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

Простой детектор радиации

Детектор радиации своими руками

Автор применил ионизационную камеру с усилителем как датчик, для постройки которого будет использован составной транзистор. Однако при подсоединении транзистора к датчику, электрический сигнал коллектора отсутствовал. Предполагалось получить ток утечки из-за «нестабильности» базы и коэффициента многократного усиления. Возможно именно из-за модели транзистора MPSW45A, ток утечки был действительно мал, но коэффициент усиления оставался высоким, автор предполагает, что около 30 тысяч, и все это при токе базы около пары десятков пикоампер.

Для проверки использовался тестовый резистор с сопротивлением 100 МОм, который подключался к регулируемому источнику питания.

В этом он разглядел возможность приспособить эти стандартные компоненты и сделать из них датчик с неплохой чувствительностью.

Что необходимо для сбора детектора:
1) Пара транзисторов
2) трансформатор
3) амперметр или вольтметр
4) немного алюминиевой фольги.
5) железная банка радиусом 5 см

В жестяной банке сделаем отверстие на дне,оно нужно под провода антенные. Открытую часть же закроем алюминиевой фольгой.

Подключим резистор к базе 2N4403 (10 кОм) — это поможет защитить от повреждений при КЗ. Об эффективности системы можно судить по тому, что она была способно обнаружить ториевую калильную сетку.

Затем автору пришла идея подключить еще один составной транзистор. Получилась примерно такая конструкция:

Для питания было использовано напряжение в 9 В, однако возможно и даже предпочтительнее применить и напряжение повыше, это нужно чтобы получить достаточный потенциал в ионизационной камере.

Так же были добавлены резисторы, которые должны предохранять от КЗ, ведь оно может вывести из строя транзистор или амперметр.

При это их влияние на функцию схемы при стандартном режиме работы весьма незначительно, а следовательно не вносит помех в использовании.

Благодаря этому наша схема даже после пяти-десяти минут, которые все же необходимы для стабилизации. Способность идентифицировать калильную сетку была достигнута на дистанции примерно десяти сантиметров.

Однако эта схема получилась чувствительной к смене температуры,поэтому показания амперметра изменялись при перепадах температур, если она возрастала — показания увеличивались. Причем это происходило даже при небольших колебаниях.

Из-за этого было решено смонтировать температурную компенсацию. Для этого автор сделал точно такую же схему, нов этот раз уже исключая подключенных к базе транзистора провода от датчика.Вместо этого он воткнул измерительный прибор между точками выхода обеих схем:

Хоть по тексту это смотрится довольно запутанно, однако на деле осуществляется довольно легко.

использовал еще одну жестяную банку для сбора аналоговой схемы. Так же было решено закрепить все ее части на монтажной плате с 8 выводами, это было сделано для удобства и простоты эксплуатации.

Возможно вы уже заметили , что по факту были использованы резисторы с сопротивлением 2,4 кОм и 5,6 кОм. Уверяю вас данные расхождения в номиналах не особенно важны,чтобы заострять на них ваше внимание.

Еще был использован конденсатор блокировки, который подключили параллельно батарее, мощностью около 10 мкФ. А сам же провод нашего датчика был присоединен к самой базе транзистора и соответственно проходит через отверстие, е в днище жестяной банки, которое было предварительно просверлено.

Замечание: схема имеет неплохую чувствительность к электрическим полям, следовательно стоит соорудить оболочку схемы такую как эта.

Перед применением лучше подождать около пяти минут после подачи напряжения на схему,после этого показания амперметра изменятся на весьма малых величин. В случае же если показания амперметра будут отрицательными,просто пере подключите провод от датчика к базе иного транзистора, а так же измените полярность подключения амперметра.

Еще хотелось бы предупредить,что если на резисторах сопротивлением 2,2 кОм падает заметное напряжение, может быть до одного вольта, просто очистите все растворителем и поставьте на просушку.

А уже после стабилизации показаний амперметра можете смело приступать к измерениям. понеся радиоактивный источник в виде к примеру калильной сетки к стороне закрытой фольгой, при этом показания прибора должны резко увеличиться.

Вы можете применить вольтметр как прибор измерений (шкала до 1 В).

Приведенный же ниже прибор уже снабжен измерительной шкалой, которая была отрегулирована в единицах радиоактивности, а показания 2,2 возникли из-за нахождения рядом калильной сетки .

Три варианта сборки самодельного дозиметра

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.

Читать еще:  Металлоискатель из пульта дистанционного управления

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. Польза в таком приборе все же есть: он способен регистрировать критичные дозы радиации, это будет свидетельствовать о реальной угрозе здоровью человека. 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.

  • 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.

Читать еще:  Открытка-валентинка «Письмо любви»

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.

Простой дозиметр своими руками: схема. Дозиметры радиации своими руками

Дозиметрами принято называть устройства, которые необходимы для измерения мощности ионизирующего излучения. Также следует учитывать, что некоторые модели дополнительно способны оценивать эффективность дозы. Рентгенметры к дозиметрам не относятся. Основным элементом устройства приятно считать детектор. По параметру чувствительности он довольно сильно отличается. В целом эти приборы можно разделить на профессиональные и бытовые модификации.

Для военных применяются особые модели, которые рассчитаны на тяжелые условия использования. В свою очередь, промышленные модификации предназначены для постоянного мониторинга радиации. Собрать дозиметры радиации своими руками довольно просто. Однако это касается только бытовых устройств. Чтобы сделать профессиональную модель, необходимо изучить схемы данных приборов.

Бытовая модель за 3 минуты

Собрать дозиметр своими руками за 3 минуты довольно просто. В первую очередь следует взять баклажку емкостью не менее 1.5 литра. После этого для устройства понадобится тестер однополюсного типа. Сначала баклажку необходимо разрезать. С этой цель лучше воспользоваться ножом. Следующим шагом устанавливается тестер в емкость. Далее, чтобы собрать простой дозиметр своими руками, к нему подсоединяется проводник.

Конденсатор для этой цели понадобится открытого типа. В верхней части проделывается отверстие для спицы. Лучше всего ее подбирать медную, диаметром не более 1.2 мм. В итоге части баклажки необходимо скрепить при помощи изоленты. При включении тестера сигнал со спицы передается на резистор. В результате мощность ионизирующего излучения отображается на приборе.

Дозиметр из консервной банки

Сделать дозиметр своими руками из консервной банки можно, если заранее заготовить проходной конденсатор и однополюсный тестер. В данном случае баклажка для устройства не потребуется. На дне консервной банки необходимо проделать небольшое отверстие для спицы. После этого в емкость устанавливается конденсатор. Резистор в свою очередь необходимо напрямую подсоединять к тестеру. После этого останется только зафиксировать спицу в отверстии банки.

Устройство с двухпроводным детектором

С двухпроводным детектором как собрать дозиметр своими руками? На самом деле, если подобрать все необходимые компоненты, то данная задача вполне выполнима. В первую очередь для устройства заготавливается емкость. Как правило, она подбирается пластикового типа. Размеры ее во многом зависят от габаритов детектора. Также следует учитывать, что для сборки модели потребуется проходной конденсатор. В свою очередь, резисторов необходимо подготовить три.

Далее, чтобы сделать дозиметр своими руками, берется демпфер. Для модели с двухпроводным детектором он подбирается только одноканальный. Устанавливать его необходимо непосредственно у конденсатора. Выпрямители для дозиметров данного типа походят только резонансные. В свою очередь, расширители применяются специалистами довольно редко. Непосредственно для замера эффективности дозы служит проходной конденсатор. Дополнительно следует учитывать, что демпфер в устройстве нужно устанавливать за детектором.

Применение трехпроводных детекторов

Как сделать дозиметр своими руками трехпроходного типа? Сразу следует отметить, что данная задача является непростой. Относятся трехпроходные устройства к профессиональным модификациям и предназначены для измерения не только эффективности дозы, но и мощности излучения. Устанавливать детектор необходимо только после того, как в корпусе будут закреплены все проходные конденсаторы. В данном случае резисторы используются только закрытого типа.

В свою очередь, демпферы подходят одноканальные. Расширитель в данном случае потребуется низкочастотный. Для замера мощности излучения используются только резонансные выпрямители. Для их установки потребуется воспользоваться паяльником. Стабилитроны в таких приборах используются довольно редко. Связано это с тем, что погрешность в их замерах высокая. Также следует учитывать, что параметр мощности излучения напрямую зависит от типа выходного резистора. Чаще всего он подбирается электролитический.

Использование векторных резисторов

Собрать с векторными резисторами дозиметр своими руками (схема показана ниже) можно только на пару с сетевыми детекторами. На сегодняшний день приобрести их в магазине довольно сложно. Также следует учитывать, что данный товар в наше время стоит много, по сравнению с другими типами детекторов. Устанавливать резисторы необходимо только после закрепления проходного конденсатора. В некоторых моделях их припаивают две единицы. В таком случае отрицательное сопротивление цепи порой может дойти до 30 Ом. При этом точность измерений значительно страдает. Также на погрешность работы устройства может влиять емкость конденсаторов. Чаще всего они подбираются на 20 пФ. Всего этого достаточно, чтобы обеспечить модель отличной чувствительностью.

Далее, чтобы сделать дозиметр своими руками, устанавливается выпрямитель. Он в данном случае подходит резонансного типа. Однако позиционные модели также многими специалистами рассматриваются. На данном этапе очень важно рассчитать параметр электромагнитны помех. Чтобы уменьшить влияние окружающей среды, многие эксперты рекомендуют устанавливать в устройства электростатические блоки. Приобрести их в магазине можно довольно просто. Также есть возможность воспользоваться триггером небольшой мощности. Однако в этой ситуации отрицательное сопротивление в дозиметре может резко увеличиться. Чтобы частотные сдвиги не происходили часто, целесообразнее воспользоваться именно интегрированными триггерами.

Читать еще:  Фетровые елочные игрушки

Применение интегральных резисторов

Сделать с интегральными резисторами простой дозиметр своими руками (схема показана ниже) можно очень быстро. В первую очередь для этого потребуется подобрать корпус. В данном случае можно использовать пластиковую коробку. Далее, чтобы сделать дозиметр своими руками, нужно установить демпфер. Чаще всего его подбирают многоканального типа. В свою очередь, одноканальные модели большой точности показаний не дают.

Также следует отметить, что многие специалисты рекомендуют использовать счетчики. Как правило, они подбираются двоичного типа. Устанавливать их необходимо непосредственно на детектор. В данном случае конденсаторы припаиваются после резисторов. Всего их для дозиметра потребуется три единицы. Первый из них устанавливается сразу на детекторе. Чувствительность его зависит во многом от типа расширителя. Остальные два конденсатора монтируются на внешней стороне выпрямителя. Для этого придется воспользоваться паяльной лампой.

Простая модель на транзисторе РР20

Собрать данного типа дозиметры радиации своими руками непросто, однако следует понимать, что детектор в этом случае подходит только импульсного типа. Устанавливать транзистор необходимо на выпрямитель. Расширители для этих целей подбираются в основном аналогового типа. Все это необходимо для того, чтобы более точно замерять мощность излучения. Помимо прочего важно для дозиметра подобрать качественный счетчик. Чаще всего его используют с сегментным индикатором. Наиболее распространенные модификации продаются в магазинах с маркировкой К17. Светодиоды для устройств данного типа применяются довольно редко. В свою очередь, тестеры можно устанавливать только низкочастотного типа. При этом чувствительность у них довольно низкая.

Использование транзистора РР30

Транзисторы данного типа устанавливаются, как правило, на профессиональные модели. Проводимость у них довольно хорошая, однако работать они способны с детекторами только двухпроводного типа. Чтобы собрать дозиметр своими руками, в первую очередь нужно сделать корпус для устройства. После этого стандартно необходимо подобрать для дозиметра качественный проходной конденсатор.

Емкость его минимум должна быть на уровне 40 пФ. Все это необходимо для того, чтобы отрицательное сопротивление в цепи поддерживалось на уровне 20 Ом. Частотные сдвиги в данном случае можно контролировать при помощи выпрямителя. Для замера мощности излучения используется обычный демпфер. Устанавливать транзистор Р30 можно только после фиксации расширителя. Эмитерные стабилитроны применяются часто, однако для определения эффективности дозы они походят плохо.

Модель с мембранным конденсатором

Устройства мембранного типа на сегодняшний день являются довольно распространенными. По сравнению с походными конденсаторами, они отличаются пониженной чувствительностью. При этом отрицательное сопротивление в цепи обычно составляет не более 3 Ом. Все это говорит о том, что точность определения мощности излучения у таких устройств довольно высокая. Также следует учитывать, что детекторы в данном случае подходят только двухпроводного типа. В целом модели получаются компактными, однако по характеристикам довольно сильно отличаются. Расширители для таких конденсаторов подходят электростатического типа. В свою очередь, выпрямители используются как аналоговые, так и резонансные.

Однако для повышения точности показаний многие специалисты советуют останавливаться на втором варианте. Триггеры для указанных дозиметров подходят средней мощности. Также следует учитывать, что стабилитроны используются в устройствах довольно редко. При этом демпферы для повышения чувствительности необходимо устанавливать с двумя резисторами.

Использование широкополосных конденсаторов

Широкополосные модификации на сегодняшний день встречаются довольно редко. Чувствительность у них не самая лучшая. Также следует учитывать, что они не способны определять мощность излучения. Детекторы чаще всего подбираются трехпроходного типа для приборов. Таким образом, по габаритам они являются довольно большими. Демпферы устанавливаются на дозиметры самые разнообразные. Для повышения точности показаний часто используют многоканальные модификации. Частота электромагнитных помех в данном случае зависит от класса выпрямителя. Многие специалисты их приобретают с низкой пропускной способностью.

Чаще всего их можно встретить с маркировкой МР30. Дополнительно известны модификации класса МР40. Входной отклик у них довольно высокий, однако отрицательное сопротивление они способны выдерживать низкое. Устанавливать конденсаторы на прибор следует только после фиксации непосредственно детектора. Также следует учитывать, что резисторов для схемы потребуется три. Первый из них должен припаиваться в начале цепи. При этом два остальных резистора необходимы у расширителя.

Дозиметр низкой чувствительности

Дозиметры низкой чувствительности чаще всего используются военными. Чтобы собрать модель данного типа, необходимо в первую очередь подобрать качественный датчик. При этом счетчики используются чаще всего с сегментными индикаторами. В свою очередь, конденсаторы для таких модификаций больше подходят проходного типа. Резисторы многие специалисты рекомендуют приобретать аналоговые.

Все это необходимо для того, чтобы повысить чувствительность прибора до нужного уровня. Триггеры в моделях чаще всего используются малой мощности. Максимум отрицательное сопротивление они обязаны выдерживать на уровне 4 Ом. При этом непосредственно датчик должен быть рассчитан на 5 Ом. Скорость выходного сигнала зависит исключительно от мощности конденсатора. Демпферы в устройствах данного типа отсутствуют.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector