شمارنده گایگر مولر: تاریخچه خلقت، اصول عملیات و هدف. شمارشگر گایگر آسان شد برای جلوگیری از گرمای بیش از حد که ممکن است هنگام لحیم کاری سیم فولادی ضخیم رخ دهد، توصیه می شود از یک شار خوب استفاده کنید.

چه بخواهیم و چه نخواهیم تشعشعات محکم وارد زندگی ما شده و قرار نیست از بین بروند. باید یاد بگیریم با این پدیده که هم مفید و هم خطرناک است زندگی کنیم. تشعشعات خود را به صورت تشعشعات نامرئی و نامحسوس نشان می دهند و بدون وسایل خاص تشخیص آنها غیرممکن است.

کمی تاریخچه تابش

اشعه ایکس در سال 1895 کشف شد. یک سال بعد، رادیواکتیویته اورانیوم نیز در ارتباط با اشعه ایکس کشف شد. دانشمندان متوجه شدند که با پدیده‌های طبیعی کاملاً جدیدی که تاکنون دیده نشده بودند، مواجه شدند. جالب است که پدیده تشعشع چندین سال قبل از آن مورد توجه قرار گرفت، اما اهمیتی به آن داده نشد، اگرچه نیکولا تسلا و سایر کارگران آزمایشگاه ادیسون نیز از اشعه ایکس سوخته بودند. آسیب به سلامتی به هر چیزی نسبت داده می شد، اما نه به اشعه ها، که موجودات زنده هرگز در چنین دوزهایی با آن مواجه نشده بودند. در همان آغاز قرن بیستم، مقالاتی در مورد اثرات مضر تشعشعات بر حیوانات ظاهر شد. به این موضوع نیز اهمیتی داده نشد تا زمانی که داستان پر سر و صدا با «دختران رادیوم» - کارگران کارخانه ای که ساعت های درخشان تولید می کرد - رخ داد. فقط با نوک زبان برس ها را خیس می کنند. سرنوشت وحشتناک برخی از آنها به دلایل اخلاقی حتی منتشر نشد و تنها آزمایشی برای اعصاب قوی پزشکان باقی ماند.

در سال 1939، فیزیکدان لیز مایتنر، که همراه با اتو هان و فریتز استراسمن، متعلق به افرادی بود که برای اولین بار در جهان هسته اورانیوم را تقسیم کردند، ناخواسته احتمال وقوع یک واکنش زنجیره ای را تار کرد و از همان لحظه یک واکنش زنجیره ای ایده ها در مورد ایجاد یک بمب آغاز شد، یعنی یک بمب، و نه "اتم صلح آمیز"، که البته سیاستمداران تشنه به خون قرن بیستم، یک پنی هم نمی دادند. کسانی که «دانستند» از قبل می دانستند که این به چه چیزی منجر می شود و مسابقه تسلیحات اتمی آغاز شد.

شمارنده گایگر مولر چگونه ظاهر شد؟

فیزیکدان آلمانی هانس گایگر، که در آزمایشگاه ارنست رادرفورد کار می کرد، در سال 1908 اصل عملکرد یک شمارنده «ذرات باردار» را به عنوان توسعه بیشتر اتاق یونیزاسیون شناخته شده، که یک خازن الکتریکی پر از گاز در پایین بود، پیشنهاد کرد. فشار. پیر کوری در سال 1895 از آن برای مطالعه خواص الکتریکی گازها استفاده کرد. گایگر این ایده را داشت که از آن برای تشخیص تشعشعات یونیزان استفاده کند، زیرا این تشعشعات تأثیر مستقیمی بر درجه یونیزاسیون گاز داشتند.

در سال 1928، والتر مولر، تحت رهبری گایگر، انواع مختلفی از شمارنده های تشعشع را ایجاد کرد که برای ثبت ذرات یونیزه کننده مختلف طراحی شده بودند. ایجاد شمارنده یک نیاز بسیار فوری بود که بدون آن ادامه مطالعه مواد رادیواکتیو غیرممکن بود، زیرا فیزیک به عنوان یک علم تجربی بدون ابزار اندازه گیری غیرممکن است. گایگر و مولر به طور هدفمند برای ایجاد شمارنده‌هایی کار کردند که به هر یک از انواع تابش‌های کشف‌شده حساس بودند: α، β و γ (نوترون‌ها تنها در سال 1932 کشف شدند).

شمارنده گایگر مولر ثابت کرد که آشکارساز تشعشع ساده، قابل اعتماد، ارزان و کاربردی است. اگرچه دقیق ترین ابزار برای مطالعه انواع خاصی از ذرات یا تابش نیست، اما به عنوان ابزاری برای اندازه گیری کلی شدت تابش یونیزان بسیار مناسب است. و در ترکیب با آشکارسازهای دیگر، توسط فیزیکدانان برای اندازه گیری دقیق در طول آزمایش استفاده می شود.

تابش یونیزه کننده

برای درک بهتر عملکرد یک شمارنده گایگر-مولر، داشتن درک کلی از تشعشعات یونیزان مفید است. طبق تعریف، اینها شامل هر چیزی است که می تواند باعث یونیزه شدن یک ماده در حالت عادی آن شود. این به مقدار مشخصی انرژی نیاز دارد. به عنوان مثال، امواج رادیویی یا حتی نور ماوراء بنفش پرتوهای یونیزه نیستند. مرز با "اشعه ماوراء بنفش سخت" شروع می شود که به "اشعه ایکس نرم" نیز معروف است. این نوع یک نوع تابش فوتونی است. فوتون‌های پرانرژی را معمولاً کوانتا گاما می‌نامند.

ارنست رادرفورد اولین کسی بود که پرتوهای یونیزان را به سه نوع تقسیم کرد. این در یک مجموعه آزمایشی با استفاده از یک میدان مغناطیسی در خلاء انجام شد. بعداً معلوم شد که این است:

α - هسته اتم های هلیوم
β - الکترون های با انرژی بالا
γ - گاما کوانتا (فوتون)

بعدها نوترون ها کشف شدند. ذرات آلفا حتی با کاغذ معمولی به راحتی مسدود می شوند، ذرات بتا قدرت نفوذ کمی بیشتر دارند و پرتوهای گاما بالاترین قدرت نفوذ را دارند. نوترون ها خطرناک ترین هستند (در فاصله ده ها متری در هوا!). به دلیل خنثی بودن الکتریکی آنها با لایه های الکترونی مولکول های ماده برهمکنش ندارند. اما هنگامی که آنها وارد هسته اتمی می شوند، که احتمال آن بسیار زیاد است، منجر به ناپایداری و فروپاشی آن می شوند، به طور معمول، با تشکیل ایزوتوپ های رادیواکتیو. و آنهایی که به نوبه خود در حال پوسیدن هستند، خود کل "دسته" پرتوهای یونیزان را تشکیل می دهند. بدترین چیز این است که یک شیء تحت تابش یا موجود زنده خود برای ساعات و روزها منبع تابش می شود.

طراحی یک شمارنده گایگر مولر و اصل عملکرد آن

شمارشگر تخلیه گاز گایگر مولر معمولاً به شکل یک لوله، شیشه یا فلز مهر و موم شده ساخته می شود که هوا از آن تخلیه می شود و در عوض یک گاز بی اثر (نئون یا آرگون یا مخلوطی از هر دو) تحت فشار کم به آن اضافه می شود. ، با مخلوطی از هالوژن یا الکل. یک سیم نازک در امتداد محور لوله کشیده شده است و یک استوانه فلزی به صورت هم محور با آن قرار دارد. لوله و سیم هر دو الکترود هستند: لوله کاتد است و سیم آند است. یک منهای از یک منبع ولتاژ ثابت به کاتد وصل می شود و یک مثبت از یک منبع ولتاژ ثابت از طریق یک مقاومت ثابت بزرگ به آند متصل می شود. از نظر الکتریکی یک تقسیم کننده ولتاژ به دست می آید که در نقطه وسط آن (محل اتصال مقاومت و آند کنتور) ولتاژ تقریباً برابر با ولتاژ منبع است. این معمولاً چند صد ولت است.

هنگامی که یک ذره یونیزه کننده از طریق لوله عبور می کند، اتم های گاز بی اثر، که از قبل در یک میدان الکتریکی با شدت بالا قرار دارند، با این ذره برخورد می کنند. انرژی تولید شده توسط ذره در هنگام برخورد برای جداسازی الکترون ها از اتم های گاز کافی است. الکترون‌های ثانویه به‌دست‌آمده، خود قادر به ایجاد برخوردهای جدید هستند و بنابراین، یک بهمن کامل از الکترون‌ها و یون‌ها به دست می‌آید. تحت تأثیر میدان الکتریکی، الکترون ها به سمت آند شتاب می گیرند و یون های گاز با بار مثبت به سمت کاتد لوله شتاب می گیرند. بنابراین، یک جریان الکتریکی ایجاد می شود. اما از آنجایی که انرژی ذره قبلاً صرف برخوردها شده است، به طور کامل یا جزئی (ذره از طریق لوله عبور کرد)، عرضه اتم های گاز یونیزه نیز به پایان می رسد، که مطلوب است و با برخی اقدامات اضافی تضمین می شود، که ما در مورد آنها صحبت خواهیم کرد. در مورد هنگام تجزیه و تحلیل پارامترهای شمارنده.

هنگامی که یک ذره باردار وارد یک شمارنده گایگر مولر می شود، به دلیل جریان حاصل، مقاومت لوله و همراه با آن ولتاژ در نقطه میانی تقسیم کننده ولتاژ کاهش می یابد که در بالا مورد بحث قرار گرفت. سپس مقاومت لوله به دلیل افزایش مقاومت آن بازیابی می شود و ولتاژ مجدداً یکسان می شود. بنابراین، یک پالس ولتاژ منفی دریافت می کنیم. با شمارش تکانه ها می توان تعداد ذرات عبوری را تخمین زد. قدرت میدان الکتریکی به خصوص در نزدیکی آند به دلیل اندازه کوچک آن زیاد است که شمارنده را حساس تر می کند.

طرح های شمارنده گایگر مولر

شمارنده های مدرن گایگر مولر در دو نسخه اصلی موجود هستند: "کلاسیک" و تخت. پیشخوان کلاسیک از یک لوله فلزی با دیواره نازک با راه راه ساخته شده است. سطح موج دار کنتور لوله را سفت و محکم می کند، در برابر فشار اتمسفر خارجی مقاوم است و اجازه نمی دهد تحت تأثیر آن چروک شود. در انتهای لوله عایق های آب بندی ساخته شده از شیشه یا پلاستیک ترموست وجود دارد. آنها همچنین حاوی درپوش های ترمینال برای اتصال به مدار دستگاه هستند. لوله با یک لاک عایق بادوام مشخص و پوشیده شده است، البته پایانه های آن را در نظر نمی گیریم. قطبیت پایانه ها نیز نشان داده شده است. این یک شمارنده جهانی برای انواع پرتوهای یونیزان، به ویژه بتا و گاما است.

شمارنده های حساس به تابش بتا نرم متفاوت ساخته می شوند. با توجه به برد کوتاه ذرات بتا، آنها باید مسطح ساخته شوند، با یک پنجره میکا که به طور ضعیف تشعشع بتا را مسدود می کند؛ یکی از گزینه های چنین شمارنده، سنسور تشعشع است. BETA-2. تمام خواص دیگر کنتورها با موادی که از آنها ساخته شده اند تعیین می شود.

شمارنده‌هایی که برای ثبت تشعشعات گاما طراحی شده‌اند حاوی کاتدی هستند که از فلزات با تعداد بار بالا ساخته شده‌اند یا با چنین فلزاتی پوشیده شده‌اند. گاز توسط فوتون های گاما بسیار ضعیف یونیزه می شود. اما فوتون‌های گاما می‌توانند بسیاری از الکترون‌های ثانویه را در صورت انتخاب مناسب از کاتد خارج کنند. شمارشگرهای گایگر مولر برای ذرات بتا با پنجره های نازک برای انتقال بهتر ذرات ساخته شده اند، زیرا آنها الکترون های معمولی هستند که به تازگی انرژی بیشتری دریافت کرده اند. آنها به خوبی با ماده تعامل می کنند و به سرعت این انرژی را از دست می دهند.

در مورد ذرات آلفا وضعیت حتی بدتر است. بنابراین، با وجود انرژی بسیار مناسب، ذرات آلفا به ترتیب چند مگا الکترون ولت، به شدت با مولکول های موجود در مسیر خود برهمکنش می کنند و به سرعت انرژی خود را از دست می دهند. اگر ماده با یک جنگل مقایسه شود، و یک الکترون با یک گلوله مقایسه شود، ذرات آلفا باید با یک مخزن در حال برخورد در جنگل مقایسه شوند. با این حال، یک شمارنده معمولی به خوبی به تابش α پاسخ می دهد، اما فقط در فاصله تا چند سانتی متر.

برای ارزیابی عینی سطح تابش یونیزان دزیمترهاکنتورهای عمومی اغلب مجهز به دو شمارنده هستند که به صورت موازی کار می کنند. یکی به تابش α و β حساس تر است و دومی به پرتوهای γ. این طرح استفاده از دو شمارنده در دزیمتر اجرا می شود RADEX RD1008و در دزیمتر-رادیومتر RADEKS MKS-1009، که شمارنده در آن نصب شده است BETA-2و BETA-2M. گاهی اوقات یک میله یا صفحه از یک آلیاژ حاوی ترکیبی از کادمیوم بین شمارنده ها قرار می گیرد. هنگامی که نوترون ها به چنین میله ای برخورد می کنند، تابش γ تولید می شود که ثبت می شود. این کار برای شناسایی تشعشعات نوترونی انجام می شود که شمارنده های ساده گایگر عملاً نسبت به آن حساس نیستند. روش دیگر پوشاندن محفظه (کاتد) با ناخالصی هایی است که می تواند به نوترون ها حساسیت ایجاد کند.

هالوژن ها (کلر، برم) به گاز اضافه می شوند تا به سرعت تخلیه را خاموش کنند. بخار الکل نیز به همین منظور عمل می کند، اگرچه الکل در این مورد کوتاه مدت است (این به طور کلی یکی از ویژگی های الکل است) و متر "هشیار" دائما شروع به "زنگ زدن" می کند، یعنی نمی تواند در حالت مورد نظر کار کند. . این در جایی پس از شناسایی 1e9 پالس (یک میلیارد) اتفاق می افتد که این مقدار زیاد نیست. مترهای دارای هالوژن بسیار بادوام تر هستند.

پارامترها و حالت های عملکرد شمارنده های گایگر

حساسیت شمارنده های گایگر

حساسیت شمارنده با نسبت تعداد ریزرونتژن ها از منبع مرجع به تعداد پالس های ناشی از این تابش تخمین زده می شود. از آنجایی که شمارنده‌های گایگر برای اندازه‌گیری انرژی ذرات طراحی نشده‌اند، برآورد دقیق دشوار است. شمارنده ها با استفاده از منابع ایزوتوپی مرجع کالیبره می شوند. لازم به ذکر است که این پارامتر می تواند برای انواع مختلف شمارنده ها بسیار متفاوت باشد؛ در زیر پارامترهای رایج ترین شمارنده های گایگر-مولر آورده شده است:

شمارنده گایگر مولر بتا-2- 160 ÷ 240 imp/μR

شمارنده گایگر مولر بتا-1- 96 ÷ 144 imp/µR

شمارنده گایگر مولر SBM-20- 60 ÷ 75 imp/µR

شمارنده گایگر مولر SBM-21- 6.5 ÷ 9.5 imp/μR

شمارنده گایگر مولر SBM-10- 9.6 ÷ 10.8 imp/μR

قسمت پنجره ورودی یا محل کار

ناحیه ای از سنسور تشعشع که از طریق آن ذرات رادیواکتیو پرواز می کنند. این مشخصه با ابعاد سنسور ارتباط مستقیم دارد. هر چه مساحت بزرگتر باشد، شمارنده گایگر-مولر ذرات بیشتری را می گیرد. معمولاً این پارامتر بر حسب سانتی متر مربع نشان داده می شود.

شمارنده گایگر مولر بتا-2- 13.8 سانتی متر مربع

شمارنده گایگر مولر بتا-1- 7 سانتی متر 2

این ولتاژ تقریباً با وسط مشخصه عملیاتی مطابقت دارد. مشخصه عملکرد بخش مسطح وابستگی تعداد پالس های ثبت شده به ولتاژ است، به همین دلیل به آن "فلات" نیز می گویند. در این مرحله بالاترین سرعت عملیاتی به دست می آید (حد اندازه گیری بالایی). مقدار معمولی 400 ولت است.

عرض مشخصه عملکرد شمارنده.

این تفاوت بین ولتاژ شکست جرقه و ولتاژ خروجی در قسمت صاف مشخصه است. مقدار معمولی 100 ولت است.

شیب مشخصه عملکرد کنتور.

شیب به صورت درصدی از پالس ها در هر ولت اندازه گیری می شود. این خطای آماری اندازه گیری ها (شمارش تعداد پالس ها) را مشخص می کند. مقدار معمولی 0.15٪ است.

دمای کارکرد مجاز کنتور.

برای مترهای عمومی -50 ... +70 درجه سانتیگراد. این یک پارامتر بسیار مهم است اگر متر در اتاقک ها، کانال ها و سایر مکان های تجهیزات پیچیده کار کند: شتاب دهنده ها، راکتورها و غیره.

منبع کاری پیشخوان.

تعداد کل پالس هایی که متر قبل از شروع خواندن ثبت می کند نادرست است. برای دستگاه‌های دارای افزودنی‌های ارگانیک، خود خاموش شدن معمولاً 1e9 (ده تا توان نهم یا یک میلیارد) است. منبع فقط در صورتی شمارش می شود که ولتاژ عملیاتی به کنتور اعمال شود. اگر شمارنده به سادگی ذخیره شود، این منبع مصرف نمی شود.

ضد زمان مرده

این زمان (زمان بازیابی) است که در طی آن شمارنده پس از فعال شدن توسط یک ذره عبوری جریان را هدایت می کند. وجود چنین زمانی به این معنی است که یک حد بالایی برای فرکانس پالس وجود دارد و این محدوده اندازه گیری را محدود می کند. یک مقدار معمولی 1e-4 s است که ده میکروثانیه است.

لازم به ذکر است که به دلیل زمان مرده، سنسور ممکن است "خارج از مقیاس" باشد و در خطرناک ترین لحظه خاموش بماند (به عنوان مثال، یک واکنش زنجیره ای خود به خود در تولید). چنین مواردی رخ داده است و برای مبارزه با آنها از صفحه نمایش سربی برای پوشش بخشی از سنسورهای سیستم های هشدار اضطراری استفاده می شود.

پس زمینه شمارنده سفارشی.

برای ارزیابی کیفیت مترها در محفظه های سربی با دیواره ضخیم اندازه گیری می شود. مقدار معمولی 1 ... 2 پالس در دقیقه است.

کاربرد عملی شمارنده های گایگر

صنعت شوروی و اکنون روسیه انواع بسیاری از شمارنده های گایگر مولر را تولید می کند. در اینجا برخی از مارک های رایج آورده شده است: STS-6، SBM-20، SI-1G، SI21G، SI22G، SI34G، متر از سری گاما، شمارنده های پایانی سری بتا"و بسیاری دیگر وجود دارد. همه آنها برای نظارت و اندازه گیری تشعشعات استفاده می شوند: در تاسیسات صنعت هسته ای، در موسسات علمی و آموزشی، در دفاع مدنی، پزشکی و حتی در زندگی روزمره. پس از حادثه چرنوبیل، دزیمترهای خانگی، که قبلاً حتی با نام برای مردم ناشناخته بود ، بسیار محبوب شده اند. بسیاری از مارک های دزیمتر خانگی ظاهر شده اند. همه آنها از شمارنده گایگر مولر به عنوان سنسور تشعشع استفاده می کنند. در دزیمترهای خانگی یک تا دو تیوب یا انتهای شمار تعبیه می شود.

واحدهای اندازه گیری کمیت تابش

برای مدت طولانی، واحد اندازه گیری P (رونتگن) رایج بود. با این حال، هنگام انتقال به سیستم SI، واحدهای دیگری ظاهر می شوند. اشعه ایکس یک واحد دوز قرار گرفتن در معرض، یک "مقدار تابش" است که به عنوان تعداد یون های تولید شده در هوای خشک بیان می شود. با دوز 1 R، 2.082e9 جفت یون در 1 سانتی متر مکعب هوا (که مربوط به 1 واحد بار SGSE است) تشکیل می شود. در سیستم SI، دوز نوردهی بر حسب کولن بر کیلوگرم بیان می شود و با اشعه ایکس این به معادله مربوط می شود:

1 C/kg = 3876 R

دوز جذب شده تابش بر حسب ژول بر کیلوگرم اندازه گیری می شود و خاکستری نامیده می شود. این جایگزینی برای واحد راد قدیمی است. میزان دوز جذب شده بر حسب خاکستری در ثانیه اندازه گیری می شود. نرخ دوز قرار گرفتن در معرض (EDR) که قبلا بر حسب رونتگن در ثانیه اندازه گیری می شد، اکنون با آمپر بر کیلوگرم اندازه گیری می شود. دوز معادل تشعشع که در آن دز جذب شده 1 گری (خاکستری) و ضریب کیفیت تشعشع 1 است، سیورت نامیده می شود. رم (معادل بیولوژیکی اشعه ایکس) یک صدم سیورت است که اکنون منسوخ شده است. با این وجود، حتی امروزه از تمام واحدهای قدیمی بسیار فعال استفاده می شود.

مفاهیم اصلی در اندازه گیری تابش دز و توان است. دز تعداد بارهای اولیه در فرآیند یونیزاسیون یک ماده است و توان میزان تشکیل دوز در واحد زمان است. و این در چه واحدهایی بیان می شود سلیقه و راحتی است.

حتی یک دوز حداقل از نظر عواقب طولانی مدت برای بدن خطرناک است. محاسبه خطر بسیار ساده است. برای مثال، دزیمتر شما 300 میلی‌رونتژن در ساعت را نشان می‌دهد. اگر یک روز در این مکان بمانید، دوز 24 * 0.3 = 7.2 رونتگن دریافت خواهید کرد. این خطرناک است و شما باید در اسرع وقت اینجا را ترک کنید. به طور کلی، اگر تشعشعات ضعیف را تشخیص دهید، باید از آن فاصله بگیرید و حتی از راه دور آن را بررسی کنید. اگر او "تو را دنبال کند"، می توان به شما "تبریک" داد، نوترون به شما ضربه زده است. اما هر دزیمتری نمی تواند به آنها پاسخ دهد.

برای منابع تشعشعی، کمیتی استفاده می‌شود که تعداد واپاشی‌ها در واحد زمان را مشخص می‌کند؛ آن را فعالیت می‌نامند و همچنین با واحدهای مختلفی اندازه‌گیری می‌شود: کوری، بکرل، رادرفورد و برخی دیگر. مقدار فعالیت که دو بار با تفکیک زمانی کافی اندازه‌گیری می‌شود، اگر کاهش یابد، محاسبه زمان را طبق قانون واپاشی رادیواکتیو، زمانی که منبع به اندازه کافی ایمن می‌شود، ممکن می‌سازد.

سطح پس زمینه رادیواکتیو با استفاده از یک دستگاه خاص - دزیمتر اندازه گیری می شود. می توان آن را در یک فروشگاه تخصصی خریداری کرد، اما صنعتگران خانگی با گزینه دیگری جذب می شوند - ساخت دزیمتر با دستان خود. اصلاح خانگی را می توان در چندین تغییر مونتاژ کرد، به عنوان مثال، از وسایل بداهه یا با نصب یک متر SBM-20.

به طور طبیعی، مونتاژ یک دزیمتر حرفه ای یا چند منظوره بسیار دشوار خواهد بود. دستگاه‌های قابل حمل خانگی یا تکی تشعشعات بتا یا گاما را ثبت می‌کنند. رادیومتر برای مطالعه اشیاء خاص و خواندن سطح رادیونوکلئیدها طراحی شده است. در واقع، دزیمتر و رادیومتر دو دستگاه متفاوت هستند، اما نسخه‌های خانگی اغلب اولی و دومی را با هم ترکیب می‌کنند. اصطلاحات ظریف فقط برای متخصصان نقش دارند، به همین دلیل است که حتی مدل های ترکیبی را به طور کلی - دزیمتر می نامند.

با انتخاب یکی از مدارهای پیشنهادی برای مونتاژ، کاربر یک دستگاه ساده با حساسیت کم دریافت می کند. هنوز یک مزیت در چنین دستگاهی وجود دارد: قادر به ثبت دوزهای بحرانی تابش است، این نشان دهنده یک تهدید واقعی برای سلامت انسان است. با وجود این واقعیت که دستگاه خانگی چندین برابر کمتر از هر دزیمتر خانگی از فروشگاه است، برای محافظت از زندگی خودکاملا قابل استفاده است

قبل از انتخاب یکی از طرح های مونتاژ برای خود، توصیه های کلی برای ساخت دستگاه را بخوانید.

برای یک دستگاه خود مونتاژ شده، انتخاب کنید 400 ولت متر، اگر مبدل برای 500 ولت طراحی شده است، باید تنظیمات مدار بازخورد را تنظیم کنید. بسته به اینکه چه مدار دزیمتری در طول ساخت استفاده می شود، مجاز است پیکربندی متفاوتی از دیودهای زنر و لامپ های نئون را انتخاب کنید.
ولتاژ خروجی تثبیت کننده با یک ولت متر با مقاومت ورودی 10 MΩ اندازه گیری می شود. مهم است که بررسی کنید که در واقع برابر با 400 ولت است؛ خازن های شارژ شده با وجود قدرت کم، بالقوه برای انسان خطرناک هستند.
در نزدیکی پیشخوان، چندین سوراخ کوچک در محفظه برای نفوذ تابش بتا ایجاد شده است. دسترسی به مدارهای ولتاژ بالا باید حذف شود؛ این باید هنگام نصب دستگاه در محفظه در نظر گرفته شود.
مدار واحد اندازه گیری بر اساس ولتاژ ورودی مبدل انتخاب می شود. اتصال دستگاه به شدت با خاموش شدن برق و تخلیه خازن ذخیره سازی انجام می شود.
در پس زمینه تشعشع طبیعییک دزیمتر خانگی حدود 30 تا 35 سیگنال را در 60 ثانیه تولید می کند. تجاوز از نشانگر نشان دهنده تابش یونی زیاد است.

طرح شماره 1 - ابتدایی

برای طراحی آشکارساز برای تشخیص تشعشعات بتا و گاما "سریع و آسان"، این گزینه عالی است. آنچه قبل از ساخت نیاز دارید:

یک بطری پلاستیکی، یا بهتر است یک گردن با درب؛
قوطی قلع بدون درب با لبه های پردازش شده؛
تستر معمولی؛
یک قطعه سیم فولادی و مسی؛
ترانزیستور kp302a یا هر kp303.

برای مونتاژ، باید گردن بطری را جدا کنید تا محکم در قوطی حلبی قرار گیرد. یک قوطی باریک و بلند، مانند شیر تغلیظ شده، بهترین است. دو سوراخ در پوشش پلاستیکی ایجاد شده است که در آن باید یک سیم فولادی را وارد کنید. یکی از لبه های آن به شکل یک حلقه به شکل حرف "C" خم شده است تا به طور ایمن روی درب نگه داشته شود؛ انتهای دوم میله فولادی نباید به قوطی برخورد کند. سپس درب آن پیچ می شود.

پایه دروازه KP302a به حلقه ای از سیم فولادی پیچ می شود و پایانه های آزمایشگر به تخلیه و منبع متصل می شوند. شما باید یک سیم مسی را دور قوطی بپیچید و یک سر آن را به ترمینال مشکی محکم کنید. ترانزیستور اثر میدان دمدمی مزاج و کوتاه مدت را می توان جایگزین کرد، به عنوان مثال، با اتصال چندین مورد دیگر با استفاده از مدار دارلینگتون، نکته اصلی این است که بهره کل باید برابر با 9000 باشد.

دزیمتر خانگی آماده است، اما لازم است کالیبره کردن.برای انجام این کار، از یک منبع تابش آزمایشگاهی استفاده می شود؛ به عنوان یک قاعده، واحد تابش یونی آن روی آن نشان داده شده است.

طرح شماره 2 - نصب کنتور

برای جمع آوری دزیمتر با دستان خود، یک دزیمتر معمولی این کار را انجام می دهد. شمارنده SBM-20- باید آن را در یک فروشگاه تخصصی قطعات رادیویی خریداری کنید. یک آند، یک سیم نازک، در امتداد محور از طریق لوله کاتدی مهر و موم شده عبور می کند. فضای داخلی با فشار کم با گاز پر می شود که یک محیط بهینه برای خرابی الکتریکی ایجاد می کند.

ولتاژ SBM-20 حدود 300 - 500 ولت است، باید طوری تنظیم شود که از خرابی خودسرانه جلوگیری شود. هنگامی که یک ذره رادیواکتیو برخورد می کند، گاز درون لوله را یونیزه می کند و تعداد زیادی یون و الکترون بین کاتد و آند ایجاد می کند. به طور مشابه، شمارنده برای هر ذره فعال می شود.

مهم است بدانیم! برای یک دستگاه خانگی، هر متر طراحی شده برای 400 ولت مناسب است، اما SBM-20 مناسب ترین است؛ می توانید STS-5 محبوب را خریداری کنید، اما دوام کمتری دارد.

مدار دزیمتراز دو بلوک تشکیل شده است: یک نشانگر و یکسو کننده شبکه که در جعبه های پلاستیکی مونتاژ شده و با یک اتصال دهنده متصل می شوند. منبع تغذیه برای مدت زمان کوتاهی به شبکه متصل می شود. خازن با ولتاژ 600 وات شارژ می شود و منبع تغذیه دستگاه است.

دستگاه از شبکه و از نشانگر جدا شده و به کنتاکت های رابط متصل می شود تلفن های امپدانس بالا. یک خازن باید کیفیت خوبی داشته باشد، این کار باعث افزایش زمان کار دزیمتر می شود. یک دستگاه خانگی می تواند 20 دقیقه یا بیشتر کار کند.

ویژگی های فنی:

مقاومت یکسو کننده باید به طور بهینه با اتلاف توان تا 2 وات انتخاب شود.
خازن ها می توانند سرامیکی یا کاغذی با ولتاژ مناسب باشند.
شما می توانید هر شمارنده را انتخاب کنید.
امکان لمس کنتاکت های مقاومت با دست را از بین ببرید

تشعشعات پس‌زمینه طبیعی به‌عنوان سیگنال‌های کمیاب در تلفن‌ها ثبت می‌شوند؛ عدم وجود صدا به این معنی است که برق وجود ندارد.

طرح شماره 3 با آشکارساز دو سیمه

می توانید یک دزیمتر خانگی با یک آشکارساز دو سیم بسازید؛ برای این کار به یک خازن پلاستیکی، یک خازن پاس، سه مقاومت و یک دمپر تک کاناله نیاز دارید.

دمپر خود دامنه نوسانات را کاهش می دهد و در پشت آشکارساز، مستقیماً در کنار خازن تغذیه که دوز را اندازه گیری می کند، نصب می شود. برای این طراحی فقط مناسب است یکسو کننده های تشدید کننده، اما گسترش دهنده ها عملا استفاده نمی شوند. دستگاه به تشعشع حساس تر خواهد بود، اما به زمان بیشتری برای مونتاژ نیاز دارد.

طرح های دیگری نیز وجود دارد که چگونه خودتان یک دزیمتر بسازید. آماتورهای رادیویی تغییرات زیادی را توسعه داده و آزمایش کرده اند، اما اکثر آنها بر اساس مدارهایی هستند که در بالا توضیح داده شد.

در اینجا BD1 یک حسگر تشعشع یونیزان است - یک شمارنده گایگر از نوع SBM20. ولتاژ بالا در آند آن یک ژنراتور مسدود کننده (VT1، T1، و غیره) را تشکیل می دهد. در سیم پیچ افزایش یافته I ترانسفورماتور T1، پالس های ولتاژ به صورت دوره ای با فرکانس چند هرتز (f ≈ 1/R6C5) رخ می دهد که دامنه آن نزدیک به Uimp = (U C6 - 0.5) n 1 / n 2 = است. (9 - 0.5) 420/8 ≈ 450 ولت (U C6 ≈ 9 ولت ولتاژ تغذیه ژنراتور مسدود کننده است، 0.5 ولت ولتاژ اشباع پالس ترانزیستور KT3117A است؛ n 1 و n 2 تعداد پیچ ها در پیچ است. I و II ترانسفورماتور). این پالس ها از طریق دیودهای VD1 و VD2 خازن C1 را شارژ می کنند که بدین ترتیب منبع تغذیه شمارنده گایگر می شود. دیود VD3 که پالس ولتاژ معکوس را در سیم پیچ II میرا می کند، از تغییر حالت نوسان ساز مسدود کننده به حالت نوسان ساز LC با فرکانس بسیار بالاتر جلوگیری می کند.

هنگامی که یک شمارنده گایگر توسط یک ذره β یا یک کوانتوم γ برانگیخته می شود، یک پالس جریان با افزایش کوتاه و یک سقوط طولانی در آن ظاهر می شود. بر این اساس، یک پالس ولتاژ به همان شکل در آند آن ظاهر می شود. دامنه آن حداقل 50 ولت است.

هدف از تک ویبراتور، ساخته شده بر روی عناصر DD1.1 و DD1.2، تبدیل پالس گرفته شده از آند شمارنده گایگر به یک پالس مستطیلی از استاندارد دیجیتال با مدت زمان ≈ 0.7 R4 C3 است. = 0.7 10 6 0.01 10 -6 = 7 ms. مقاومت R2 در شکل گیری آن نقش مهمی ایفا می کند - جریان را در دیودهای محافظ ریز مدار به مقداری محدود می کند که در آن ولتاژ "صفر" در ورودی 8 DD1.1 در آن باقی می ماند.

این پالس "تک" 7 میلی ثانیه ای به ورودی 6 مولتی ویبراتور ساخته شده بر روی عناصر DD1.3 و DD1.4 می رسد و شرایط لازم را برای خود تحریکی آن ایجاد می کند. مولتی ویبراتور در فرکانس F ≈ 1/2 0.7 R7 C7 = 1/2 0.7 51 10 3 0.01 10 -6 = 1400 هرتز تحریک می شود و یک امیتر پیزو متصل به خروجی های آن در فاز این تحریک را به یک کلیک صوتی کوتاه تبدیل می کند.

برد مدار چاپی نشانگر از لمینت فایبرگلاس فویل دو طرفه به ضخامت 1.5 میلی متر ساخته شده است. در شکل a سمت نصب آن را نشان می دهد و در شکل. ب - پیکربندی فویل در زیر قطعات (نال فویل).

تقریباً تمام مقاومت های نشانگر MLT-0.125 (R1 - KIM-0.125) هستند. خازن ها: C1 - K73-9; S2 - KD-26; SZ، S7 و S8 -KM-6 یا K10-17-2b؛ C4 و C6 - K50-40 یا K50-35؛ C5 - K53-30. مربع های سیاه در شکل b اتصالات پایانه های "زمین دار" آنها را با فویل تهی نشان می دهد. مربع های سیاه با یک نقطه روشن در مرکز - اتصالات با فویل تهی برخی از قطعات مدار چاپی و پین 7 ریزمدار.

متر SBM20 با استفاده از پایه های تماسی در موقعیت مورد نظر ثابت می شود که می توان آن را به عنوان مثال از گیره های کاغذ تهیه کرد. آنها روی پایانه های متر فشار داده می شوند و به برد مدار چاپی لحیم می شوند (برای استحکام - از هر دو طرف).

برای جلوگیری از گرمای بیش از حد که ممکن است هنگام لحیم کاری سیم فولادی ضخیم رخ دهد، توصیه می شود از یک فلاکس خوب استفاده کنید.

ترانسفورماتور T1 بر روی یک هسته حلقه M3000NM (فریت نیکل منگنز) با اندازه استاندارد K16 x 10 x 4.5 میلی متر (قطر خارجی x قطر داخلی x ارتفاع) پیچیده شده است. لبه های تیز هسته با کاغذ سنباده صاف می شود و با عایق الکتریکی و مکانیکی قوی پوشانده می شود، به عنوان مثال، با نوار نازک مایلار یا فلوروپلاستیک پیچیده می شود.
سیم پیچ I ابتدا پیچ می شود؛ دارای 420 دور سیم PEV-2-0.07 است. سیم پیچ تقریباً به نوبه خود در یک جهت انجام می شود و بین ابتدا و انتهای آن فاصله 1 ... 2 میلی متری باقی می ماند. سیم پیچ I با یک لایه عایق پوشانده شده است و سیم پیچ II در بالا پیچیده می شود - 8 دور سیم با قطر 0.15 ... 0.2 میلی متر در هر عایق - و سیم پیچ III - 3 دور از همان سیم. سیم پیچ های II و III باید تا حد امکان به طور یکنواخت در سراسر هسته توزیع شوند. محل سیم پیچ ها و پایانه های آنها باید با طراحی برد مدار چاپی مطابقت داشته باشد و مرحله بندی آنها - که در نمودار مدار نشان داده شده است (انتهای داخل فاز سیم پیچ ها - ورود به سوراخ هسته از یک طرف - با نقطه نشان داده شده است. ).
ترانسفورماتور تولید شده با یک لایه ضد آب پوشیده شده است، به عنوان مثال، با یک نوار باریک از نوار چسب PVC پیچیده شده است. ترانسفورماتور با استفاده از دو واشر الاستیک (سیم‌پیچ‌های غیرقابل فشرده) با پیچ M3 روی تخته محکم می‌شود (شکل).

تخته نصب شده بر روی پانل جلویی نصب شده است (شکل)، ساخته شده از پلی استایرن مقاوم در برابر ضربه به ضخامت 2 میلی متر، که یک محفظه گوشه ای برای قرار دادن کوراندوم به آن چسبانده شده است (برای جلوگیری از عواقب کاهش فشار، قرار دادن برق توصیه نمی شود. مستقیماً در قسمت الکترونیکی دستگاه ها عرضه می شود). روی این گوشه نوارهایی از همان پلی استایرن چسبانده شده است که بین آنها یک برد مدار چاپی قرار داده شده است. برد با یک پیچ M2 به پایه نگهدارنده چسبانده شده به پانل جلویی محکم می شود.

یک سوراخ با قطر 30 میلی متر در پانل جلویی برای امیتر پیزو ZP-1 بریده شده است (ZP-1 را می توان به سوکتی که به این ترتیب شکل گرفته یا به روش دیگری در آن ثابت شده است، چسباند).
از بیرون می توان این سوراخ را با توری تزئینی بست. سوئیچ برق نوع PD9-1 نیز در پنل جلویی قرار دارد.
پانل جلویی کاملاً مونتاژ شده در بدنه دستگاه قرار می گیرد - جعبه ای با ابعاد مناسب که از همان پلی استایرن ساخته شده است. در دیوار محفظه مجاور مستقیم شمارنده گایگر، لازم است یک سوراخ مستطیلی به ابعاد 10 در 85 میلی متر بریده شود، که برای جلوگیری از تضعیف تابش کنترل شده (جدول)، تنها با یک توری پراکنده می توان آن را مسدود کرد. .

مواد	ضخامت، میلی متر	عامل تضعیف
دورالومین
فایبرگلاس فویل
پلی استایرن مقاوم در برابر ضربه
نوار برق پی وی سی	0,25
فیلم پلی اتیلن	0,05
فویل آلومینیومی	0,02	1,02

در مورد جایگزین های احتمالی
متر SBM20 در سه تغییر موجود است که فقط در طراحی پایانه ها متفاوت است. متر STS5 که قبلا تولید شده بود نیز از نظر مشخصات به SBM20 نزدیک است.
امیتر پیزو ZP-1 را می توان جایگزین کرد: قطره چکان ZP-22 که ابعاد یکسانی دارد، عملاً به هیچ وجه کمتر از آن نیست.
نوسان ساز مسدود کننده می تواند از هر ترانزیستور سیلیکونی فرکانس متوسطی استفاده کند که دارای ولتاژ اشباع پالس بالاتر از 0.5 ولت (در جریان کلکتور 1...2 A) و بهره جریان حداقل 50 باشد.
دیودهای VD1 و VD2 را می توان با یک قطب KTs111A جایگزین کرد. برای هر جایگزین دیگری، باید به جریان معکوس دیود توجه کنید - نباید از 0.1 μA تجاوز کند. در غیر این صورت، نشانگر تشعشع، با از دست دادن کارایی انرژی، به یک دستگاه بسیار معمولی تبدیل می شود.

این نشانگر یک پالس جریان کوتاه مدت تولید شده در شمارنده گایگر تحت تأثیر یک ذره یونیزه کننده را به یک کلیک صوتی تبدیل می کند. و اگر پاسخ شمارنده SBM20 به تشعشعات پس زمینه طبیعی مثلاً 18 ... 25 پالس در دقیقه باشد، این دقیقاً صدای کلیک دستگاه است که صاحب آن می شنود. اگر آنقدر به منبع تشعشع نزدیک شود که شدت میدان تشعشعات یونیزان مثلاً دو برابر شود، فرکانس این کلیک ها نیز دو برابر می شود.

در این مقاله شرحی از مدارهای دزیمتر ساده بر روی شمارنده SBM-20 را خواهید دید که دارای حساسیت کافی هستند و کوچکترین مقادیر ذرات رادیواکتیو بتا و گاما را ثبت می کنند. مدار دزیمتر بر اساس سنسور تشعشع داخلی نوع SBM-20 است. به نظر می رسد یک استوانه فلزی با قطر 12 میلی متر و طول حدود 113 میلی متر است. در صورت لزوم، می توان آن را با ZP1400، ZP1320 یا ZP1310 جایگزین کرد.

یک نمودار ساده از یک دزیمتر در SBM-20

این طرح فقط به یک باتری AA متصل است. همانطور که می دانید ولتاژ عملکرد سنسور SBM-20 400 ولت است، بنابراین استفاده از مبدل ولتاژ ضروری می شود.

مبدل تقویت کننده مبتنی بر یک نوسان ساز مسدود کننده ساده است. پالس های ولتاژ بالا از سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور توسط یک دیود فرکانس بالا یکسو می شوند.

اگر شمارنده SBM-20 خارج از ناحیه تابش قرار گیرد، هر دو ترانزیستور VT2 و VT3 بسته هستند. آلارم های صوتی و نوری فعال نیستند. به محض برخورد ذرات رادیواکتیو به شمارنده، گاز داخل سنسور یونیزه می شود و یک پالس در خروجی آن ظاهر می شود که به تقویت کننده ترانزیستور می رسد و صدای کلیک در بلندگوی تلفن شنیده می شود و LED روشن می شود.

در شدت تابش طبیعی کم، چشمک های LED و کلیک ها هر 1…2 ثانیه تکرار می شوند. این فقط تابش پس زمینه طبیعی را نشان می دهد. با افزایش سطح رادیواکتیویته، کلیک‌ها مکرر می‌شوند و در مقادیر بحرانی، در یک صدای ترق‌قطع پیوسته ادغام می‌شوند و LED دائماً روشن می‌شود.

از آنجایی که طراحی رادیوی آماتور دارای یک میکرو آمپرمتر است، حساسیت قرائت ها با استفاده از مقاومت تنظیم تنظیم می شود.

ترانسفورماتور مبدل با استفاده از یک هسته زره پوش با قطر 25 میلی متر مونتاژ می شود. سیم پیچ 1-2 و 3-4 از سیم مسی با قطر 0.25 میلی متر ساخته شده و به ترتیب شامل 45 و 15 پیچ می باشد. سیم پیچ ثانویه نیز از سیم مسی ساخته شده است، اما با قطر 0.1 میلی متر - 550 دور.

طراحی ساده یک شمارنده رادیواکتیویته در گزینه 2 SBM-20

مشخصات فنی اصلی دزیمتر:

سنسور دزیمتر یک شمارنده گایگر SBM20 است. ژنراتور مسدود کننده ولتاژ بالایی را در آند خود تولید می کند - از سیم پیچی ترانسفورماتور، پالس ها از طریق دیودهای VD1، VD2 دنبال می شوند و ظرفیت فیلتر C1 را شارژ می کنند. مقاومت R1 بار متر است.

تک ویبراتور بر روی عناصر DD1.1، DD1.2، SZ و R4 ساخته شده است که پالس هایی را که از شمارنده گایگر می آیند و دارای افت طولانی مدت هستند را به پالس های مستطیلی تبدیل می کنند. یک مولد فرکانس صوتی با استفاده از عناصر DD1.3، DD1.4، C4 و R5 ساخته شده است. تقویت کننده آستانه، مونتاژ شده بر روی تراشه DD2.

ولتاژ در سرتاسر ظرفیت C9 به نرخ تکرار پالس از شمارنده گایگر بستگی دارد. هنگامی که به سطح باز شدن ترانزیستور موجود در DD2 می رسد، LED HL1 روشن می شود که فرکانس چشمک زدن آن با افزایش کوانتای تابشی که به سنسور برخورد می کند افزایش می یابد.

ترانسفورماتور T1 با دست روی هسته حلقه M3000NM K16x10x4.5 میلی متر ساخته شده است. سیم پیچ اولیه شامل 420 دور سیم PEV-2-0.07 است. سیم پیچ ثانویه شامل 8 دور سیم با قطر 0.15 ... 0.2 میلی متر است. سیم پیچ سوم 3 دور با همان سیم.

این نشانگر برای نشان دادن رادیواکتیویته طراحی شده است. این یک دستگاه اندازه گیری نیست که سطح رادیواکتیویته را نشان دهد، بلکه فقط با انتشار یک سیگنال صوتی و نور هر بار که یک ذره رادیواکتیو از یک سنسور - یک شمارنده گایگر - عبور می کند، در مورد افزایش آن هشدار می دهد. شمارنده SBM-20 در اینجا کار می کند.

با توجه به اطلاعات گذرنامه وی ، معلوم می شود که با تشعشع طبیعی طبیعی نباید بیش از 15-20 صدای جیر جیر - فلاش در دقیقه وجود داشته باشد. اگر دستگاه هنگام نزدیک شدن به یک مکان یا شیء خاص بیشتر بوق می دهد و چشمک می زند، این نشان دهنده آلوده بودن آن مکان یا شی است. انتقال به یک جیر جیر ثابت نشان دهنده بیش از حد قابل توجهی است. همانطور که قبلا گفته شد، این یک دستگاه اندازه گیری نیست، بلکه یک نشانگر است، بنابراین نمی توان مقدار سطح رادیواکتیو را از آن تعیین کرد. فقط دریابید که در اینجا تابش بیشتر است و اینجا کمتر است و اینجا زیاد است.

برای اینکه یک شمارنده گایگر کار کند، باید یک ولتاژ ثابت 400 ولت از طریق یک مقاومت محدود کننده جریان به پایانه های آن وارد شود.

به طور معمول، در مدارهای دزیمتر و نشانگرهای رادیواکتیویته، از منابع مبتنی بر یک نوسان ساز مسدودکننده تک ترانزیستوری برای تغذیه شمارنده های گایگر استفاده می شود. البته ، چنین مداری ساده است ، اما معایبی نیز دارد - عدم تثبیت تقریباً کامل ولتاژ خروجی که به آند شمارنده گایگر می رود.

اما حساسیت یک شمارنده گایگر مستقیماً به ولتاژ بین الکترودهای آن بستگی دارد. علاوه بر این، در راه اندازی مدار منبع فشار قوی مشکلاتی وجود دارد، زیرا ولتاژ خروجی به هیچ وجه تنظیم نمی شود و اگر مقدار آن با مقدار مورد نیاز مطابقت نداشته باشد، باید سیم پیچ ثانویه پالس را به عقب برگردانید. تبدیل کننده.

نمودار شماتیک

بنابراین، در اینجا منبع تغذیه شمارنده گایگر با استفاده از یک مدار مبدل ولتاژ DC/DC تقویت کننده با مدولاسیون عرض پالس، که تنظیم ولتاژ خروجی و پایدار نگه داشتن آن را بر روی یک تراشه MC34063 با خروجی ترانسفورماتور فراهم می کند، ساخته می شود. تقریباً مطابق با طرح استاندارد گنجاندن آن.

نکته جالب این است که میکرو مدار ولتاژ خروجی 400 ولت را حتی با تغییر قابل توجهی در ولتاژ تغذیه حفظ می کند. به همین دلیل است که این مدار نشانگر رادیواکتیویته را می توان با هر ولتاژ ثابتی از 5 تا 15 ولت تغذیه کرد. یعنی منبع تغذیه می تواند پورت USB رایانه شخصی یا شارژر تلفن همراه و ولتاژ 13 ولت از سوکت فندک خودرو باشد.

برنج. 1. نمودار شماتیک یک نشانگر رادیواکتیویته بر اساس سنسور SBM20.

در این حالت حساسیت نسبت به تشعشع تغییر نخواهد کرد که به ویژه در شرایط صحرایی یا کاری بسیار مهم است.

اصل عملکرد MC34063 بارها در متون مختلف توضیح داده شده است و در اینجا هیچ فایده ای ندارد. اجازه دهید یادآوری کنم که تثبیت با اعمال یک ولتاژ کاهش یافته از طریق یک تقسیم کننده مقاومتی از خروجی به ورودی مقایسه کننده ریز مدار (به پایه 5) انجام می شود. و مقدار ولتاژ خروجی به نسبت بازوهای این تقسیم کننده ولتاژ بستگی دارد. در اینجا تقسیم کننده توسط مقاومت های R3 و R1 تشکیل می شود. و ولتاژ خروجی 400 ولت با پیرایش مقاومت R1 تنظیم می شود.

ولتاژ 400 ولت از طریق مقاومت محدود کننده جریان R5 به شمارنده گایگر U1 عرضه می شود. این مقاومت مورد نیاز است زیرا در حالت آماده به کار مقاومت شمارنده گایگر تا بی نهایت میل می کند. اما وقتی یک ذره باردار از آن عبور می کند، شکست کوتاهی رخ می دهد که در طی آن مقاومت آن کم است.

بار شمارنده گایگر U1 مقاومت R6 است. در حالت آماده به کار، ولتاژ روی آن کم است، در واقع در سطح صفر منطقی. اما هنگامی که یک ذره باردار از U1 عبور می کند، ولتاژ به شدت افزایش می یابد و میزان افزایش آن تنها توسط دیود VD2 محدود می شود، که اجازه نمی دهد تا بیش از ولتاژ تغذیه افزایش یابد، به علاوه افت مستقیم در این دیود.

اصولاً نیازی به دیود VD2 نیست، زیرا ریز مدارها یا آنالوگ های سری CD40 چنین دیودهایی را بین ورودی ها و گذرگاه برق متصل می کنند. بنابراین VD2 برای هر موردی اینجاست.

پالس های شمارنده گایگر بسیار کوتاه هستند. اگر مستقیماً روی یک فرستنده صدا اعمال شوند (چنین مدارهایی وجود دارد)، صداها مانند یک کلیک بسیار کوتاه خواهند بود و همه آنها به اندازه کافی قابل شنیدن نیستند. در مورد LED، چشمک زدن آن در این حالت به هیچ وجه قابل توجه نخواهد بود.

برای اینکه اطلاعات توسط حواس انسان بهتر درک شود، مدت زمان پالس باید کشیده شود و تا اندازه بهینه معینی افزایش یابد. این کار در اینجا توسط ریز مدار D1 از نوع CD4001 انجام می شود که روی آن دو تک ویبراتور ساخته شده است.

اولین تک شات روی عناصر D1.1 و D1.2 برای صداگذاری عملکرد شمارنده گایگر کار می کند. هنگامی که یک پالس در U1 رخ می دهد، به پایه 1 D1.1 فرستاده می شود و مدار در D1.1 و D1.2 یک پالس تولید می کند که مدت زمان آن توسط مدار RC R7-C4 تعیین می شود. این پالس بسیار طولانی تر از پالس ورودی است.

عملکرد تک شات روی عناصر D1.3 و D1.4 به طور مشابه عمل می کند. اما این تکانه ده برابر طولانی تر را تشکیل می دهد، زیرا اینرسی بینایی انسان بسیار بیشتر از شنوایی است. مدت زمان این پالس توسط مدار RC C5-R8 تنظیم می شود. پالس به VT2 می رسد، در مدار جمع کننده که یک LED نشانگر HL1 نوع AL307 روشن می شود (این می تواند تقریباً هر LED نشانگر باشد).

ترانسفورماتور T1 بر روی یک حلقه فریت با قطر بیرونی 28 میلی متر (کم و بیش ممکن است، جایی از 20 تا 30 میلی متر) پیچیده می شود. سیم پیچ اولیه 20 دور سیم PEV 0.43 است. سیم پیچ ثانویه 400 دور سیم PEV 0.12 است. ابتدا سیم پیچ ثانویه زخم می شود، سپس سیم پیچ اولیه روی آن پیچیده می شود.

عایق فلوئوروپلاستیک نازک را بین سیم پیچ ها قرار دهید (به عنوان مثال، از سیم MGTF باز کنید).

راه اندازی

تنظیم فقط برای منبع ولتاژ 400 ولت مورد نیاز است.

R1 را مطابق نمودار در موقعیت بالایی قرار دهید. برق را روشن کنید. اگر منبع فوراً کار نکرد، پایانه های یکی از سیم پیچ های ترانسفورماتور را تعویض کنید.

سپس مولتی متر را به پایانه های بیرونی مقاومت R1 وصل کرده و لغزنده آن را بچرخانید تا ولتاژ را روی 2.65 ولت تنظیم کنید. اگر یک ولت متر با مقاومت بالا دارید، می توانید ولتاژ را مستقیماً در خروجی اندازه گیری کنید، در NW باید 400 ولت باشد.

Solonin V. RK-2016-03.