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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Indicador de radiactividad. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Tecnología de medición El artículo propone un indicador de radiación radiactiva sencillo, de pequeño tamaño y que funciona con pilas. Su característica distintiva es que la fuente de voltaje altamente estable para alimentar el sensor de radiación ionizante está montada en un microcircuito estabilizador de pulso. Los indicadores de radiactividad simples que funcionan con baterías en la mayoría de los casos contienen un convertidor elevador de voltaje necesario para alimentar el sensor de radiación ionizante, generalmente un contador Geiger-Muller, así como alarmas luminosas y sonoras. Para aumentar la confiabilidad del registro de radiación radiactiva, es necesario mantener el voltaje en el contador Geiger-Muller dentro de los límites requeridos. Desafortunadamente, la mayoría de los indicadores de radiactividad simples no estabilizan el voltaje de salida. Al mismo tiempo, para un funcionamiento normal, por ejemplo, un contador Geiger-Muller SBM-10, que tiene una tensión de alimentación nominal de 400 V, no debe quedar fuera del rango de 350...450 V. Por lo tanto, la tensión la desviación del nominal no debe exceder ± 12,5%. Teniendo en cuenta el hecho de que los indicadores funcionan principalmente con baterías y, por lo tanto, son inestables, esto puede provocar un cambio en el voltaje del medidor y, como resultado, reducir la confiabilidad del registro de radiación ionizante. En el indicador de radiactividad propuesto, el voltaje en el contador Geiger-Muller se mantiene dentro de los límites requeridos en el rango de voltaje de suministro de 1 a 3,2 V. El circuito indicador se muestra en la Fig. 1. El convertidor elevador de voltaje se ensambla en un microcircuito especializado NCP1400ASN50T1. Además, el convertidor incluye un inductor de almacenamiento L1 y un multiplicador de voltaje capacitivo de diodo en los elementos VD2-VD5 y C2-C5. El principio de funcionamiento del convertidor de voltaje en el chip NCP1400ASN50T1 se basa en mantener un voltaje constante de 5 V en la salida del rectificador en el diodo VD1. Esto significa que cuando cambia la tensión de alimentación, la amplitud de los impulsos en el devanado I permanecerá aproximadamente constante (5,5...5,6 V). Por lo tanto, la amplitud de los impulsos de tensión en el devanado II depende débilmente de la tensión de alimentación del convertidor y está determinada por la relación del número de vueltas de estos devanados. El LED HL1 sirve como indicador del funcionamiento normal del convertidor.
El voltaje de salida del multiplicador de voltaje se alimenta a través de las resistencias R3 y R4 al contador Geiger-Muller BD1. En el momento en que una partícula radiactiva con cierta energía pasa a través del contador, se produce en ella la ionización del gas inerte y la resistencia del contador disminuye drásticamente. En este momento, aparece un pulso de voltaje a través de la resistencia R4, que abre el transistor VT1. Como resultado, el LED HL2 parpadea y se escucha un clic en el emisor acústico HA1. En un entorno radiactivo natural normal, pueden producirse varios destellos (y clics) en un minuto. El diodo VD6 protege la puerta del transistor de efecto de campo contra averías. Todas las piezas, a excepción de la batería de alimentación, se instalan en una placa de circuito impreso hecha de lámina de fibra de vidrio por un lado con un espesor de 1...1,5 mm, su dibujo se muestra en la Fig. 2. Los LED, las resistencias y la mayoría de los diodos están instalados en un lado de la placa, uno de los diodos, condensadores, microcircuito, emisor acústico y contador están en el otro. Para fijar el medidor a la placa, se sueldan contactos de resorte. El inductor y el emisor acústico se fijan a la placa mediante adhesivo termofusible. La apariencia del tablero montado se muestra en la Fig. 3.
El dispositivo utiliza resistencias fijas P1-4, C2-23 (R3 - KIM), condensadores de óxido, importados de bajo perfil, el resto, K73-166. LED: mayor brillo en diferentes colores: HL1 - verde, HL2 - rojo. Es deseable que su ángulo de radiación sea lo más grande posible. El transistor KP505G se puede reemplazar con un transistor 2N7000 o BSS88, pero en este caso, en paralelo con la resistencia R4, puede ser necesario instalar un condensador (K10-17) con una capacidad de varios cientos de picofaradios. Esto se debe al hecho de que la capacitancia puerta-fuente del transistor KP505G es de aproximadamente 500 pF y desvía la resistencia R4, suprimiendo la interferencia del convertidor de voltaje y otras interferencias. Y la capacitancia puerta-fuente de los transistores 2N7000 y BSS88 es varias veces menor. Por lo tanto, será necesaria la instalación de un condensador adicional. El emisor acústico (devanados de CC de 36 ohmios) se toma de un despertador electrónico-mecánico. El emisor electromagnético YFM-1238P tiene parámetros similares. Dado que el emisor recibe pulsos de voltaje de corta duración, la corriente que consume es pequeña. La bobina de acumulación está enrollada en un núcleo magnético anular procedente de un transformador de una lámpara fluorescente compacta. El diámetro exterior del núcleo magnético es de 10 mm y la altura es de 3,5 mm. Está cubierto con una capa de aislamiento, lo cual es muy conveniente para hacer un estrangulador. En primer lugar, se enrolla el devanado II, que contiene 2...0,1 vueltas, con alambre PEV-300 320, que no debe ocupar más de 3/4 del perímetro del núcleo magnético. Luego se enrolla el devanado I cerca de su extremo: 10...15 vueltas de cable PEV-2 con un diámetro de 0,2...0,3 mm. Antes de fijar el inductor en la placa, el número de vueltas de este devanado se selecciona experimentalmente. Para diferentes números de vueltas en el rango de tensión de alimentación de 1,2 a 3,2 V, se miden la corriente consumida por el dispositivo y la tensión de salida del multiplicador. Debe estar en el rango de 350...450 V con el mínimo consumo de corriente posible. En este caso, no se instala un contador Geiger-Muller y el voltaje de salida del convertidor se mide con un voltímetro con una resistencia de entrada de al menos 10 MΩ. Los datos experimentales de la versión del autor del dispositivo con estrangulador, cuyo devanado I contiene 13 vueltas, se muestran en la Fig. 4.
Para el cuerpo (que consta de dos partes) del indicador, se utiliza un soporte de lámpara de césped LED que funciona con batería: un tubo de plástico con un diámetro exterior de 18 mm. Una sección de 118 mm de largo contiene una placa de circuito impreso. En un lado hay dos orificios con un diámetro de unos 5 mm para LED (Fig. 5), y en el otro lado hay el mismo orificio para un emisor acústico y una ventana para un mostrador (Fig. 6), que es cubierto con plástico transparente (de una botella de plástico). En otra sección del tubo hay un compartimento para pilas con un interruptor de encendido.
Si planea usar el indicador con poca frecuencia y encenderlo por un corto tiempo, puede usar baterías de tamaño pequeño. De esto dependerá la longitud del tramo del tubo con el compartimento de la batería. En la versión del autor, una pieza del cuerpo metálico de una linterna LED de pequeño tamaño con un interruptor se utiliza como compartimento para la batería. Este compartimento está diseñado para la instalación de celdas galvánicas de disco con un diámetro de 12 mm. La longitud del segundo tramo del tubo en el que se pega es de unos 40 mm. Ambas secciones del tubo (con la placa y el compartimento de la batería) se conectan mediante un manguito adaptador de plástico; se instala un tapón de plástico al final de la primera sección del tubo. Autor: I. Nechaev
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