Дозиметр для серёжи. часть iii. народный радиометр

Сведения, которые необходимо знать

Измерения следует проводить на незараженной местности или там, где внешний гамма-фон не больше предельно-допустимой концентрации в трехкратном размере. Если необходимо узнать ситуацию с конкретным объектом, то все действия рекомендуется осуществлять на расстоянии в 15-20 метров от него. Из этого есть ряд исключений. Так, чтобы узнать степень радиологического заражения тела человека, сельскохозяйственных животных, транспорта, техники, воды и продовольствия с помощью измерения мощности гамма-излучения, прибор необходимо держать на расстоянии в одного-полтора сантиментов от объекта. При этом экран зонда должен пребывать в положении «Г».

Но и это не все. В процессе измерения зонд следует подносить к объекту стороной, на которой есть два упора. Его необходимо медленно перемещать над его поверхностью, чтобы найти место максимального заражения. Для этого следует ориентироваться на частоту щелчков в головных телефонах (как альтернатива – следить за показанием стрелки). После того как она найдена, необходимо установить зонд упорами к поверхности на высоте в один-полтора сантиметра. Полученные данные сверяются с величиной гамма-фона. Если они превышают его, то величина радиоактивного заражения объекта рассчитывается посредством поиска разницы. Перед математическими действиями показатели гамма-фона делятся на определенный коэффициент, который зависит от типа исследуемого объекта. Для человека он составляет 1,2, для автотранспорта 1,5, а для бронетехники – целых 2. Чтобы обнаружить бета-заражение, необходимо прибор установить в положение «Б». Для предотвращения загрязнения при работе с жидкостями и сыпучими веществами на зонд следует надевать чехол из полиэтиленовой пленки.

Преимущества и недостатки конструкций

Конструкции самодельных дозиметров и индикаторов радиации с использованием датчиков СБМ-20, СТС-5, СБТ-9 достаточно просты, имеют высокую чувствительность. Но у них есть очень важный недостаток — это промышленные датчики ионизирующего излучения, которые труднодоступны и дороги для покупки.

Индикатор радиации с датчиком из полупроводникового прибора дешев, но, в связи с нелинейностью характеристик полупроводников, труден в настройке, чувствителен к изменению температуры и напряжению питания.

Прибор с самодельным датчиком из ПЭТ-бутылки предельно прост, но требует схемы с полевым транзистором, который не всегда доступен для самодельщика. Кроме того, полевые транзисторы склонны к пробою в условиях сильной радиации.

Наиболее доступными являются конструкции с датчиками на базе стартера от неисправных ламп дневного света или неоновой лампы. К недостаткам датчика из стартера, как и неоновой лампы, необходимо отнести чувствительность к изменению температуры и напряжения питания, необходимость экранирования датчика от света и электромагнитного излучения. К преимуществам относится простота изготовления и настройки счетчика Гейгера своими руками.

Диапазон функционирования и подготовка аппаратуры

Дозиметр ДП-5В может работать в шести режимах. В зависимости от установленных настроек он может улавливать радиационные факторы силой от 200 рентген до 0,05 мР. При этом на практике всегда следует помнить о том, что участок шкалы от нуля и до первого числового значения считается нерабочим. Так же неодинаково и время, что необходимо для снятия показаний на различных диапазонах. Как же начать работать с дозиметром ДП-5В?

Инструкция по его подготовке выглядит следующим образом:

1. Первоначально следует извлечь прибор из укладочного ящика.
2. Затем необходимо открыть крышку футляра.
3. Производим внешний осмотр на предмет повреждений и неисправностей.
4. Пристегиваем ремни к футляру.
5. Подключаем источники питания, соблюдая полярность.
6. Вставляем ручку переключателя диапазонов в позицию контроля режима (на черный треугольник).
7. После всего этого стрелка должна находиться в режимном секторе. Если этого не произошло, то можно посоветовать проверить источник питания.

Какой дозиметр выбрать

Чтобы определиться какой дозиметр выбрать, нужно понять, кокой вид радиации для человека представляет опасность и что желательно контролировать в повседневной жизни.

Все виды радиации опасны, но в бытовой сфере и окружающей нас среде, можно столкнуться с действием в основном трех видов радиации — это бета, гамма и альфа излучение. Наибольшую опасность представляет альфа излучение, так как оно наносит живой ткани наибольший урон. Но зарегистрировать альфа излучение сложнее всего, потому что для его измерения, дозиметр должен быть поднесен вплотную к источнику излучения, так как альфа излучение распространяется в пространстве на небольшие расстояния в пределах 2-3 см. Дозиметры способные зарегистрировать альфа излучение, должны иметь отдельный датчик в дополнении к датчику Гейгера-Мюллера. Обычно это специальное окошечко в дозиметре, которое имеет сдвигаемую защитную крышку.

Если позволяют денежные средства, то лучше купить дозиметр способный измерять три вида радиации — бета, гамма и альфа излучение.

Если вы не хотите тратиться на покупку дорогого прибора, то можно приобрести дозиметр-радиометр, измеряющий бета и гамма излучение. Это неплохое начало и возможно поможет вам избежать серьезных проблем со здоровьем. Такой прибор отлично подойдет для измерения общего радиационного фона в помещении и вне его. С помощью данного дозиметра можно проверить на безопасность продукты питания, строительные материалы, автомобиль и любые другие бытовые вещи.

При выборе дозиметра следует обратить внимание на следующие характеристики:

тип используемого детектора — это основной параметр, влияющий на точность и функциональность прибора. Лучше если это будет газоразрядный детектор, например, счетчик Гейгера-Мюллера. Хуже если это полупроводниковый детектор.

виды измеряемой радиации — прибор может измерять как один вид радиации, так и несколько видов. При измерении нескольких видов радиации, измерения могут проводиться одновременно для различных видов излучений, или необходимо будет переключаться с одного вида излучения на другой. Самый простой и распространенный вид дозиметра — это измерение бета излучения. Но лучше, если дозиметр будет способен измерять три вида излучений — альфа, бета, гамма.

погрешность измерения — это величина, которая характеризует точность прибора. Чем меньше погрешность, тем выше точность прибора, соответственно тем он лучше и дороже. Для бытовых приборов погрешность обычно составляет ±25% или ±30%. Для профессиональных дозиметров погрешность уже будет меньше чем ±7%.

диапазон измеряемых величин — это максимальное и минимальное значение радиации, которое способен зарегистрировать прибор

Стоит обратить внимание лишь на нижний порог измерений, он не должен быть выше чем 0,05 мкЗв/ч. Максимально измеряемый уровень радиации у всех дозиметров достаточно высок.

поверка прибора — это отметка в паспорте дозиметра, что он проверен на заводе изготовителе и соответствует заявленным в паспорте техническим характеристикам и производит измерения с заданной точностью

Желательно, чтобы отметка о поверке была в паспорте. В крайнем случае, в паспорте изделия должна стоять отметка ОТК (отдел технического контроля) о приемке изделия.

Остальные характеристики дозиметра влияют на его удобство эксплуатации, внешний вид и выбираются исходя из личных предпочтений.

Для чего нужно покупать дозиметр?

Для чего нужно приобритать дозиметр в бытовых целях, каждый решает сам.

В качестве информации к размышлению, можно посмотреть сюжет любительской видео съемки в городе Крансодаре, который является одним из самых безопасносных городов России
в отношении экологической обстановки. В простом лесном массиве, безобидные на вид предметы (7-я минута видео), излучают радиацию в миллионы раз превышающие безопасную норму. Находясь даже незначительное время в подобной зоне, можно получить дозу, которая с большой вероятностью приведет к крайне негативным последствиям для организма. К сожалению далеко не всегда, возле подобных объектов установлены занки «опасно радиация». Всему виной халатность и безответственность. Поэтому даже прогуливаясь в каком либо месте (фактически любом), человек может и не подозревать, что подвергается мощному радиационному воздействию. А потом удивляться, откуда берутся различные проблемы со здоровьем.

Комплектация и уход за прибором

Дозиметр ДП-5В состоит из:

1. Измерительного пульта.
2. Зонда с гибким кабелем.
3. Удлинительной штанги.
4. Делителя напряжения.
5. Укладочного ящика.
6. Комплекта запасного имущества.
7. Головных телефонов.

Сам прибор с элементами питания весит 3,2 килограмма. Полный комплект в укладочном ящике тянет на 8,2 кг. И за всем этим имуществом необходим уход. Так, дозиметрические приборы должны находиться в помещениях, температура в которых поддерживается в диапазоне от 10 до 25 градусов Цельсия, а относительная влажность колеблется от 50 до 60 процентов. Если прибор хранится свыше десяти суток, то необходимо отключить источники питания и вынуть их. При этом они также требуют сухого прохладного и затемненного помещения. Сам дозиметр не должен подвергаться длительному воздействию прямых солнечных лучей, снега, дождя, грязи, ударов, пыли и сотрясений. Также запрещено вскрывать контрольные радиоактивные источники. Если придерживаться всех этих требований, то прибор сможет спокойно работать до сорока часов.

Его основные характеристики дозиметра:

Принципиальная схема дозиметра показана на рис.1. Датчиком BD1 служит счетчик Гейгера типа СБМ20. Блокинг-генератор создает высокое напряжение на его аноде — с повышающей обмотки I трансформатора Т1 импульсы напряжения через диоды VD1, VD2 заряжают конденсатор фильтра С1. Резистор R1 служит нагрузкой счетчика, связанный с входом 8 микросхемы DD1.

Одновибратор собранный на элементах DD1.1, DD1.2, СЗ и R4, преобразуют импульс, поступающий со счетчика Гейгера и имеющий затянутый спад, в прямоугольный, размерностью 5…7 мс. На элементах DD1.3, DD1.4, С4 и R5, собран звуковой генератор управляемый по входу 6 DD1. Пороговый усилитель, выполненный на микросхеме DD2На управляется интегратором на элементах VD4, R8…R10, С8 и С9 .

От частоты возбуждения счетчика Гейгера  зависит  напряжение на конденсаторе С9; по достижении им потенциала отпирания о транзистора, входящего в DD2, включается светодиод HL1: частота  мигания  будет расти с увеличением уровня радиации.

Трансформатор Т1 наматывают на кольцевом сердечнике М3000НМ типоразмера К16х10х4,5 мм. Острые края  сердечника  стачивают  шкуркой и покрывают сердечник электрически и механически прочной изоляцией, например, обматывают изолентой. Обмотка I  содержит 420 витков провода ПЭВ-2-0,07. Обмотку ведут почти виток к витку, в одну сторону, оставляя между ее началом и концом промежуток в  2 мм.

Эту обмотку также покрывают изоляцией. Далее наматывают обмотку II — 8 витков провода диаметром 0,15…0,2 мм в любой изоляции, и поверх нее — обмотку III — 3 витка тем же проводом. Необходимо равномерно распределить эти обмотки по сердечнику. Расположение обмоток и их выводов должно соответствовать рисунку печатной платы, а их фазировка — указанной на принципиальной схеме (синфазные концы обмоток обозначены точками). Собранный трансформатор необходимо покрыть слоем гидроизоляции — обмотать, например, узкой полоской липкой ленты.

О модификациях

Дозиметр ДП-5В не является единственным представителем данного семейства. «В» в конце обозначает, что он является войсковым. То есть гамма-датчик убирают в корпус, а последний делают из прочного и современного пластика. При этом контрольный стронциево-иттриевые источник был перемещен с прибора на корпус блока детектора. В связи с этим была заменена таблица норм зараженности.

Что же значат буковки в окончании названий представителей семейства? Если есть А, то это говорит о том, что контрольный стронциево-иттриевый источник находится на откидной крышке прибора. Он закрыт сдвижной крышкой. Б – более ранняя модель. Дозиметры ДП-5Б и ДП-5В похожи по принципу своего действия. Но второй является более совершенным, надежным, лучшим. А буква Б говорит о том, что он первоначально использовался для обнаружения бета-излучения.

Но войсковая модель обладает всем необходимым для работы в нужном диапазоне, поэтому лучше сделать выбор в ее пользу. Специально для тех, кто регулярно работает с обоими видами излучения, был разработан ДП-5ВБ. Еще есть дозиметры, которые маркируются буквой М. Это значит, что они медицинские. Этот рентген-радиометр используется медиками для определения силы поражения личного состава.

Дозиметр низкой чувствительности

Дозиметры низкой чувствительности чаще всего используются военными. Чтобы собрать модель данного типа, необходимо в первую очередь подобрать качественный датчик. При этом счетчики используются чаще всего с сегментными индикаторами. В свою очередь, конденсаторы для таких модификаций больше подходят проходного типа. Резисторы многие специалисты рекомендуют приобретать аналоговые.

Все это необходимо для того, чтобы повысить чувствительность прибора до нужного уровня. Триггеры в моделях чаще всего используются малой мощности. Максимум отрицательное сопротивление они обязаны выдерживать на уровне 4 Ом. При этом непосредственно датчик должен быть рассчитан на 5 Ом. Скорость выходного сигнала зависит исключительно от мощности конденсатора. Демпферы в устройствах данного типа отсутствуют.

Проверяем работоспособность

Итак, наш дозиметр ДП-5В готов к использованию. Теперь необходимо проверить его работоспособность на всех диапазонах (за исключением 200 Р/ч). Для этого используется контрольный источник. Необходимо выставить в положение «К» поворотный экран зонда. Затем подключаются головные телефоны. Ручку переключателя необходимо последовательно перевести во все положения, начиная с х1000 и заканчивая х0,1.

Если прибор работает нормально, то будут слышны щелчки в телефоне. При этом на шестом и пятом диапазонах (то есть х1 и х0,1) стрелка прибора будет просто зашкаливать. На четвертом наблюдается ее отклонение вправо. Показания, полученные на диапазоне х10, сверяют с формулярными данными, которые были получены при последней проверке. Если различий между ними нет – устройство готово к использованию.

Использование векторных резисторов

Собрать с векторными резисторами дозиметр своими руками (схема показана ниже) можно только на пару с сетевыми детекторами. На сегодняшний день приобрести их в магазине довольно сложно. Также следует учитывать, что данный товар в наше время стоит много, по сравнению с другими типами детекторов. Устанавливать резисторы необходимо только после закрепления проходного конденсатора. В некоторых моделях их припаивают две единицы. В таком случае отрицательное сопротивление цепи порой может дойти до 30 Ом. При этом точность измерений значительно страдает. Также на погрешность работы устройства может влиять емкость конденсаторов. Чаще всего они подбираются на 20 пФ. Всего этого достаточно, чтобы обеспечить модель отличной чувствительностью.

Далее, чтобы сделать дозиметр своими руками, устанавливается выпрямитель. Он в данном случае подходит резонансного типа. Однако позиционные модели также многими специалистами рассматриваются

На данном этапе очень важно рассчитать параметр электромагнитны помех. Чтобы уменьшить влияние окружающей среды, многие эксперты рекомендуют устанавливать в устройства электростатические блоки

Приобрести их в магазине можно довольно просто. Также есть возможность воспользоваться триггером небольшой мощности. Однако в этой ситуации отрицательное сопротивление в дозиметре может резко увеличиться. Чтобы частотные сдвиги не происходили часто, целесообразнее воспользоваться именно интегрированными триггерами.

Детали дозиметра

Трансформатор преобразователя Тр1 выполнен на броневом сердечнике имеющий диаметром приблизительно 25 мм. Обмотки 1-2 и 3-4 намотаны медным эмалированным проводом диаметром 0,25 мм и содержат соответственно 45 и 15 витков. Вторичная обмотка 5-6 намотана медным проводом диаметром 0,1 мм, содержит 550 витков.

Светодиод возможно поставить АЛ341, АЛ307. В роли VD2 возможно применить два диода КД104А, подключив их последовательно. Диод КД226 возможно поменять на КД105В. Транзистор VT1 возможно поменять на КТ630 с любой буквой, КТ315Б на КТ342А. Телефонный капсюль необходимо выбрать с сопротивлением акустический катушки более 50 Ом. Микроамперметр с током полного отклонения 50 мкА.

Материалы и инструменты для сборки счетчика Гейгера

При сборке своими руками счетчика Гейгера материалы могут применяться любые, доступные радиолюбителю. Главное, чтобы номиналы радиодеталей соответствовали приведенной схеме. Необходимо правильно подобрать в качестве датчика неоновую лампу, чтобы напряжение зажигания примерно соответствовало 100 В. При этом радиодетали могут быть как импортные, так и отечественные. Параметры деталей необходимо подобрать, используя справочную литературу.

Важно отметить, что в приведенной принципиальной схеме использовано переменное напряжение питания от сети Vac =220 В по бестрансформаторной схеме, а это опасно поражением организма электрическим током. Для предотвращения электрической травмы, следует изготовить корпус прибора из электроизоляционного материала

Для этой цели подойдет плексиглас, гетинакс, стеклотекстолит, полистирол, другие слоистые пластики.

При сборке счетчика Гейгера своими руками инструмент применяется самый разнообразный:

• Электрический паяльник мощностью 60 Вт необходим для пайки радиодеталей.
• Ножовка по металлу широко используется для распиливания фольгированного стеклотекстолита, при изготовлении печатной платы. Применяется для раскройки и разрезания пластиковых деталей корпуса.
• Электродрель применяется для сверления отверстий в печатной плате, сборки корпуса на уголках.
• Пинцет крайне необходим для работы с мелкими деталями при пайке и монтаже электрической схемы.
• Бокорезы рекомендуются для обрезки выступающих выводов радиодеталей.
• Для пуско-наладки прибора совершенно необходим элементарный тестер, с помощью которого потребуется провести замеры напряжения в контрольных точках, а также других электрических параметров.
• Для автономного электропитания подлинно постапокалиптического счетчика Гейгера желательно подключить аккумуляторную батарею напряжением 4,5-9 В, для чего применить любую простейшую схему преобразователя напряжения до 220 В переменного тока.

При работе с электричеством и радиоактивными материалами следует выполнять требования техники безопасности.

Описание работы дозиметра на счетчике Гейгера СБМ-20

Питание схемы дозиметра осуществляется всего от одной лишь батарейки на 1,5 вольта, так как ток потребления не превышает 10 мА

Но поскольку рабочее напряжение датчика радиации СБМ-20 составляет 400 вольт, то в схеме применен преобразователь напряжения позволяющий увеличить напряжение с 1,5 вольт до 400 вольт. В связи с этим следует соблюдать крайнюю осторожность при налаживании и использовании дозиметра!.

Повышающий преобразователь дозиметра – не что иное как простой блокинг-генератор. Появляющиеся импульсы высокого напряжения на вторичной обмотке (выводы 5 – 6) трансформатора Тр1, выпрямляются диодом VD2. Данный диод должен быть высокочастотным, поскольку импульсы достаточно короткие и имеют высокую частоту следования.

Если счетчик Гейгера СБМ-20 находится вне зоны радиационного излучения звуковая и световая индикация отсутствует, поскольку оба транзистора VT2 и VT3 заперты.

При попадании на датчик СБМ-20 бета- или гамма- частиц происходит ионизация газа, который находится внутри датчика, в результате чего на выходе образуется импульс, который поступает на транзисторный усилитель и в телефонном капсюле BF1 раздается щелчок и вспыхивает светодиод HL1.

Вне зоны интенсивного излучения, вспышки светодиода и щелчки из телефонного капсюля следуют через каждые 1…2 сек. Это указывает на нормальный, естественный радиационный фон.

При приближении дозиметра к какому-либо объекту, имеющему сильное излучение (шкале авиационного прибора времен войны или к светящемуся циферблату старых часов), щелчки станут чаще и даже могут слиться в один непрерывный треск, светодиод HL1 будет постоянно гореть.

Так же дозиметр снабжен и стрелочным индикатором — микроамперметром. Подстроечным резистором производят подстройку чувствительности показания.