ДОЗИМЕТР РАДИАЦИИ
Горчук Н. В.
Собрал часть схемы без счетчика, прошил с помощью программатора PonyProg и программы ICprog. При запуске высвечивается только заставка. (BoNi - 3 янв.2013г.)
Прибор предназначен для определения уровня радиоактивности. Его можно использовать для проверки на радиоактивность различных предметов, стройматериалов, продуктов питания. Прибор цифровой, показывающий результат измерения в пределах от 0 до 144000 мкр/час. Погрешность измерения может быть существенной и достигать 50%. Это связано с тем, что процесс измерения, то есть, подсчета импульсов за заданное время взят по справочным данным для счетчика Гейгера типа СБМ-20. Следует заметить, что может быть существенный разброс номинальной чувствительности счетчика СБМ-20, равно как любого другого. Поэтому, данный прибор нельзя использовать как калиброванный лабораторный измеритель для точного определения радиоактивности, а только лишь как бытовой индикатор, способный показать что в данном месте радиация превышает естественный фон, и на сколько это превышение существенно.
Прибор состоит из генератора напряжения 400V, счетчика Гейгера и логической части на микроконтроллере, работа которой сходна с работой частотомера, измеряющего инфра-низкие частоты.
Генератор высокого напряжения выполнен на транзисторе VT1 по схеме импульсного блокинг-генератора и выпрямителя на выходе. В коллекторной цепи транзистора включена первичная обмотка «2» трансформатора Т1. Диод VD1 защищает коллекторный переход транзистора от пробоя обратными выбросами напряжения. Для возбуждения генератора используется катушка связи «1», с неё импульсы обратной связи поступают через конденсатор С2, а напряжение смещения на базу транзистора тоже поступает через эту обмотку и резистор R1.
Вторичная обмотка «3» повышающая, переменное напряжение с неё поступает на выпрямитель на диодах VD2 и VD3 и конденсаторе СЗ. Напряжение на СЗ должно быть около 400V. На счетчик Гейгера F1 оно поступает через резистор R2 и датчик тока на резисторе R3 и диоде VD4. В спокойном состоянии сопротивление F1 очень велико, и напряжение на резисторе R3 равно нулю. При прохождении через F1 ионизирующей частицы в нем происходит короткий пробой и напряжение на R3 резко подскакивает примерно до 4-5V. Диод VD4 здесь нужен чтобы ограничить амплитуду этих импульсов величиной питающего напряжения 5V.
С датчика тока через счетчик Гейгера импульсы поступают на порт RB0 микроконтроллера D1, который работает как своеобразный частотомер.
Тактовая частота задана кварцевым резонатором Q1. На выходе подключен жидкокристаллический двухстрочный индикаторный модуль Н1. Питание на его подсветку поступает через ключ на транзисторе VT2. А включается подсветка кнопкой S1. Резистор R8 служит для регулировки контрастности изображения. Цвет свечения дисплея зеленый.
Питается прибор от гальванической батареи напряжением 9V. Цифровая часть питается напряжением 5V через стабилизатор А1.
Трансформатор Т1 намотан на ферритовом кольце диаметром 16мм. Сначала наматывают обмотку «3». Она содержит 430 витков провода ПЭВ 0,09. Наматывать нужно внавал, но аккуратно, равномерно перемещаясь по кольцу в одну сторону. Нельзя чтобы концы обмотки или далекие по числу витки пересекались. Это грозит пробоем и неработоспособностью трансформатора.
После намотки обмотку «3» нужно покрыть изоляцией. Лучше всего использовать тонкую фторопластовую пленку. Но можно использовать и обычную скотч-ленту, нарезанную узкими полосками шириной по 3-4 мм.
Затем наматывают обмотки 1 и 2, они содержат соответственно 3 и 8 витков провода ПЭВ 0,43.
Диоды КД102 можно заменить другими, но важно чтобы это были диоды в сумме на обратное напряжение не ниже 600V. То есть, можно использовать и другие диоды, на меньшее напряжение, но их будет соответственно большее количество включенных последовательно. Кроме того диоды должны быть с минимальным обратным током. Поэтому обычные выпрямительные диоды, такие как КД105, КД209, 1N4007 здесь не подходят.
При включении питания работу генератора можно ощутить на слух по тихому жужжанию трансформатора. Нужно измерить напряжение на СЗ, но сделать это с помощью обычного мультиметра проблематично, так как у него недостаточно входное сопротивление. То есть, нужен высокоомный вольтметр. Хотя, можно поступить и так: Отключите временно VD4 и вывод 6 микроконтроллера (лучше пока контроллер не устанавливать в панельку). Замкните F1 и измерьте напряжение на R3. Это напряжение должно быть около 6V. Если 5,8V, - значит на СЗ напряжение равно 400V.
Если окажется что напряжение очень сильно занижено, - попробуйте поменять местами концы обмотки «3». Если и это не помогает, - возможно в обмотке «3» пробой.
В том случае, когда напряжение выходит за пределы 350-420V нужно соответственно изменить число витков обмотки «2» Т1.
При включении прибора на дисплее сначала появляется заставка, потом индикатор ожидания, и потом уже результат.
Прошивку можно взять по адресу: http://vrtp.ru/screenshots/2420_Desktop.zip. Распаковываете папку 2420_Desktop.zip и берете файл geiger.hex
Литература: http://vrtp.ru
НЕХ-файл можно запросить в редакции, либо взять его с диска #22 (папка «HEX»), приобретенного не ранее месяца выхода этого журнала.
06-2011