Наш сайт доступен

на

52 языках

 

Visual Basic Рейтинг сайтов Наука / Образование

Техника и приборы

«Водяной» дозиметр.

 

Еще один путь поступления радионуклидов в окружающую среду — различные водные стоки: от канализационных труб до ручьев и рек. Но если радиационное загрязнение воздушной среды может быть и не умышленным, то загрязнение стоков почти всегда имеет адресата: где-то находится предприятие, избавляющееся от своей радиоактивной «грязи» водным путем. Принципиальная схема дозиметра, предназначенного для непрерывного контроля водной среды, показана на рис. 1 (радиационная головка) и рис. 3 (анализирующий блок и радиопередатчик). Рис. 1   Принципиальная схема головки «водяного» дозиметра Принципиальная схема радиационной головки почти не отличается от соответствующего фрагмента автономного дозиметра-автомата. Здесь он дополнен лишь микросхемой (DD2), формирующей «низкоомный» выходной сигнал, который может быть передан по длинной линии. Печатную плату головки изготавливают из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. На рис. показана разводка проводников и расположение деталей. Почти все резисторы здесь МЛТ-0,125 (R1 и R7 — КИМ-0,125). Конденсаторы: С1 - К73-9; С2 - КД-2б; СЗ - К53-30, С4—С6 — КМ-6 или К10-17-2б; С7 — Gloria или любой другой габаритами 06 х 13 мм. Трансформатор Т1 наматывают на ферритовом кольцевом магнитопроводе М3000НМ типоразмера К16 х 10 х 4,5 мм. Первой наматывают обмотку I, она содержит 420 витков провода ПЭВ-2-0,07. Намотку ведут почти виток к витку, в одну сторону, оставляя между ее началом и концом промежуток в 1,5...2 мм. Обмотку I покрывают слоем изоляции и поверх нее наматывают обмотку II — 8 витков провода диаметром 0,15...0,2 мм в любой изоляции — и обмотку III — 3 витка тем же проводом. Обмотки II и III должны быть распределены по сердечнику возможно равномернее, с учетом рисунка печатной платы. Фазировка обмоток должна соответствовать указанной на принципиальной схеме: синфазные выводы обмоток (входящие в отверстие сердечника с одной стороны) обозначены точками. Изготовленный трансформатор обматывают узкой полоской липкой изоленты ПВХ и крепят на плате винтом МЗ между двумя эластичными шайбами. Радиационная головка выполняется в виде герметичной конструкции, способной продолжительное время находиться в воде, причем сам счетчик Гейгера ничем от нее не должен быть изолирован. Возможная конструкция головки показана на рис. 3. Рис. 2 Ее корпус склеивают из листового ударопрочного полистирола, обращая особое внимание на герметичность двух узлов: места выхода счетчика Гейгера из корпуса головки (оно может быть выполнено так, как показано на рис.) и места ввода в ее корпус трехпроводного шнура (рис.). Оба эти узла изготавливают из того же полистирола и приклеивают к корпусу прибора по срезам а—а. Не меньшее внимание должно быть обращено и на герметичность самого шнура. Совершенно непригодны обычные самодельные — несколько монтажных проводников, втянутых в виниловую трубку. Малейшее ее повреждение закончится тем, что головка будет заполнена водой. Полностью собрав головку и убедившись в ее работоспособности, герметизацию завершают тем, что в свободное место укладывают небольшой мешочек с силикагелем (влагопоглотитель) и наклеивают крышку. Если герметизация проходных узлов и все склейки выполнены доброкачественно, то головка может быть опущена в воду на глубину до 1,5...2 м. На рис. 3 показана принципиальная схема наземной части прибора — блока, анализирующего сигналы, которые поступают от радиационной головки, и в особых случаях формирующего тревожный радиосигнал. Рис. 3   Наземный блок дозиметра. Измерительный интервал tизм — время, на протяжении которого будет выясняться радиоактивность воды, — формируют микросхемы DD3 и DD4. Если входы элемента DD1.3 будут включены так, как показано на рис. 3, то есть к выходу 3 счетчика DD4, то tизм = 2 мин 39 с (первый спад на выходе М DD3 происходит через 39 с после сброса этого счетчика; счетчик DD4 «считает» спады на своем входе СР). С таким интервалом на входах R счетчиков DD2, DD3 и DD4 будут возникать короткие импульсы, возвращающие эти счетчики в исходное состояние. Если за время tизм число импульсов, поступивших на вход С счетчика DD2, достигнет 2n, а входы элемента DD1.2 будут подключены к выходу 2n DD2, то на выходе DD1.2 возникнет сигнал О, который заблокирует поступление новых импульсов на DD2 и открыв транзистор VT1, подаст питание на радиопередатчик. Передатчик возбудится на частоте fZQ1, которая будет промодулирована (узкополосная FM модуляция) импульсами частотой 1024 Гц, поступающими с выхода F счетчика DD3. Оценим порог включения тревожного сигнала. Если фоновую активность счетчика СБМ20 принять равной Nф = 20 имп/мин, то среднее число фоновых импульсов, возникающих на интервале tизм - 159 с, составит m = NФ • tизм/60 = 20 • 159/60 = 53 имп. Но так как входы элемента DD1.2 подключены к выходу 27 счетчика DD2, то К = 27/53 ≈ 2,4 и для включения сигнала тревоги уровень наведенного поля должен превысить уровень радиационного фона в 2,4 раза. Тоже, разумеется, в среднем. Порог включения тревожной сигнализации можно повысить, переключив входы DD1.2 на выход 28 DD2 (выв. 12). Тогда К = 28/53 ≈ 4,8. И если при К = 2,4 ложная тревога будет возникать очень редко, то при К = 4,8 этого не произойдет, скорее всего, никогда. Но нужно ли это? Ведь отличить ложную тревогу (единичный сигнал) от настоящей (серии сигналов) довольно просто. А то, что прибор время от времени будет подавать «признаки жизни», не так уж и плохо. При том условии, конечно, что они адресованы человеку, знакомому с этой особенностью прибора. Тревожная радиопередача будет продолжаться до прохождения очередного импульса сброса. И если это не та редкая случайность, которая в принципе не может быть исключена, то в следующем цикле измерения все это повторится: какое-то время из tизм будет потрачено на измерение, остальное — на излучение тревожного радиосигнала. Цепочка R6C3 формирует на выходе элемента DD1.4 импульс сброса всех счетчиков при включении питания прибора. Печатную плату анализирующего блока изготавливают из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5...2 мм. На рис. а показана разводка проводников, на рис. б— расположение деталей. Почти все используемые резисторы — МЛТ-0,125 (R2 — КИМ-0,125). Конденсаторы: С1, С2, С5, С8-С10 - КД-1; СЗ, С4, С7, СП - КМ-6 или К10-17-2б; С6 - Gloria или любой другой габаритами Ø6 х 13 мм. Катушки L1 и L2, L3 наматывают на одинаковых каркасах (см. рис.). Их моточные данные: L1 — 60 витков ПЭВ-2-0,07 (для ZQ2, работающих на основной гармонике, L1 — 20...25 витков), L2 — 14 витков с отводом от середины, провод ПЭВ-2-0,45, L3 — 3 витка, провод ПЭВШО 0,15...0,2 — наматывают поверх L2 у «холодного» (по в/ч) ее конца. Катушки подстраивают карбонильными сердечниками М3 х 8 мм. Для подключения антенны на печатной плате крепят уголок с гнездом СР-50-73Ф, к которому может быть подключена либо антенна от портативной Си-Би радиостанции, либо вилка СР-50-74Ф фидера полноразмерной антенны. Компоновка этой части прибора показана на рис. Габариты (без антенны) — 215 х 30 х 27 мм. Переднюю панель и корпус изготавливают из неброского по цвету ударопрочного полистирола. Для защиты от осадков всю конструкцию, включая антенну от Си-Би «портативки», можно заварить в полиэтиленовый «чулок». Источник: Ионизирующая радиация: обнаружение, контроль, защита / Ю. А. Виноградов. Если вам понравился сайт, то поделитесь со своими друзьями этой информацией в социальных сетях, просто нажав на кнопку вашей сети.