เครื่องนับไกเกอร์ทำได้ง่าย เครื่องนับ Geiger-Muller แบบโฮมเมด วิธีทำเครื่องนับ Geiger จากโทรศัพท์

อุปกรณ์ที่คิดค้นโดย Hans Geiger ซึ่งสามารถตรวจจับรังสีไอออไนซ์ได้นั้นเป็นทรงกระบอกปิดผนึกที่มีอิเล็กโทรดสองตัวซึ่งจะมีการปั๊มส่วนผสมก๊าซที่ประกอบด้วยนีออนและอาร์กอนซึ่งถูกไอออนไนซ์ อิเล็กโทรดใช้ไฟฟ้าแรงสูงซึ่งในตัวมันเองไม่ทำให้เกิดปรากฏการณ์การคายประจุใด ๆ จนกระทั่งถึงช่วงเวลาที่กระบวนการไอออไนเซชันเริ่มขึ้นในสภาพแวดล้อมที่เป็นก๊าซของอุปกรณ์ การปรากฏตัวของอนุภาคที่มาจากภายนอกนำไปสู่ความจริงที่ว่าอิเล็กตรอนหลักซึ่งถูกเร่งในสนามที่สอดคล้องกันเริ่มที่จะแตกตัวเป็นไอออนโมเลกุลอื่น ๆ ของตัวกลางที่เป็นก๊าซ เป็นผลให้ภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าทำให้เกิดการสร้างอิเล็กตรอนและไอออนใหม่เหมือนหิมะถล่มซึ่งทำให้ค่าการนำไฟฟ้าของเมฆอิเล็กตรอนไอออนเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว การคายประจุเกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมก๊าซของตัวนับไกเกอร์ จำนวนพัลส์ที่เกิดขึ้นภายในระยะเวลาหนึ่งจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับจำนวนอนุภาคที่ตรวจพบ

จึงสามารถตอบสนองต่อรังสีไอออไนซ์ได้มากที่สุด ประเภทต่างๆ- ได้แก่อัลฟ่า เบตา แกมมา ตลอดจนรังสีเอกซ์ นิวตรอน และรังสีอัลตราไวโอเลต ดังนั้น หน้าต่างอินพุตของตัวนับไกเกอร์ ซึ่งสามารถตรวจจับรังสีอัลฟ่าและเบต้าอ่อน จึงทำจากไมกาที่มีความหนา 3 ถึง 10 ไมครอน ในการตรวจจับรังสีเอกซ์นั้นทำจากเบริลเลียมและรังสีอัลตราไวโอเลตทำจากควอตซ์ คุณสามารถสร้างเครื่องนับไกเกอร์แบบง่ายๆ ของคุณเองได้ ซึ่งใช้หลอดไกเกอร์-มึลเลอร์ แทนหลอดที่มีราคาแพงและหายาก โดยใช้โฟโตไดโอดเป็นเครื่องตรวจจับรังสี ตรวจจับอนุภาคอัลฟ่าและเบต้า น่าเสียดายที่มันไม่สามารถตรวจจับช่วงรังสีแกมมาได้ แต่จะเพียงพอสำหรับการเริ่มต้น วงจรถูกบัดกรีบนแผงวงจรพิมพ์ขนาดเล็ก และทั้งหมดอยู่ในกล่องอลูมิเนียม ท่อทองแดงและแผ่นอลูมิเนียมฟอยล์ใช้เพื่อกรองสัญญาณรบกวนความถี่วิทยุ

วงจรนับโฟโตไดโอดไกเกอร์

รายการชิ้นส่วนที่จำเป็นสำหรับวงจรวิทยุ

• โฟโตไดโอด BPW34 1 ตัว
• 1 LM358 ออปแอมป์
• 1 ทรานซิสเตอร์ 2N3904
• 1 ทรานซิสเตอร์ 2N7000
• 2 คาปาซิเตอร์ 100 NF
• 1 ตัวเก็บประจุ 100 µF
• 1 ตัวเก็บประจุ 10 nF
• 1 ตัวเก็บประจุ 20 nF
• ตัวต้านทาน 1 10 MΩ
• 2 ตัวต้านทาน 1.5 โมห์ม
• ตัวต้านทาน 1 56 kohm
• ตัวต้านทาน 1 150 โคห์ม
• ตัวต้านทาน 2 1 kohm
• โพเทนชิโอมิเตอร์ 1 250 kohm
• ลำโพงพีโซ 1 ตัว
• 1 สวิตช์ไฟ

ดังที่คุณเห็นจากแผนภาพ มันง่ายมากจนสามารถประกอบได้ภายในสองสามชั่วโมง หลังการประกอบ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าขั้วของลำโพงและ LED ถูกต้อง

วางท่อทองแดงและเทปไฟฟ้าไว้บนโฟโตไดโอด มันควรจะพอดีพอดี

เจาะรูที่ผนังด้านข้าง ตัวอลูมิเนียมสำหรับสวิตช์สลับ และด้านบนสำหรับเซ็นเซอร์รับแสง, LED และตัวควบคุมความไว ในกรณีนี้ไม่ควรมีรูอีกต่อไปเนื่องจากวงจรมีความไวต่อการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้ามาก

เมื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าทั้งหมดแล้ว ให้ใส่แบตเตอรี่ เราใช้แบตเตอรี่ CR1620 สามก้อนซ้อนกัน พันเทปไฟฟ้ารอบท่อเพื่อป้องกันไม่ให้เคลื่อนย้าย นอกจากนี้ยังจะช่วยป้องกันแสงไม่ให้เข้าถึงโฟโตไดโอดอีกด้วย ตอนนี้ทุกอย่างพร้อมที่จะเริ่มตรวจจับอนุภาคกัมมันตภาพรังสีแล้ว

คุณสามารถตรวจสอบการทำงานกับแหล่งกำเนิดรังสีทดสอบใดๆ ก็ได้ ซึ่งคุณจะพบได้ในห้องปฏิบัติการพิเศษหรือในห้องเรียนของโรงเรียน หลังจากนั้น งานภาคปฏิบัติในหัวข้อนี้

ถนัดมือซ้าย 1995 หมายเลข 10

อุปกรณ์ที่อธิบายไว้ข้างต้นสำหรับการวัดระดับรังสีมีความน่าสนใจเนื่องจากความเรียบง่ายในการผลิตเป็นหลัก อย่างไรก็ตามมันก็มีความแตกต่างเล็กน้อยเช่นกัน: ส่วนที่สำคัญที่สุดของอุปกรณ์คือเซ็นเซอร์รังสีซึ่งอันที่จริงแล้วเป็นพื้นฐานของตัวนับ Geiger-Muller นั้นไม่สามารถเข้าถึงได้สำหรับทุกคน และถึงแม้ว่าอุปกรณ์ของเคาน์เตอร์จะรู้จักจากตำราฟิสิกส์ แต่ก็แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะทำที่บ้าน - อุปกรณ์ค่อนข้างซับซ้อน อย่างไรก็ตาม อย่าเพิ่งหมดหวัง! แทนที่จะใช้อุปกรณ์ที่อธิบายไว้ในบทความก่อนหน้านี้ คุณสามารถสร้างอุปกรณ์อื่นที่หลายคนสามารถเข้าถึงได้ แทนที่จะใช้ตัวนับ เราจะสร้างสิ่งทดแทนที่ดีซึ่งสามารถบันทึกรังสีเบตาและแกมมาได้

สตาร์ทเตอร์จากปั๊มฟลูออเรสเซนต์แล้วต่อเข้ากับเครือข่ายแบบอนุกรมโดยใช้หลอดไส้ขนาด 15 วัตต์ (ดูรูปที่ 1) ดังนั้นเราจึงได้ตัวนับไกเกอร์ที่ง่ายที่สุด ตอนนี้สิ่งสำคัญคือการเข้าสู่โหมดการทำงาน มิเตอร์ของเราทำงานดังนี้: หลังจากเชื่อมต่อกับเครือข่ายแล้ว กระแสไฟอ่อนเริ่มไหลผ่านช่องว่างการปล่อยก๊าซในตัวสตาร์ทระหว่างแผ่นโลหะคู่ 1 และคอลัมน์ 2 ความแข็งแรงไม่เพียงพอที่จะเผาหลอดไฟ 3 หลังจากนั้นไม่นานแผ่น bimetallic โค้ง 1 ก็ร้อนขึ้น โค้งงอเล็กน้อย แตะคอลัมน์ 2 แล้วปิดวงจร

ในขณะนี้ หลอดไส้ 3 สว่างขึ้น หลังจากนั้นประมาณ 0.25 วินาที แผ่นโลหะคู่ 1 จะเย็นลง โค้งงออีกครั้ง เคลื่อนออกจากคอลัมน์ 2 กระแสไฟฟ้าในวงจรอ่อนลง และหลอดไส้ 3 ดับลง การเปล่งแสงเกิดขึ้นอีกครั้งระหว่างแผ่นโลหะคู่ 1 และคอลัมน์ 2 แผ่นจะร้อนขึ้นอีกครั้ง และกระบวนการนี้จะเกิดซ้ำ

ตามทฤษฎีควรเกิดขึ้นเป็นระยะๆ เช่น หลอดไส้ 3 ควรสว่างขึ้นและดับทุกๆ ห้าวินาที สิ่งนี้เกิดขึ้นกับผู้เริ่มต้นบางคน อย่างไรก็ตาม การเริ่มต้นสำหรับ หลอดฟลูออเรสเซนต์แตกต่างกันอย่างมากในพารามิเตอร์ องค์กรหลายแห่งมักจะทิ้งอุปกรณ์โลหะสำหรับหลอดฟลูออเรสเซนต์ในระหว่างการซ่อมแซมและหากคุณเลือกสตาร์ทเตอร์ 15 - 20 โวลต์ 220 โวลต์ในคราวเดียวก็จะมีอันที่เหมาะสมอยู่ในหมู่พวกเขาอย่างแน่นอน

สำหรับสตาร์ตเตอร์บางตัว การเรืองแสงในช่องว่างการคายประจุไม่เพียงพอที่จะให้ความร้อนแก่แผ่นและปิดวงจร และหลอดไส้ 3 จะไม่สว่างเลย

โหมดการทำงานของตัวนับนั้นขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์ที่ว่าการปล่อยประจุอย่างอ่อนไม่สามารถให้ความร้อนแก่เพลตได้ แต่ในขณะที่อนุภาคผ่านไป กระแสไฟฟ้าจะรุนแรงขึ้น แผ่นจะร้อนขึ้นและสัมผัสกับคอลัมน์ชั่วขณะ นี่คือจุดที่หลอดไฟกะพริบ จากนั้นสตาร์ทเตอร์จะเข้าสู่โหมดสแตนด์บายอีกครั้ง ความผิดปกติของการระบาดเพียงบ่งชี้ว่าเราอยู่ในโหมดการทำงาน ช่วงเวลาระหว่างแฟลชอาจแตกต่างกันไปตั้งแต่ 0.1 ถึง 3-5 วินาทีโดยที่เราทำซ้ำคือขาดความสม่ำเสมอโดยสิ้นเชิง

หนังสือเรียนฟิสิกส์บอกว่าเครื่องนับไกเกอร์มาตรฐานจากโรงงานไม่ได้บันทึกอนุภาคในขณะที่เกิดประกายไฟ (คลิกหรือทริกเกอร์ตัวบ่งชี้) ด้วยการตอบโต้ของเรา ช่วงเวลานี้ยิ่งใหญ่กว่าอย่างเห็นได้ชัด จานต้องร้อนขึ้นและหลอดไส้ต้องกระพริบและดับลง แต่เนื่องจากพื้นหลังตามธรรมชาติของกัมมันตภาพรังสีต่ำและเวลาตอบสนองน้อยกว่าระยะเวลาที่อนุภาคผ่านไป 20 - 30 เท่า ผลลัพธ์ของตัวนับจึงเป็นที่น่าพอใจ ควรมีการกะพริบประมาณ 12 ถึง 25 ครั้งต่อนาที

สำหรับมิเตอร์โรงงาน จะมีการขึ้นอยู่กับจำนวนการดำเนินการ N กับแรงดันไฟฟ้า U (รูปที่ 2) หากแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ต่ำ ระบบจะตรวจไม่พบอนุภาคทั้งหมด เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าที่คำนวณได้สำหรับตัวนับที่กำหนด จะมีที่ราบสูงไกเกอร์ปรากฏบนกราฟ กล่าวคือ อนุภาคทั้งหมดจะถูกบันทึกไว้ เมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอีก จำนวนการแจ้งเตือนที่ผิดพลาดจะเพิ่มขึ้น และจากนั้นจะเกิดการพังทลายอย่างต่อเนื่อง - เส้นโค้งบนกราฟจะเพิ่มขึ้น

ทั้งหมดนี้เป็นจริงสำหรับเคาน์เตอร์ของเรา ดังนั้นโหมดการลงทะเบียนอนุภาคจึงสัมพันธ์กัน หากสตาร์ทเตอร์วางอยู่บนโต๊ะ ตัวนับจะยิงน้อยลง และหากคุณนำผ้าขี้ริ้วมาที่สตาร์ทเตอร์ จำนวนการกะพริบต่อนาทีจะเพิ่มขึ้น ท้ายที่สุดแล้ว ฝุ่นจะมีไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีอยู่เสมอ

ควรคำนึงถึงความผันผวนของความแรงของกระแสในวงจรด้วย แต่โดยปกติแล้วจะคงที่เป็นเวลา 20-30 นาที นอกจากนี้ยังควรวัดในช่วงเย็นอีกด้วย หากคุณมีเครื่องปรับความเสถียรของหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีโวลต์มิเตอร์ในตัวจากทีวีเครื่องเก่า โดยทั่วไปแล้วจะถือว่าดีมาก สิ่งสำคัญคือตัวนับของเราอนุญาตให้คุณทำการตรวจวัดแบบสัมพันธ์ - เพื่อกำหนดระดับของกัมมันตภาพรังสีเช่นผักหรือสิ่งของที่คุณสนใจ ในที่สุด คุณสามารถปรับเทียบมิเตอร์ตามการสอบเทียบมาตรฐานจากโรงงาน โดยยืมมาจากเพื่อนหรือคนรู้จักของคุณในช่วงเวลาสั้นๆ

คำตอบ

Lorem Ipsum เป็นเพียงข้อความจำลองของอุตสาหกรรมการพิมพ์และการเรียงพิมพ์ Lorem Ipsum เป็นข้อความจำลองมาตรฐานของอุตสาหกรรมนับตั้งแต่ช่วงปี 1500 เมื่อเครื่องพิมพ์ที่ไม่รู้จักได้เอาเครื่องพิมพ์ไปตะเกียกตะกายเพื่อสร้างหนังสือตัวอย่าง Lorem Ipsum มีอายุไม่เพียงแค่ห้าศตวรรษเท่านั้น http://jquery2dotnet.com/ แต่ยังเป็นการก้าวกระโดดไปสู่การเรียงพิมพ์แบบอิเล็กทรอนิกส์ โดยยังคงไม่เปลี่ยนแปลง โดยพื้นฐานแล้วได้รับความนิยมในทศวรรษ 1960 ด้วยการเปิดตัวแผ่น Letraset ที่มีข้อความ Lorem Ipsum และล่าสุดคือซอฟต์แวร์การเผยแพร่บนเดสก์ท็อปเช่น Aldus PageMaker รวมถึง Lorem Ipsum เวอร์ชันต่างๆ ด้วย

ด้านล่างนี้เป็นแผนภาพของตัวนับ Geiger ไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC 16F84, พีซีบีในเฟิร์มแวร์ PCAD และไมโครคอนโทรลเลอร์

ลักษณะอุปกรณ์:
กำลังไฟ: 9V
ปริมาณการใช้กระแสไฟที่ไม่มีแสงพื้นหลัง LCD: 7 mA
พร้อมไฟพื้นหลัง LCD: 11 mA (ขึ้นอยู่กับความสว่าง)
ช่วงการวัด: 0 µR - 144 mR (ขีดจำกัดของตัวนับ SBM-20)

ที่ต้องสั่งจอ LCD เพราะ... ไม่มีร้านค้าใดที่มีขนาดเหมาะสม จอ LCD 8 ตัวอักษร 2 บรรทัดที่ใช้คอนโทรลเลอร์ HD44780 เหมาะอย่างยิ่งสำหรับวัตถุประสงค์เหล่านี้
โดยหลักการแล้ว LCD 2 บรรทัดใด ๆ ที่ใช้คอนโทรลเลอร์ HD44780 ควรจะเหมาะสม

หม้อแปลงแบบสเต็ปอัพพันอยู่บนวงแหวนเฟอร์ไรต์ 16x10x4.5

ม้วน I - ลวด PEV 420 รอบ 0.1
ขดลวด II - ลวด PEV 8 รอบ 0.15 - 0.25
ขดลวด III - ลวด PEV 3 รอบ 0.15 - 0.25

ตัวเรือนเป็นมัลติมิเตอร์แบบดิจิตอล DT-830 การซื้อมัลติมิเตอร์สำหรับตัวเรือนนั้นถูกกว่าการซื้อตัวเรือนแยกต่างหาก :)

การแก้ไขเล็กน้อย

เรานำเครื่องในออก ลอกสติกเกอร์ออก และใช้มีดอรรถประโยชน์และตะไบเพื่อทำให้สมบูรณ์แบบ
เรายังเจาะรูที่จำเป็นด้วย:

เมื่อออกแบบฉันไม่ได้คำนึงถึงสิ่งหนึ่งสิ่งใด - การค้นหาปุ่มขนาดเล็กและสลับไปติดตั้งบนเคสกลายเป็นเรื่องยาก
ดังนั้นฉันจึงต้องทำการซีลเล็กๆ เพิ่มเติมเพื่อติดตั้งสวิตช์จากมัลติมิเตอร์ที่ชำรุด และยึดปุ่มให้แน่นด้วยแคลมป์ที่ด้านในของแผงด้านหน้า

การตรวจสอบอุปกรณ์:

ขั้นแรก ตรวจสอบการติดตั้งที่ถูกต้อง การเชื่อมต่อของหม้อแปลงและ LCD รวมถึงขั้วของการเชื่อมต่อของมิเตอร์ SBM-20
เราเสิร์ฟอาหาร
ความสนใจ! วงจรไฟฟ้าแรงสูง!
ควรมีแรงดันไฟฟ้าข้ามตัวเก็บประจุ C1 อย่างน้อย 200 โวลต์ (เมื่อวัดด้วยมัลติมิเตอร์แบบดิจิตอล เนื่องจากความต้านทานภายในไม่สูงพอ จึงเกิดแรงดันไฟฟ้าตก ที่จริงแล้ว ตัวเก็บประจุ C1 ควรมีประมาณ 350 โวลต์!)

ข้อความปรากฏบนจอ LCD:

หลังจากการเริ่มต้น จอแสดงผลจะแสดงการอ่านค่าปริมาณรังสีที่เท่ากัน โดยเฉลี่ยประมาณ 14-22 microR แต่ก็สามารถมากกว่านั้นได้
ในอนาคต ค่าที่อ่านได้จะอัปเดตทุกๆ วินาที โดยระบุปริมาณรังสีเฉลี่ยที่เทียบเท่าต่อหน่วยเวลา

ถัดไป คุณต้องตรวจสอบว่ามิเตอร์ใช้งานได้จริงและสามารถแสดงบางสิ่งได้มากกว่ารังสีพื้นหลังตามธรรมชาติ
โดยคุณสามารถซื้อ “โพแทสเซียมไนเตรต” (KNO3) ได้ที่ร้านขายปุ๋ย KNO3 มีไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีซึ่งอุปกรณ์จะต้องตอบสนอง

ต้องวางภาชนะที่มี KNO3 ใกล้กับด้านที่ไวของอุปกรณ์มากที่สุด (ซึ่งเป็นที่ตั้งของมิเตอร์ SBM-20)

ขอย้ำอีกครั้งว่าผลลัพธ์อาจแตกต่างกันไป แต่ค่าที่อ่านได้ควรสูงกว่าพื้นหลังตามธรรมชาติอย่างมาก

เครื่องนับรังสีไกเกอร์-มุลเลอร์เป็นเครื่องมือที่ค่อนข้างง่ายในการวัดรังสีไอออไนซ์ ในกรณีที่ง่ายที่สุด ทำได้โดยใช้เซ็นเซอร์ตัวเดียว เพื่อเพิ่มความไว การออกแบบที่นำเสนอในที่นี้ประกอบด้วยหลอดตรวจจับโซเวียต STS-5 จำนวน 3 หลอด นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการวัดแหล่งธรรมชาติที่มีระดับรังสีต่ำ เช่น ดิน หิน และน้ำ

หลักการทำงานของเครื่องนับไกเกอร์-มุลเลอร์ที่ปล่อยก๊าซคือ เมื่อใช้ไฟฟ้าแรงสูง (โดยทั่วไปคือ 400 V) กับเซ็นเซอร์ ปกติแล้วท่อจะไม่นำไฟฟ้า แต่จะทำในช่วงเวลาสั้นๆ เมื่อเกิดการปล่อยอนุภาค พัลส์เหล่านี้มาถึงเครื่องตรวจจับ ระดับของการแผ่รังสีไอออไนซ์เป็นสัดส่วนกับจำนวนพัลส์ที่ตรวจพบในช่วงเวลาคงที่

ตัวนับรังสีประกอบด้วยอิเล็กโทรดสองตัว อนุภาคไอออไนซ์จะสร้างช่องว่างประกายไฟระหว่างอิเล็กโทรด ตัวต้านทานจะถูกวางอนุกรมกับหลอดเพื่อลดปริมาณกระแสที่เกิดขึ้นในสถานการณ์นี้ ทำเครื่องหมายในแผนภาพเป็น R5 กิน วิธีการที่แตกต่างกันการรับสัญญาณจากหลอด ในกรณีนี้ ตัวต้านทานจะเชื่อมต่อแบบอนุกรมระหว่างท่อกับกราวด์ การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าคร่อมตัวต้านทานจะวัดโดยใช้เครื่องตรวจจับ ตัวต้านทานนี้ถูกกำหนดให้เป็น R6

ที่นี่ชิป MC34063 เป็นตัวแปลง ดี.ซีเนื่องจากต้องใช้ไฟฟ้าแรงสูงในการทำงานตามปกติ ข้อได้เปรียบเหนือ NE555 แบบธรรมดาหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่คล้ายกันคือสามารถควบคุมแรงดันไฟขาออกและปรับพารามิเตอร์เพื่อให้มีเสถียรภาพ (องค์ประกอบ R3, R4, C3)

ชิป op-amp IC1A ใช้เป็นตัวเปรียบเทียบเพื่อกรองสัญญาณรบกวนและสร้างสัญญาณไบนารี่ (ต่ำ - ไม่มีพัลส์เปิด) ในขณะนี้, สูงสุด - แรงกระตุ้นผ่านไปแล้ว) แรงดันไฟฟ้าของวงจรคือ 5 V การใช้กระแสไฟคือ 30 mA

การเริ่มต้นและการแก้ไขปัญหา

แรงดันไฟฟ้าที่ C4 ต้องอยู่ภายในขีดจำกัดที่ยอมรับได้สำหรับเครื่องนับ Geiger-Muller ที่ใช้ โดยปกติจะอยู่ที่ประมาณ 400V - โปรดใช้ความระมัดระวังเมื่อทำการวัด! หากแรงดันไฟฟ้าอยู่นอกช่วง ให้ใช้ C1 (ตัวแปลงความถี่ DC/DC), C3, R3, R4 (ตัวแปลง DC/DC แรงดันป้อนกลับ) สามารถปรับได้

จุดสำคัญถัดไปคือการมีหรือไม่มีพัลส์บน R6 หากไม่มีพัลส์ คุณต้องตรวจสอบว่าท่อเครื่องตรวจจับเชื่อมต่อตามขั้วหรือไม่ เช่นเดียวกับไดโอด ตัวนับไกเกอร์มีขั้วของตัวเองและจะทำงานไม่ถูกต้องหากเชื่อมต่อแบบย้อนกลับ

หากมองเห็นพัลส์บน R6 แต่สถานะเอาต์พุตของ IC1A ไม่เปลี่ยนแปลงจะต้องเปลี่ยน R7, R8 โดยจะตั้งค่าเกณฑ์ของสัญญาณ ดังที่เห็นในภาพถ่าย มีการใช้ตัวนับความถี่ดิจิทัล 32F429I เพื่อนับพัลส์และแสดงภาพผลลัพธ์ วงจรที่นำเสนอในโครงการนี้สามารถปรับให้ทำงานร่วมกับเซ็นเซอร์รังสี Geiger อื่น ๆ ได้ - ซึ่งต่างกันตามแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการ

คุณไม่สามารถมองเห็นหรือรู้สึกถึงรังสี แต่คุณสามารถรับรู้ถึงการมีอยู่ของมันได้ ในรูปแบบต่างๆโดยแสงจากฟิล์มถ่ายภาพ แสงกะพริบบนจอแสดงผล แต่ในทางปฏิบัติส่วนใหญ่แล้ว - การใช้เครื่องนับอนุภาคที่สร้างแรงกระตุ้นทางไฟฟ้าเมื่ออนุภาคกระทบกับมัน โดยพื้นฐานแล้วตัวนับ Geiger-Muller ทั้งหมดประกอบด้วยท่อปิดผนึกซึ่งเป็นแคโทดและลวดที่ขึงผ่านแกน - ขั้วบวก พื้นที่ภายในเต็มไปด้วยก๊าซที่ความดันต่ำเพื่อสร้างสภาวะที่เหมาะสมสำหรับการพังทลายของไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าบนมิเตอร์อยู่ที่ประมาณ 300 - 500 V และถูกปรับเพื่อไม่ให้เกิดการพังทลายอย่างอิสระและกระแสไม่ไหลผ่านมิเตอร์ แต่เมื่ออนุภาคกัมมันตภาพรังสีกระทบ มันจะแตกตัวเป็นไอออนของก๊าซในหลอด และอิเล็กตรอนและไอออนถล่มทั้งหมดปรากฏขึ้นระหว่างแคโทดและแอโนด - กระแสเริ่มไหล แต่หลังจากเสี้ยววินาที ตัวนับจะกลับสู่สถานะเดิมและรอให้อนุภาคถัดไปผ่านไป

ภาพถ่ายแสดงมิเตอร์ SBM-20 ที่พบบ่อยที่สุด มีความไวต่อรังสีบีตาและแกมมา (รังสีเอกซ์) จำนวนพัลส์ที่บันทึกได้ใน 40 วินาทีเท่ากับความเข้มของรังสีในหน่วยไมโครเรินต์เจนต่อชั่วโมง (µR/h) ระดับปกติคือ 12 - 16 microR/h แต่บนภูเขาอาจสูงกว่าได้หลายเท่า

วงจรเครื่องวัดปริมาณรังสีแบบโฮมเมดประกอบด้วยบล็อกสองบล็อกที่ประกอบอยู่ในกล่องพลาสติกขนาดเล็ก: วงจรเรียงกระแสหลักและตัวบ่งชี้

บล็อกเชื่อมต่อกันด้วยขั้วต่อ X1 เมื่อจ่ายไฟ ตัวเก็บประจุ C3 จะเริ่มชาร์จที่แรงดันไฟฟ้า 600 V จากนั้นทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานสำหรับมิเตอร์ เมื่อถอดปลั๊กไฟออกจากเต้ารับและปิดไฟแสดงสถานะแล้วเราจะเริ่มฟังการคลิกในโทรศัพท์ที่มีความต้านทานสูง

ดังที่คุณอาจเดาได้ การคลิกบนโทรศัพท์หมายความว่ามีอนุภาคกัมมันตภาพรังสีเข้าไปในตัวนับ เวลาในการทำงานของตัวบ่งชี้หลังจากการชาร์จหนึ่งครั้งขึ้นอยู่กับกระแสรั่วไหลของตัวเก็บประจุดังนั้นจึงต้องเป็นเช่นนั้น คุณภาพดี- ตามกฎแล้วอุปกรณ์สามารถทำงานได้เป็นเวลาสิบหรือสี่สิบนาทีโดยไม่ต้องชาร์จใหม่ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความเข้มของรังสีกัมมันตภาพรังสี

การสิ้นสุดประจุตัวเก็บประจุสามารถตัดสินได้โดยการหยุดการคลิกในโทรศัพท์ที่มีความต้านทานสูง การให้คะแนนชิ้นส่วนไม่สำคัญ ตัวต้านทาน R1 ควรมีพลัง 1-2 W. เคาน์เตอร์ B1 เป็นอะไรก็ได้ที่คุณสามารถหาได้

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ออกแบบมาสำหรับความถี่ 1,000 Hz ประกอบโดยใช้องค์ประกอบ DD1.1 และ DD1.2 K176LA7 พัลส์สี่เหลี่ยมผ่านห่วงโซ่ที่แตกต่าง C2R3 จะเปิดทรานซิสเตอร์ VT1 KT315 ซึ่งทำงานในโหมดคีย์ พัลส์จากจุดเชื่อมต่อตัวสะสมซึ่งผ่านขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้า เหนี่ยวนำแรงดันไฟฟ้าพัลส์สูงที่มีศักยภาพประมาณ 100 V ในขดลวดทุติยภูมิ ไดโอด VD1 ได้รับการออกแบบมาเพื่อปกป้องตัวสะสมทรานซิสเตอร์จากแรงดันไฟฟ้าเกินที่อาจเกิดขึ้นกับอุปนัย โหลด - หม้อแปลงไฟฟ้า

วงจรเรียงกระแสทวีคูณหกเท่าสร้างแรงดันไฟฟ้าคงที่ 400 V ซึ่งจ่ายให้กับแคโทดของมิเตอร์ผ่านตัวต้านทานจำกัดกระแส R4 พัลส์เชิงลบจากขั้วบวกของตัวนับซึ่งเกิดจากการผ่านของอนุภาคกัมมันตรังสีองค์ประกอบสวิตช์ DD1.3 และขยายระยะเวลาเป็นเศษส่วนของวินาทีตกบน DD1.4 เนื่องจากได้รับพัลส์สี่เหลี่ยมที่มีความถี่ 1 kHz ที่อินพุตอื่น ที่เอาต์พุตขององค์ประกอบ จะได้รับสัญญาณเสียงแบบโทนเสียง และ LED HL1 จะสว่างขึ้นในเวลาเดียวกัน

ด้วยพื้นหลังตามธรรมชาติของการแผ่รังสี เสียง “แหลม” จะเกิดขึ้นได้ยากทุกๆ สองสามวินาที เมื่อระดับรังสีเพิ่มขึ้น เสียงจะดังขึ้นบ่อยขึ้นและอยู่ในระดับที่เป็นอันตราย บี๊บมีเสียงอย่างต่อเนื่องและไฟ LED จะติดสว่างตลอดเวลา วงจรนี้ใช้ตัวนับ SI13G แต่ก็สามารถใช้ตัวนับที่คล้ายกันได้เช่นกัน ผลิตในขวดแก้วและมีขนาดเล็กกว่าตัวนับ SBM-20 แต่มีความไวต่ำกว่าด้วย

หม้อแปลงไฟฟ้าเป็นแบบโฮมเมดพันบนแกนเฟอร์ไรต์รูปตัว W ขนาดเล็ก Ш4×8 ขดลวดปฐมภูมิประกอบด้วยลวด PEL 0.1 100 รอบ ขดลวดทุติยภูมิประกอบด้วยลวด PEL 0.06 1200 รอบ ต้องทำขดลวดเป็นกลุ่มโดยวางฉนวน 1 - 2 ชั้นระหว่างขดลวด

ในบทความนี้คุณจะพบคำอธิบาย วงจรง่ายๆเครื่องวัดปริมาณรังสีบนตัวนับ SBM-20 ซึ่งมีความไวเพียงพอและบันทึกค่าที่เล็กที่สุดของอนุภาคกัมมันตรังสีเบต้าและแกมมา วงจรเครื่องวัดปริมาณรังสีนั้นใช้เซ็นเซอร์รังสีในประเทศประเภท SBM-20 มีลักษณะคล้ายกระบอกโลหะ เส้นผ่านศูนย์กลาง 12 มม. และยาวประมาณ 113 มม. หากจำเป็นสามารถเปลี่ยนเป็น ZP1400, ZP1320 หรือ ZP1310 ได้

อุปกรณ์นี้ใช้ตัวนับ Geiger-Muller ประเภท SBM-20 นี่คือกระบอกโลหะที่มีอิเล็กโทรด 2 อิเล็กโทรดอยู่ที่ปลาย แก๊สอยู่ข้างใน. อิเล็กโทรดเหล่านี้มีแรงดันไฟฟ้าคงที่ประมาณ 400V เมื่ออนุภาคไอออไนซ์ผ่านตัวนับ จะเกิดการพังทลายทางไฟฟ้า และความต้านทานของอุปกรณ์จะลดลงอย่างรวดเร็วจากอนันต์ไปจนถึงสังเกตได้ชัดเจนมาก ดังนั้น เมื่ออนุภาคไอออไนซ์แต่ละอนุภาคผ่านตัวนับ จะทำให้เกิดพัลส์สั้นๆ

เครื่องวัดปริมาณรังสีในครัวเรือนที่ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์สามารถบันทึกระดับรังสีส่วนเกินในช่วงตั้งแต่ 0 mR ถึง 144 mR การออกแบบประกอบด้วยตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบสเต็ปอัพและไมโครคอนโทรลเลอร์ที่นับพัลส์ที่สร้างขึ้นและส่งข้อมูลไปยังตัวบ่งชี้ดิจิทัล

หลังจากภัยพิบัติในญี่ปุ่น ความต้องการวิธีการติดตามกัมมันตภาพรังสีส่วนบุคคลเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และไม่เพียงแต่อุปกรณ์สำเร็จรูปเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเคาน์เตอร์ Geiger-Muller ในประเทศที่ขาดแคลนอีกด้วย ดังนั้นเราจึงต้องให้ความสำคัญกับ "ประสบการณ์ต่างประเทศ" หรือเน้นที่ฐานองค์ประกอบต่างประเทศมากกว่า นี่คือผลิตภัณฑ์จาก บริษัท ชื่อดัง Philips - เคาน์เตอร์ ZP1300 ต่างจากอะนาล็อกในประเทศต้องใช้แรงดันไฟฟ้า 700V มิฉะนั้นทุกอย่างจะเหมือนกัน รูปภาพนี้แสดงไดอะแกรมของตัวบ่งชี้กัมมันตภาพรังสีที่ได้ยินโดยอ้างอิงจากตัวนับ ZP1300

แต่ละครั้งที่อนุภาคไอออไนซ์ผ่านตัวนับ อุปกรณ์จะส่งเสียงสั้น ๆ ยิ่งรังสีสูงเท่าไรก็ยิ่งส่งเสียงบ่อยขึ้นเท่านั้น วงจรเครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้า 700V สร้างขึ้นบนพื้นฐานของหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังขนาดเล็กประเภท HRE3005000 ที่มีขดลวดสองเส้น - ขดลวดทุติยภูมิที่ 6V และขดลวดหลักที่ 230V หม้อแปลงมีขนาดเล็กมากและมีกำลังไฟน้อยกว่า 1W หม้อแปลงไฟฟ้านี้ใช้เพื่อรับ ไฟฟ้าแรงสูง- มันถูกเปิดแบบย้อนกลับนั่นคือในวงจรนี้ขดลวดแรงดันต่ำทำหน้าที่เป็นขดลวดหลัก มันรวมอยู่ในวงจรสะสมของทรานซิสเตอร์ VT1 ซึ่งฐานรับพัลส์จากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าบนชิป A1 ซึ่งเป็นตัวจับเวลาแบบรวมประเภท 555 เพื่อให้ได้การหมุน 700V ที่จำเป็นของขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงนั้นไม่เพียงพอ ดังนั้นจึงมีตัวคูณแรงดันไฟฟ้าเพิ่มเติมบนไดโอด VD2-VD6

เพื่อให้มั่นใจว่าแรงดันไฟขาออกมีเสถียรภาพ วงจรจะมีการป้อนกลับซึ่งดำเนินการผ่านตัวต้านทาน R3 และ R4 แรงดันไฟฟ้าจะถูกส่งไปยังพิน 2 ของ A1 ซึ่งค่าจะเป็นสัดส่วนกับค่าของแรงดันเอาต์พุต ดังนั้นรอบการทำงานของพัลส์ที่สร้างโดยวงจรไมโคร A1 จะเปลี่ยนไปและแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตของตัวคูณจะเปลี่ยนไป ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตของตัวคูณจึงคงที่และขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าเพียงเล็กน้อย ตั้งค่าแรงดันเอาต์พุตโดยการปรับตัวต้านทาน R1 ควรสังเกตว่ามัลติมิเตอร์แบบธรรมดาไม่เหมาะสำหรับการวัดแรงดันไฟขาออกอย่างแม่นยำเนื่องจากมีความต้านทานอินพุตต่ำ คุณต้องใช้โวลต์มิเตอร์ความต้านทานสูงหรือวัดด้วยมัลติมิเตอร์ผ่านตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า เช่น ซึ่งประกอบด้วยตัวต้านทานที่มีความต้านทาน 10 เมกะโอห์มและ 100 กิโลโอห์ม

ในกรณีนี้การอ่านมัลติมิเตอร์จะต้องคูณด้วย 100 (นั่นคือ "7V" = 700V) ไดโอด VD1 ปกป้องทรานซิสเตอร์ VT1 จากการปล่อยขดลวดหม้อแปลงแบบเหนี่ยวนำตัวเอง แรงดันไฟฟ้า 700V จากเอาต์พุตของตัวคูณผ่านตัวต้านทาน R9 จะถูกส่งไปยังเคาน์เตอร์ Geiger-Muller F1 โหลดของตัวนับคือตัวต้านทาน R7 ซึ่งพัลส์สั้นมากจะปรากฏขึ้นเมื่ออนุภาคไอออไนซ์ผ่านไป พัลส์นี้จะถูกส่งไปยังเครื่องมัลติไวเบรเตอร์ที่รออยู่บนชิป A2 ไดโอด VD7 ปกป้องอินพุตของวงจรไมโครจากไฟฟ้าแรงสูงโดยจำกัดความกว้างของพัลส์ให้เท่ากับค่าของแรงดันไฟฟ้าของวงจร

เมื่อพัลส์มาถึงที่พิน 2 ของ A2 เครื่องมัลติไวเบรเตอร์ที่รอจะเริ่มต้นและสร้างขบวนพัลส์ที่ไปยังลำโพง B1 ได้ยินเสียงแหลมสูงสั้น ๆ วงจรนี้ยังสามารถใช้เป็นส่วนหนึ่งของเครื่องวัดปริมาตรดิจิทัลได้ พัลส์ที่ส่งไปยังตัวนับจะต้องจ่ายจากพิน 3 ของ A2 รายละเอียด. ส่วนหลัก - ตัวนับ Geiger-Muller - สามารถแทนที่ด้วยส่วนอื่นได้เช่นส่วนในประเทศ แต่สิ่งนี้จะต้องมีการเปลี่ยนแปลงที่สอดคล้องกันในแรงดันไฟฟ้าของมิเตอร์ (ปกติสำหรับเราคือ 400V) นั่นคือจำเป็นต้องลดจำนวนขั้นตัวคูณแรงดันไฟฟ้าลง สามารถเปลี่ยน Transformer T1 ได้ด้วยพลังงานต่ำเกือบทุกชนิด หม้อแปลงไฟฟ้ากับ ขดลวดทุติยภูมิ 6V. หรือจะลมเองก็ได้ Speaker B1 เป็นแคปซูลจากหูฟังขนาดเล็ก ความต้านทานควรอยู่ในช่วง 16-50 Ogl การปรับประกอบด้วยการตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าสูงโดยการปรับตัวต้านทานการปรับ R1 เท่านั้น