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無線電子工学および電気工学の百科事典 アマチュア無線線量計。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
電離放射線は、いかなる線量であっても人間にとって危険です。 小規模なケースでは、その影響は非常に隠蔽されており、その影響は数年後、数十年後、さらには次世代（腫瘍学、遺伝子損傷など）に現れる可能性があります。 被ばくレベルが増加すると、そのような結果が生じる可能性が高まるだけでなく、人体に障害が発生し、数日、数時間、あるいは直接「ビームの下」で死に至る可能性もあります*。 したがって、放射線のレベルを知ること、少なくともおおよその推定ができることは不必要とは思えません。 電離放射線のレベルが上昇していることがわかったので、その発生源を尋ねるのは自然なことです。 それは何ですか？密かに埋められた放射性廃棄物ですか？ 近くの研究機関からの加速器？ X線装置、間違った方向に「光る」？ 啓発された殺人者の同位体「私のもの」？ 廃棄された火災感知器？ 放射性鉱物？ 恐竜の骨?発見された者の活動とは？ 放射線の構成は?. これらすべての質問に答えるには、いくつかの単位で電離放射線のレベルを測定できる装置が必要です。 NRF の電離放射線を自然バックグラウンド放射線 (Df) の単位で測定するアマチュア無線線量計の概略図@15μR/h）を図に示します。 74**。 線量計の放射線センサー BD1 は、ガイガー カウンター タイプ SBM20 であり、 g-そして難しい b- 放射線（付録 4 を参照）。 自然放射線バックグラウンドに対するその反応は、平均速度 Na=20...25 imp/min*** で目に見える秩序なく続く電流パルスです。 ガイガーカウンターの計数率は放射線のレベルと直線的に関係しています。
したがって、レベルが20倍増加すると、SBM200カウンターは計数率の250倍の増加で応答します-最大Nrad \u20d 4000 ... 2000 imp /分。 Nrad <->Drad 変換の直接比例関係は、非常に重要な放射線レベルでのみ違反され始め、カウンタの分解能を超えた小さすぎる時間間隔で区切られた多数のパルスが出現します。 カウンターのパスポートには、通常、最大計数率であるNmaxが表示されます。 SBM1 カウンタの場合、Nmax=5000 imp/s。 また、Nrad <->Drad 変換の線形性が少なくとも XNUMX パルス/秒まで維持される場合、カウントによって Drad = (XNUMX...XNUMX) Df の範囲の放射線場を数値的に推定することが可能になります。家庭用電化製品としては十分すぎる速度です。 SBM20 メーターの推奨電源電圧は Upit = 360 ... 440 V です。この電圧範囲はいわゆるプラトーを考慮します。これらの制限内での Upit の変化は計数率にほとんど影響せず、対策を講じる必要はありません。それを安定させるために。 いずれにせよ、中程度の精度のデバイスでは。 線量計に電力を供給するバッテリーの電圧を、ガイガーカウンターの陽極で高電圧 Upit に変換するデバイスは、ブロッキング ジェネレーター (T1、VT1 など) に基づいています。 変圧器の昇圧巻線 I に、振幅 5 ～ 10 V の短い - 440 ～ 450 μs - パルスが形成され、ダイオード VD1、VD2 を介してコンデンサ C1 を充電します。 ブロッキング発生器のパルス繰り返し率 F@1 / 2R6 C3@40Hz。 ガイガーカウンターを励起する各電離粒子は、雪崩のような短い放電を引き起こします。 メーター負荷、抵抗器 R1 で発生する電圧パルスが単一のバイブレーター (DD10.3、DD10.4 など) に供給され、そこから持続時間 tf1 の「方形」パルスが形成されます。@R7 C7@0,2 ms と CMOS マイクロ回路を駆動するのに十分な振幅。 デバイスで必要なすべての時間間隔と周波数は、カウンター DD1 によって生成されます。 そのマスター発振器は、ZQ1 水晶振動子の周波数 - 32768 Hz で動作します。 線量計の計数ユニットは、発光インジケータ HG4、HG5、HG6 がそれぞれ「単位」、「十」、「百」を示す 1 つの 2 進カウンター DD3、DD7、DD7 と、0 つの 1 進カウンター DD2 で構成されています。 「千」。 6 進カウンタの出力は発光インジケータの対応するセグメントに接続され、DDXNUMX カウンタの出力は同じインジケータの小数点に接続され、「千」が XNUMX 進コードで表示されます: °°° - "XNUMX"、°°* - "XNUMX"、°* ° - "XNUMX"、...、** °- "XNUMX"、 *** - 「7」（° - ドット「点灯しない」、* - ドット「点灯」)。 これにより、計数ノードの容量は「7999」に増加する。 カウンタ DD3 は、このデバイスで採用されている測定単位を形成します。 センサーが通常のバックグラウンド放射線の状態にある場合、測定間隔 tmeas=39 秒 (これはカウンタ DD1 の出力 M における「ゼロ」の継続時間) で、平均 Nf 3/39=( 60...20) 25/39@16の衝動。 それらの。 通常、Nrad で@カウンタ表示の Nf は固定です: Nrad<000 の場合は「16」、001 の場合は「16」 測定間隔 tmeas は、測定結果の 3 秒間のデモンストレーションである tind で終了します。 これはカウンタ DD2 によって形成されます。 時間 t の間、計数ユニットの入力がブロックされ、デバイス (VT3、VT4、T2 など) がオンになり、超小型回路の電源電圧が蛍光インジケーターの白熱用のはるかに低い電源電圧に変換されます。 。 形状は蛇行しており、周波数は32768Hzです。 表示間隔 tind は、デバイスのすべてのカウンタがゼロ状態に移行すると終了します。 そして、新しい測定サイクルが始まります。 このデバイスは、厚さ 123 mm のフォイルグラスファイバー製のサイズ 88x1,5 mm の片面プリント基板に取り付けられています (図 75)。 電源スイッチ、サウンドエミッター、コランダムバッテリーを除くすべての部品がボード上に取り付けられています。 デバイス内のほとんどすべての抵抗は MLT-0,125 タイプ (R1 - KIM-0,125) です。 コンデンサ: C1 - K73-9、C2 - KDU または K2M (少なくとも 500 V の電圧用)、C3、C4 および C5 - K53-1、残り - KM-6、K10-176 など... Tl トランスは、サンドペーパーでエッジを滑らかにし、薄いラブサンまたはフッ素樹脂テープで巻き付けた後、M3000MN K16x10x4,5 フェライト リングに巻き付けられます。 巻線 I が最初に巻かれ、ワイヤ PEV-420 2 が 0,07 ターン含まれます。 コアのほぼ全体に配置され、最初と最後の間に 1,5 ～ 2 mm の隙間があります。 巻き付けはほぼターンツーターンで行われ、コアに沿って一方向にのみ移動します。 巻線 I も絶縁層で覆われています。 巻線 II (8 ターン) および III (3 ターン) は PEVSHO 0,15 ... 0,25 のワイヤで巻かれます。
それらはコア全体にできるだけ均等に分散される必要があります。 変圧器を取り付けるときは、巻線の位相を観察する必要があります (図では巻線の始まりが「・」アイコンでマークされています)。 これを実験しないでください。トランジスタ VT1 が焼けてしまう可能性があります。 T2 トランスは K10x6x5 リング (フェライト 2000NN) に巻かれています。 T1 トランスのコアと同じ方法で巻線用に準備されています。 巻線 I (400 ターン) は 2 本のワイヤ (PEV-0,07 17) で巻かれます。 2 つの半巻きの終わりがもう 0,25 つの半巻きの始まりに接続されているため、中間点が形成されます。 巻線 II には、PEV-0,4 XNUMX ... XNUMX のワイヤが XNUMX 回巻かれています。 外側では、変圧器をプラスチックテープ（粘着性のあるPVCから切り取った細いストリップ）で包むことをお勧めします。 これにより、外部からの悪影響から保護されます。 トランスはMZネジ（基板のネジ）で固定されています。 ワイヤクリップを使用して変圧器を固定するのは一見簡単そうに見えますが、これには危険が伴います。クリップによって変圧器内に短絡コイルが形成される可能性があります。 残念なことに、よくある間違いです。 巻き線が切れたり巻きが閉じたりするのを避けるために、締め付けは柔らかく弾力性のあるものでなければなりません。 ボードは装置の前面パネル（耐衝撃性ポリスチレン、ジュラルミンなど）に取り付けられており、蛍光インジケーターに対して窓が切り取られています。 緑色のフィルターでカバーできます。 その上の、希望のサイズのカットアウトに、ZP-1 または ZP-22 ピエゾ エミッターが取り付けられます。 そして、LED HL1 の下にそのサイズに対応する穴を開けます。 デバイスの本体は、130x95x20 mmの標準的なプラスチックボックスです（たとえば、チェッカーの下から）。 軟電離放射線に対するデバイスの感度の顕著な低下を避けるために、ガイガーカウンターに隣接するケース壁に 10x65 mm の切り欠きを作成する必要があり、その切り欠きを珍しい格子で覆うことができます。 もちろん、上記のすべてが厳密に要求されるわけではありません。 MLTタイプの抵抗器は同サイズのものと置き換え可能です。 VT3、VT4 としては、ほぼすべての npn トランジスタを使用できます。 電流ゲインが小さい場合は、抵抗 R9 と R10 の抵抗をわずかに減らす必要がある場合があります。 IV3 蛍光インジケーターをフィラメント電流の低い IV3A に置き換えることは可能であり、さらに望ましいことです。 SBM20カウンタも必須ではありません。 バックグラウンドアクティビティ Nf を備えた 400 ボルトのガイガーカウンターが適しています。@24パルス/分この場合、デバイス回路に変更を加える必要はありません。 Nf が異なる場合は、カウンタ DD1 の出力 2、4、8、16、3 とアキュムレータ カウンタの入力の間に、ダイオード抵抗デコーダをオンにする必要があります。おそらく 0,65 Nf に近い番号をダイヤルする必要があります。 図の一部 (図 76) は、Nf = I6 に対してこれを行う方法を示しています。 ここでは0,65 Nf@これはバイナリ コードでデコーダに入力されます。 プリント基板にはダイオード抵抗デコーダを取り付ける場所があります。
別の方法も可能です。複数の感度の低いガイガーカウンターを並列に接続することで、必要な Nph を取得できます。 たとえば、10 つのカウンタ SBM21 または SBMXNUMX の「バッテリー」が適しています。 家庭用線量計に最適なガイガーカウンターのパラメータを付録 4 に示します。 表12
LED HL1。アキュムレータ カウンタがオーバーフローしたときに点灯します。 非常に高いレベルの電離放射線では、赤くなり、場合によってはより明るくなるはずです: AL307KM、AL307LM など。 変圧器 T1 のパラメータは、バッテリが放電したときにガイガー カウンターの電圧が計数特性のプラトーの制限内に留まるように選択されます。 表 12 は、放射線源の活動が一定の場合の計数率の装置の電源電圧への依存性を示しています。 表 13 は、デバイスが消費する電流の電源電圧への依存性を示しています。 バッテリー「Korund」を備えたデバイスの質量 - 225 g。 アキュムレータカウンターのスコアボードも液晶インジケーターで作成できます。 スコアボード タイプ IZhTs5-4/8 を備えたこのノードの概略図を図に示します。 77. IZHTS5-4/8 ディスプレイには 176 桁があるため、「千」カウンタは、以前のカウンタと同様に、K4IEXNUMX XNUMX 進カウンタで作成されます。 もちろん、LCD を備えた線量計では、フィラメント電圧生成ユニットは必要ありません。 したがって、要素 VT3、VT4、T2、R9、R10 を削除し、DD9.1 および DD9.2 を別の目的に使用できます (それ以外の場合、それらの入力は電源の「グランド」または「+」に接続する必要があります)ソース）。 表13
DD7 カウンターは保存できますが、アラームを生成するためだけです。ディスプレイに「8000」（自然背景放射線レベルの 8000 倍高い放射線レベル）が表示されると、アラーム音と光アラームがオンになります。 LCD のもう 1 つの特徴は、そのセグメント上の信号が蛇行の形でなければならないことです。 セグメントは、その蛇行が LCD 基板 (ピン 34 および 176) の蛇行と逆位相の場合に表示され (黒)、位相が一致する場合は背景のままで強調表示されません。 K4IE6 カウンタは、数十または数百 Hz の繰り返し率を持つ基準蛇行が入力 S (ピン 1024) に適用されると、その出力で「単一」位相と「ゼロ」位相の蛇行を生成します。 たとえば、1 つすべてのカウンタの入力 S をカウンタ QDXNUMX の出力 F (周波数 XNUMX Hz) に接続することが可能です。 もちろん、液晶ディスプレイを備えた線量計のエネルギー効率は、発光式線量計よりもはるかに高くなります。 *) ホモ・サピエンスは、電離放射線に対して最も敏感な生物種の 600 つです。 人間の致死量はXNUMXレントゲンです。 **) 一種のテストジェネレーターとしての自然バックグラウンド放射線を使用すると、サービスの助けを借りることなく、家庭用線量測定装置 (自家製のものも含む) を校正することができます。 この厳格ではない単位により、一時は自家製線量測定装置の合法化が可能になりました。 ***) N. の一部はカウンター自体、特にその設計に直接含まれている放射性同位体の影響に起因すると考えられます。 優れたガイガーカウンターでは、この成分 N は非常に小さいため、通常、家庭用電化製品では考慮されません。 出版物: cxem.net
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