излучение, то установка разделительной преграды даже из тонкого листа металла почти полностью перекроет поток бета-частиц.

Распространенные в прошлом комплекты индивидуальных дозиметров ДП-22, ДП-24 не использовали счетчиков Гейгера. Вместо них там использовался сенсор ионизационная камера, поэтому чувствительность была очень низкой. Современные дозиметрические приборы на счетчиках Гейгера обладают в тысячи раз большей чувствительностью. С помощью них можно регистрировать естественные изменения солнечного радиационного фона.

Гейгер и образец счетчика

Примечательная особенность счетчика Гейгера — чувствительность, в десятки и сотни раз превышающая необходимый уровень. Если в совершенно защищенной свинцовой камере включить счетчик, то он покажет огромный естественный радиационный фон. Эти показания не являются дефектом конструкции самого счетчика, что было проверено многочисленными лабораторными исследованиями. Такие данные — следствие естественного радиационного космического фона. Эксперимент только показывает, насколько чувствительным является счетчик Гейгера.

Специально для измерения этого параметра в технических характеристиках указывается значение «чувствительность счетчика имп мкр» (импульсов в микросекунду). Чем больше этих импульсов — тем больше чувствительность.

Измерение радиации счетчиком Гейгера, схема дозиметра

Схему дозиметра можно разделить на два функциональных модуля: высоковольтный блок питания и измерительная схема. Высоковольтный блок питания — аналоговая схема. Измерительный модуль на цифровых дозиметрах всегда цифровой. Это счетчик импульсов, который выводит соответствующее значение в виде цифр на шкалу прибора. Для измерения дозы радиации необходимо подсчитать импульсы за минуту, 10, 15 секунд или другие значения. Микроконтроллер пересчитывает число импульсов в конкретное значение на шкале дозиметра в стандартных единицах измерения радиации. Вот самые распространенные из них:

  • рентген (обычно используется микрорентген);
  • Зиверт (микрозиверт — мЗв);
  • Бэр;
  • Грей, рад,
  • плотность потока в микроваттах/м2.

Зиверт — наиболее популярная единица измерения радиации. К ней соотнесены все нормы, никаких дополнительных пересчетов проводить не требуется. Бэр — единица для определения влияния радиации на биологические объекты.

ДП-2

Современный дозиметр на базе счетчика Гейгера

Сравнение газоразрядного счетчика Гейгера с полупроводниковым датчиком радиации

Счетчик Гейгера является газоразрядным прибором, а современная тенденция микроэлектроники — повсеместное от них избавление. Были разработаны десятки вариантов полупроводниковых сенсоров радиации. Регистрируемый ими уровень радиационного фона значительно выше, чем для счетчиков Гейгера. Чувствительность полупроводникового сенсора хуже, но у него другое преимущество — экономичность. Полупроводникам не требуется высоковольтного питания. Для портативных дозиметров с батарейным питанием они хорошо подходят. Еще одно их преимущество — регистрация альфа-частиц. Газовый объем счетчика существенно больше полупроводникового сенсора, но все равно его габариты приемлемы даже для портативной техники.

Читайте так же:
Счетчик се 301 разрядность

Измерение альфа-, бета- и гамма-излучения

Гамма-излучение измерять наиболее просто. Это электромагнитное излучение, представляющее собой поток фотонов (свет — тоже поток фотонов). В отличие от света у него гораздо более высокая частота и очень малая длина волны. Это позволяет ему проникать сквозь атомы. В гражданской обороне гамма-излучение – это проникающая радиация. Она проникает сквозь стены домов, автомобили, различные сооружения и задерживается только слоем земли или бетона в несколько метров. Регистрация гамма-квантов проводится с градуировкой дозиметра по естественному гамма-излучению солнца. Источников радиации не требуется. Совсем другое дело с бета- и альфа-излучением.

Если ионизирующиее излучение α (альфа-излучение) исходит от внешних объектов, то оно почти безопасно и представляет собой поток ядер атомов Гелия. Пробег и проницаемость этих частиц небольшая – нескольких микрометров (максимум миллиметров) – в зависимости от проницаемости среды. Ввиду этой особенности оно почти не регистрируется счетчиком Гейгера. В то же время регистрация альфа-излучения важна, так как эти частицы чрезвычайно опасны при проникновении внутрь организма с воздухом, пищей, водой. Для их декретирования счетчики Гейгера используются ограничено. Больше распространены специальные полупроводниковые сенсоры.

Бета-излучение отлично регистрируется счетчиком Гейгера, потому что бета-частица представляет собой электрон. Она может пролететь сотни метров в атмосфере, но хорошо поглощается металлическими поверхностями. В связи с этим счетчик Гейгера должен иметь окошко из слюды. Металлическая камера изготавливается с небольшой толщиной стенки. Состав внутреннего газа подбирается таким образом, чтобы обеспечить небольшой перепад давления. Детектор бета-излучения ставится на выносном зонде. В быту такие дозиметры мало распространены. Это в основном военная продукция.

ДП-5А

Зонд дозиметра ДП-5

Индивидуальный дозиметр с счетчиком Гейгера

Этот класс приборов обладает высокой чувствительностью в отличие от устаревших моделей с ионизационными камерами. Надежные модели предлагаются многими отечественными производителями: «Терра», «МКС-05», «ДКР», «Радэкс», «РКС». Это все автономные приборы с выводом данных на экран в стандартных единицах измерения. Есть режим показания накопленной дозы облучения, так и мгновенного уровня фона.

Бытовой индивидуальный дозиметр

Перспективное направление — бытовой дозиметр-приставка к смартфону. Такие устройства выпускают зарубежные производители. У них богатые технические возможности, есть функция хранения показаний, калькуляции, пересчета и суммирования излучения за дни, недели, месяцы. Пока что из-за низких объемов производства стоимость этих приборов довольно высокая.

Самодельные дозиметры, зачем они нужны?

Счетчик Гейгера является специфическим элементом дозиметра, совершенно недоступным для самостоятельного изготовления. Кроме того, он встречается только в дозиметрах или продается отдельно в магазинах радиотоваров. Если этот датчик есть в наличии, все остальные компоненты дозиметра могут быть собраны самостоятельно из деталей разнообразной бытовой электроники: телевизоров, материнских плат и др. На радиолюбительских сайтах, форумах сейчас предлагается около десятка конструкций. Собирать стоит именно их, поскольку это самые отработанные варианты, имеющие подробные руководства по настройке и наладке.

Схема включения счетчика Гейгера всегда подразумевает наличие источника высокого напряжения. Типичное рабочее напряжение счетчика — 400 вольт. Его получают по схеме блокинг-генератора, и это самый сложный элемент схемы дозиметра. Выход счетчика можно подключить к усилителю низкой частоты и подсчитывать щелчки в динамике. Такой дозиметр собирается в экстренных случаях, когда времени на изготовление практически нет. Теоретически, выход счетчика Гейгера можно подключить к аудиовходу бытовой аппаратуры, например, компьютера.

Самодельный дозиметр

Самодельные дозиметры, пригодные для точных измерений, все собираются на микроконтроллерах. Навыки программирования здесь не нужны, так как программа записывается готовой из бесплатного доступа. Сложности здесь типичные для домашнего электронного производства: получение печатной платы, пайка радиодеталей, изготовление корпуса. Все это решается в условиях небольшой мастерской. Самодельные дозиметры из счетчиков Гейгера делают в случаях, когда:

  • нет возможности приобрести готовый дозиметр;
  • нужен прибор со специальными характеристиками;
  • необходимо изучить сам процесс постройки и наладки дозиметра.

Самодельный дозиметр градуируется по естественному фону с помощью другого дозиметра. На этом процесс постройки заканчивается.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector