Детектор радиации своими руками

Чаще всего, в самодельных и многих заводских схемах дозиметров радиации, сначала производится подсчет импульсов от счетчика за примерно 30 секунд, с последующей индикацией в течении нескольких секунд. Для показа разультатов следующего измерения необходимо опять ждать окончания счета, как минимум, полминуты. После чего сброс и подсчёт пол минуты по новой.

В этой же схеме запоминается число импульсов, поступивших от счетчика за каждую из последних 30 секунд, поэтому показания обновляются каждую секунду. Число импульсов поступивших за последнюю секунду заменяет соответствующее значение в списке 30-секундной давности.

Затем все 30 сохраненных значений суммируются, и получается число импульсов N за последние 30 секунд, актуализируемое ежесекундно. 

Схема дозиметра на микроконтроллере

Прибор предназначен для измерения ионизирующих излучений, вызванных бета — и гамма-лучи и имеет следующие параметры:

• Диапазон измеряемой дозы: 0 — 250 миллирентген/час 
• Напряжение питания: 2 – 3.3 В две батареи АА
• Средний потребляемый ток: 0.5 мА при отключенной звуковой индикации
• Время выхода на рабочий режим: 30 секунд
• Период обновления показаний: 1 секунда

Далее идёт сокращенный статьи, опубликованной в Радио 11-2010. Прибор состоит из следующих функциональных блоков: генератор высокого напряжения для питания газоразрядного счетчика, формирователь импульсов счетчика, узел управления жидкокристаллическим дисплеем, блок звуковой индикации, и стабилизаторы напряжения для питания различных цепей устройства.

Синхронное управление всеми блоками обеспечивается микроконтроллером DD2. Высокое напряжение формируется преобразователем на транзисторе VT2 и трансформаторе T1. На затвор VT2 поступают импульсы частотой 244 Гц и скважностью примерно 4-15% от микроконтроллера DD2. В момент импульса транзистор открыт и в магнитопроводе T1 накапливается магнитная энергия.

Использование утроителя напряжения снижает требования к трансформатору и упрощает его конструкцию. 

Высокое напряжение порядка 400 В поступает на счетчик Гейгера BD1 через нагрузочный резистор R10. При таком напряжении счетчик работает в середине плато своего рабочего диапазона.

Стабилитроны VD6-VD8 ограничивают напряжение на выходе утроителя до уровня 430 В и защищают от пробоя конденсаторы C11-C13 с номинальным рабочим напряжением 630 В. Такая защита необходима в процессе налаживания или при резком удалении дозиметра от источника радиации.

Без стабилитронов напряжение на конденсаторах может превысить 800-900 В и привести к их пробою. Средний потребляемый ток по цепи T1-VT2 не превышает 0.3 мА при сопротивлении нагрузки от 40 МОм и выше.

Стабилизация выходного напряжения преобразователя обеспечивается широтно-импульсной модуляцией, формируемой микроконтроллером. Стабилизация необходима для поддержания рабочего режима счетчика Гейгера при регистрации значительных доз радиации и компенсации падения напряжения батарей при их разряде. Слежение за величиной выходного напряжения производится с помощью обмотки обратной связи III.

Напряжение на этой обмотке выпрямляется диодом VD1 и фильтруется конденсатором C9. Емкость C9  в сочетании с сопротивлением резисторов R7-R8 выбрана из условий  его быстрого перезаряда при слежении за выходным напряжением. Напряжение около 5 В с C9 поступает через делитель R6-R7 нa вход аналого-цифрового преобразователя, встроенного в микроконтроллер DD2.

Конденсатор C11 сглаживает острые пики сигнала обратной связи. Напряжение, поступающее с обмотки III, сравнивается микроконтроллером с эталонным напряжением 1.235 В, формируемым источником опорного напряжения на DА1.

Эта микросхема работоспособна при токе стабилизации от 10 мкА, что позволяет увеличить номинал балластного резистора R4 и ощутимо уменьшить ток, потребляемой этой цепью по сравнению с обычными стабилитронами.

При регистрации частиц на счетчике Гейгера формируется импульс отрицательной полярности амплитудой порядка 100 В, поступающий на вход таймера TMR0 микроконтроллера через делитель и  формирующую цепочку на резисторах R2,R5,R6 и конденсаторах C7,C10. Число поступивших за последнюю секунду импульсов сохраняется в кольцевом буфере микроконтроллера.

В буфере хранятся результаты последних 30 измерений, которые обрабатываются микроконтроллером каждую секунду по специальному алгоритму перед индикацией. При использовании старых или долго проработавших газоразрядных счетчиков, с приходом каждой частицы вместо одного импульса они могут выдавать серию из 5-50 коротких импульсов. Цепочка C7-R8 отфильтровывает все импульсы из серии кроме первого.

Емкость C7 следует подобрать так, чтобы высокое напряжение на счетчике BD1 восстанавливалось как можно быстрее при фильтрации серии импульсов. Чрезмерное увеличение емкости C7 приведет к снижению быстродействия всего устройства и, как следствие, верхнего предела измерений. При указанной емкости C7 время восстановления соответствует времени неактивности СБМ-20.

Во многих опубликованных схемах вместо цепочки C7-R8 использован одновибратор. 

Управление ЖКИ в статическом режиме производится микросхемой DD1, подключенной к микроконтроллеру DD2 через последовательный интерфейс SPI. Конденсатор C8 определяет частоту обновления ЖКИ, которая для указанной его емкости равна примерно 80 Гц. Этим полностью исключается мерцание дисплея.  Для питания ЖКИ и DD1 требуется напряжение 3.

3 В, которое снимается с обмотки обратной связи T1 и стабилизируется микросхемой DA2. Напряжение 3.3 В на  выходе DA2 таким образом не зависит от напряжения батарей, чем гарантируется постоянная контрастность ЖКИ.

Отметим, что суммарный ток, потребляемый ЖКИ и DD1, не превышает 8 мкА и использование микромощного стабилизатора именно типа MCP1700 здесь принципиально. Дело в том, что собственный потребляемый ток обычных стабилизаторов, подобных L78L33, составляет порядка 5 мА даже без нагрузки. Улучшенные стабилизаторы типа LDO потребляют, как правило, порядка 0.5 мА.

Однако даже это слишком много и приводит к срыву стабилизации высокого напряжения. У MCP1700 собственный потребляемый ток не превосходит 1.6 мкА и нарушения стабилизации не происходит.

При превышении дозы радиации значения 100 мкР/час прибор начинает издавать каждую секунду короткий звуковой сигнал длительностью 50 мс и частотой около 2480 Гц.

Соответствующие импульсы поступают от микроконтроллера на затвор VT1, а через него на пьезоэлектрический излучатель BF1 или на телефонный капсюль, подключенный через разъем XS1. В момент закрывания VT1 на его стоке формируются очень короткие импульсы ЭДС самоиндукции излучателя амплитудой порядка 50 В.

Эти импульсы используются для индикации светодиодом VD2 наличия радиации, превышающей упомянутый выше пороговый уровень, который можно устанавливать программно. Резистор R9 ограничивает импульсный ток через светодиод на уровне 100 мА, что безопасно для большинства светодиодов.

Таким образом, для световой индикации дополнительной энергии от батарей не потребляется. В то же время R9 и VD2 ограничивают пики напряжения на стоке VT1 на уровне 15 В.

Питание прибора производится от двух батарей типа АА или от внешнего выпрямителя с выходным напряжением 5-15 В при токе не менее 10 мА. При подключении выпрямителя к разъему XS2 батарея автоматически отключается контактами разъема. Напряжение выпрямителя стабилизируется микросхемой DA3.

Диод VD9 исключает влияние DA3 на батарею и уменьшает питающее напряжение до 3 В, то есть до номинального напряжения батарей. Использование диода Шоттки продиктовано малым прямым падением напряжения на нем. Диод VD10 предохраняет прибор от ошибочного подключения неправильной полярности внешнего выпрямителя.

Разъем Х1 служит для программирования микроконтроллера на плате через интерфейс ICSP. 

Трансформатор T1 намотан на кольце размером 25х15х10 мм, изготовленном из феррита с магнитной проницаемостью 10000. Кольцо поставляется в пластиковой оболочке, исключающей необходимость в дополнительной изоляции сердечника перед намоткой. Первичная обмотка содержит 100 витков провода диаметром 0.35 мм в эмалевой изоляции, намотанных виток к витку равномерно по кольцу в 1 слой.

Индуктивность этой обмотки около 0.1 Гн при сопротивлении по постоянному току 5 Ом. Поверх нее виток к витку в 3 слоя намотана вторичная обмотка, состоящая из 200 витков монтажного провода диаметром 0.25 мм в пластиковой изоляции. Поверх этой обмотки расположена обмотка обратной связи, состоящая из 10 витков провода диаметром 0.

3 мм (желательно также применить провод в пластиковой изоляции). При такой конструкции межобмоточная изоляция не требуется. Сравнительно большое кольцо выбрано для упрощения ручной намотки. Можно также использовать ферритовое кольцо и без пластиковой оболочки, а все обмотки выполнить проводом в пластиковой либо фторопластовой изоляции, или проводом ПЭЛШО.

Кольцо прикреплено к плате пластмассовым болтом М6 через резиновые прокладки

Счетчики Гейгера имеют разброс чувствительности и для обеспечения желаемой точности все дозиметры требуют калибровки в лабораторных условиях, недоступных большинству радиолюбителей. Поэтому дозу радиоактивности, показанную и нашим прибором, можно считать лишь ориентировочной, что, однако, приемлемо для большинства бытовых целей.

Прибор работает при разряде батарей вплоть до 1,7 В. При таком напряжении микроконтроллер и, соответственно, преобразователь напряжения не запускаются, но будучи запущенными от более высокого напряжения батарей, продолжают работать фактически до их полного разряда. Все файлы проекта, в том числе описание настройки — в архиве.

Другие схемы дозиметров смотрите здесь.

Поделитесь полезными схемами

ДЕСЯТИЧНО-ДВОИЧНЫЙ ДЕШИФРАТОР

БЛОК ПИТАНИЯ НА 5А

СВАРОЧНЫЕ ИНВЕРТОРЫ ИЗ КИТАЯ

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОТПУГИВАТЕЛЬ СОБАК    Дазер — ультразвуковой отпугиватель собак, схема и описание прибора. Здравствуйте посетители нашего сайта. Иногда бродить по темным переулкам города ночью очень опасно, поскольку кроме вас по улице может выйти на прогулку злая бездомная собака (иногда очень голодная) и в любой момент из темного угла она может наброситься на вас и жутко покусать.

Источник: http://samodelnie.ru/publ/samodelnye_pribory/pribor_dlja_kontrolja_radiacii_na_mikrokontrollere/5-1-0-256

Как сделать дозиметр радиации своими руками: 3 основных схемы

Измерение уровня радиоактивного фона осуществляется с помощью специального прибора – дозиметра. Его можно приобрести в специализированном магазине, но домашних умельцев привлечет другой вариант — сделать дозиметр своими руками. Бытовую модификацию можно собрать в нескольких вариациях, например, из подручных средств или с установкой счетчика СБМ-20.

Возможности самодельного аппарата

Естественно, профессиональный или многофункциональный дозиметр собрать будет довольно сложно. Бытовые портативные или индивидуальные приборы регистрируют бета или гамма излучение.

Радиометр предназначен для исследования конкретных объектов и считывают уровень радионуклидов. Фактически дозиметр и радиометр – это два разных устройства, но бытовые версии часто совмещают в себе и первое, и второе.

Тонкая терминология играет роль только для специалистов, потому даже комбинированные модели называют обобщенно – дозиметр.

Выбрав одну из предложенных схем для сборки, пользователь получит простейшее устройство с низкой чувствительностью.

Несмотря на то, что самодельное устройство в разы уступает любому бытовому дозиметру из магазина, для защиты собственной жизни его вполне можно использовать.

Полезные советы

Перед тем, как выбрать для себя одну из схем сборки, ознакомьтесь с общими рекомендациями по изготовлению прибора.

1. Для аппарата собственной сборки выбирают 400 вольтовые счетчики, если преобразователь рассчитан на 500 вольт, то нужно корректировать настройку цепи обратной связи. Допустимо подобрать иную конфигурацию стабилитронов и неоновых ламп, смотря, какая схема дозиметра применяется при изготовлении.
2. Выходное напряжение стабилизатора замеряется вольтметром с входным сопротивлением от 10 Мом. Важно проверить, что оно фактически равно 400 вольт, заряженные конденсаторы потенциально опасны для человека, несмотря на малую мощность.
3. Вблизи счетчика в корпусе делается несколько мелких отверстий для проникновения бета-излучений. Доступ к цепям с высоким напряжением должен быть исключен, это нужно учесть, при установке прибора в корпус.
4. Схему измерительного узла подбирают на основании входного напряжения преобразователя. Подключение узла осуществляется строго при отключенном питании и разряженном накопительном конденсаторе.
5. При естественном радиационном фоне самодельный дозиметр будет выдавать порядка 30 – 35 сигналов за 60 секунд. Превышение показателя свидетельствует о высоком ионном излучении.

Схема №1 — элементарная

Чтобы сконструировать детектор для регистрации бета и гамма-излучений «быстро и просто», этот вариант подойдет как нельзя лучше. Что понадобится до конструирования:

• пластиковая бутылка, а точнее – горлышко с крышкой;
• консервная банка без крышки с обработанными краями;
• обычный тестер;
• кусок стальной и медной проволоки;
• транзистор кп302а или любой кп303.

Для сборки нужно отрезать горлышко от бутылки таким образом, чтобы оно плотно вошло в консервную банку. Лучше всего подойдет узкая, высокая банка, как от сгущенки.

В пластиковой крышке делается два отверстия, куда нужно вставить стальную проволоку.

Один ее край загибают петлей в виде буквы «С», чтобы она надежно держалась за крышку, второй конец стального прута не должен касаться банки. После крышка закручивается.

Ножку затвора КП302а прикручивают к петле стальной проволоки, а к стоку и истоку подсоединяют клеммы тестера. Вокруг банки нужно обкрутить медную проволоку и одним концом закрепить к черной клемме. Капризный и недолговечный полевой транзистор можно заменить, например, соединить несколько других по схеме Дарлингтона, главное – суммарный коэффициент усиления должен быть равен 9000.

Самодельный дозиметр готов, но его нужно откалибровать. Для этого используют лабораторный источник радиации, как правило, на ней указана единица его ионного излучения.

Схема № 2 — установка счетчика

Для того, чтобы собрать дозиметр своими руками, подойдет обычный счетчик СБМ-20 — его придется купить в специализированном магазине радиодеталей. Сквозь герметичную трубку-катод по оси проходит анод – тонкая проволока. Внутреннее пространство при малом давлении наполнено газом, что создает оптимальную среду для электрического пробоя.

Напряжение СБМ-20 порядка 300 – 500 В, его необходимо настроить так, чтобы  исключить произвольный пробой. Когда попадает радиоактивная частица, она ионизирует газ в трубке, создавая большое количество ионов и электронов между катодом и анодом. Подобным образом счетчик срабатывает на каждую частицу.

Важно знать! Для самодельного аппарата подойдет любой счетчик, рассчитанный на 400 вольт, но СБМ-20 – самый подходящий, можно приобрести популярный СТС-5, но он менее долговечный.

Схема дозиметра представляет собой два блока: индикатор и сетевой выпрямитель, которые собирают в коробочках из пластика и соединяют разъемом. Блок питания подключают к сети на небольшой промежуток времени. Конденсатор заряжается до напряжения 600 Вт и является источником питания устройства.

Блок отключают от сети и от индикатора, а к контактам разъемам подсоединяют высокоомные телефоны. Конденсатор следует выбрать хорошего качества, это продлит время работы дозиметра. Самодельный аппарат может функционировать в течение 20 минут и больше.

Технические особенности:

• резистор выпрямителя оптимально подобрать с рассеивающей мощностью до 2 вт;
• конденсаторы могут быть керамические или бумажные, с соответствующим напряжением;
• счетчик можно выбрать любой;
• исключите вероятность прикосновения руками к контактам резистора

Естественный радиационный фон будет регистрироваться как редкие сигналы в телефонах, отсутствие звуков означает, что нет питания.

Схема № 3 с двухпроводным детектором

Можно сконструировать самодельный дозиметр с двухпроводным детектором, для этого нужна пластиковая емкость, проходной конденсатор, три резистора и одноканальный демпфер.

Сам демпфер снижает амплитуду колебаний и устанавливается за детектором, непосредственно рядом с проходным конденсатором, который измеряет дозу. Для такой конструкции подойдут только резонансные выпрямители, а вот расширители практически не используются. Прибор будет более чувствителен к радиации, но потребует больше времени для сборки.

Существуют и другие схемы, как сделать дозиметр самостоятельно. Радиолюбители разработали и протестировали множество вариаций, но большинство из них основывается на схемах, описанных выше.

Источник: http://Tehnika.expert/dlya-zdorovya/prochaya-texnika/dozimetr-svoimi-rukami.html

Недорогой и чувствительный детектор ионизирующего излучения (радиации)

Этот проект был начат как проект-самоделка «Детектор ядерной войны». Идея заключалась в том, чтобы сделать устройство, которое бы мигало красным огоньком в случае ядерной атаки или интенсивного уровня радиации снаружи дома.

Это бы выглядело наподобие датчика дождя, встроенного в зонтик, полностью функционального, но совершенно бесполезного.

Чувствительность должна быть аналогична тем приборам радиационного контроля, которые вы часто видите на интернет-аукционе eBay, со шкалами от 0,5 до 500 рентген/ч.

Если показания прибора приблизятся к этим значениям, у вас большие проблемы! Они, вероятно, должны калиброваться в «часах оставшейся жизни»! Я решил использовать в качестве датчика небольшую ионизационную камеру с усилителем тока, построенным на составном транзисторе (транзисторе Дарлингтона).

Но когда я соединил базу составного транзистора непосредственно с проводом датчика, ток коллектора практически отсуствовал. Я же ожидал увидеть некоторый ток утечки из-за «плавающей» базы и коэффициента усиления в десятки тысяч.

Я не знаю, все ли составные npn-транзисторы так же хороши, как эти MPSW45A, но ток утечки был удивительно мал, а коэффициент усиления выглядел очень высоким, возможно 30 000, при токе базы в несколько десятков пикоампер.

(Я проверил коэффициент усиления с помощью тестового резистора с сопротивление 100 МОм, подключенного к источнику питания с регулируемым выходным напряжением).

Внезапно я увидел возможность как использовать эти обычные компоненты, чтобы сделать действительно чувствительный датчик. Я добавил другой транзистор как показано ниже

Кому нужны резисторы смещения?! Я использовал жестяную банку диаметром 4 дюйма (примерно 10 см) с отверстием в днище для антенного провода и алюминиевой фольгой, закрывающей открытую часть.

Я быстро понял, что резистор, подключенный к базе 2N4403 (10 кОм) — хорошая идея, предотвращающая повреждения при коротком замыкании.

Эффективность работы этой схемы была превосходной, она легко обнаруживала ториевую калильную сетку лампы Coleman! Так почему бы не добавить еще один составной транзистор? Это казалось смешным, но вот то, что я соорудил:

Я использовал напряжение питания 9 В, но рекомендовал бы использовать несколько более высокое напряжене для получения достаточного потенциала в ионизационной камере. Резисторы были добавлены для защиты от случайного короткого замыкания, которое может быстро вывести из строя транзистор или амперметр. При нормальной эксплуатации они мало влияют на функционирование схемы.

Эта схема действительно хорошо работает и после 5-10 минут, необходимых для стабилизации, она могла обнаруживать калильную сетку на расстоянии около десяти сантиметров.

Но схема оказалась чувствительной к изменению температуры и показания амперметра возрастали при небольшом увеличении темературы в комнате.

Поэтому я решил добавить температурную компенсацию, сконструировав идентичную схему, но без подключенного к базе транзистора провода датчика, и включив измерительный прибор между выходными точками обеих схем:

нажмите, для увеличения

Это выглядит немного запутанным, но на самом деле достаточно легко осуществимо. Схема былы собрана в такой же жестяной банке, как и использованная в одном из вышеописанных проектов на полевых транзисторах (JFET), и все части схемы были закреплены на монтажной плате с 8 выводами.

Внимательный читатель заметит, что я фактически применил резисторы сопротивлением 2,4 кОм и 5,6 кОм, но эти различия в номиналах не играют большой роли. Я также использовал блокировочный конденсатор, подключенный параллельно батарее, номиналом, например, 10 мкФ. Провод датчика непосредственно соединен с базой транзистора и проходит через отверстие, просверленное в днище жестяной банки.

Схема довольно чувствительна к электрическим полям, поэтому хорошая идея — иметь оболочку схемы наподобие этой.

Дайте схеме «прогреться» несколько минут после подачи напряжения питания, после чего показания амперметра должны снизиться до весьма малых значений. Если показания амперметра отрицательные, переключите провод датчика к базе другого транзистора и поменяйте полярность подключения амперметра.

Если на резисторах сопротивлением 2,2 кОм падает заметное напряжение, может быть до одного вольта, попробуйте очистить все растворителем и полностью высушить.

Когда показания амперметра станут низкими и стабильными, поднесите радиоактивный источник, например, калильную сетку , к окошку, закрытому фольгой, и показания должны быстро возрасти. В качестве измерительного прибора можно применить цифровой вольтметр со шкалой до 1 В или амперметр со шкалой 100 мкА.

Показанный ниже измерительный прибор уже имеет шкалу, отградуированую в единицах радиоактивности, и показания около 2,2 обусловлены воздействием калильной сетки .

Это — простой датчик, учитывая его чувствительность! Деятельный экспериментатор может попробовать другие транзисторы, скорее всего, составные, например, MPSA18, или даже операционный усилитель тока, управляемый напряжением, например, CA3080 с разомкнутой цепью обратной связью.

Источник: https://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=47935

Мой самодельный дозиметр

Разработка самодельного дозиметра связана с тем, что в моем дозиметре ДБГБ-01 «Ратон-901» вышел из строя стабилитрон СГ301-С.Стабилитрон тлеющего разряда СГ301-С в стеклянном заполненном водородом корпусе специально разрабатывался для работы с 400-вольтовыми счётчиками Гейгера (например, СБМ-20). Его напряжение стабилизации равно 390 В.
Проявлялась неисправность стабилитрона в полном безразличии дозиметра к радиоактивному излучению 🙂 Но так как радиационная разведка — увлекательное занятие, мне захотелось все-таки обратно заполучить в свои руки дозиметр. Восстанавливать старый дозиметр — скучно, купить — слишком банально, гораздо интереснее сделать самому!
Я использовал из своего заводского дозиметра только счетчик Гейгера, тот самый таинственный ПРГИ-101.

Мой DIY-дозиметр представляет собой объединенные в одном корпусе высоковольтный источник, счетчик Гейгера и формирователь импульсов —

блок-схема дозиметравид дозиметра внутри1 — CCFL-инвертор
2 — умножитель
3 — счетчик Гейгера
4 — формирователь импульсов
5 — согласующая цепь
6 — выключатель питания и разъем для внешнего питания

7 — штеккер для подключения к аудиоразъему смартфона/ноутбука

• вид дозиметра снаружи
  Как Вы успели заметить, корпусом служит футляр от видеокассеты 🙂 из полипропилена.
• принципиальная схема дозиметра

(щелкните мышкой для просмотра схемы в увеличенном масштабе)
Как основу для высоковольтного источника я использовал инвертор для вышедшей из строя CCFL лампы подсветки.
Умножитель C2-C5, VD2-VD4 обеспечивает увеличение напряжения, вырабатываемого  CCFL-инвертором, в несколько раз и его выпрямление. Конденсатор C6 сглаживает пульсации напряжения. Напряжение для регулировки снимается с делителя R11-R16 и поступает на инверсный вход ОУ DA1.2, а опорное напряжение снимается с регулируемого делителя R8-R10 и поступает на прямой вход ОУ DA1.2. При превышении напряжением на выходе умножителя заданного уровня на выходе ОУ DA1.2 напряжение резко снижается, МДП-транзистор VT1 закрывается, что вызывает закрытие p-n-p транзистора VT2. При этом подача напряжения на CCFL-инвертор прекращается.
Напряжение с выхода умножителя поступает через резистор R22 на трубку Гейгера-Мюллера. При попадании частицы ионизирующего излучения в счетчике происходит разряд, возникает импульс тока, и, как следствие, импульс напряжения на резисторе R23. Через резистор R24 и ограничивающий диод VD7 этот импульс поступает на прямой вход ОУ DA1.1. На инверсный вход поступает опорное напряжение, снимаемое с регулируемого делителя R18-R20. При превышении импульсом напряжения от счетчика Гейгера уровня опорного напряжения на выходе ОУ вырабатывается импульс напряжения, через резистор R21 поступающий на затвор МДП-транзистора VT3 и открывающий его. Напряжение на стоке транзистора VT3 резко падает и, поступая на вывод 2 таймера DA2, вызывает срабатывание одновибратора на таймере DA2. Удлиненный импульс с вывода 3 таймера DA2 поступает на бипер SP1 и зажигает светодиод HL3 через резистор R26.  Также импульс напряжения со стока транзистора VT3 поступает на вход схемы согласования дозиметра и смартфона. Конденсатор C10 развязывает дозиметр и смартфон по постоянному напряжению. Резисторы R27 и R28 составляют делитель напряжения, уменьшающий уровень импульса напряжения. Светодиоды HL4 и HL5 дополнительно ограничивают уровень выходного напряжения, поступающего на микрофонный вход смартфона.

Питание
Питание дозиметра осуществляется от призматической батареи («Кроны») напряжением 9 В.
Также предусмотрен разъем для подключения внешнего источника питания.

Источник: https://acdc.foxylab.com/node/32

Как сделать счетчик Гейгера своими руками?

Домашний уют 15 января 2018

В наш век техногенных катастроф необходимо защитить себя от их последствий в виде радиоактивного заражения. А для этого ионизирующее излучение необходимо обнаружить. Поэтому при отсутствии промышленных приборов любой радиолюбитель может попытаться изготовить счетчик Гейгера своими руками.

Что такое счетчик Гейгера?

Для измерения радиоактивного фона учеными и инженерами разработаны приборы — счетчики Гейгера. В качестве датчика альфа-, бета- и гамма-излучений используется герметичная газоразрядная трубка, наполненная смесью инертных газов, названная в честь ученых-изобретателей счетчиком Гейгера — Мюллера. Но профессиональные приборы мало доступны современному обывателю и довольно дороги.

Разработано несколько разновидностей подобных конструкций. Счетчик Гейгера своими руками из неоновой лампы может изготовить даже самый неподготовленный сталкер для выживания в постапокалиптическом мире.

Разновидности конструкций самодельных счетчиков Гейгера

Счетчик Гейгера своими руками разработали и изготовили уже многие конструкторы-любители. Вариантов конструкций много. Известны наиболее распространенные схемы самодельных разработок:

• Радиометр, с использованием стартера от лампы дневного света или неоновой лампы в качестве датчика бета- и гамма-излучения.
• Простой самодельный индикатор радиации на базе датчика СТС-5.
• Простейший дозиметр с датчиком СБМ-20.
• Малогабаритный радиационный индикатор на базе датчика СБТ-9.
• Индикатор ионизирующего излучения на базе датчика из полупроводникового прибора — диода.
• Простейший индикатор радиации с самодельным разрядником, изготовленным из ПЭТ-бутылки и консервной банки.

Преимущества и недостатки конструкций

Конструкции самодельных дозиметров и индикаторов радиации с использованием датчиков СБМ-20, СТС-5, СБТ-9 достаточно просты, имеют высокую чувствительность. Но у них есть очень важный недостаток — это промышленные датчики ионизирующего излучения, которые труднодоступны и дороги для покупки.

Индикатор радиации с датчиком из полупроводникового прибора дешев, но, в связи с нелинейностью характеристик полупроводников, труден в настройке, чувствителен к изменению температуры и напряжению питания.

Прибор с самодельным датчиком из ПЭТ-бутылки предельно прост, но требует схемы с полевым транзистором, который не всегда доступен для самодельщика. Кроме того, полевые транзисторы склонны к пробою в условиях сильной радиации.

Наиболее доступными являются конструкции с датчиками на базе стартера от неисправных ламп дневного света или неоновой лампы.

К недостаткам датчика из стартера, как и неоновой лампы, необходимо отнести чувствительность к изменению температуры и напряжения питания, необходимость экранирования датчика от света и электромагнитного излучения.

К преимуществам относится простота изготовления и настройки счетчика Гейгера своими руками.

Схема индикатора радиации c неоновой лампой в качестве датчика

Изготовление счетчика Гейгера своими руками следует начинать с изучения принципиальной схемы устройства. В этой схеме в качестве датчика гамма- и бета-излучения используется неоновая лампочка.

Рассмотрим принципиальную схему.

Чтобы выпрямить переменный ток, применен диод D1. Для обеспечения постоянного напряжения 100 В использована стабилизационная схема на основе стабилитрона D2. Параметры резистора R1 находятся в зависимости от питающего напряжения Vac и рассчитываются по формуле

R1=(Vac-100V)/(5 мА).

Переменным сопротивлением R2 устанавливается напряжение на неоновой лампочке немного ниже напряжения поджигания. Неоновая лампа в режиме ожидания не должна гореть. При пролете радиоактивных частиц через стеклянную колбу, происходит ионизация инертного газа и вспышка лампы.

В момент вспышки лампы на сопротивлении R3 произойдет падение напряжения, а на неоновой лампе появится напряжение, меньше напряжения удержания.

На лампе не будет прохождения тока до момента зажигания ее ионизирующей частицей. В момент краткого протекания тока через лампу в громкоговорителе прозвучит громкий щелчок.

После сборки счетчика Гейгера своими руками из неоновой лампы можно приступать к его настройке.

Настройка и калибровка счетчика Гейгера

Разработанная модель постапокалиптического счетчика Гейгера своими руками настраивается просто. Переменным сопротивлением R2 прибор переводится в режим ожидания, на грани срабатывания датчика из неоновой лампы.

Далее для эксперимента, к индикатору радиоактивности приближается пыльная тряпка и регулирующим резистором R2 подстраивается чувствительность прибора.

Так как в пыли полно радиоактивных изотопов, неоновая лампочка индикатора радиоактивности при правильной настройке должна периодически вспыхивать, головка громкоговорителя должна издавать стрекочущие звуки и щелчки.

Для более точной калибровки прибора необходимо применить доступный источник радиации. Им может быть тумблер от военной радиоаппаратуры с нанесенным на него светящимся радиоактивным люминофором.

Для калибровки также может применяться стандартный источник радиации, которым, как правило, укомплектован военный дозиметр.

Материалы и инструменты для сборки счетчика Гейгера

При сборке своими руками счетчика Гейгера материалы могут применяться любые, доступные радиолюбителю. Главное, чтобы номиналы радиодеталей соответствовали приведенной схеме.

Необходимо правильно подобрать в качестве датчика неоновую лампу, чтобы напряжение зажигания примерно соответствовало 100 В. При этом радиодетали могут быть как импортные, так и отечественные.

Параметры деталей необходимо подобрать, используя справочную литературу.

Важно отметить, что в приведенной принципиальной схеме использовано переменное напряжение питания от сети Vac =220 В по бестрансформаторной схеме, а это опасно поражением организма электрическим током.

Для предотвращения электрической травмы, следует изготовить корпус прибора из электроизоляционного материала.

Для этой цели подойдет плексиглас, гетинакс, стеклотекстолит, полистирол, другие слоистые пластики.

При сборке счетчика Гейгера своими руками инструмент применяется самый разнообразный:

• Электрический паяльник мощностью 60 Вт необходим для пайки радиодеталей.
• Ножовка по металлу широко используется для распиливания фольгированного стеклотекстолита, при изготовлении печатной платы. Применяется для раскройки и разрезания пластиковых деталей корпуса.
• Электродрель применяется для сверления отверстий в печатной плате, сборки корпуса на уголках.
• Пинцет крайне необходим для работы с мелкими деталями при пайке и монтаже электрической схемы.
• Бокорезы рекомендуются для обрезки выступающих выводов радиодеталей.
• Для пуско-наладки прибора совершенно необходим элементарный тестер, с помощью которого потребуется провести замеры напряжения в контрольных точках, а также других электрических параметров.
• Для автономного электропитания подлинно постапокалиптического счетчика Гейгера желательно подключить аккумуляторную батарею напряжением 4,5-9 В, для чего применить любую простейшую схему преобразователя напряжения до 220 В переменного тока.

При работе с электричеством и радиоактивными материалами следует выполнять требования техники безопасности.

Источник: fb.ru

Источник: https://monateka.com/article/268730/

Карманный детектор радиоактивности

Это простой самодельный карманный детектор радиоактивности является миниатюрным индикатором ионизирующего излучения, в котором в качестве датчика используется трубка Гейгера-Мюллера.

Функция данного устройства, не измерение дозы излучения, а создание световой и звуковой индикации наличия радиационного излучения. Так же, эту схему можно усовершенствовать, превратив его в полноценный дозиметр. Для этого необходимо снабдить его аналоговым или цифровом (микроконтроллерным) блоком подсчета количества импульсов в единицу времени.

Описание конструкции карманного детектора радиоактивности

В данном детекторе радиоактивности применена трубка отечественного производства СТС-5, которая чувствительна к бета- и гамма- радиоизлучению. Рабочее напряжение данного вида счетчика Гейгера составляет 400 вольт. Питание прибора осуществляется всего от 1,5 вольта. Поднять это напряжение до 400 вольт помогает преобразователь построенный на трансформаторе Тр1 и транзисторах VT1 и VT2.

В качестве трансформатора Тр1 подойдет трансформатор от питания ламп подсветки ЖК-мониторов. Обмотки I и II содержат по 15 витков намотанных медным проводом диаметром 0,3 мм. Начало всех обмоток на схеме отмечены точкой. В качестве III обмотки используется вторичная обмотка трансформатора (без изменений), она составляет около 1000 — 1200 витков.

Транзистор VТ2 действует в качестве обратной связи. Когда напряжение на конденсаторе С5 достигает 400 В, ток начинает течь через стабилитроны VD5 и VD6, и транзистор VT2 уменьшает коэффициент заполнения генератора. Можно использовать любое количество стабилитронов, главное чтобы общая сумма напряжений стабилитронов ровнялось 400 вольт.

Цель разработки данной схемы — низкое энергопотребление. Поэтому была введена обратная связь для стабилизации напряжения. Конечно же трансформатор Тр1 и сам бы мог обеспечить необходимое напряжение в 400 вольт, но применение мультиплексирования снижает энергопотребление возникающее из-за потерь в сердечнике трансформатора, емкостных потерь и т.д.

Импульсы, исходящие от счетчика СТС-5, усиливаются транзисторами VТ3 и VТ4, а затем выводятся на небольшой динамик, с сопротивлением от 8 до 32 Ом, и сверхяркий красный светодиод HL1.

Светодиод запитан от дополнительной цепи, потому что падение напряжения на нем составляет 1,6…2 В и самого выходного напряжения не достаточно для того чтобы он светился.

 Детектор выдает около 25 импульсов в минуту при естественном фоне, что эквивалентно примерно 0,1 мкЗв / ч.

Индикатор-детектор радиоактивности питается от одной АА или ААА батареи 1,5 вольт, или аккумулятора NiCd или NiMH 1,2 вольт. Потребление составляет всего лишь около 4 мА. Никель-металлогидридный аккумулятор с емкость 3200мАч, позволяют проработать устройству на одном заряде около 800 часов.

Внимание! В схеме высокое напряжение 400 вольт. Необходимо соблюдать крайнюю осторожность при наладке устройства и его эксплуатации.

Источник: http://www.joyta.ru/6374-karmannyj-detektor-radioaktivnosti/

Дозиметр своими руками

Тема использования дозиметров в быту стала вновь актуальна после известных событий в Японии, особенно если учесть, что большая часть морепродуктов поступает в Москву из Дальнего Востока.

  Впервые  проблема дозиметрии в быту возникла после аварии 1986 г. на АЭС в Чернобыле, но со временем о ней забыли.

К тому же иметь дозиметр дома удобно, учитывая, что в современной техногенной среде возможность подобных катастроф весьма высока.

Конечно, списанные б/у устройства (военные), к примеру, различные модификации ДП стоят намного дешевле, но они громоздки, к тому же показывают только опасные уровни радиации. Во-вторых, это вопрос качества.

Бытовые устройства показывают зачастую что-то непонятное, они вообще не калибруются, ибо их создатели полагают, что обывателю нужно знать только одно: «можно кушать или нельзя кушать» тот или иной продукт.

Что же касается серьезного оборудования, вроде комплекса «Прогресс», то использование его в домашних условиях весьма затруднительно, главным образом по финансовым причинам. Его могут позволить себе лишь очень богатые люди, да и места он будет занимать порядком.

В качестве счётчика ядерных излучений в бытовых дозиметрах обычно используются счётчики Гейгера. В самодельных тоже. Я использовал старый добрый СТС-5, 1968 года выпуска, которых на работе имелось в достатке – запасы с советских времён. Счётчики той эпохи отличались одним свойством – они либо работают, либо нет, а «врать» или «показывать не точно» они не могут.

Принципиальная схема собранного мною дозиметра представлена здесь:

http://louvaahmar.narod.ru/progi/myprog/dozim1/shema1.bmp

Самая сложная часть – это преобразователь. Счетчик СТС-5 требует питания около 400 вольт.

За основу трансформатора для преобразователя я использовал ферритовый дроссель от КЛЛ (люминесцентной лампочки под обычный патрон), на который домотал две обмотки по десять витков, одна из которых являлась как бы первичной обмоткой, а вторая – вторичной для обратной связи.

В качестве транзистора для преобразователя я использовал МП-40А (взял из имеющихся первый попавшийся прямой транзистор, и он подошел).

Изначально я планировал в качестве источника питания использовать аккумулятор на 8,6 вольт (аналог девятивольтовой батарейки), но в этом случае преобразователь выдавал всего лишь двести вольт вместо четырехсот.

После преобразователя идет блок самого счетчика. Он состоит из собственно счетчика, сопротивления нагрузки и разделительного конденсатора.

Сопротивление нагрузки служит для того, чтобы импульсы не гасились по обратной связи. В качестве разделительного конденсатора обычно используется высоковольтный конденсатор низкой ёмкости.

Он пропускает импульс со счетчика на последующие части прибора и при этом не пропускает высокое напряжение.

За конденсатором следует высокоомный наушник ТОН-2. Он служит для того, чтобы импульсы можно было улавливать на слух, даже если прибор ни к чему не подключен. Считается, что для счётчика СТС-5 (также как и для СБМ-20) число импульсов за 40 секунд примерно соответствует фону в микрорентген в час.

Никаких усилителей я не использовал.

В классических радиолюбительских схемах самодельных радиометров-дозиметров далее следует какой-нибудь примитивный аналоговый интегратор и головка со стрелкой, но я пошел принципиально иным путём.

 После наушника идет выход на внешнее счетное устройство (компьютер или ноутбук). Выход осуществлен через небольшой конденсатор, служащий для развязки схемы устройства и входного тракта звуковой карты компьютера.

• В качестве источника питания от сети и зарядного устройства я использовал блок питания от старого ноутбука на 19 вольт.
• Основные недостатки получившегося устройства: очень быстро садятся аккумуляторы (слишком мощный преобразователь), для точных измерений необходим компьютер, относительно крупные размеры.
• В целом получившееся устройство выглядит так:

http://louvaahmar.narod.ru/progi/myprog/dozim1/vidsverhu.jpg

А вот так оно выглядит изнутри (радиолюбители, не падайте в обморок при виде столь топорного исполнения):

http://louvaahmar.narod.ru/progi/myprog/dozim1/nachinka1.jpg

http://louvaahmar.narod.ru/progi/myprog/dozim1/nachinka2.jpg

http://louvaahmar.narod.ru/progi/myprog/dozim1/nachinka3.jpg

Для счета импульсов я подключил  получившийся прибор к микрофонному входу ноутбука, где импульсы считались программным путем.

Для такого подсчета мною была написана программа на Delphi, которая считает импульсы в заданный промежуток времени, пересчитывает импульсы в секунду в нужные единицы измерения (например, микрорентген в час) и может отправлять результаты в различные внешние приложения, как, например,  MS Excel или OpenOfficeCalc (писать колонку чисел) путём симуляции клавиатурного ввода. Данная программа является упрощённо-модифицированным вариантом от моей программы счёта импульсов общего назначения.

Скриншот программы здесь:

http://louvaahmar.narod.ru/progi/myprog/r1.jpg

Подробнее о программе (скачать программу) здесь:

http://louvaahmar.narod.ru/progi/myprog/

В отличие от бытовых дозиметров, им можно не только замерить радиационный фон или радиоактивность чего-либо, но и следить за изменением этих показателей со временем, или автоматически произвести серию измерений.

А это уже гораздо серьёзнее, чем пляшущие цифры на дисплее бытового дозиметра.

Возможно, в дальнейшем я попробую повысить чувствительность, используя вместо одного счётчика, батарею из нескольких счётчиков соединённых параллельно. Также возможно следует реализовать программный анализ амплитуды импульсов, с целью получения спектров, хотя вряд ли это принесёт какую-то реальную практическую пользу при использовании с нашими счётчиками…

Источник: http://louvaahmar.narod.ru/progi/myprog/dozim1