Buderus-trade.ru

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

Счетчик гейгера из подручных средств

Счетчик гейгера из подручных средств

RUS_D

  • PipPipPipPip
  • Регистрация:
    08-December 08
  • 4978 Cообщений Пропуск №: 2
  • Skype: rus_did
  • Страна проживания: Украина
  • Реальное имя: Руслан
  • Пол: Мужчина
  • Город: Полтавская обл.


В наш век техногенных катастроф, очень важно защитить себя от их последствий. В последнее время часто обсуждается тема радиационной опасности. При больших дозах радиация может разрушать клетки, повреждать ткани органов и явиться причиной скорой гибели организма. Радиация невидима, и в этом ее коварство. Только электроника поможет ее обнаружить.

Многие успели просмотреть это видео.

Как понятно из данного видео, автор создал из подручных средств индикатор радиации. Естественно, что такой индикатор из-за своей особенности работы малочувствителен к естественному радиационному фону и может применяться только в условиях сильного радиоактивного загрязнения. Надобность в таком приборе отпадает, так как человек получит смертельные дозы облучения еще до начала срабатывания такого индикатора. Для улучшения возможностей этого индикатора редакция решила провести исследования возможности использования этого индикатора в качестве замены трубки счетчика Гейгера. Сама трубка счетчика Гейгера довольна дорога и редка. Особенность трубки счетчика Гейгера в том, что она линейно может выдавать импульсы в зависимости от радиационного фона от единиц микрорентген и до сотен рентген. Естественно, что обывателю совсем не нужно знать точно уровень радиации в таком широком диапазоне, а достаточно только определить, что она есть и превышает естественный фон.
Для работы трубки счетчика Гейгера необходимо высокое напряжение. Был собран преобразователь по следующей схеме:

Схема счетчика Гейгера

В схеме использован транзистор, разработанный специально для ключевых схем. Область применения — линейные и импульсные схемы широкого специального применения. Он обладает очень низким напряжением насыщения КЭ. Трансформатор выполнен на броневом магнитопроводе из феррита 2000НМ. Вторичная обмотка выполнена проводом 0,08 и состоит из 3 слоев по 180 витков, для исключения межвиткового пробоя. Первичная обмотка состоит из 13 витков, с отводом от верхнего конца на 5-м витке. Частота работы генератора около 100Гц. Высоковольтные импульсы выпрямляются двумя включенными последовательно диодами кд102А с обратным напряжением 250 вольт и чрезвычайно низким обратным током- 0,1мкА, которым мало какие современные диоды могут похвастаться. Применение других диодов приведет к созданию дополнительной нагрузки на преобразователь и повышению потребляемого им тока. Накопительный конденсатор заряжается до напряжения 360 вольт, при входном напряжении преобразователя 9 вольт и входном токе 0,7 мА. Положительно –заряженный полюс конденсатора подключается к спице, а медная проволока датчика, которая служит отрицательным полюсом,- к резистору R2. При отсутствии излучения ток через R2 не протекает. При попадании в счетчик ионизирующей частицы, в нем происходит разряд и в этот момент через него протекает небольшой импульс тока. Для того, чтобы «озвучить» этот импульс параллельно резистору R2 включен пъезокерамический звукоизлучатель ВQ1 от звонка импортного телефона-трубки. В момент разряда он издает щелчок.
При прохождении частиц через объем испытываемого датчика (а он намного превышает объем промышленного датчика счетчика) происходит ионизация газа и возникает разряд, который будет слышен в пьезокерамическом излучателе.

Как показала практика, чувствительность к естественному радиационному фону у датчика такая же, как у промышленного счетчика СТС-5. Скорее всего это обусловлено повышением объема активной области. При приближении к кинескопу работающего телевизора (люминофор содержит радиоактивные вещества, и еще добавляется жесткое рентгеновское излучение) потрескивание заметно учащается. В среднем слышно 1-2 разряда в секунду. Это соответствует естественному радиационному фону. При нормальном, естественном радиационном фоне будет не более 25-ти щелчков в минуту, что соответствует 15 мкР / час. Если при поднесении к какому-то предмету частота щелчков резко увеличивается, это говорит о том, что он имеет собственную радиоактивность.

Читайте так же:
Brother hl 2240dr сброс счетчика тонера brother

#2

RUS_D

  • PipPipPipPip
  • Регистрация:
    08-December 08
  • 4978 Cообщений Пропуск №: 2
  • Skype: rus_did
  • Страна проживания: Украина
  • Реальное имя: Руслан
  • Пол: Мужчина
  • Город: Полтавская обл.

Счетчик Гейгера на микроконтроллере PIC 16F84

Счетчик Гейгера на микроконтроллере PIC 16F84
Мысль приобрести счетчик Гейгера появилась у меня давно, как говорится, на всякий случай.
Но посмотрев на цены готовых приборов, желание пропало
Так же несколько раз натыкался в интернете на схемы приборов, но подходящий для себя так и не нашел.

. и вот, однажды, почитав какой то форум, о том, как много всяких радиоактивных вещей может нас окружать, о которых мы даже и не догадываемся, желание иметь под рукой подобный прибор появилось вновь.
Для этого было решено разработать собственный прибор.

Ниже расположена схема счетчика Гейгера на микроконтроллере PIC 16F84, печатная плата в PCAD`е и прошивка микроконтроллера.

Характеристики прибора:
Питание: 9 В
Потребляемый ток без подсветки ЖКИ: 7 мА
с подсветкой ЖКИ: 11 мА (зависит от яркости)
Диапазон измерений: 0 мкР — 144 мР (предел счетчика СБМ-20)

2420_lcd.jpg
ЖКИ пришлось заказвыать, т.к. в магазинах подходящих по габаритам не оказалось. Для этих целей оптимально подходит 8 символьный 2 строчный ЖКИ на базе контроллера HD44780.

В принципе, должен подойти любой 2х строчный ЖКИ на базе контроллера HD44780

Счетчик СБМ-20 можно заказать в интернет-магазине.
2420_sbm_20.jpg
Повышающий трансформатор намотан на ферритовом кольце 16х10х4.5

Обмотка I — 420 витков провода ПЭВ 0.1
Обмотка II — 8 витков провода ПЭВ 0.15 — 0.25
Обмотка III — 3 витка провода ПЭВ 0.15 — 0.25

2420_open.jpg
В качестве корпуса использован цифровой мультиметр DT-830. Дешевле оказалось купить мультиметр ради его корпуса, чем покупать корпус отдельно

Небольшая доработка
2420_dt838.jpg
Вынимаем потроха, удаляем наклейку, канцелярским ножом и напильником доводим до совершенства
Так же сверлим необходимые отверстия:
2420_case1.jpg 2420_case2.jpg

При проектировании я не учел одну вещь — найти малогабаритную кнопку и выключатель для крепления на корпусе оказалось непросто.
Поэтому пришлось сделать дополнительно небольшую печатку для монтажа выключателя от неисправного мультиметра, а кнопку закрепить хомутиком на внутренней стороне передней панели.
Проверка прибора:

Для начала проверяем правильность монтажа, подключение трансформатора и ЖКИ, а также полярность подключения счетчика СБМ-20.
Подаем питание.
ВНИМАНИЕ! В схеме присутствует высокое напряжение!
На конденсаторе С1 должно быть напряжение не менее 200 вольт (при измерении цифровым мультиметром, т.к его внутреннее сопротивление не достаточно высоко, происходит падение напряжения, на самом деле на конденсаторе С1 должно быть около 350 вольт!.

На ЖКИ появляется текст:
2420_1.jpg 2420_2.jpg 2420_3.jpg

После инициализации, на дисплее отображаются показания эквивалентной дозы радиации. В среднем, около 14-22 мкР, но может быть и более.
В дальнейшем, каждую секунду происходит обновление показаний, с уточнением средней эквивалентной дозы радиации за единицу времени.

Далее нужно проверить, что счетчик действительно работает, и может показывать что нибудь большее, чем естественный радиационный фон.
Для этого в магазине удобрений можно купить «нитрат калия» (KNO3). В KNO3 содержится его радиоактивный изотоп, на который должен реагировать прибор.

Емкость с KNO3 необходимо расположить максимально близко к чувствительной стороне прибора (там, где находится счетчик СБМ-20).

Опять же, результат может быть разный, но показания должны быть существенно выше естественного фона.

#3

wwwska

  • Регистрация:
    28-January 12
  • 26 Cообщений Пропуск №: 5908
  • Пол: Мужчина
  • Город: Kazan, Россия

И так приступим к изготовлению счетчика гейгера или радиометра, кому как нравиться, своими руками.

Читайте так же:
Счетчик с детальной статистикой для сайта

Датчик Гейгера-Мюллера, достать не всем по силам. И хотя устройство счетчика известно из учебника физики, сделать его в домашних условиях практически невозможно — прибор достаточно сложен. Однако не стоит отчаиваться! Вместо счетчика изготовим неплохой заменитель, который вполне сможет регистрировать бета- и гамма- излучения.

Возьмите стартер от люминесцентной пампы и включите его в сеть последовательно с лампой накаливания 15 ватт см. рисунок. Вот и получился простейший счетчик Гейгера. Теперь главное — выйти на рабочий режим. Наш счетчик работает так: после включения в сеть через газовый разрядный промежуток в стартере между биметаллической пластиной 1 и столбиком 2 начинает идти слабый ток; его силы недостаточно для горения лампы 3. Некоторое время спустя изогнутая биметаллическая пластина 1 нагревается, немного разгибается, прикасается к столбику 2 и замыкает цепь.

В этот момент загорается лампа накаливания 3. Примерно через 0,25 секунды биметаллическая пластина 1 остывает, снова сгибается, отходит от столбика 2, ток в цепи ослабевает, и лампа накаливания 3 гаснет. Между биметаллической пластиной 1 и столбиком 2 снова возникает тлеющий разряд, пластина опять нагревается, и процесс повторяется.

Теоретически он должен идти с какой-то регулярной периодичности, то есть лампа накаливания 3 должна, например, каждые пять секунд загораться и гаснуть. V некоторых стартеров так и бывает. Однако стартеры для люминесцентных ламп значительно разнятся по своим параметрам. Многие предприятия во время ремонтов часто выбрасывают металлическую арматуру для люминесцентных ламп, и если подобрать сразу 15 — 20 стартеров на 220 вольт, то среди них наверняка найдется один подходящий.

У части стартеров тлеющий разряд в разрядном промежутке недостаточен, чтобы нагреть пластину и замкнуть цепь, и лампа накаливания 3 не горит вообще.

Рабочий режим счетчика базируется на том явлении, что слабый разряд не может нагреть пластину, но в момент пролета частицы ток усиливается, пластина нагревается и на мгновение прикасается к столбику. Тут-то лампа накаливания и вспыхивает. Затем стартёр снова переходит в режим ожидания. Нерегулярность вспышек как раз и свидетельствует о том, что мы попали в рабочий режим. Перерыв между вспышками может варьировать от 0,1 до 3-5 с при, повторяем, полном отсутствии регулярности.

В учебнике физики сказано, что стандартный фабричный счетчик Гейгера не регистрирует частицы в момент искры (щелчка или срабатывания индикатора). У нашего счетчика этот момент существенно больше. Пластине нужно нагреться, а лампе накаливания — вспыхнуть и погаснуть. Но так как естественный фон радиоактивности невысок, а время срабатывания раз в 20 — 30 меньше периода пролета частиц, то результаты работы счетчика удовлетворительны. В минуту должно быть примерно от 12 до 25 вспышек.

У фабричных счетчиков гейгера существует зависимость числа срабатываний N от напряжения U (рис. 2). Если батарея дает низкое напряжение, то регистрируются не все частицы. При подаче расчетного для данного счетчика напряжения на графике появляется плато Гейгера, то есть все частицы регистрируются. При дальнейшем повышении напряжения увеличивается количество ложных срабатываний, и затем происходит непрерывный пробой — кривая на графике уходит вверх.

Все это справедливо и для нашего счётчика гейгера. Таким образом, режим регистрации частиц относительный. Если стартер лежит на столе, счетчик срабатывает реже, а если поднести к стартеру пыльную тряпку, то количество вспышек в минуту увеличивается — ведь пыль всегда содержит радиоактивные изотопы.

Следует учитывать и колебания силы тока в цепи, но в течение 20-30 минут она, как правило, постоянна. Предпочтительно также проводить измерения поздним вечером. Если у вас есть подстроечный трансформатор-стабилизатор со встроенным вольтметром от старого телевизора — вообще прекрасно. Главное, наш счетчик позволяет проводить относительные измерения — определять степень радиоактивности, скажем, овощей или интересующих вас предметов. Можно, наконец, тарировать счетчик по стандартному фабричному, взяв его ненадолго у кого-то из друзей или знакомых.

Читайте так же:
Счетчик банкнот magner 75umdi

Простейший счетчик гейгера своими руками

Схема простого индикатора радиации

Две схемы простейших радиационных сигнализаторов, выполненных на базе счетчиков Гейгера, которые фактически не производят измерение радиации, а только озвучивают попадание радиоактивного излучения на датчик прибора. В результате, при естественном фоне прибор потрескивает, издавая примерно 15-25 щелчков в минуту (для счетчика Гейгера типа СИ-19). При поднесении прибора к предмету или зоне, в которой повышенная радиация, эти щелчки становятся намного чаще, и при опасном фоне переходят в ровный звук.

Таким образом прибор предупреждает о том, что в данном месте радиация повышена или данный предмет радиоактивен, но сам уровень радиации он не индицирует (однако, если вместо отдельных щелчков раздается постоянный треск, лучше убегать).

Простейший радиационный сигнализатор состоит из трех функциональных узлов: источника питания 450В для счетчика Гейгера, датчика, в роли которого выступает счетчик Гейгера, и индикатора.

Принципиальная схема наиболее простого варианта показана на рисунке 1. Источник напряжения 450В выполнен на транзисторе VT1. На нем, и трансформаторе Т1, построен блокинг-генератор, вырабатывающий импульсы. Трансформатор имеет три обмотки — коллекторную «1», обмотку обратной связи «2», благодаря которой осуществляется генерация, к повышающую обмотку «3», число витков которой подобрано таким образом, чтобы на выходе выпрямителя на диодах VD2 и VD3 было постоянное напряжение 420-470В.

Полученное напряжение через резистор R2 поступает на выводы счетчика Гейгера F1. При отсутствии излучения ток через цепь R2 F1 не протекает. При попадании в счетчик F1 ионизирующей частицы, в нем происходит разряд и в этот момент через него протекает небольшой импульс тока. Для того, чтобы озвучить этот импульс параллельно резистору R2 включен пьезокерамический звукоизлучатель В1 от звонка импортного телефона-трубки. В момент разряда он издает щелчок.

При нормальном, естественном радиационном фоне будет не более 25-ти щелчков в минуту, что соответствует 15 мкР / час. Если при поднесении к какому-то предмету частота щелчков резко увеличивается, это говорит о том, что он имеет собственную радиоактивность.

Конструктивно, сигнализатор собран в пластмассовой коробке размерами 145x80x35мм. Все детали закреплены при помощи клея «Момент-1м. Питание от батареи типа «Крона» (или импортный аналог). Трансформатор Т1 намотан на ферритовом кольце с внешним диаметром 28 мм (можно использовать кольцо с внешним диаметром от 15мм до 35 мм). Перед намоткой кольцо обмотано в один слой скотч-лентой, порезанной полосками шириной не более 5 мм. Затем на эту изоляцию наматывается обмотка «3», которая должна содержать 550 витков провода ПЭВ 0,06 — ПЭВ 0,12 (в зависимости от размера кольца). Намотка ведется внавал, но равномерно и только в один слой.

Нужно избегать косых витков, которые перекрывают более 3 мм длины обмотки. Обмотка наматывается равномерно по длине окружности кольца, но так, чтобы между началом намотки и её концом было пустое место шириной 2-3 мм. Затем, после того как эта обмотка намотана, её покрывают еще одним слоем скотч-ленты, таким же образом как покрывали само кольцо. Скрещивать или свивать выводы этой обмотки нельзя.

Обмотки «1» и «2» наматываются на обмотку «3» (после того, как она покрыта слоем изоляции из скотч-ленты). Эти обмотки наматываются как одна обмотка с отводом. Участок этой обмотки «1» содержит 9 витков, а участок «2» — 5 витков. Провод ПЭВ-0,23 — ПЭВ 0,43. Обмотка («1» и «2») намотана равномерно по двум третям длины окружности кольца, так, чтобы на оставшейся одной трети были выводы обмотки «3» и они не касались выводов обмоток «1» и «2». После, эти обмотки фиксируются при помощи скотч-ленты.

Читайте так же:
Схема подключения счетчика скат 101

Счетчик Гейгера СИ-19 можно заменить на СТС-5, СТС-6, СБМ-20. Счетчики типа СБМ-21 и СБМ-10 (маленькие, выглядят как пистолетные патроны) использовать нежелательно, они имеют очень малую чувствительность и часто бывают бракованными, и вовсе не реагируют на естественный фон. Подключать счетчик нужно в соответствии с полярностью, указанной на его корпусе.

При таком достоинстве как простота, данный индикатор (по схеме на рисунке 1) не удобен тем, что он издает короткие и негромкие щелчки, и им невозможно пользоваться в таких шумных местах как продовольственный рынок или улица с оживленным движением.

Рис.2
Схема простого индикатора радиации

На рисунке 2 показана схема индикатора, который вместо негромких щелчков издает достаточно громкие тональные звуковые импульсы, которые отчетливо слышны даже на некотором расстоянии от индикатора.

Схема питания счетчика Гейгера не имеет существенных изменений, разница в том, что звуковой индикатор выполнен на микросхеме D1, на которой собран генератор коротких тональных импульсов, с пьезокерамическим звукоизлучателем типа ЗП-1 на выходе.

Конструкция и трансформатор Т1 такой же как в схеме на рисунке 1. Питание +9В поступает на вывод 14 микросхемы, а вывод 7 соединен с общим минусом. Микросхему К176ЛА7 можно заменить на К561ЛА7. Пьезокерамический звукоизлучатель любого типа. Питание от батареи типа «Крона».

Счетчик Гейгера, дозиметр

На свалке вы облюбовали себе коронное место, койка возле старого рентгеновского аппарата, правда иногда подташнивает, но это наверное из-за бесплатной еды в McDonald’s. Сделать по схеме самодельный дозиметр или простой счетчика Гейгера вы не удосужились, и у вас начали выпадать волосы. Когда вы поймете, что это не из-за шампуня, а от ионизирующей радиации, то наверняка захотите узнать как сделать счетчик Гейгера своими руками в домашних условиях из неоновой лампы, работающим на бета и гамма излучение, а также как собрать простой индивидуальный дозиметр из обычного тестера, спицы, проволоки и пластиковой бутылки.

Как сделать счетчик Гейгера

Принцип действия счетчика Гейгера своими руками основан на зажигании неоновой лампы потоком ионизирующих частиц (наше устройство будет регистрировать бета- и гамма- излучение). Берем простую неоновую лампу и подключаем ее к схеме, которая отрегулирует силу тока чуть ниже, чем напряжение зажигания самой лампы. Чем больше излучение, тем больше раз неоновая лампа будет переходить в фазу "зажигания", через громкоговоритель издавая характерный треск и предупреждая нас о радиации.

Схема счетчика Гейгера в домашних условиях (питание от сети!):

Диод D1 выпрямляет переменный ток. Стабилитрон D2 стабилизирует напряжение на уровне 100 Вольт, а сила сопротивления резистора R1 находится при помощи формулы: R=(Vac-100V)/(5мА). Резистором R2 отрегулируйте напряжение, чтобы лампа почти зажигалась.

Схема простого дозиметра излучения

В отличии от самодельного счетчика Гейгера, который регистрирует бета- и гамма- излучение на данный момент времени, принцип действия дозиметра отличается лишь тем, что он интегрирует дозу излучения, что видно из единиц измерения прибора, количество радиации на отрезок времени.

Схема простого дозиметра:

Как видно из рисунка, пластиковая бутылка разрезается так, чтобы изогнутая металлическая спица, продетая через отверстия в крышке бутылки, почти касалась дна консервной банки, в которую эта бутылка вставлена. Далее к спице прикрепляется полевой транзистор КП 302А, к которому последовательно подсоединяется обычный китайский тестер сопротивления.

Последним этапом для изготовления простого дозиметра излучения в домашних условиях будет обмотать медную проволоку одним слоем вокруг консервной банки и соединить её с черным щупом тестера.

Читайте так же:
Микросхема с пультом для счетчика

В отличии от счетчика Гейгера своими руками, результат работы индивидуального дозиметра будет не в силе характерного треска, а отображается на табло тестера в режиме измерения сопротивления. Советуем вам откалибровать его при помощи контрольного источника радиации. Помните, что самодельный дозиметр эффективен лишь на очень близком расстоянии от источника ионизирующего излучения.

Простой дозиметр схема

Собрать своими руками простой счетчик Гейгера, который использует вместо СБМ-20 ,обычный фотодиод в роли детектора излучения сможет любой радиолюбитель. Дозиметр способен фиксировать только альфа- и бета излучение. К сожалению рентгеновский диапазон он обнаружить не сможет. Схема устройства собирается на небольшой печатной плате, и размещается в подходящем корпусе. Медные трубки и фольга необходима для отфильтровки радиочастотных помех.

После сборки проверьте, что полярность динамика и светодиода, подключены правильно. Наденьте на фотодиод медные трубки и изоленту. Они должны очень плотно прилегать.

Пошаговая сборка дозиметра с датчиком из фотодиода

Просверливаем отверстие в боковой части алюминиевого корпуса для тумблера включения питания, а сверху для фотодатчика, светодиода и регулятора чувствительности. После монтожа радикомпонентов, вставьте батарейки. Изоленту накрутите вокруг медных трубок, чтобы они не смещались. Это также уменьшит количество световых квантов воздействующих на фотодиод.

Проверить работоспособность получившегося устройства можно на любом тестовом источнике радиации, который должен быть в специальных лабораториях или в школьных кабинетах по физике. Ну или скататься на великах в Чернобыльскую зону.

Простой дозиметр на СБМ-20

Питание прибора для упрощения конструкции будем осуществлять от стандартной сети переменного тока на 220 вольт

Высокое напряжения поступает с удвоителя построенного на диодах и конденсаторах, затем оно поступает на счетчик Гейгера СБМ 20. Последовательно с ним подключено сопротивление R1. При каждом проходе через счетчик радиационной частицы на его выходе и соответственно на резисторе R1 генерируется электрический импульс, который через резистор R2 попадает на звукоизлучающее устройство в результате чего слышен щелчок.

При нормальном радиационном фоне подобные щелчки слышны 1-2 раза в секунду. С ростом уровня радиации частота щелчков сильно увеличивается и дажеможет перейти в непрерывный треск.

Существенным недостатком данной конструкции своими руками, является факт привязки к электросети. Поэтому рассмотрим еще оди вариант.

В этом устройстве индикатора радиации в роли источника высокого напряжения применен обычный блокинг-генератор генератор малой мощности на транзисторе. Переменное напряжение с вторичной повышающей обмотки трансформатора выпрямляется и поступает на счетчик Гейгера.

Трансформатор изготавливается на ферритовом кольце диаметром 16 мм. Затем осуществляем равномерную намотку первичной обмотки, 400 витками медного провода ПЭВ 0,12. Далее проводом ПЭВ диаметром 0,42 мм крутим вторую и третью обмотку из 8 и 3 витков соответственно.

В правильно собранной конструкции напряжение на емкости C3 должно быть около 400 вольт. Если вдруг меньше, то необходимо поменять местами концы повышающей обмотки. Если напряжение полностью отсутствует то, требуется поменять местами выводы третьей обмотки.

В связи с экологическими последствиями атомных взрывов в мирных целях на Новой Земле и в регионе Семипалатинского испытательного полигона, вследствие сбросов радиоактивных отходов в реку Теча на Южном Урале (1949-1956 гг.), особенно из-за загрязнений природной среды при эксплуатации АЭС (Чернобыльская авария, 1986 г. и другие), изучение основ радиационной безопасности и радиационной дозиметрии стало сегодня весьма актуальным. У населения возникла радиофобия, т. е. боязнь облучения даже в самых незначительных дозах, намного меньше любой научно обоснованной степени риска.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector