Indicador de radioatividade. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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O artigo propõe um indicador de radiação alimentado por bateria simples e de pequeno porte. Sua característica distintiva é que uma fonte de alta tensão estável para alimentar o sensor de radiação ionizante é montada em um microcircuito estabilizador de pulso.

Indicadores simples de radioatividade alimentados por bateria, na maioria dos casos, contêm um conversor de tensão intensificador necessário para alimentar o sensor de radiação ionizante, como regra, este é um contador Geiger-Muller, bem como dispositivos de sinalização luminosa e sonora.

Para aumentar a confiabilidade do registro da radiação radioativa, é necessário manter a tensão no contador Geiger-Muller dentro dos limites exigidos. Infelizmente, na maioria dos indicadores simples de radioatividade, a estabilização da tensão de saída não é fornecida. Ao mesmo tempo, para operação normal, por exemplo, um contador Geiger-Muller SBM-10, que possui uma tensão de alimentação nominal de 400 V, não deve sair da faixa de 350 ... 450 V. Assim, o o desvio de tensão nominal não deve exceder ± 12,5%. Levando em consideração o fato de que os indicadores são alimentados principalmente por baterias e, portanto, instáveis, isso pode causar uma alteração na tensão do medidor e, como resultado, reduzir a confiabilidade do registro da radiação ionizante.

No indicador de radioatividade proposto, a tensão no contador Geiger-Muller é mantida dentro dos limites exigidos na faixa de tensão de alimentação de 1 a 3,2 V. O circuito indicador é mostrado na fig. 1. O conversor de tensão elevador é montado em um microcircuito especializado NCP1400ASN50T1. Além disso, o conversor inclui um indutor de armazenamento L1 e um multiplicador de tensão capacitivo de diodo nos elementos VD2-VD5 e C2-C5. O princípio de operação do conversor de tensão no chip NCP1400ASN50T1 é baseado na manutenção de uma tensão constante de 5 V na saída do retificador no diodo VD1. E isso significa que quando a tensão de alimentação mudar, a amplitude dos pulsos no enrolamento I permanecerá aproximadamente constante (5,5 ... 5,6 V). Portanto, a amplitude dos pulsos de tensão no enrolamento II depende fracamente da tensão de alimentação do conversor e é determinada pela proporção do número de voltas desses enrolamentos. O LED HL1 serve como um indicador do funcionamento normal do conversor.

Fig. 1

A tensão de saída do multiplicador de tensão através dos resistores R3 e R4 é fornecida ao contador Geiger-Muller BD1. No momento da passagem pelo contador de uma partícula radioativa com uma certa energia, ocorre a ionização do gás inerte e a resistência do contador diminui drasticamente. Neste momento, um pulso de tensão aparece no resistor R4, que abre o transistor VT1. Como resultado, o LED HL2 pisca e um clique é ouvido no emissor acústico HA1. Com um fundo radioativo natural normal, pode haver vários flashes (e cliques) em um minuto. O diodo VD6 protege a porta do transistor de efeito de campo contra quebra.

Todas as peças, com exceção da bateria, são instaladas em uma placa de circuito impresso de fibra de vidro laminada em um dos lados com espessura de 1 ... 1,5 mm, seu desenho é mostrado na fig. 2. LEDs, resistores e a maioria dos diodos são instalados de um lado da placa, um dos diodos, capacitores, um microcircuito, um emissor acústico e um contador estão do outro. Para conectar o medidor à placa, os contatos de mola são soldados. O choke e o emissor acústico são fixados na prancha com cola quente. A aparência da placa montada é mostrada na fig. 3.

Fig. 2

Fig. 3

O dispositivo usa resistores fixos R1-4, C2-23 (R3 - KIM), capacitores de óxido - importados de baixo perfil, o restante - K73-166. Diodos emissores de luz - o brilho aumentado de várias cores de uma luminescência: HL1 - verde, HL2 - vermelho. É desejável que seu ângulo de radiação seja o maior possível. O transistor KP505G pode ser substituído por um transistor 2N7000 ou BSS88, mas neste caso, em paralelo com o resistor R4, pode ser necessário instalar um capacitor (K10-17) com capacidade para várias centenas de picofarads. Isso se deve ao fato de que a capacitância porta-fonte do transistor KP505G é de cerca de 500 pF e desvia o resistor R4, suprimindo a interferência do conversor de tensão e outros captadores. E a capacitância de porta-fonte dos transistores 2N7000 e BSS88 é várias vezes menor. Portanto, a instalação de um capacitor adicional é necessária. Emissor acústico - DC enrolamento 36 Ohm - retirado de um despertador eletrônico-mecânico. Parâmetros semelhantes para o emissor eletromagnético YFM-1238P. Como pulsos curtos de tensão são fornecidos ao emissor, a corrente consumida por ele é pequena.

O estrangulamento acumulativo é enrolado em um circuito magnético anular de um transformador de uma lâmpada fluorescente compacta. O diâmetro externo do circuito magnético é de 10 mm, a altura é de 3,5 mm. É coberto com uma camada de isolamento, o que é muito conveniente para fazer um estrangulamento. Primeiro, o enrolamento II contendo 2 ... 0,1 voltas é enrolado com um fio PEV-300 320, deve ocupar não mais que 3/4 do perímetro do circuito magnético. Então, próximo ao final, o enrolamento I é enrolado - 10 ... 15 voltas de fio PEV-2 com diâmetro de 0,2 ... 0,3 mm. Antes de fixar o indutor na placa, o número de voltas deste enrolamento é selecionado experimentalmente. Para um número diferente de voltas na faixa de tensão de alimentação de 1,2 a 3,2 V, a corrente consumida pelo dispositivo e a tensão de saída do multiplicador são medidas. Deve estar na faixa de 350...450 V com o menor consumo de corrente possível. O contador Geiger-Muller não está instalado e a tensão de saída do conversor é medida com um voltímetro com resistência de entrada de pelo menos 10 MΩ. Os dados experimentais da versão do autor do dispositivo com estrangulamento, cujo enrolamento I contém 13 voltas, são mostrados na fig. 4.

Fig. 4

Para o corpo (consiste em duas partes) do indicador, é utilizado um suporte de uma lâmpada LED recarregável para gramado - um tubo de plástico com diâmetro externo de 18 mm. Uma placa de circuito impresso é colocada em um segmento de 118 mm de comprimento. De um lado, possui dois orifícios de cerca de 5 mm de diâmetro para LEDs (Fig. 5), e do outro, o mesmo orifício para um emissor acústico e uma janela para o balcão (Fig. 6), que é coberto com transparente plástico (de uma garrafa de plástico). Em outro segmento do tubo há um compartimento de bateria com um botão liga/desliga.

Fig. 5

Fig. 6

Se você planeja usar o indicador raramente e ligá-lo por um curto período de tempo, pode usar baterias pequenas. O comprimento do segmento do tubo com o compartimento da bateria dependerá disso. Na versão do autor, um segmento da caixa de metal de uma lâmpada LED de pequeno porte com interruptor é usado como compartimento de bateria. Este compartimento é projetado para instalar células galvânicas de disco com diâmetro de 12 mm. O comprimento da segunda seção do tubo no qual é colado é de cerca de 40 mm. Ambos os segmentos do tubo (com a placa e o compartimento da bateria) são conectados por meio de um adaptador de manga de plástico, um plugue de plástico é instalado no final do primeiro segmento do tubo.

Autor: I. Nechaev

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