Счетчик гейгера из подручных средств
В наш век техногенных катастроф, очень важно защитить себя от их последствий. В последнее время часто обсуждается тема радиационной опасности. При больших дозах радиация может разрушать клетки, повреждать ткани органов и явиться причиной скорой гибели организма. Радиация невидима, и в этом ее коварство. Только электроника поможет ее обнаружить.
Многие успели просмотреть это видео.
Как понятно из данного видео, автор создал из подручных средств индикатор радиации. Естественно, что такой индикатор из-за своей особенности работы малочувствителен к естественному радиационному фону и может применяться только в условиях сильного радиоактивного загрязнения. Надобность в таком приборе отпадает, так как человек получит смертельные дозы облучения еще до начала срабатывания такого индикатора. Для улучшения возможностей этого индикатора редакция решила провести исследования возможности использования этого индикатора в качестве замены трубки счетчика Гейгера. Сама трубка счетчика Гейгера довольна дорога и редка. Особенность трубки счетчика Гейгера в том, что она линейно может выдавать импульсы в зависимости от радиационного фона от единиц микрорентген и до сотен рентген. Естественно, что обывателю совсем не нужно знать точно уровень радиации в таком широком диапазоне, а достаточно только определить, что она есть и превышает естественный фон.
Для работы трубки счетчика Гейгера необходимо высокое напряжение. Был собран преобразователь по следующей схеме:
В схеме использован транзистор, разработанный специально для ключевых схем. Область применения - линейные и импульсные схемы широкого специального применения. Он обладает очень низким напряжением насыщения КЭ. Трансформатор выполнен на броневом магнитопроводе из феррита 2000НМ. Вторичная обмотка выполнена проводом 0,08 и состоит из 3 слоев по 180 витков, для исключения межвиткового пробоя. Первичная обмотка состоит из 13 витков, с отводом от верхнего конца на 5-м витке. Частота работы генератора около 100Гц. Высоковольтные импульсы выпрямляются двумя включенными последовательно диодами кд102А с обратным напряжением 250 вольт и чрезвычайно низким обратным током- 0,1мкА, которым мало какие современные диоды могут похвастаться. Применение других диодов приведет к созданию дополнительной нагрузки на преобразователь и повышению потребляемого им тока. Накопительный конденсатор заряжается до напряжения 360 вольт, при входном напряжении преобразователя 9 вольт и входном токе 0,7 мА. Положительно –заряженный полюс конденсатора подключается к спице, а медная проволока датчика, которая служит отрицательным полюсом,- к резистору R2. При отсутствии излучения ток через R2 не протекает. При попадании в счетчик ионизирующей частицы, в нем происходит разряд и в этот момент через него протекает небольшой импульс тока. Для того, чтобы "озвучить" этот импульс параллельно резистору R2 включен пъезокерамический звукоизлучатель ВQ1 от звонка импортного телефона-трубки. В момент разряда он издает щелчок.
При прохождении частиц через объем испытываемого датчика (а он намного превышает объем промышленного датчика счетчика) происходит ионизация газа и возникает разряд, который будет слышен в пьезокерамическом излучателе.
Как показала практика, чувствительность к естественному радиационному фону у датчика такая же, как у промышленного счетчика СТС-5. Скорее всего это обусловлено повышением объема активной области. При приближении к кинескопу работающего телевизора (люминофор содержит радиоактивные вещества, и еще добавляется жесткое рентгеновское излучение) потрескивание заметно учащается. В среднем слышно 1-2 разряда в секунду. Это соответствует естественному радиационному фону. При нормальном, естественном радиационном фоне будет не более 25-ти щелчков в минуту, что соответствует 15 мкР / час. Если при поднесении к какому-то предмету частота щелчков резко увеличивается, это говорит о том, что он имеет собственную радиоактивность
Насчёт пультов дистанционного управления: я вынул с него батарейки, засветил на нём флуоресцентные кнопки, быстро поводил над неоновой лампочкой светящимися кнопками на расстоянии 1 см и светодиод всё равно вспыхивал. Может это просто образовывалось статическое электричество об воздух, ведь сам пульт пластмассовый и легко электризуется.
Ещё забавная штука получается, если просто подуть на прибор, светодиод тоже загорается. Можно пошутить над гаишником: "А ну-ка сами дыхните на приборчик... У-у-у, да у вас батенька у самого в крови алкоголь имеется"!
Вопрос по статье, а точнее сказать по схеме: конденсатор С2 можно ли заменить на менее высоковольтный и большей ёмкостью?
По вашей схеме собрал счётчик, но вместо датчика использовал всё ту же неоновую лампочку. Определил напряжение зажигания неонки 170В и погасание 140В, но вот проблема - как сделать, чтобы неонка погасала после ионизации? Я так понимаю, если при напряжении 169В сквозь неоновую лампочку пролетает радиационная частица, то она вызовет ионизацию газа и неонка начнёт светится, но она не гаснет пока не отключишь прибор. Как это можно исправить?
Смотрите, то будите как тут...
Для evildesign, генератор заработал. Хорошо работает на разных транзисторах, сейчас стоит КТ605АМ, но не могу пока поднять напряжение на выходе выше 100В, использовал ферритовый трансформатор от ламп-экономок.
Другая проблема: после разряда неонки, конденсатор на выходе высокого напряжения заряжается долго и в результате при облучении последующие разряды неонки происходят практически без щелчков.
Схема опасна тем, что поддержать 169В будет трудно. И если напряжение бесконтрольно зывысится, то неонка будет генерить... А пользователь посчитает за радиационный фон.
А при меньшем напряжении неонка "видит" радиационный фон?
Опять же, нужно стабильное питание, иначе, если батарейка подсядет, то счетчик не будет "считать"
PS. Интересно, а ламповый фотоумножитель будет тоже реагировать? Там трубка диаметром около сантиметра и длиной около 5 см
Если не забуду завтра стырить с работы, то придется и мне эксперименты продолжать...
Что-то типа такого
Ионизируем иголкой с напряжением от ВЧ ВВ генератора.
тебе только осталось выложить конечную схему, чтоб у других тоже заработало
Принцип её работы измерение очень слабого тока в газе или воздухе, возникающего в результате пролёта заряженных частиц.
И для этих детекторов, согласно справочника по транзисторам - разработаны КП303И...
Микросхема К561ЛЕ5
Но я бы рекомендовал сделать длительность писка не более 0.1 сек, иначе уже при небольшой радиации будет сплошной писк
1. Стаья размещена 1 апреля, и первая часть статьи как бы шутка, НО! Схема ниже рабочая, уже без банки и с счетчиком гейгера.
2. Схема на неонке работает, но считает не так точно. Но и статья же называется "Счетчик гейгера из подручных средств"? если ты заметил.
3. Что значит радиоизлучатель? Радиопередатчик? Или микроволновка? Или что ещё?
Сейчас набросал эту схемку на симуляторе - работает что надо, короткие импульсы порождают на выходе пачки звуковых сигналов. Правда со стабилитроном на входе симулятор не заработал, но это не беда, ставить его всё равно нужно.
R1 - 10кОм, С2 - 0.1мкФ, R2 - 470кОм
Стабилитрон можно и не ставить. Не знаю, как в буржуйских 4001, а в советских К561ЛЕ5 по входу стоят защитные диоды и лишнее напряжение утечет на плюсовой вывод.
evildesign, на симуляторе с разделительным конденсатором не заработало, но на практике проверю.
Вот способы подключения к счётчику, которые я испробывал, но ни один не заработал:
Kosmonavt, увеличь емкость.
Может лучше сделать генератор на двух транзисторах , чтобы меандр был на выходе ?
Хотя при питании в 3.6-4 В потребление меньше 10мА (блок питания не показывает потребления) ,что вполне допустимо .
ЗЫ: проволочка на высоковольтную обмотку взял которая была под лапами , на глаз 0.1-0.12мм на первичную и вторичную 0.2-0.25мм , вместо двух диодов КД102 один диод HER308 .
Надеюсь вход микросхемы не пострадает. Начну собирать в корпус.
Осталось только упростить и выкинуть микроконтроллер и ЖК экран.
В книге Виноградова "Охранная техника" есть хорошая готовая схема. Книгу можно скачать на этом сайте по
Единственная сложность в регулировке вых напряжения импульсника, чтоб работало с неонкой в качестве датчика.
2. Обратный ток у HER308 -10мкА и емкость перехода 70 пФ. Если уж хочется заменить КД102А - то FR207 в два раза лучше по параметрам для данной схемы, чем HER308.
3.Ссылка на схему с бузером ошибочная.
4.Микросхему ставить придется в любом случае- она управляентся наноамперными токами. Бузер в принципе работать не будет без использования чувствительных ключевых элементов.
5.Kosmonavt, надо попробовать вместо пьехоизлучателя поставить емкость 510...3300pF
ЗЫ: можно ли убить счетчик гейгера подав на него завышенное напряжение (до 1 киловольта) ?
Решил делать прибор по
Насколько можно регулировать выходное напряжение резистором R1?
тогда же ведь трансформатор будет совсем миниатюрный?
И кабы отказаться от сердечника - но это наверно фантастика..
напряжение вторичной 380 В (столько и нужно).
Сердечник немного меньше - Ч22.
Вторичная 570 витков.
Чтобы подняться до такого напряжения,
пришлось уменьшить резистор до 7.5 К,
потребление выросло.
Это из-за меньшего размера сердечника?
Посмотрел осциллографом, после выпрямителя
импульсы! Хотя и однополярные.
2. Форму импульсов надо смотреть на коллекторной обмотке. Частота зависит от RC-цепочки. Длительность от параметров трансформатора. Нужно подобрать число витков в коллекторной обмотке, чтобы уменьшить длительность импульса.
3. Попробуй измерить напряжение, поменяв концы выходной обмотки.
Тестер UT33D заявлено 10 МОм.
В холостую без тестера и счетчика потребление 0,75 мА.
2. На коллекторной обмотке серия двуполярных импульсов. Период каждого импульса 40 мкс, длинна серии 200 мкс. Подбирать первичку сегодня выше моих
сил - она на дне катушки.
3. Это вариант положения выходной обмотки с максимальным напряжением.
Меня больше всего беспокоит недостаточное выпрямление.
Или без тока в нагрузке - когда будет стоять счетчик напряжение не будет пульсировать?
Я тут собирался ламповый вольтметр строить
10 Мом существенная нагрузка. А конденсатор 2200, скорее всего, имел повышенную утечку.
Больше или меньше чем без него?
Требующаяся его емкость наверно зависит от максимальной скорости счета?
R=7500000 Ом
C=0,0000000022Ф
A=390В
e~2,71828
t~0,0002 c
Просьбу померить ток со стабилизатором и без не могу, так как снова придётся выпаивать детали, а дорожки уже могут не выдержать частого нагрева и отслоятся.
Внимание всем таким же вникающим:
- видео пост №1 ионизационная камера, при том источнике что на видео не нужна даже банка, короче бред
- схема поста №1 заезжена до дыр, естественно ни какая банка вместо заводского счетчика по ней не будет.
Имея счетчик как на фото из поста №1 можно вообще не заморачиваться с генератором и трансформатором. Достаточно питать схему от конденсатора 1-2мкф заряженного до 500В, от сети через удвоитель U. Такое устройство будет щелкать без подзарядки сутки, а может и больше, зависит от конденсатора (полипропилен)
Схема со счетверенным транзистором будет показывать что угодно, кроме радиации.
Использование неонки: идеальны заводской счетчик такого объема выдает 2-3 разряда в минуту при естественном фоне, отличить 15 от 60 микрорентген крайне сложно. Их так и называют - пониженной чувствительности. Поэтому... что ловит ваша лампа вопрос большой.
Можно ли сделать счетчик гейгера на воздухе? Конечно, сам товарищ Гейгер использовал для этого нож и вилку.
Сделайне цилиндр диаметром 10 мм и длинной 10 см, внутри нить (анод), напряжение для работы такого датчика нужно около 2-4КВ
Неонка будет работать, но чувствительность слабая.
И еще, там на видео сигналы идут синхронно пи-пи-пи, честицы себя так не ведут ) , будет слышно пи-пауза-пи-пи- пауза и т.к. асинхронно короч.
Почитайте полезную статью:
И еще, насчет ножа и вилки это не шутка, даже в таком виде как Гейгер сделал впервые работать будет, проблема в высоком напр. и чувствительности.
НАсчет питания от кондера тоже не шутка, такие детекторы работали в чернобыле
Это саморазряды без частиц?
конденсатор заряжается медленно, напряжение доходит до зажигания лампы, разряд, конденсатор просядает по напряжению, лампа гаснет и снова долгий заряд. Именно поэтому нак синхронно пищит, типа релаксационный генератор.
А второй вариант, напряжение не достаточно для зажигания, подносим источник, множество частиц создают ионы в лампе. Мне все таки кажется, что лампа не способна считать единичные частицы, именно их множество приводит к разряду.
Конечно такой прибор имеет право на жизнь. Интересно бы узнать сколько микрорентген дает источник на видео где пищать начинает...
вот
вещи им точно можно будет отследить, деже если занизить напряжение на лампе )
Примерно такие:
По этому считаю нужно делать дозиметр с цифровым частотомером по такому принципу: пусть неонка питается повышенным напряжением вызывая большое количество разрядов в секунду, например 30 раз, а если будет иметь место радиация, то она в свою очередь внесёт свои коррективы в частоту разряда лампочки. В результате вместо 30 Гц, цифровой частотомер покажет 31-32Гц и более. Этого будет достаточно для сравнения в бытовых условиях.
Ну да бог с ним, там используется альфа источник, излучение которое гасится даже бумагой. Не мудрено, что толстый слой стекла не дает работать неонке.
Ок. В данную тему по тегам будут приходить очень многие, в надежде найти альтернативу заводскому счетчику Гейгера-Мюллера.
Я вспоминаю гражданина Мюллера не случайно, именно с его участием “столовый прибор” Гейгера стал самым чувствительным счетчиком.
В чем фишка чувствительности:
1) Объем.
Мы хотим измерять радиоактивность сопоставимую с естественной. Представьте себе грибной дождь. Вы пытаетесь установить его количественность при помощи наперстка. Возможно ли это? Можно ли поймать в наперсток капли грибного дождя? Как бы… можно, возможно за час и попадет пару капель.
Итого главное правило – в маленький объем ни чего не поймать, разве что “ливень”, сто и тысячекратные превышения “грибного дождя”. Миниатюрных вариантов, чувствительных к амбиентным значениям, не может быть по определению.
2) Лучшая геомертия – тончайшая нить в цилиндре, диаметр которого кратно больше длины. При такой геометрии вокруг нити создается максимальное напряжение поля. Объяснять в аналогиях долго, но это факт, который каждый радиолюбитель подтвердит.
3) Напряжение=давление=ионизационность газа.
Почему в счетчики закачивают неон/аргон и т.п. при низком давлении? Потому, что при таких условия нужно минимальное напряжение для ионизации. Можно закачать трубку зажигалочным пропаном под давлением больше атмосферного и подобрать напряжение режима ионизационной камеры/пропорционально счетчика/счетчика Гейгера. Разница в цифрах и длинне плато – стабильного участка рабочего напряжения. Принципиальной разницы нет.
По данным ссылки, что выше. Атмосферный газ, в конденсаторе геометрией аналогичной заводским счетчикам, дает примерно такое же количество импульсов, только при значительно большем напряжении, что естественно сложнее для радиолюбителей.
Какие вывод…
Что мы хотим? Отличать 15 от 60 микрогенри? Тогда нам нужен заводской счетчик с благородными газами, максимальным газовым усилением.
Мы хотим не попасть под 500-1000 микрогенри? Тогда мы можем сделать счетчик сами, на атмосферном газе.
Реальные примеры работы на воздухе:
- индивидуальные носимые дозиметры, такие в виде ручки (марки вспоминать не буду). Устройство – конденсатор, ионизационная камера, электроскоп. См. гугл.
- многочисленные ионизационные/пропорциональные камеры открытые в атмосферу. Это вообще единственный способ найти альфа источники, есть еще правда счетчики Гейгера которые постоянно продуваются благородными газами, но в армии такое не применяется. В армии есть натурально открытые в атмосферу пропорциональные счетчики, это работает и это есть.
Примеров много, но отличить 15 от 60 микрогенри поручными средствами крайне сложно… такой детектор собрать из хлама будет очень сложно, в теории.
Кто соберет на практике, я буду очень признателен, принимая во внимание омерзительную спекуляцию на фоне событий в Японии, как вздули цены на дозиметры.
Нам определенно нужен “народный дозиметр”, такая схема, которую соберет любой новичек.
зы: будут мысли, напишу )
зы,зы: качаем жуннал
ищем статью "Не ищите “Беллу” среди “Сосен”, а возьмите паяльник..."
------------------------------------
Интересная книга:
Учебное пособие.
М.: Энергоатомиздат, 1986. 224 с.
Описаны источники возникновения радиоактивного загрязнения внешней среды, методы обнаружения и измерения ионизирующих излучений с учетом требований метрологии, основные параметры дозиметрических приборов, принцип их работы. Особое внимание уделено радиометрическому анализу проб различных материалов, зараженных радиоактивными веществами.
Для преподавателей ГО вузов, техникумов, профтехучилищ, курсов ГО, командиров невоенизированных формирований, начальников службы противорадиационной и противохимической защиты объектов народного хозяйства, учреждений.
Коронный разряд в воздухе наступает примерно при 30 кВ/см, т.е. выше такой напряженности нет смысла повышать.
Можно попытаться снизить напряжение, использовать несколько параллельных трубок меньшего диаметра. Так кстати поступают и в некоторых заводских счетчиках, многосекционных.
Книжечку читаю )
Только через трансформатор?
Каким может быть этот трансформатор если его сопротивление импульсам должно быть на много больше R2..
Чтобы получилось нужен стабильный высоковольтный источник U, сделать который практически невозможно.
Есть мысли по ионизационной камере, позже поделюсь.
Чтобы проверить на что в действительности реагирует неонка, можно поместить ее в металличесую коробку, без щелей. А лучше всю схему в коробку, чтобы исключить и статику и радиопомехи.
Чтобы газоразрядный индикатор не реагировал на статическое напряжение и дневной свет, его нужно поверх стеклянной колбы обернуть слоем алюминиевой фольги и соединить её с выводом экранной сетки.
Если нужны заводские счетчики почтой, можно заказать тут:
Минимальная сумма заказа 800р + за доставку, и того около 1000р минимум нужно. Высылают только по предоплате.
Контора известная, кидалова не наблюдается, отзывы самые положительные.
Но это будет уже конечно не народный дозиметр.
А теперь буду сказать без бумажки, на тему народного, а именно Ионизационной Камеры.
В Интернете много схем на тему ИК, но вот что меня во всех смущает:
- все они предлагают рабут на низком U, а по ВАХ ИК явно следует, что это малоэффективно, работа далеко до зоны насыщения, разность тока при удвоении-утроении радиоактивности будет минимальна
- практически во всех схемах на корпус ИК подается <+>, а на нить <->, это тоже странно, собирать электроны на нить окруженную напряженным полем гораздо легче чем + ионы, так зачем отказываться от выгоды, всего лишь в угоду удобства использования транзистора.
И того, нужно высокое U, <+> на нить, высокое усиление и простая схема.
Вот какие мысли на сей счет:
ОУ без обратных связей, просто на оба входа подать, понимаю это несколько странно, но усиление при этом будет огромным, только бы самовозбуждения избежать.
Вполне вероятно, что при не большом диаметре камеры будет работать как пропорциональный счетчик, т.е. регистрация отдельных частиц, но это осциллографом на выходе ловить надо.
У меня просто времени нет проверить, к сожалению. Может кого-то сподвигнет. Дело стоящее, усиление огромное, напряжение как на заводских ИК.
Предостережение – вся схема, включая батарейку усилителя под высоким напряжением относительно корпуса ИК.
Лучше разместить все в металлическом корпусе, который по совместительству и корпус ИК, просто схему и батарейку изолировать от корпуса.
Вот в тему релаксационная схемка:
тоже частота мигания увеличивается.
Интересная схема... фоторезисторы правда насколько чувствительны не нашел ни каких данных.
И вот еще откапал таки схему микрорентгенметра:
на лампе правда, но принцып в общем-то ясен, жаль нет описания самой ИК, но судя по всему прибор чувствителен до естественного фона.
Будем думать дальше...
Если верить формуле, увеличение температуры в 2 раза приводит к увеличению тока так же в 2 раза, при одинаковой радиации.
Аналогично увеличение излучения в 2 раза приводит к ростут тока и тоже в 2 раза, при одинаковой температуре.
Иными словами прибор на ИК должен всегда отстраиваться от температуры. Т.е. допустим встал на полянке, установил на 15 мкР, допустив, что тут чисто. И только потом пошел мерять грибочки
---
Вот смотрю я на столе лежит калькулятор, а у него большая солнечная батарея... интересно как она себя поведет при облучении бетта гамма... ) уже всюду датчики мерещатся
Не знаю как будет себя вести солнечная батарея при облучении, скорее всего не будет. Ведь, по идее, солнечные батареи на искусственных спутниках не работают от космической радиации, хотя кто знает, может появляются на их какие-то миливольты.
Я вот тут заметил другую вещь: берём ультраяркий светодиод от фонарика, подключаем к нему вольтметр, освещаем его солнечным светом и на вольтметре появляется напряжение. На сколько я знаю в ярких светодиодах есть люминофор, а он может обладать сцинтилляционными свойствами, а значит фиксировать частицы. Если собрать из таких диодов небольшую площадку, а полученное напряжение усилить, то возможно, получится подобие сцинтилляционного счётчика.
Все таки я наверно если соберусь буду мучать ИК )
Как наиболее физический что ли метод. Излучение ионизирующее, тем оно собственно и опасно - эффектом ионизации вещества, что и регистрируется камерой.
Критерием чувствительности можно считать например реакцию на хлористый калий (обычное калийное удобрение).
Нашел информацию, что бытовые дозиметры показывают 30 мкР, но это бетта источник, т.е. если убрать все препятствия можно смело умножать на 2, итого в реальности 50-60 а может и больше мкР.
Если самоделка отличает поваренную соль от калийной, считай прибор достаточно чувствителен. Как вариант.
Начал создавать другой дозиметр на принципе сравнения двух ВЧ сигналов: эталонного и измерительного, которые поступают на смеситель и выделяемая смесителем разность частот (НЧ) служит уже индикатором. Но дело пришлось отложить, так как из имеющих в наличие конденсаторов обнаружил неисправные и сейчас, пока, занялся изготовлением испытателя конденсаторов для отбраковки дефектных.
Kosmonavt, понимаю об чем речь, так работают металлоискатели.
Эталонный чаще всего стабилизируют кварцем.
Еще обычно делают слабые связи между генераторами, чтобы эталонный слегка затягивал измерительный на свою частоту, что помогает избежать частой подстройки на "тишину".
Думаю направление хорошее ) чувствительность будет высокая, т.к. металлоискатель считай чувствует ничтожные изменения индуктивности.
Как этого избежать?
Если поднимать емкость С2 нельзя,
может быть увеличить R2 - уменьшится импульс тока, а падение напряжения на нем не измениться?
Или все-таки увеличить емкость С2, но заряжать его через сопротивление?
Диоды или транзистор?
А блокинг накачивает достаточно быстро, даже при следовании импульсов один в 1,5 секунды (R1 500 К, потребление 0,4-0,2 мА)
Хочется увеличить емкость, но боюсь что-нибудь сгорит.
Добавлю таки сопротивления.
Благо блокинг успевает накачать до следующего.
Это хлорид калия - в два раза больше фонового.
Еще такое может быть из-за пьезодинамика, он точно пьезо ))? Иначе при 20 МОм может и не работать, по паспорту у всех счетчиков сопротивление значительно ниже требуется.
Не должна емкость так разряжаться, ведь есть схемы которые работают на заряженном конденсаторе много часов, без подзарядки.
ЗЫ: Да, скорее всего из-за динамика, может пробитый дефектный какой, он явно шунтирует мегаомное сопротивление поэтому и ток такой, есть смысл попробовать последовательно динамику конденсатор небольшой поставить.
Вот только не знаю как сделать, чтобы с тем условием, как написано выше.
и тут
Плато от 360 до 440 вольт. Вот столько и нужно подавать.
на сбм-20
не загружается схема глючит сайт (
По свалке походи
1. посмотреть, как прибор реагирует на заведомо повышенный фон (шлак, гранит, металлолом)
2. некоторые самосветящиеся приборы (авиционные, например, старых годов выпуска) могут фонить.
кто ищет тот всегда найдёт,
нашёл старый тахометр надпись гласит Ноябрь 58-го (68) года, немного неразборчиво.
ссылка на видео =
И лампу отдай, это ГУ какась?
ГУ-80 кажись, но она севшая = экспонат.