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无线电电子与电气工程百科全书 业余无线电剂量计。 无线电电子电气工程百科全书
任何剂量的电离辐射对人体都是危险的。 在小情况下，它的影响被证明是非常隐蔽的——其后果可能会在数年、数十年甚至下一代中出现（肿瘤学、基因损伤等）。 随着辐射水平的增加，不仅发生此类后果的可能性增加，而且人体会发生紊乱，可能导致在几天、几小时内甚至直接“在射线下”死亡*。 因此，了解辐射水平并至少能够大致估计它似乎并不是多余的。 发现电离辐射水平增加后，自然要询问其来源。 这是什么：秘密掩埋放射性废物？ 来自附近研究机构的加速器？ X光机“照”错方向？ 开明杀手的同位素“我的”？ 火灾探测器因不必要而被扔掉？ 放射性矿物？ 恐龙骨？...发现的东西有什么活性？ 其辐射的配置？...要回答所有这些问题，您需要一种能够测量某些单位的电离辐射水平的设备。 业余无线电剂量计测量 ERF 中电离辐射的示意图 - 以自然背景辐射 (Df) 为单位@15 µR/h)，如图 74 所示。 XNUMX**。 剂量计中的 BD1 辐射传感器是 SBM20 型盖革计数器，对 g-而且坚韧 b- 辐射（见附录4）。 它对自然辐射背景的反应是电流脉冲，无明显顺序，平均速度为 Na=20...25 脉冲/分钟***。 盖革计数器的计数率与辐射水平线性相关。
因此，当其级别增加十倍时，SBM20 计数器将以计数速度增加十倍来响应 - 高达 Nrad = 200...250 imp/min。 只有在非常显着的辐射水平下，Nrad <->Drad 变换的正比例性才会开始被破坏，出现大量脉冲，这些脉冲的时间间隔太小，超出了计数器的分辨率。 电表的护照上通常标明Nmax——最大计数率。 对于SBM20计数器Nmax=4000脉冲/秒。 如果它保持 Nrad <->Drad 变换的线性度至少高达 2000 个脉冲/秒，则根据计数速度，可以对 Drad = (1...5000) Dph 范围内的辐射场进行数值估计- 对于家用电器来说绰绰有余。 SBM20 仪表的推荐电源电压为 Upit=360...440 V。此电压范围解释了所谓的平台：在这些限制内 Upit 的变化对计数速度影响很小，无需采取措施来稳定它。 无论如何，在中等精度的设备中。 将剂量计供电的电池电压转换为盖革计数器阳极的高压 Up 的装置建立在阻塞发生器（T1、VT1 等）上。 在其变压器的升压绕组 I 上，形成幅度为 5...10 V 的 440...450 μs 短脉冲，通过二极管 VD1、VD2 对电容器 C1 充电。 阻塞振荡器脉冲重复率 F@1/2R6 C3@40赫兹。 每个激发盖革计数器的电离粒子都会引起短暂的雪崩式放电。 仪表负载（电阻器 R1）处产生的电压脉冲被提供给一次性器件（DD10.3、DD10.4 等），该器件形成持续时间为 tf1 的“矩形”脉冲。@R7 C7@0,2 ms 和幅度足以控制 CMOS 芯片。 设备所需的所有时间间隔和频率均由计数器 DD1 生成。 其主振荡器以 ZQ1 石英谐振器的频率运行 - 32768 Hz。 剂量计的计数单元由三个十进制计数器DD4、DD5、DD6组成，其发光指示器HG1、HG2、HG3分别表示“个”、“十”、“百”，和一个二进制计数器DD7，代表“千”。 ”。 十进制计数器的输出连接到发光指示器的相应段，DD7计数器的输出连接到相同指示器的小数点，其上以二进制代码表示“千”：°°° - “0”、°°* - “1”、°* ° - “2”、...、** ° - “6”、 *** - "7" (° - 点“关”，* - 点“开”）。 计数单元的容量因此增加到“7999”。 计数器 DD3 构成本设备采用的测量单位。 如果其传感器处于正常辐射背景条件下，则在测量间隔 tmeas = 39 s（这是 DD1 计数器输出 M 处“零”的持续时间）期间，平均值 Nph 3/39 = (60. ..20) 在 DD25 输入 39/60 处接收@16 个脉冲。 那些。 正常，在 Nrad@Nf 将记录在仪表显示屏上：如果 Nrad<000，则记录“16”，如果 001，则记录“16” 测量间隔 tmeas 以 tind 结束 - 测量结果的 3 秒演示。 它由计数器DD2组成。 在时间 t 内，计数单元的输入被阻断，器件（VT3、VT4、T2 等）导通，将微电路的电源电压转换为低得多的电源电压，供荧光指示器的白炽灯使用。 。 其形状呈曲折状，频率为32768赫兹。 当设备的所有计数器转至零状态时，指示间隔tind结束。 新的测量周期立即开始。 该设备安装在尺寸为 123x88 毫米的单面印刷电路板上，该电路板由 1,5 毫米厚的箔玻璃纤维层压板制成（图 75）。 除电源开关、发声器和刚玉电池外，所有部件均安装在板上。 器件中几乎所有电阻器均为 MLT-0,125 类型 (R1 - KIM-0,125)。 电容器：C1 - K73-9、C2 - KDU 或 K2M（电压至少为 500 V）、C3、C4 和 C5 - K53-1，其余 - KM-6、K10-176 等... Tl变压器缠绕在铁氧体环M3000MN K16x10x4,5上，用砂纸磨平边缘并用薄聚酯薄膜或氟塑料胶带包裹后。 首先缠绕绕组 I，包含 420 匝 PEV-2 0,07 线。 它几乎放置在整个核心上，开头和结尾之间的间隙为 1,5...2 毫米。 绕组几乎是一匝一匝地进行，仅沿着铁芯在一个方向上移动。 绕组I上还覆盖有一层绝缘层。 绕组 II（8 匝）和 III（3 匝）采用 PEWSHO 线 0,15...0,25 缠绕。
它们应尽可能均匀地分布在整个核心中。 安装变压器时，有必要观察其绕组的相位（它们的起点在图中用“•”图标标记）。 你不应该尝试这个——你会烧坏晶体管 VT1。 变压器 T2 缠绕在环 K10x6x5（铁氧体 2000NN）上。 它的缠绕方法与 T1 变压器的铁芯相同。 绕组 I（400 匝）缠绕在两根导线 (PEV-2 0,07) 中。 一个半绕组的末端连接到另一个半绕组的起点，从而形成中点。 绕组 II 包含 17 匝 PEV-2 线 0,25...0,4。 建议用塑料电工胶带（一种从粘性 PVC 上切下来的窄条）包裹变压器的外部。 这将保护他们免受不利的外部影响。 变压器用 MZ 螺钉（板上的螺纹）固定。 用电线支架固定变压器这种看似简单的方法充满了危险：支架可能会在变压器中形成短路匝； 不幸的是，这是一个常见的错误。 为了避免绕组断裂或匝数短路，紧固装置必须柔软且有弹性。 该板安装在设备的前面板上（耐冲击聚苯乙烯、硬铝等），其中针对发光指示器切出了一个窗口。 可以用绿色滤光片覆盖它。 压电发射器 ZP-1 或 ZP-22 安装在其上所需尺寸的切口中。 在 HL1 LED 下方，他们制作了一个与其尺寸相对应的孔。 设备主体是一个 130x95x20 毫米的标准塑料盒（例如，用于跳棋）。 为了避免设备对软电离辐射的灵敏度明显下降，必须在盖革计数器附近的外壳壁上开一个 10x65 毫米的切口，然后用薄光栅覆盖。 当然，并非上述所有内容都是严格要求的。 MLT型电阻器可以用其他相同尺寸的电阻器代替。 几乎任何npn晶体管都可以作为VT3、VT4。 如果它们的电流增益较小，则可能需要稍微减小电阻器R9和R10的阻值。 用具有较低灯丝电流的 IV3A 发光指示器替代 IV3 发光指示器是可能的，甚至是可取的。 SBM20计数器也不是必不可少的。 任何具有背景活性 Nf 的 400 伏盖革计数器都适用@24 进出口/分钟在这种情况下，不需要对设备电路进行任何更改。 如果Nf不同，则在DD1计数器的输出2、4、8、16、3和存储计数器的输入之间，需要开启二极管电阻译码器，其中通过安装适当的二极管，必须拨打号码，可能接近 0,65 Nf 。 该图的片段（图 76）显示了如何对 Nф=I6 执行此操作。 此处为 0,65 Nf@11，它是二进制代码并在解码器中输入。 印刷电路板提供了安装二极管电阻解码器的空间。
另一种方式也是可以的：通过多个低灵敏度盖革计数器并联即可获得所需的Nf。 例如，五个 SBM10 或 SBM21 米的“电池”就可以了。 最适合家用剂量计的盖革计数器参数见附录 4。 表12
LED HL1，当存储表溢出时亮起，即在非常高的电离辐射水平下，它应该是红色的并且可能更亮：AL307KM、AL307LM等。 选择变压器 T1 的参数，以便当电池放电时，盖革计数器上的电压保持在计数特性平台的限制内。 表 12 显示了在辐射源活动恒定时计数率对设备电源电压的依赖性。 表 13 显示了设备消耗的电流对电源电压的依赖性。 配备刚玉电池的设备重量为 225 克。 存储仪表显示也可以采用液晶指示器。 带有 IZHTs5-4/8 型显示器的该装置的示意图如图 77 所示。 XNUMX. 由于 IZHTs5-4/8 显示屏有四位数字，因此此处的“千”计数器与前面的类似 - 在 K176IE4 十进制计数器上。 当然，带有 LCD 的剂量计不需要灯丝电压发生单元。 因此，可以移除元件VT3、VT4、T2、R9、R10，并且DD9.1和DD9.2可以用于不同的目的（否则它们的输入必须接地或连接到“+”电源）。 表13
DD7计数器可以保存，但只能产生报警信号：当显示屏上出现“8000”时——辐射水平比自然背景辐射水平高8000倍——就会开启报警声光报警。 LCD 的另一个特点是其段上的信号必须具有蜿蜒的形状。 如果一段曲折线与 LCD 基板的曲折线（引脚 1 和 34）反相，则该段会变得明显（黑色）；如果它们的相位一致，则该段仍保持背景，不突出显示。 如果将重复率为数十或数百赫兹的参考曲折应用于其输入 S（引脚 176），则 K4IE6 计数器会在其输出处生成“单位”和“零”相位曲折。 例如，您可以将所有四个计数器的 S 输入连接到 QD1024 计数器的 F 输出（频率 1 Hz）。 当然，带有液晶显示器的剂量计的能效将明显高于带有发光显示器的剂量计。 *) 智人是对电离辐射最敏感的生物物种之一。 人类的致死剂量为600伦琴。 **) 自然背景辐射作为一种测试发生器，可以校准家用剂量测定设备，包括自制的剂量测定设备，而无需求助于任何服务的帮助。 这种松散的单位一度使自制剂量测定装置合法化成为可能。 ***) N. 的某些部分应归因于仪表本身，特别是直接包含在其设计中的放射性同位素对其的影响。 在好的盖革计数器中，该分量 N. 非常小，并且在家用电器中通常不考虑在内。 出版：cxem.net
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