Однажды в телевизоре появился бледный как смерть Министр Финансов и заявил:— Финансовый кризис нас не затронет. Потому что. Я вам точно говорю.
Население, знающее толк в заявлениях официальных лиц, выматерилось негромко и отправилось закупать соль, спички и сахар. М.Жванецкий
В последнее время в американских (и не только) СМИ популярна тема грядущей Третьей мировой войны. Некоторые даже догадываются, что она будет атомная (типичный пример The United States and Russia Are Prepping for Doomsday) и произойдет в ближайшие полгода или около того. Если вы уже проверили аптечку, купили крупы, мыло, соль, спички и сахар, то пора подумать о таком важном атрибуте встречи Doomsday, как дозиметр. Предлагаемая схема дозиметра отличается высокой чувствительностью и простотой изготовления из-за отсутствия необходимости наматывать трансформатор высокого напряжения. Также к достоинствам конструкции относится применение широко распространенных деталей, и возможность работать от разных источников питания (надеюсь все помнят как сделать батарейки из картошки), поэтому с ремонтом и эксплуатацией в постапокалиптическом мире будет не слишком сложно.
*Интенсиметр — дозиметр плотности потока энергии ионизирующих частиц.
Дозиметр построен на четырех счетчиках Гейгера-Мюллера (далее в тексте как «трубка» или не совсем корректно «счетчик») — популярных и доступных трубках СБМ-20. При покупке следует обратить внимание на дату изготовления.
Трубка чувствительна к у и ограничено ?, и не чувствительна к ?-излучению.
СБМ-20 изготовлен в виде герметичной тонкостенной гофрированной металлической трубки, из которой откачан воздух, а вместо него добавлен инертный газ под небольшим давлением, с добавлением примеси (Ne + Br2 + Ar). По оси трубки натянута тонкая проволока, а коаксиально с ней расположен металлический цилиндр. И трубка и проволока являются электродами: трубка – катод, а проволока – анод. К катоду подключают минус от источника постоянного напряжения, а к аноду – через очень большое постоянное сопротивление – плюс от источника постоянного напряжения. При попадании в счетчик заряженной частицы некоторое количество газа ионизируется, и под воздействием напряжения между катодом и анодом ионы и электроны начинают двигаться — в трубке возникает кратковременный ток. Напряжение на аноде трубки кратковременно падает — получаем инвертированный импульс.
СБМ-20 имеет контакты под цокольное соединение. Ни в коем случае не припаивайтесь к ним. Для подключения СБМ-20 подходят гибкие контакты для печатной платы, предназначенные для трубчатых плавких предохранителей диаметром 6,3 мм.
Схемы старых армейских дозиметров основаны, прежде всего, на требованиях к устойчивости оборудования к воздействию электромагнитного импульса от близкого ядерного взрыва, питания от широко распространенных элементов питания (двух угольно-цинковых или щелочных типоразмера D (LR20)). Индикация радиоактивности — или звуковая в наушниках либо в наушниках и одновременно на микроамперметр со шкалой с несколькими диапазонами и проверкой источника питания. Первоначально в дозиметрах (IBG-58T) применялся вибрационный преобразователь напряжения, а затем генератор на транзисторе и ферритовом трансформаторе, для стабилизации напряжения применялась лампа — коронный стабилизатор.
Схема армейского индикатора радиоактивности чехословацкой армии IBG-58T
Большинство схем в Интернет построено на преобразователе напряжения с использованием трансформатора на ферритовом сердечнике, что часто останавливает желающих сделать дозиметр. А питающее напряжение обычно повышено до 12 вольт.
Мои основные требования к схеме были:
- в применении напряжений используемых в схемах с микроконтроллерами — 5 вольт или ниже;
- легкодоступные индуктивности или трансформаторы;
- масштабируемость и возможность использования других счетчиков Гейгера-Мюллера путем регулирования напряжения в пределах, по крайней мере, 200-460 вольт;
- состоящая из отдельных функциональных блоков, соединенных последовательно;
- конструкция может быть легко отремонтирована.
Схема дозиметра с логическим выходом на микроконтроллер. Функциональные «блоки» выделены желтым и белым фоном.
Первый блок представляет собой генератор колебаний с постоянной частотой около 1,5 кГц и скважностью примерно 1:1. Генератор построен на таймере 555 (в CMOS версии — питание от 3 вольт). Подстроечный резистор позволяет регулировать частоту в диапазоне от 1,1 до 5,2 кГц, поэтому возможно регулировать стабилизацию напряжения в самых широких пределах. По умолчанию установлено высокое сопротивление подстроечного резистора, что соответствует низкой генерируемой частоте.
Второй блок представляет собой повышающий преобразователь с легкодоступным для покупки миниатюрным дросселем 33 мГ (Matsutami 09P-333J). На выходе которого, до умножителя напряжения, получается почти 300 вольт. По этой причине выбран транзистор 2N6517 с максимальным напряжением (К-Э) 350 вольт. Напряжение во время работы приведено ниже на осциллограмме:
Осциллограмма
В умножителе напряжения используются металлопленочные конденсаторы 22н 400В. На выходном электролитическом конденсаторе 1 мкф напряжение может составлять 450 вольт, если параллельно подключить цепочку из стабилитронов BZX83V075 (75V х5), без которых напряжение может достигать 600 вольт и в этом случае необходимо применить конденсатор на 630 вольт. При измерении высокого напряжения необходимо принимать во внимание, что новый электролитический конденсатор имеет более высокую утечку и должен быть формован. В течении 15 минут работы нового конденсатора напряжение стабилизируется.
Вид собранного устройства на макетной плате
Напряжение на трубке стабилизируется на 375 вольтах. Это ниже, чем, рекомендуемые производителем и другими инструкциями по изготовлению дозиметров, 400 вольт. Я пытался измерить зависимость чувствительности трубки при изменении напряжения, и в диапазоне 330-460 вольт изменение напряжения не приводит к существенному изменению чувствительности, а при около 300 вольт наблюдается небольшой спад. Работа трубки резко изменяется при напряжении около 270 вольт.
Преобразователь напряжения достаточно нежный источник и подключение 10 МОм-ного вольтметра приводит к заметному просаживанию напряжения. Влияние вольтметра будет незначительно при его сопротивлении около 100 МОм. Такой импровизированный вольтметр можно сделать, подключив 10 МОм-ный вольтметр через последовательно соединенные девять(9) резисторов по 10МОм. Измеренное напряжение необходимо умножить на 10.
Чувствительность СБМ-20 при разном анодном напряжении.
Анодный резистор счетчика Гейгера составлен из пяти резисторов по 1 МОм. В цепь катода счетчика включен резистор 100кОм, с которого снимаются инвертированные выходные импульсы, и затем транзистором приводятся к логическому уровню 5В. Импульсы имеют длительность около 250 микросекунд. Эти импульсы обрабатываются входом микроконтроллера (можно обрабатывать смартфоном, добавив разделительный конденсатор — как в публикации MaxFactor "Как сделать дозиметр и привязать его к Android").
Если целью является только индикация интенсивности излучения без дальнейшей обработки, то мы поставим еще одну микросхему 555, длительность выходных импульсов которой устанавливаются подстроечным резистором в пределах 2,5 мс — 25 мс. На низких уровнях интенсивности излучения мигающий светодиод гораздо более заметен. Также заметнее, чем обычное «потрескивание», звуковой тон активного динамика (buzzer) KPE222A с частотой собственного сигнала 3,2 кГц.
Дополнительный блок световой и звуковой индикации.
Напряжение на трубке в 375 вольт сохраняется постоянным при изменении питающего напряжения в пределах 3,8 до 5,5 В. Потребление преобразователя составляет 12 мА при 5 вольт, что не составит проблем запитать его от источника питания микроконтроллера. Как отдельное устройство дозиметр может работать от 4-х никель-металлогидридных элементов, 3 Ni-Zn элементов, или от стабилизатора 5 В от любого источника с напряжением до 24 В.
При создании первой версии устройства на макетной плате выяснилось, что необходимо уделить внимание на тщательную очистку платы от флюса. Например остатки паяльной пасты Pro'sKit вызывали токи утечки, снизившие напряжение на выходе преобразователя напряжения до 120 вольт. Классическая канифоль намного лучше, но и в этом случае уместна очистка платы.
Если трубка счетчика Гейгера-Мюллера расположена далеко от платы, то следует обратить внимание на кабель т.к. характеристики не каждого подходят для напряжения 400 вольт. Я столкнулся с пробоем на старом коаксиальном кабеле, что отражалось на измерении импульсов. Важной также является ёмкость кабеля, у самой трубки ёмкость 4пФ и кабель влияет на время необходимое трубке для восстановления после прохождения частицы и соответственно влияет на линейность и верхний предел измерений. Желательно чтобы кабель имел ёмкость как можно меньше.
Металлический корпус для счетчика Гейгера-Мюллера
Трубки могут быть размещены непосредственно на плате или внутри корпуса. Они будут измерять уровень радиации в космосе, но вряд ли смогут изучить точечный источник радиации, к тому же они потеряют большую часть чувствительности к слабым источникам радиации, которая сильно зависит от минимального расстояния от источника до трубки.
Для разделения у и ?-излучений, к которым чувствителен счетчик, может быть использован алюминиевый корпус с диафрагмой, как на предыдущей фото. у и ? свободно проходят через прорези, и только у проникает через 5 мм алюминиевый корпус. При установке в корпус трубка должна быть правильно сориентирована, корпус заземлен, провод заизолирован. Для наших экспериментов достаточно использовать только трубку с заизолированными выводами.
Собранный и включенный дозиметр зарегистрировал фон около 20 импульсов в минуту. Надежно реагировал на шарик из уранового стекла, приложенный к трубке и даже на калильную сетку (Торий-232) с расстояния 10 см. Более слабые источники радиации как зола или стиральный порошок обычно не очень хорошо распознаются на слух, но убедительно определяются графической регистрацией результатов измерения. Далее мы будем подключать чувствительный дозиметр с Arduino и «исследовать» радиоактивное излучение от предметов домашнего обихода.
Подключение к Arduino
В ближайшее время наша цель будет завершить создание удобного измерительного устройства с дисплеем, с пересчетом дозы радиационного воздействия при долгосрочном наблюдении, с графическим отображением или контролем предустановленных уровней интенсивности излучения и сигнализацией тревоги при превышении уровней. Пока же мы сконцентрируемся на простой графической индикации. Высокая чувствительность и более высокая фильтрация помех позволит нам проводить эксперименты с более слабыми источниками радиоактивного излучения.
И так соедините выход устройства с Arduino Uno на пин D2. Одиночные импульсы суммируются в переменной через обработку прерывания, и графически отображается количество импульсов в минуту. Для начала опытов такой программы нам достаточно. Даже одна трубка может измерять достаточно точно, но потребуется достаточно много времени для проведения измерений. Необходимо потратить на циклы десятки минут и одно измерение из нескольких циклов может занять несколько часов. Другой способ сделать тоже самое мы можем наблюдать в приборах серийного производства — это делается увеличением количества счетчиков Гейгера-Мюллера включенных параллельно, что увеличит количество захваченных частиц. Как подключить несколько трубок показывает эта схема:
Параллельное подключение нескольких трубок
//Радиационные измерения бета / гамма
int pocet; // переменная для подсчета частиц
unsigned long time; // время наблюдения
void setup() {
pinMode(2, INPUT); // pin 2 вход от счетчика Гейгера
attachInterrupt(0, nacti, RISING); // настройка прерывания
Serial.begin(9600); // настройка скорости передачи данных по последовательному интерфейсу
Serial.println(" "); // Новая строка при ресете
}
void nacti() {
pocet = pocet++; // обработка int0
}
void loop() {
pocet = 0; // новое измерение
time = millis() + 60000; // время конца измерения
while (time > millis()) {} // ожидание 1 минуту
if (pocet < 10) Serial.print(" "); // форматировать согласно количества цифр
if (pocet < 100) Serial.print(" ");
if (pocet < 1000) Serial.print(" ");
Serial.print(pocet); // написать количество распадов/мин
Serial.print(" ");
for (int i = 0; i < pocet; i++) { // графический вывод
Serial.print("#");
}
Serial.println(" "); // окончание строки
}
На следующем рисунке показан результат измерения излучения линзы от старого мощного проектора. Оптическое стекло в сравнении с урановым стеклом имеет очень низкую активность. При «прослушивании» была отмечена некая активность, но сложно было оценить, насколько она велика.
Измерение активности оптической линзы
На записи одна решетка (#) соответствует одному импульсу. Первые 20 минут записывался радиоактивный фон. Наименьшее количество зарегистрированных импульсов было 13, максимум — 36. Красная линия показывает среднее значение, в данном случае, 23 импульса в минуту.
Запись измерения активности оптической линзы
После 16 минут записи с линзой лежащей на трубке, среднее значение стало 46 импульсов в минуту. Ровно в два раза больше. Мы можем сделать вывод, что оптическая линза внесла свой вклад в количестве 23 импульсов в минуту, хотя этот результат является лишь приблизительным и статистически не совсем надежным. Мы можем даже попытаться измерить слабые источники излучения такие, как стиральный порошок, пепел, тропические фрукты, металлические сплавы, магниты или что-нибудь еще. Аналогично мы можем попытаться обнаружить присутствие источников излучения на небольших расстояниях, но, возможно, и на 10, 30 или 100 см. Аналогичный результат, как упоминаемый объектив, обеспечивает также измерение старого тахометра на расстоянии 0,5 метра или проверка старых отвалов рудника возле Мнишек-под-Брди.
При проведении измерительного цикла в течении 5 минут, и проведении 10 циклов без источника (замер фона), а затем 10 циклов с источником возможно обнаружить активность бананов. К сожалению, я не смог определить конкретно происхождение бананов, активность которых от этого зависит достаточно сильно. Одно только измерение длительностью 100 минут не показательно — увеличение количество импульсов относительно фона около 20%. И это можно было бы свести к статистической ошибке, но при проведении четырех измерений подряд (два измерения фона, источника и два измерения в обратном порядке) становится достаточно очевидно, что «там что-то есть» и мы можем даже оценить насколько это интенсивно. Средний вклад банана составил 4 обнаруженных частицы в минуту, что будет соответствовать 8 nSv/h. Более чувствительные и точные измерения в разумный период времени трудно достичь.
Результат измерения радиоактивности банана
Перевод публикации Pozor, radiace! с чешского. Автор: Михал Черны, 17 июня 2016 года.
P.S.: Можно продолжить эксперименты с фотообъективами т.к. некоторые фотообъективы заметно радиоактивны (список).
P.P.S.: «Калиевая» радиоактивность продуктов питания из книги Ю.А.Виноградов. «Ионизирующая радиация. Обнаружение, контроль, защита».
Комментарии (82)
scg
29.10.2016 12:10Когда работаете со счетчиками Гейгера, еще нужно учитывать такую штуку как время релаксации (гашение разряда). Дело в том, что когда счетчик ловит частицу, происходит газовый разряд, который длится какое-то время, а потом гасится. Так вот, во время этого разряда счетчик не регистрирует другие частицы. Чем больше частиц регистрирует счетчик, тем дольше находится в режиме разряда, и тем больше частиц пропускает. Поэтому, скорость счета зависит от величины излучения нелинейно и эту нелинейность нужно как-то компенсировать.
k155la3
29.10.2016 15:38Ох, когда люди работают со счётчиками Гейгера, какой только фигни не надо учитывать…
Время релаксации, ход жёсткости… У них даже даже заметна анизотропия чувствительности есть.
KbRadar
29.10.2016 19:07Компенсируется она просто: Nистинное=Nнаблюдаемое/(1-Nнаблюдаемое*мёртвое_время).
jar_ohty
30.10.2016 19:01+1При тех скоростях счета, когда нужно учитывать нелинейность, лучше взять более мелкий счетчик. Потому что мертвое время само по себе зависит от множества факторов — емкости монтажа, температуры, наработки счетчика, напряжения на нем…
qw1
29.10.2016 12:39+2pocet = pocet++;
Undefined behavior или компилятор имеет свои соображения на эту конструкцию?
tmin10
29.10.2016 15:34+4Всё отработает скорее всего (сначала в pocet вернётся значение из pocet, а потом оно инкрементируется), но не понятно, зачем писать такую сложную для восприятия операцию, когда можно написать просто pocet++.
scg
29.10.2016 18:43+1Да, скорее всего, опечатка. Синтез pocet = pocet + 1 и pocet++. Такое часто бывает.
k155la3
29.10.2016 15:49-5? Для компилятора вполне нормальная конструкция, которая на 100% нормально отработает. Будет инкремент, а потом присвоение.
Для человеческого глаза — очень странно. А компилятору — пофиг.
Rumlin
29.10.2016 19:36Это avr-gcc, а не gcc. Если автор так написал, то явно компилятор avr-gcc проблем здесь не имеет.
assign
29.10.2016 13:10>Ни в коем случае не припаивайтесь к ним.
Почему? Всё отлично работает после пайки.VT100
29.10.2016 16:39Думаю — пайка всё-таки плохая идея. Т.к. внутри счётчика разряжение, и нет 100% уверенности, что ввод выдержит перепад температур при пайке без нарушения герметичности.
jar_ohty
30.10.2016 18:53+2Пайка вполне приемлема, так как под колпачком — проволочка, впаянная в стеклянный изолятор. И в колпачок она именно впаяна. Просто далеко не у всех счетчиков эти колпачки хорошо паяются без активного флюса.
k155la3
29.10.2016 18:16+1А вот навряд ли Вы знаете, насколько «отлично». :) Поверенный источник для проверки у Вас есть?
На старых герметизация — пластик или композит (бакелит или что-то подобное формальдегидное). При нагреве он разлагается и газит в откачанный объём. Среда внутри меняется, характеристики плывут. Предположительно, должно повышаться пробивное напряжение и потребная ионизация (то есть, падает чувствительность даже при повышении напряжения), но как и насколько — а фиг его знает.
В общем, не тыркайте там паяльником… Счётчик Гейгера и сам по себе-то — тот ещё детектор, при старении его характеристики не улучшаются, так что оно и без того почти на уровне «есть что-то»/«всё чисто».
Нагреть — так и эта функциональность пропадёт.KbRadar
29.10.2016 19:08+1На СБМ20 «родные» пипки напаяны припоем, причём довольно тугоплавким.
k155la3
29.10.2016 21:08+1Не. Речь о вводе центрального электрода. Он должен быть чем-то изолирован.
В советских счетчиках это стекло, керамика или формальдегидная смола (кстати, за её применение в вакуумном приборе студента бы на практике по вакууму забили бы ногами).
А поскольку до ввода — металл (с приличной теплопроводностью), сильно греть и паять — риск перегреть этот самый вакуумно-плотный ввод. Конечно, наверное, можно хитро и можно аккуратно, в конце-то концов, люди и BGA паяют… Но в целом — КМК, рекомендовать нельзя.
jar_ohty
30.10.2016 18:54Там ничего в откачанный объем не газит, под колпачком — стеклянный гермоввод, как в металлических лампах.
VT100
29.10.2016 16:32+1> Первый блок представляет собой генератор колебаний с постоянной частотой около 1,5 кГц и скважностью примерно 1:1.…
1. Частоту можно невозбранно увеличить в 20..30 раз существенно улучшив нагрузочную способность источника высокого напряжения при меньшей индуктивности дросселя.
2. При таком большом напряжении (после дросселя, на входе умножителя) более целесообразна другая скважность. Считая «на салфетках» 300 вольт на трубке, 100 вольт на входе умножителя и 5 вольт питания — приблизительно 1:20. Жаль, что нет внятных подписей к осциллограммам — там сверху как раз нечто похожее.
При этом — бОльшая часть импульса должна тратится на накачку энергии в дроссель (транзистор насыщен). Отсюда — второе замечание:
> Второй блок представляет собой повышающий преобразователь с легкодоступным для покупки миниатюрным дросселем 33 мГ (Matsutami 09P-333J).
Сомнительным мне представляется, что дроссель таких габаритов и индуктивности не будет насыщаться задолго до истечения времени накачки. Это уменьшит КПД преобразователя, вызовет перегрев компонентов и ухудшит нагрузочную способность источника высокого напряжения.
> если параллельно подключить цепочку из стабилитронов BZX83V075 (75V х 5)
Грубая ошибка в параметрическом стабилизаторе — резистор на 22 кОм должен быть включен между выходом умножителя (1 мкФ) и параллельно соединёнными цепочкой стабилитронов и трубкой с её нагрузочными резисторами.
P.S. Интересным было-бы введение ОС по напряжению питания трубки. Как с т.з. схемотехнических извращений для минимизации «непроизводительной» нагрузки, так и с т.з. возможных профитов.
P.P.S. Offtop. Градус военной истерии растёт… Были-ли ранее в истории такие длительные периоды без крупных войн?k155la3
29.10.2016 17:54Зачем снижать напряжение трубки?!
Счётчик Гейгера — разрядник. Либо он нормально (ну, это неточное слово, но в смысле «как задумано создателями») детектирует частицу при штатном напряжении. Либо при снижении напряжения — не детектирует.
Куда тут впихивать ОС?
При повышении напряжении выше штатного тоже никаких бонусов не будет — чуть повысится чувствительность к единичным частицам, но именно что «чуть», и взамен увеличится время релаксации. И опять же, нафига?!
Штатам нужна война или как минимум большой страх войны. А вообще — были, конечно. Если взять отдельно взятые регионы, там были многие столетия мира. Если же брать Землю целиком, то ничего мирного и сейчас нет, вон, не далее как 20 лет назад почти миллион тутси вырезали… не сказать, чтоб совсем уж мало.VT100
29.10.2016 18:21Андрей?
> Зачем снижать напряжение трубки?!… При повышении напряжении выше штатного…
Эм-м-м… разве я где-то написал о снижении или повышении напряжения на трубке? Если речь о 300 вольтах — так там есть приписка о расчёте «на
салфетке». Только для того, что-бы показать насколько сильно «неправильная» скважность.
> Куда тут впихивать ОС?
Не столько куда, а как и зачем. Например — что-бы выставить напряжение на трубке на середину «плато».
P.S. А Пол Пот со товарищи — вообще своих почикал. Но это было более-менее в пределах одной страны и с использованием «обычных» вооружений.k155la3
29.10.2016 18:29Кто? Определённо не я.
Тогда о какой ОС идёт речь?
Тем более, что дальше сами пишите, что хотите выставить правильное напряжение на трубке. Ну и каким образом Вы найдёте его без поверки, правильное? ОС-то тут — чем поможет?
(Разве что было бы интересно «вручную» отключать разряд, не «пока ёмкость не разрядится», а активно: вот тут можно какие-то крохи выиграть и время релаксации снизить. Но это ж тоже не «ОС».)
А какая разница? Трупов-то всё равно много, как у взрослых. Просто изначально населения было — не Китай. Та война никак на «небольшой конфликт» не катит.VT100
29.10.2016 19:09+1> Тогда о какой ОС идёт речь?
Стабилизировать напряжение питание трубки через ОС преобразователя, а не стабилитронами.
> Тем более, что дальше сами пишите, что хотите выставить правильное напряжение на трубке.
> Ну и каким образом Вы найдёте его без поверки, правильное?
В документации на трубку:
Рабочее напряжение: 350… 475 В
Протяженность плато счетной характеристики, не менее: 100 В
Наклон плато счетной характеристики, не более: 0,1 %/В
475 минус 350, конечно, не совсем 100. Но отправные точки есть в достаточном количестве.k155la3
29.10.2016 21:01-1А, понял. Да, можно… хотя и непонятно зачем: токи ничтожные, напряжения относительно небольшие, и стабилитроны работают так же хорошо, как и любая более сложная схема. На самом деле — даже лучше, ибо быстрее и надёжнее.
KbRadar
29.10.2016 21:12+1У стабилитронов есть минимальный ток стабилизации. Ниже его параметры не гарантируются. Сделав стабилизацию на стабилитроне мы тратим энергию которая в случае батарейного питания может найти более полезное применение.
k155la3
29.10.2016 23:14Да, конечно, зато — простота и надёжность.
…
Оффтопично.
На самом деле, по-настоящему правильный выход был бы в наборе высоковольтной батареи. 370В ~= 100 литиевых элементов. Можно готовые дискретные допустим, CR25, но можно и сразу высоковольтную заводскую сборку типа тех, что когда-то питали фотовспышки. Не нужен преобразователь.
Ну а поскольку сам счётчик, без преобразователя и его потерь холостого хода, на разряд тратит жалкие крохи, автономность будет идеальная; никакая схемотехника не может быть уже лучше.KbRadar
30.10.2016 12:10Да, в «юном технике» за дремучие годы был такой вариант, на трёх трёхсотвольтовых анодных батареях…
VT100
30.10.2016 18:00Или тут, предельная простота — вместо всего питания конденсатор и выпрямитель для подзарядки от сети раз в сутки. Единственно — высокоомные телефоны нужны: http://cianet.info/download/file.php?id=3297
k155la3
30.10.2016 22:48В дремучие времена было хорошо: тогда анодные батареи были. Но да, этот вариант наилучший. Учитывая малый саморазряд литиевых батарей, радиометр можно делать вообще без выключателя — лет на десять непрерывной работы хватит (при нормальном фоне).
А конденсатор не катит. Вот совсем-совсем не катит: энергия расходуется при щелчках. То есть, как только появится хоть чуть заметная активность, такой детектор «выщелкает» всю свою энергию заминуты (если не секунды, если не доли секунд), и пользователь гарантированно останется с молчащей железякой именно тогда, когда она нужна.
Учитывая, что индикатора заряда нет, а вот это самое молчание интерпретируется как отсутствие опасности — это просто таки заведомая, гарантированная подстава.
Возможно, с очень тяжёлыми возможными последствиями (как у тех геологов, которые дохлые батарейки в дозиметр вставили и начали работать с источником для каротажа).
Kar315
29.10.2016 18:22-2Наверно резистор на 22k так поставлен, чтобы не ставить шестой стабилизатор в цепочку из 5 имеющихся — на 5 стабилизаторах будет 375 вольт + падение на резисторе 85 вольт: итого 450 вольта на цепочке трубки с ее ризисторами (автор упоминает о 450 вольтах на выходе умножителя)
KbRadar
29.10.2016 19:11Тогда можно было бы вообще стабилитроны не ставить — толку с них от такого включения очень немного.
Rumlin
29.10.2016 20:42может составлять 450 вольт, если параллельно подключить цепочку из стабилитронов BZX83V075 (75V х5), без которых напряжение может достигать 600 вольт и в этом случае необходимо применить конденсатор на 630 вольт
Напряжение на трубке стабилизируется на 375 вольтах. Это ниже, чем, рекомендуемые производителем и другими инструкциями по изготовлению дозиметров, 400 вольт.
VT100
29.10.2016 19:17Вроде нет, автор (переводчик?) пишет: «Напряжение на трубке стабилизируется на 375 вольтах.»
electronus
29.10.2016 17:17Вот эта малютка работает год от пары щелочных ААА. Накачкой управляет MSP430
https://dl.dropboxusercontent.com/u/2060672/publications/habr/DSC_2187.JPGKbRadar
29.10.2016 19:13А вот эта — от одной CR2032. https://scontent-arn2-1.xx.fbcdn.net/v/t1.0-9/14064051_1087017504686869_2814424018883406102_n.jpg?oh=a7d44b52b1975953a1797c80fb8b588d&oe=589FA1C8
Rumlin
29.10.2016 20:25+3При размерах СБМ-20 особого смысла нет использовать что-то меньше размера АА.
Там полно остается место, вот для примера бестрансформаторный — места хоть танцуй https://geektimes.ru/company/dadget/blog/262402/
KbRadar
29.10.2016 21:14+2Двадцатикаскадный умножитель шедеврален! Шутка.
Rumlin
29.10.2016 21:32+2Сам удивился почему так много. У других в два раза короче. Может двухполупериодный умножитель.
https://geektimes.ru/company/dadget/blog/259068/
KbRadar
30.10.2016 11:59+2Не в два а в четыре раза короче. Очень неплохо знаю о чём говорю: я один из разработчиков этого приборчика. А в соэксе такой длинный потому что там делали как проще: взяли повышающую микросхему, настроили на 20-25 вольт, добавили 20 каскадов на копеечных двойных диодах и вуаля. Потребление конечно страдает.
andrrrrr
29.10.2016 17:51есть у меня простенький дозиметр на сбм-20 кажись или типа того.
от нечего делать я его подключил когда то к компу и рисовался простенький график.
а один раз он стал показывать превышение от своего типичного уровня раз в несколько.
достал второй, на диоде, скорее даже показометр чем дозиметр. обычно они оба примерно одинаково показывают.
и этот тоже пишет превышение. прогулялся с ним по улице, где фон, а где превышение, местами так.
позвонил в 112, рассказал.
говорят что всё у них нормально, всё хорошо.
я опять прогулялся, опять померил, и у меня оба дозиметра совершенно разной конструкции показывают превышение фона.
опять позвонил 112, опять рассказал, пообещали проверить.
чуть позже перезвонили, сказали что померили на той улице где я говорил, и всё норм. это наверно у меня приборы неправильно показывают. так как не поверенные, не проверенные.
на 2 или 3й день и правда стало всё норм. оба приборчика стали опять фон показывать.
из всего этого у меня сложился такой вывод.
что нужен свой дозиметр, или несколько(для сверки показаний).
а мчс умеет только успокоить. что на самом деле происходит они или не знают или просто не скажут.
во избежание так сказать паники. а признают проблему и эвакуировать будут только если будет такой звездец что и без мчс, оставшимся в живых всё будет понятно.k155la3
29.10.2016 18:05Вы, простите, но наличие дозиметра не означает, что Вы умеете что-то там измерять. Нужно ж ещё немного понимать, что измеряете, как-то уметь эти цифры интерпретировать. «Немного повышен» — это сколько? Тысячи раз? Ну, может, хотя бы, сотни относительно нормального?
Уверен, что нет.
Ну и не дёргайте людей попусту.
Тем более, что ни место, ни мощность дозы не говорите, так что есть сильное подозрение на то, что это… гм… сильное художественное преувеличение, назовём это так.
По реальным случаям «Радон» отрабатывает практически мгновенно (а МЧС ут вообще не причём, в их компетенции — только отдать информацию и, если нужно, зевак отогнать).
Не надо бреда, короче.
З.Ы. В общем-то, в городах (в Москве той же) есть плохие места, но там «Радон» ничего сделать не может — бюджет нужен совсем не тот. Эти вещи идут по другим программам, и аж до 2030-го года планы есть. Но, кстати, такие места помечены, да и забраться туда (в Москве) непросто.
Rumlin
29.10.2016 18:58Есть книга Ю.А, Виноградов. Ионизирующая радиация, очень подробно подходит к вопросу где можно встретить радиоактивность в быту. На странице 144 он пишет о «контроле радона и радиоактивных газов». Рекомендую книгу скачать. Еще один интересный момент в книге про «горячие частицы» (страница 73).
Коротко о путях проникновения радона в жилище. Основной — через грунт, как в форме непосредственной диффузии, так и через естественные в нем разломы и трещины (и в доме тоже). Радон в 7,5 раза тяжелее воздуха и поэтому концентрируется по преимуществу в приземных слоях атмосферы. Если принять за 100% его концентрацию у земли, то на высоте 10 м она составляет 87%, а на высоте 100 м — 69%.
Другой путь — вода. Радон, растворенный в ней, движется к нам прямо по водопроводу. График изменения концентрации радона в воздухе ванной комнаты, показанный на рис. 84 [I, с. 291, наглядно это демонстрирует.
«… В Подмосковье обнаружено 37 радиологических аномалий, связанных с источниками подземных вод. 'Это явление обусловлено следующими причинами: во-первых, территория области на западе, юго-западе и юге примыкает к Подмосковной ураноносной зоне; во-вторых, фосфоритоносные отложения могут быть источником обогащения подземных вод радоном, ураном и радием.
В Серебрянопрудском, Зарайском и Коломенском районах было выявлено более 80 источников (родников, скважин, колодцев) с содержанием радона выше нормы — более 74 Бк/л («нормы» нашего Минздрава. •— Ю.В.). При этом в 2$ водопунктах содержание радона в воде превышало 370 Бк/л, в 10 — 740 Бк/л, в 6 -1110 Бк/л. Наиболее высокий уровень содержания радона в воде в Серебрякопрудском районе был зарегистрирован в роднике в деревне Осово — 1400… 1650 Бк/л. В Зарайском районе максимальное содержание радона в воде зафиксировано в деревне Белиничи — 950 Бк/л* (Анфилова Ю., Савин А. Подмосковный Чернобыль//Известия. 2000. 20 мая).
Сравним это с естественной концентрацией радона в различных водах (8, с. 370):
«… В обычных питьевых и речных водах содержится около 3,7 Бк/л, в морской воде — 1,11 Бк/л. Концентрация 0,37 Бк/л характерна для озер и рек (озерных стоков, надо полагать. — Ю.В.), концентрация 3,7...370 Бк/л — для грунтовых вод— Концентрацию порядка 37 Бк/л часто определяют в водопроводной воде из артезианских скважин*.
Еще один путь, вернее, источник — стройматериалы. Особенно много радия и тория, «прародителей» радона-222 и радона-220, в глиноземе (500… 1400 Бк/кг), фосфогипсе (около 600 Бк/кг) и кальций-силикатном шлаке (более 2000 Бк/кг). Не говоря уж об отходах урановых обогатительных предприятий (более 4500 Бк/кг), которые из-за их дешевизны и недопонимания опасности также использовались в качестве строительного материала (в тех же США). Не так мало радия и тория в граните (около 170 Бк/кг) и в кирпиче (около 130 Бк/кг). Для сравнения: у дерева — 1,1 Бк/кг (особая комфортность деревянного дома дополняется и низкой его радиоактивностью).
Самое радикальное средство борьбы с радоном, оно же и самое простое — проветривание.
shodan_x
29.10.2016 19:09«СБМ-20 имеет контакты под цокольное соединение. Ни в коем случае не припаивайтесь к ним.» — вот это полный бред.
Припаиваться можно! от мет. контакта внутри проходит провод на анод и катод, которые привырены соотв. к аноду и катоду, и залиты в стекло.
Более того! сами контакты нередко снимают с датчика, чтобы уменьшить его длинну. Я сам лично применял такой подход в своей разработке «Дозиметр Микрон-2»
stalinets
29.10.2016 23:05-2СБМ-20 морально устарел, он не ловит мягкую бету, альфу, плохо ловит мягкий рентген.
Если уж делать самодельный дозиметр, то на слюдном датчике, скажем, «бета». Да, они меньше распространены, дорогие, хрупкие. Но зато мы получим реальный прибор, в разы чувствительнее СБМ-20.
Ещё некоторые любители мастерят сцинтилляторные на кристалле йодида натрия, но это, как я читал, уже потруднее будет.
А если уж использовать дешёвый доступный СБМ-20, то логичнее взять не 1, а 4 штуки и уже под них делать схему. В 4 раза будет выше чувствительность и скорость. Заводские приборы по такой схеме есть: Стора-ТУ, вроде некоторые ДП.Mike85
30.10.2016 01:35+3А зачем может пригодится улавливать альфа-излучение? когда увидел ядерный взрыв — уже поздно, обжегся, а если отвернулся, — то через волосы навряд ли пройдет, не говоря уже об одежде.
shodan_x
30.10.2016 01:42Как зачем, чтобы не глотать, не жевать, ну и в добавок не мазаться альфа-активными изотопами… очевидно-же…
Rumlin
30.10.2016 10:14+2Слабо верится, что кто-то всю еду проверяет. Раз проверил, два проверил, потом надоест.
И если примесь с изотопом где-то внутри массы продукта, то снаружи его не обнаружить.stalinets
30.10.2016 13:03Это сейчас не проверяют. А в «грязных» местах проверять следует, или если случится какая-то радиационная катастрофа, очень даже будут проверять. Вот свежий пример: радиация в чернике.
Обычный дозик на СБМ-20 это не учует, а вот слюдный датчик, ещё лучше со свинцовой защитой от внешнего фона — чует вполне.
Радиация в черникеRumlin
30.10.2016 15:48Неудивительные результаты т.к. Чернобыль «дымил» на северо запад, а лесная зона расположена в северной части Украины, лесостепная — северо-запад. И черника так хорошо накапливает.
iliar
31.10.2016 01:18+1С чего ты решил, что СБМ-20 не способен увидеть столько цезия в чернике? Я бы еще понял, если бы речь зашла о изотопе который является чистым альфа излучателем, тогда да, СБМ-20 стасует. Однако излучение от Цезия-137 СБМ-20 отлично видит.
Бета-1-1 за счет своей большей скорости счета получит статистически достоверный результат быстрее. Но так как все равно и в том и в другом случае для замера столь низкой активности придется запастись терпением, то это не самая большая проблема.
Еще конечно остается проблема с тем, что СБМ-20 не сможет сказать калий это или цезий. И цезий может прятаться за калием. Но на это и Бета-1-1 не способна.stalinets
31.10.2016 21:33В том и проблема, что чувствительность ниже, статистику для такого мизерного количества цезия нужно набирать очень долго, и ценность такого прибора снижается.
iliar
31.10.2016 22:32+1Разница в чувствительности между Бета-1 и СБМ-20 к гамме цезия менее чем в два раза. То есть да, два раза это не мало да и в принципе чувствительности много не бывает (точнее бывает, когда у тебя даже от слабого источника детектор перегружаться начинает, но это уже надо на область применения смотреть). Но и разница в цене между этими датчиками тоже не маленькая. А главное, что эта разница количественная, а не качественная. Оба датчика способны обранужить даже столь малую активность, но сделают это за разное время.
Поэтому не мой взгляд не совсем корректно начинать говорить "СБМ-20 плохой". Он конечно плохой, но в своем ценовом сегменте у него нет альтернатив. Даже китайские аналоги СБМ-20 стоят дороже. А если уж начинать заниматься писькомерством, то внезапно выясняется, что гейгеры вообще не особо котируются. Гамма спектрометр в связке со сцинтиллятором на бету и альфу с презрением смотрят на Бета-1.
shodan_x
30.10.2016 01:47+2stalinets — У подобных девайсов ключевое слово ДЕНЬГИ…
Датчики серии «бета» обходятся в 5000р., а СБМ-20 можно найти по обявлениям за 300-600р.
Что касается поделок на сцинтилляторах, то там тоже все довольно-таки просто, но в разы дороже датчиков серии «бета».
Вот и сидит народ на этих СБМ-20, как кащей на игле.
iliar
31.10.2016 01:40+1Когда ты писал свой комментарий тебя не смутило, что в посте описывается схема для 4 счетчиков?
И да сцинтилляторы крутая штука. Вот только дорогая. Даже NaI даже на вторичном рынке стоит денег (существенная часть кристаллов NaI которые есть на вторичном рынке имеют историю сомнительной законности, что влияет на их цену). О ценах на бромид лантана говорить не хочется. А если речь идет об СБМ-20 то логично предположить, что у автора нет бюджета на сцинтиллятор, а значит какой смысл их советовать.shodan_x
31.10.2016 23:35Я естественно статью читал не очень внимательно. Но раз ты говоришь что она о детекторе на четерех СБМ-20 то я считаю что абсолютно прав. Ибо сейчас более чем законно можно купить новый NaI(Tl) 25*25 за ~6000р, старый ДРГ3 за недорого, и сделать из них хорошую приставку к ардуине или еще к чему-то. Поверь мне, я знаю о чем говорю, я делал.
Тратить деньги на 4 СБМ-20 — «ва-а-аще полный бред». При таком раскладе.shodan_x
31.10.2016 23:40Ну а чтобы не быть голословным, вот:
https://misrv.com/naitl1/
https://misrv.com/naitl2/
https://misrv.com/naitl-micron-3/
iliar
01.11.2016 00:19+2Как то дорого. Я 25х63 с разрешением 7.5% за 2-3к покупал, хотя возможно просто повезло.
По поводу схемы. Если честно я тоже особо не читал, так, пролистал картинки. На последней схеме нарисовано 4 СБМ-20, поэтому я и решил, что последняя модификация на 4 датчиках. Сейчас глянул внимательнее, видимо все таки автор собирал схему на одном СБМ-20, а схему с 4 привел для примера.
shodan_x
01.11.2016 00:52За 2-3к это БУ. Новые (2016 год, с завода, с гарантией) сейчас стоят как я писал выше.
shodan_x
01.11.2016 01:05Это ты еще цен на новые ФЭУ не видел… там планка легко переваливает за 15-17 тыс. :)
Поэтому я и писал, что ключевое слово тут «деньги». Из за этого и используются СБМ-20 в большинстве самоделок.
Rumlin
01.11.2016 13:10Да, нет явного указания, что он использовал в этот раз 4. В тексте он говорит, что конструкция будет развиваться.
Некоторые делают из более чем 4, вот например из 12 штук.
iliar
01.11.2016 23:50В принципе если ты знаешь как подключить один счетчик, то ты можешь подключить и 4 и 10. Никаких сложностей в этом нет. Сам делал на 4 датчиках СБМ-19 (забавная штуковина, от фона дает порядка 300CPM что в принципе сравнимо с некоторыми компактными сцинтилляторами). Причем если делать например на STM то обилие портов прерываний позволяет каждый канал в принципе считать по отдельности. Однако у этого пути есть несколько нюансов.
Во первых не надо думать, что много датчиков всегда хорошо. Для примера возьмем штуковину на фото и источник Б-8. И внезапно окажется, что при такой разнице размеров счетчика и источника ты просто не можешь провести его нормальный замер. Так как если тыкать в плотную то из за плохой геометрии получается, что работает только один счетчик а остальные ничего не делают и тем самым сильно занижают среднее значение. А если делать замер с достаточного расстояния что бы на всех датчиках была от него одинаковая МЭД, то получается, что надо брать такое расстояние, при котором Б-8 уже не дает какой то особой прибавки к фону.
Во вторых цена. Пока мы говорим о нескольких счетчиках, там да, СБМ рулит, так как за такие деньги ты что-то лучше просто не найдешь. Но когда у тебя наклевывается эпическая сборка, из кучи СБМ-20 то встает вопрос, а смысл. Большая сборка стоит уже больших денег, так не лучше ли потратить их на сцинтиллятор?
Rumlin
02.11.2016 08:18Судя по описанию 12 штук — это плоская вариация годоскопа для поиска направления на источник гамма.
Годоскоп:
shodan_x
02.11.2016 08:28Абсолютно верно!
1, ну максимум… 2… СБМ-20 это еще куда не шло, но если СБМ-ок больше, то конечно в них нет ни какого смысла. Кристальчик 25*25 к примеру, по скорости счета идентичен сборке из ~50-ти СБМ-20(ибо 30 cpS), и при этом имеет отличный габарит для замера точечных источников.
Ну не ловит он альфу и бету, чорт бы с ним… на альфу и бету можно сделать дополнительный зонд из датчика серии Бета.
tormozedison
Так не надо включать счётчик — его крупный катод становится антенной, воспринимающей электромагнитные помехи, принимаемые за ложную «радиацию». А надо так: катод — на общий провод, на анод — плюс 400 В через 15 МОм, с анода же через конденсатор снимаем импульсы.
Neuromantix
И для околофоновых значений можно счетчики просто запараллелить, с одним общим нагрузочным резистором.
k155la3
Для околофоновых дозиметр вообще не нужен. А вот когда что-то более-менее активное появляется, там разница с фоном в миллионы раз — запросто. И может потребоваться измерять это, чтобы найти/определить направление на источник.
Neuromantix
При разнице с фоном в миллион раз — от 15мкр/ч до 15р/ч — вам дозиметр так же уже не нужен. Для определения направления на источник измерять ничего не нужно, нужна как раз быстрая реакция прибора на изменения фона, для этого он должен сигнализировать в реал-тайме. Есть такой радиационный «технорецептор», как его автор назвал — «Сторож-р» авторства Виноградова. Без МК и прочего, работает от одной «кроны» годами, реагирует на изменения моментально — частотой щелчков. В целом же считаю предложенную схему крайне неудачной.
k155la3
Почему это? В упор к бета-активному источнику мощность дозы взлетает очень резко. Даже относительно безобидный бета-источник может в упор светить 15р/ч (повторюсь, оставаясь при этом относительно безопасным уже на метре-двух). Штанга на дозиметре — нифига не зряшная приспособа.
И локализовать такой предмет — очень даже важно.
(Что дадут в упор мощные источники нет смысла обсуждать — к ним никто и не полезет, ни в упор, ни даже близко.)
Да этот «технорецептор» :) можно соорудить вообще без активных элементах, резистор, конденсатор и высокоомные наушники. Ну и остальное — куча батареек типа «Крона» (их так удобно включать друг в друга, набирая хоть киловольты :)) Если человек понимает принцип действия счётчика и знаком с простой электротехникой (даже не электроникой), тут никакой тайны нет.
Места для изобретательства, тут, честно, говоря, тоже немного: если брать готовый счётчик, всё будет крутиться вокруг его параметров.
Rumlin
Автор почти повторил схему армейского дозиметра, возможно при установке трубки в металический кожух фона нет,
jar_ohty
Все ровно наоборот. На вход с чувствительностью в вольты и входным сопротивлением 100 кОм что-то навести затруднительно. А вот на висящий в воздухе вход КМОП-логики (который получается при снятии через конденсатор) наводится все подряд — статика, РЧ-наводки… В общем, опыт показывает, что даже с такими крупными счетчиками, как 8 штук запараллеленных СБМ-19 (не делайте так никогда!) съем импульсов с катодного резистора гораздо менее чувствителен к помехам, чем съем с анода через конденсатор.
iliar
А кто сказал, что его надо обязательно подвешивать в воздухе? Его можно и подтянуть куда то. Я собирал вот по такой схеме.