Наш сайт доступен

на

52 языках

 

Visual Basic Рейтинг сайтов Наука / Образование

Техника и приборы

Дозиметр с цифровой индикацией.

 

Здесь BD1 — счетчик Гейгера типа СБМ20, чувствительный к γ- и β-из-лучениям широкого спектра. Назначение и у одновибратора, выполненного на элементах DD8.1, DD8.2: при каждом срабатывании счетчика Гейгера на выходе одновибратора (выв. 11 DD8.1) формируется «единичный» импульс длительностью tФ ≈ 0,7 • R6 • С6 = 0,7 • 200 • 103 • 1000 • 10-12 ≈ 0,14 мс — близкой к «мертвому» времени этого счетчика. Основной блок дозиметра — 4-разрядный десятичный счетчик — собран на микросхемах DD4-DD7. Состояние этого счетчика отображается на жидкокристаллическом табло HG1. Тактовый генератор прибора собран на микросхеме DD1. Его опорная частота FZQ1 = 32768 Гц задана кварцевым резонатором ZQ1. На выходе S1 (выв. 4) формируются меандры, следующие с частотой 1 Гц, на выходе ТЗ (выв. 15) — 128-герцовые меандры, на выходе F (выв. 11) — 1024-герцовые. Работа прибора начинается с перевода всех его счетчиков в нулевое состояние «единичным» импульсом, который возникает на выходе элемента DD9.4 при включении прибора. Длительность этого импульса tсбр ≈ 0,7 • R11 • С11 = 0,7 • 3 • 106 • 0,15 • 10-6 = 0,3 с. Первые поступающие со счетчика Гейгера импульсы воздействуют лишь на счетчик DD3.1. Он переходит из состояния 0 в состояние 1 после первого импульса, в состояние 2 — после второго и так пока на его входе CN (выв. 1) не возникнет напряжение из [U1]. Если диоды из VDn будут включены так, как показано на рис., то это произойдет после поступления третьего импульса. Высокое напряжение на входе CN этого счетчика останавливает дальнейший его счет и одновременно разрешает (лог. 1 на входе 2 DD8.3) поступление импульсов на основной счетчик прибора. Счетчик DD2, состояние которого ежесекундно увеличивается на единицу (на его входе С — прямоугольные импульсы частотой 1 Гц), задает tизм — длительность измерительного интервала. Он будет переключаться до тех пор, пока на выходе конъюнктора, образованного резистором R10 и диодами VDm (выход этого конъюнктора — анодная шина его диодов), не возникнет напряжение из [U1]. Так, например, если в наборе VDm будут задействованы только три нижние диода (см. рис.), то это произойдет, как только счетчик DD2 окажется в состоянии 56 (32+16+8 = 56), то есть через 55,5 секунды после начала счета (первый спад на выходе S1 DD1 возникает через 0,5 с после сброса этого счетчика). Как только это состояние будет достигнуто, дальнейший счет и в DD2, и в DD4 - DD7 будет заблокирован (лог. 0 на входе 6 DD8.4 и входе 2 DD8.3), а в счетчике DD3.2, наоборот, начат (лог. 1 на входе 8 DD9.2). Но продолжаться это будет лишь 3 с (этого достаточно для прочтения зафиксированного на табло результата): с появлением «единичного» напряжения на входе 13 DD3.2 (и соответственно «нулевого» напряжения на входе 4 DD9.3) на выходе элемента DD9.4 возникнет сигнал лог. 1, возвращающий все счетчики прибора в исходное состояние. И начнется новый цикл измерения. Внимание оператора к результату измерения привлекает тональный сигнал: лог. 0, возникший на входе 9 DD10.2, разрешает прохождение 1024-герцовых импульсов на DD10.3 и парафазно подключенный к нему пьезоизлучатель ВА1. В больших радиационных полях возможно переполнение счетчика DD4-DD7 еще до окончания измерительного интервала. Для того, чтобы владелец прибора обратил на эту потенциально опасную ситуацию особое внимание, введены элементы DD9.1 и DD10.4. Нетрудно видеть, что при появлении на табло числа 9000 (это произойдет, если наведенное поле превысит естественный радиационный уровень примерно в 600 раз) на выходе элемента DD10.4 возникнет напряжение, которое включит светодиод HL1 и тональный сигнал. В этот момент на табло будет зафиксировано число 9000. Дозиметр монтируют на двух платах: большой (рис. 2, 3) и малой (рис. 4), на которой монтируют табло HG1 и микросхемы DD4-DD7. Платы изготавливают из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Почти все резисторы в схеме МЛТ-0,125 (R1 и R8 — КИМ-0,125). Конденсаторы: С1 - КД-2б; С2 - К73-9; СЗ -К53-30; С4, С6, С9 - КМ-6 или К10-17-2б; С5, С10 - Gloria или любой другой габаритами Ø6 х 13 мм; С7, С8 — КД-1. Трансформатор Т1 наматывают на кольцевом сердечнике М3000НМ (никель-марганцевый феррит) типоразмера К16 х 10 х 4,5 мм (внешний диаметр х внутренний диаметр х высота). Острые ребра сердечника заглаживают шкуркой и покрывают электрически и механически прочной изоляцией, например, обматывают тонкой лавсановой или фторопластовой лентой. 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...2 мм. Обмотку I покрывают слоем изоляции и поверх 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. Расположение обмоток и их выводов должно соответствовать рисунку печатной платы, а их фазировка — указанной на принципиальной схеме (синфазные концы обмоток — входящие в отверстие сердечника с одной стороны — обозначены точками). Изготовленный трансформатор покрывают слоем гидроизоляции, например, обматывают узкой полоской липкой изоленты ПВХ. На плату трансформатор крепят винтом М3 с использованием двух эластичных (не продавливающихся обмоток) шайб. Плату табло крепят на основной плате винтами М2 х 15 (отверстия М2 в ней для крепления), используя трубчатые опоры высотой 10... 12 мм. Для соединений между платами используют тонкий гибкий монтажный провод. Основную плату устанавливают на переднюю панель прибора — пластину 120 х 90 х 2,5 мм, изготовленную из ударопрочного полистирола, к которой приклеен уголок-выгородка для «Корунда» и опора для закрепления печатной платы прибора. На передней панели монтируют также выключатель питания типа ПД-9-1 и пьезоизлучатель ВА1. По месту в ней делают и отверстие для пропуска светодиода HL1. Корпусом дозиметра служит коробка стандартного размера 124 х 94 х 24 мм, например, из под шашек. Собранный без ошибок дозиметр начнет работать сразу. Но в нем есть два диодно-резисторных конъюнктора — VDn и VDm, расположение и число диодов в которых, возможно, потребуется уточнить. Как известно, некоторая часть формируемых счетчиком Гейгера импульсов обязана не внешней радиации, а внутренним причинам — спонтанной эмиссии катода, микроизлучениям элементов конструкции и др. N0 — число этих импульсов — в хороших счетчиках Гейгера относительно невелико и составляет N0/NФ = 0,15...0,25, где NФ — общее число импульсов, возникающих в счетчике Гейгера, находящегося в поле естественной радиации (DФ = 15 мкР/ч). Техника учета N0 проста. Так, если фоновая скорость счета счетчика Гейгера равна 18 имп/мин, из которых 3 импульса не имеют отношения к внешней радиации (N0 = 3), то при одноминутной экспозиции достаточно заблокировать прохождение на счетчик DD4-DD7 первых трех импульсов. Это число и должно быть набрано в конъюнкторе VDn. Соответственно, экспозиция tизм = 60 с должна быть набрана в конъюнкторе VDm. То есть нужно закоммутировать оба эти конъюнктора так, как показано на рис. Но это частный случай. В общем случае это делают так. В конъюнкторе VDn набирают число N0, а в конъюнкторе VDm — экспозицию 60 с. И с таким прибором направляются к уличному табло, на котором указан Dф — уровень радиационного фона в данном месте (датчик обычно находится где-то поблизости) и в данный момент. И фиксируется Nизм — среднее значение нескольких сделанных здесь измерений. Для того чтобы на шкале прибора была цифра, соответствующая Dф (а не Nизм), время измерения должно быть равно tизм = Dф • 60/Nизм, а вместо N'0 должно быть набрано число N0 = N0 • tизм/60. Так, например, если на месте измерения уровень радиационного фона был Dф = 12 мкР/ч, а прибор с выставленным N0 = 4 показал Nизм = 21, то длительность измерительного интервала должна быть сокращена до tизм = Dф • 60/Nизм = 12 • 60/21 = 34 с, а «слепыми» должны быть лишь N'0 = N0 • tизм/60 = 4 • 34/60 = 2 импульса. То есть, конъюнкторы R7, VDn и R10, VDm должны быть закоммутированы так, как показано на рис. 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.