электроника для дома

Прибор реагирует на изменение ионизирующего излучения в окружающем человека пространстве путем увеличения или уменьшения числа световых вспышек в единицу времени, например в минуту. Он чувствителен к космическому радиационному фону, предупреждает человека об изменении радиационной обстановки в данной местности и может найти применение, например в качестве индикатора уровня концентрации радиоактивных элементов, содержащихся в материалах.

 

Этот индикатор радиационной опасности может быть полезен геологам, командирам штабов гражданской обороны, обслуживающему персоналу в радиологических учреждениях, при производстве работ, связанных с неразрушающим контролем качества материалов при помощи источников ионизирующего излучения в условиях повышенного шума, когда звуковые сигнализаторы малоэффективны. Полезен и тем, кто занимается изучением и охраной природы.

Принципиальная схема прибора показана на рис. 1. Его основой служит счетчик элементарных частиц Гейгера-Мюллера ВH1 типа СБМ-21 (или СБМ-10). Для нормальной работы счетчика разработан экономичный  преобразователь постоянного напряжения 2,5 В (GB1) в низкочастотное импульсное напряжение 400 В.

Рис.1 Схема индикатора радиации

Преобразователь состоит из задающего генератора на транзисторе VT1 и умножителя напряжения на диодах VD1 - VD4 и конденсаторах С2 - С5. Частота генератора составляет несколько герц и зависит от емкости конденсатора С1 и сопротивления резистора R1. Амплитуда импульсов на вторичной обмотке трансформатора Т1 достигает 100 В, а на выходе умножителя напряжения - 400 В.

В исходном состоянии (при включенном питании) транзистор VT2 закрыт, конденсатор С6 заряжается практически до напряжения источника питания. В это время диод VD6 закрыт, напряжение на затворе полевого транзистора VT3 равно нулю, в результате сопротивление его канала минимальное и транзистор VT4 надежно закрыт. Таким образом, ток, потребляемый сигнализатором в ждущем режиме (ждущем поступления элементарных частиц) определяется в основном средним током генератора высоковольтного напряжения и составляет 0,5...0,8 мА.

При попадании элементарных частиц в газоразрядный счетчик ВН1 происходит ионизация газа, и между электродами возникает ток. В результате транзистор VT2 открывается и конденсатор С6 разряжается через него и цепь С7, R5, R3. В процессе разрядки конденсатора С6 заряжается конденсатор С7, в результате на затворе транзистора VT3 оказывается отрицательный потенциал и его канал сток - исток закрывается. Это ведет к открыванию транзистора VT4, и через светодиод VD7 начинает идти ток силой 3...5 мА. По мере разрядки конденсатора С7 транзистор VT3 открывается, транзистор VT4 закрывается и светодиод гаснет. Число световых вспышек светодиода характеризует интенсивность потока элементарных частиц.

Питается прибор от двух аккумуляторов Д-0,06, соединенных последовательно. Гнезда XS1 и XS2 служат для контроля напряжения источника питания как под нагрузкой, так и без нагрузки (при разомкнутых контактах выключателя SA1), а также для подзарядки батареи аккумуляторов. Эксплуатировать сигнализатор рекомендуется до разрядки аккумуляторной батареи до напряжения не ниже 2 В. Для подзарядки батареи можно использовать зарядное  устройство (рис. 2).

Рис.2 Зарядное устройство

Сигнализатор собран в футляре размерами 48х48х15 мм, склеенном из листового органического стекла. Детали смонтированы на печатной плате размерами 43х43 мм из фольгированного стеклотекстолита (рис.3).

Рис. 3 Печатная плата индикатора радиации

Статический коэффициент передачи тока транзисторов VT1 и VT2 должен быть 120...170, транзистора VT4- 75...120. Полевой транзистор КП303Ж (VT3) подбирают с начальным током стока 0,5...1 мА и напряжением отсечки 0,3...1 В. Конденсаторы С2-С5 и С7- КМ, С1-К50-6, С6-К53-1. Выключатель питания SA1 ПД-2 или АК-5. Трансформатор Т1 самодельный. Для него использован магнитопровод броневого типа из пластин пермаллоя площадью сечения 18 мм²  (Ш3, толщина набора 6 мм). Обмотка I содержит 300 витков провода ПЭВ-1 0,08 с отводом от 100-го витка, обмотка II-6500 витков провода ПЭВ-1 0,04. Пластины магнитопровода собраны вперекрышку. Можно использовать магнитопровод с площадью сечения 16 мм (Ш4Х4). В этом случае обмотка I трансформатора должна содержать 105 витков провода ПЭВ-1 0,05 с отводом от 35-го витка, обмотка II - 3700 витков провода ПЭВ-1 0,03.

Правильно смонтированный сигнализатор работает без дополнительной настройки. Напряжение генератора можно регулировать подбором резистора R1. Входное сопротивление вольтметра для измерения напряжения на высоковольтном электроде счетчика ВН1 и элементах умножения напряжения преобразователя должно быть не менее 500 МОм.

В. Довженко, Ю. Судаков