Малогабаритный сигнализатор радиации

Малогабаритный сигнализатор радиационной опасности со световой индикацией

Прибор реагирует на изменение ионизирующего излучения в окружающем человека пространстве путем увеличения или уменьшения числа световых вспышек в единицу времени, например в минуту. Он чувствителен к космическому радиационному фону, предупреждает человека об изменении радиационной обстановки в данной местности и может найти применение, например в качестве индикатора уровня концентрации радиоактивных элементов, содержащихся в материалах. Может быть полезен геологам, командирам штабов гражданской обороны, обслуживающему персоналу в радиологических учреждениях, при производстве работ, связанных с неразрешающим контролем качества материалов при помощи. источников ионизирующего излучения в условиях повышенного шума, когда звуковые сигнализаторы малоэффективны. Полезен и тем, кто занимается изучением и охраной природы.

Принципиальная схема прибора показана на рис. 1. Его основой служит счетчик элементарных частиц Гейгера-Мюллера ВН1 типа СБМ-21 (или СБМ-10).

Для нормальной работы счетчика разработан экономичный преобразователь постоянного напряжения 2,5 В (GB1) в низкочастотное импульсное напряжение 400 В. Преобразователь состоит из задающего генератора на транзисторе VT1 и умножителя напряжения на диодах VD1 — VD4 и конденсаторах С2 — С5. Частота генератора составляет несколько герц и зависит от емкости конденсатора С1 и сопротивления резистора R1. Амплитуда импульсов на вторичной обмотке трансформатора T1 дости гает 100 В, а на выходе умножителя напряжения — 400 В.

В исходном состоянии (при включенном питании) транзистор VT2 закрыт, конденсатор С6 заряжается практически до напряжения источника питания. В это время диод VD6 закрыт, напряжение на затворе полевого транзистора VT3 равно нулю, в результате сопротивление его канала минимальное и транзистор VT4 надежно закрыт. Таким образом, ток, потребляемый сигнализатором в ждущем режиме (ждущем поступления элементарных частиц) определяется в основном средним током генератора высоковольтного напряжения и составляет 0,5...0,8 мА.

При попадании элементарных частиц в газоразрядный счетчик ВН1 происходит ионизация газа, и между электродами возникает ток. В результате транзистор VT2 открывается и конденсатор С6 разряжается через него и цепь С7, R5, R3. В процессе разрядки конденсатора С6 заряжается конденсатор С7, в результате на затворе транзистора VT3 оказывается отрицательный потенциал и его канал сток — исток закрывается. Это ведет к открыванию транзистора VT4 — и через свето-диод VD7 начинает идти ток силой 3...5 мА. По мере разрядки конденсатора С7 транзистор VT3 открывается, транзистор VT4 закрывается и светодиод гаснет. Число световых вспышек светодиода характеризует интенсивность потока элементарных частиц.

Питается прибор от двух аккумуляторов Д-0,06, соединенных последовательно. Гнезда XS1 и XS2 служат для контроля напряжения источника питания как под нагрузкой, так и без нагрузки (при разомкнутых контактах выключателя SA1), а также для подзарядки батареи аккумуляторов. Эксплуатировать сигнализатор рекомендуется до разрядки аккумуляторной батареи до напряжения не ниже 2 В. Для подзарядки батареи можно использовать зарядное устройство ЗУ-3, выпускаемое промышленностью или собранное по схеме, приведенной на рис. 2.

Сигнализатор собран в футляре размерами 48Х48Х X15 мм, склеенном из листового органического стекла (рис. 3). Детали смонтированы на печатной плате размерами 43X43 мм из фольгированного стеклотекстолита (рис. 4). Крепление аккумуляторной батареи на плате показано на рис. 5. Полюсными контактами служат две пластины 1 из пружинящей бронзы. Изолирующее кольцо 2 сделано из полоски полиэтиленовой пленки, свернутой в несколько слоев и прогретой в стыках. Штырьки 8, которыми скрепляют аккумуляторы, сделаны из отрезков медного провода диаметром 0,5 мм, луженных по концам. Кольцо 2 плотно надевают на соединенные последовательно аккумуляторы. Затем нижние концы штырьков 3 припаивают к токонесущим проводникам платы, а верхние вставляют в отверстия, просверленные в верхней пластине 1 сверлом диаметром 0,6 мм. После этого верхние концы штырьков 3 загибают под углом 90°.

Статический коэффициент передачи тока транзисторов VT1 и VT2 должен быть 120... 170, транзистора VT4 — 75...120. Полевой транзистор КПЗОЗЖ (VT3) подбирают с начальным током стока 0,5... 1 мА и напряжением отсечки 0,3... 1 В. Конденсаторы С2 — С5 и С7 — КМ, С1 — К50-6, С6 — К53-1. Выключатель питания SA1 ПД-2 или АК-5.

Трансформатор Т1 самодельный. Для него использован магнитопровод броневого типа из пластин пермаллоя площадью сечения 18 мм2 (ШЗ, толщина набора 6 мм). Обмотка 1 содержит 300 витков провода ПЭВ-1 0,08 с отводом от 100-го витка, обмотка II — 6500 витков провода ПЭВ-1 0,04. Пластины магнитопровода собраны вперекрышку .

Можно использовать магнитопровод с площадью сечения 16 мм (Ш4Х4). В этом случае обмотка I трансформатора должна содержать 105 витков провода ПЭВ-1 0,05 с отводом от 35-го витка, обмотка II — 3700 витков провода ПЭВ-1 0,03.

Правильно смонтированный сигнализатор работает без дополнительной настройки. Напряжение генератора можно регулировать подбором резистора R1. Входное сопротивление вольтметра для измерения напряжения на высоковольтном электроде счетчика ВН1 и элементах , умножения напряжения преобразователя должно быть не менее 500 МОм.