Самодельный дозиметр.
Что теперь используют в качестве датчика. Доставабельно и недорого. Есть ли альтернатива трубке Гейгера. Как обрабатывать датчик.
Ссылки на примеры приветствуются.

А купить не дешевле? Даже с пересылкой по почте, наверняка дешевле, чем тратить своё время!

Теперь в качестве датчика используют трубку Гейгера, которой особых альтернатив на сколько я знаю нет. Обрабатывать его очень просто — он «щёлкает», щелчки надо считать и по известным формулам переводить в циферки на дисплее прибора.

Примеры? Набрал на гугле слова «самодельный дозиметр» и получил кучу примеров. Вот к примеру: http://lib.qrz.ru/node/5871

Почему бы и Вам так не сделать?

Самые доставаемые датчики - это СБМ-20, СТС-5. Есть миниатюрный датчик СБМ-21, но его еще поискать надо. Для регистрации альфа-частиц хорош датчик СБТ-11. Его я найти не смог вообще.
СБМ-20, помоему, применяется во всех бытовых дозиметрах. Где один датчик используют, где два.
Была книга Графа "500 практических схем" и в ней была схема, где в качестве датчика ионизирующих излучений пытались использовать полупроводниковый диод с большой площадью кристалла. Дальнейшее развитие этой идеи мне больше не попадалось.
Про схему по ссылке. Генератор высокого напряжения для питания счетчика Гейгера в этой схеме выше всяких похвал. Наматывал трансформатор на кольцах разных типоразмеров и разной проницаемости - результат неизменно один - прекрасно работает
Ну а цифровая часть - без комментариев. Вторая половина восьмидесятых однако.

Вот еще один вариант дозиметра:
ДОЗИМЕТР
и более полней о предыдущей реализации:
http://cxem.net/dozimetr/3.php

Hi, All!
Но схемка мастодонтистая - не проще ли самим на АВР?
А если, вместо Кореи, у нас тут чегой-то трахнет?
Stariy Alex. Berlin.

Схема датчика (ионизационной камеры-трубки) с обвязкой детектором, по всей видимости остается без изменений, ну а подсчет и обработку импульсов с детектора может выполнять и микроконтроллер, одновременно управляя индикацией, либо использующий готовый LCD-модуль. К стати господа студенты примите к сведению - хорошая тема для дипломной работы!!! Берется старый прототип и на его основе производиться модернизация устройства... плюс какие либо дополнительные навороты - пересчет в различные виды единиц измерений для радиационного излучения и т.д.
Не забывать следующее - ко всем электронным компанентам необходимо требование к достаточной эксплуатационной характеристике для радиационного излучения, либо позаботиться о таковой - освинцованный экран и т.п.

2 shkirenko - задачка интересная - если в Киеве - помог бы с калибровкой...

Пару месяцев назад отказался от старой темы и как раз взял подобное вышеозначенному

Господа, кто в курсе - в обработке результатов измерения что-нибудь кардинально поменялось с 60-х годов?

Могу ошибаться, но помоему, ничего не изменилось. В паспорта на все бытовые дозиметры/радиометры написано, что результататы измерения этими приборами не являются поводом вызывать соответстующие госслужбы радиационного контроля. Точность, например, СБМ-20го - это 20-30%. Новых доступных радиационных датчиков нет, по крайней мере я не знаю, а то что доступно, так это и есть незабвенные 50-60е годы.

Вы не ошибаетесь. По моим наблюдениям в этой области очень сильный застой не только у нас - у японцев, американцев аналогичная ситуация. Только в прошлом году американцы начали делать какие-то шаги в сторону обработки полученной информации. Остальные спят. У особо продвинутых производителей можно найти мега-функцию - возможность записать полученный результат на компьютер или на КПК через BlueTooth.
Для конечного пользователя непроффесионала пользоваться нынешними приборами весьма затруднительно: в лучшем случае имеется аналоговая шкала, по которой еще как-то можно судить что происходит, в худшем же случае есть цифровое табло - по скачущим цифрам которого еще труднее определить что было в данный момент. Конечно, для приблизительного определения радиационной обстановке в конкретной точке за определенный промежуток времени такие приборы более менее годятся. Но когда интенсивность процесса постепенно меняться или наблюдаются частые отклонения - тут прибор не может определить была ли естественная флуктуация или действительно было изменение процесса.

2sseett

Есть, например, сцинтилляторы. Если нужен относительно дешевый вариант, то используйте счетчик Гейгера-Мюллера. Все остальное имеет заоблачные цены.

Делал когда-то счетчик на СБМ-20.
Если склероз не изменяет, то она была спроектирована так, что количество "щелчков" за минуту соответствовало мкР/ч. Поэтому, чтобы не ждать долго более-менее точного результата, считали, например, 15 секунд, и результат умножали на 4. Отсюда слабая точность. А сама трубка не "ошибается" - "щелчок"- это ионизация. Щупал как-то промышленную "ящиковую" версию дозиметра - в ней стояло штук 10 СБМ-20. Тут точность была хорошая.
Нельзя сделать миниатюрного прибора с высокой точностью счета для малого уровня излучения, - такова "плотность" частиц в единице объема.
Поэтому датчики в виде диодов применимы лишь для высокой плотности частиц, фон ими померить проблематично.
Несколько лет тому назад СБМ-20 еще продавалась на Митинском радиорынке. Сейчас не знаю....

Да, никаких дополнительных защит от излучения электронике не нужно, Stariy Alex. Очевидно, почему....

При уровне радиации, когда надо об этом заботиться счетчик Г-М давно уже будет в очень глубоком "захлебе". Такие уровни измеряют ионизационными камерами


Сцинцилятор+ФЭУ как правило применяют когда нужно ловить относительно мягкое излучение <100кэВ и/или требуется дальнейшая дискриминация по энергии кванта.


Для этого надо набирать статистику, так как космические ливни очень хорошо дают довольно сильные кратковременные всплески. Для наблюдение за такими процессами более, чем достаточно акустической индикации ("леденящий кровь" очень характерный треск счетчика)

Интересно, что вы будете делать, когда получите результаты измерений?
Обратите особое внимание на продовольствие.

Я не точно выразился - имелось ввиду непериодические изменения. Если мимо детектора пронести источник, то детектор это может и не заметить, т.к. усредняет полученный результат.

Я делел как-то радиацианный индикатор, в котором вместо пищалки стоял вибродвигатель от сотового телефона. Понятно, сильный шум и/или яркий свет перестали быть помехой. Лежит себе в кармане и подергивается время от времени. :-)

Если нужен хороший бытовой носимый прибор - проще купить. Современные микропроцессорные весьма хороши. Если нужен относительно недорогой поисковый прибор - лучше купить конверсионный. Если собирать самому - желательно определиться с целями и средствами. Очень хорошее направление - модернизация устаревших приборов с использованием их датчиков и высоковольтных преобразователей.
Калибровка схем на СБМ-20 и СТС-5 проста - можно считать, что количество импульсов за 40 секунд - это мкР/ч. Уставку автоматического сигнализатора следует выбирать на 60, или 100 мкР/ч.

Извините за оффтоп, но насколько долговечны сч-ки Гейгера?
Мне один спец(?) говорил, что сч-ки выпуска до 91г нужно выбросить - уже неработоспособны.

А по-моему вполне в тему. Из счетчиков 60ых годов выпуска большинство в порядке. У отказавших уход параметров практически всегда фатальный и сразу бросается в глаза, т.е. не "врёт", а либо "пробит", либо "не считает". Счетчики 80ых годов - это просто "новые", с точки зрения работоспоссобности.

Можно ещё, кроме AVR, подключить flash и GPS приёмник, чтобы пищал заранее, при приближении в опасную зону.

Можно проверить - располагаете счетчик на керамической тарелке - покажет в два раза больше, чем фон. Экран кинескопа вплотную - в 2-3 раза (включать телевизор не надо).

Из Чернобыля посудка, что ли ? Потому как ни нормальный фарфор, ни стеклянная морда кинескопа столь ощутимо никак не могут фонить. Гранитная плита - может, пожалуй. А лучше - древние самосветящиеся составы с радиевым активатором, как "пробник" самое оно. Правда, при чем здесь AVR - загадка...

Вы попробуйте! Фарфор обычный. У кинескопа фонит не стекло . И 35-40 мкр это не так уж ощутимо. Тумблеры с радием дают гораздо больше, но не у всех они есть.

http://radiokot.ru/circuit/digital/measure/31

Очень понравилось. Второе конструктивное исполнение (счетчики рядом) существенно лучше при измерении точечных не особенно мощных источников, поскольку обеспечивается небольшое минимальное расстояние. При большом расстоянии между источниками, корректно провести измерение МД с расстояния 1см вообще невозможно, поскольку такое расстояние возможно обеспечить только до одного счетчика. А не планируется ли добавить Альфа-канал и соответствующую математику?

Высказывания, что сейчас в приборном парке полный застой - абсолютно не верны.
Просто счетчики Гейгера СТС-5 или СБМ-20 (наиболее распространенные в свое время) сейчас малоприменимы из-за своей очень низкой чувствительности.
Я не говорю уж о СБМ-21 и серии СИ, имеющих еще меньшую чувствительность. Кроме того нет возможности достоверно определить энергию излучения, что в свою очередь дало-бы возможность оценить какой нуклид мешает Вам жить!!!
В настоящее время применяются в основном кристаллы NaJ или что лучше Csj, разного размера в сочетании с ФЭУ, а в последнее время в сочетании с фотодиодом.
Полупроводниковые детекторы на основе телурида кадмия - очень хороши, но Очень дороги, и к тому-же пока не научились выращивать годные кристаллы
крупного размера.
У каждого метода свои достоинства и свои недостатки.
Например, наиболее часто применяется связка NaJ+ФЭУ при достаточной эфеккивности имеет недостатки:
Требуется источник Высокого напряжения 800-2000В с очень высокой стабильностью ( порядка 0.5%-0.1%) что труднодостижимо,
Кроме того у этой связки имеется сильная зависимость линейности от загрузки. Иными словами Чем больше регистрируется импульсов - тем меньше их амплитуда.
Затрудняется определение энергии излучения.
Кристалл Csj - обладает Большей Эфективностью (из-за большей плотности), но худшим разрешением, и Т. Д.
Если вместо ФЭУ применить фотодиод, то источник высокого напряжения не нужен - ЭТО БОЛЬШОЙ ПЛЮС, Но тогда сильно плывет от температуры., - ЭТО МИНУС И Т.Д.
В перспективе кристаллы телурида кадмия, - Главное научиться их выращивать большими и годными.

тема называется "самодельный дозиметр", т.е. бытовой. от него не требуется всего того, что Вы так красиво расписали

Пробывал - не замечено. А что же фонит тогда у телевизора (особенно когда выключен)?

А это что за канал? Если альфа излучение - то для него принципиально нужен совсем другой детектор. Для справки. Альфа-частицы полностью поглащаются уже слоем воды в 0.1 мм. Поэтому регистрация альфа-излучения далеко не простая задача и не для бытового прибора.

Вопрос состоит в том, что хотят озмерять?
Если просто смотреть на циферки, то можно и СБМ-20(СТС-5), но нужно 4-5 в паралель, тогда хоть что-то можно увидеть. Но нужно учесть собственный фон счетчика
- 4-6 импульсов в (не помню, кажется в мин.). калибровку можно сделать по высушенной соли KCl. (Активность по K-40 - 16600 Бк\Кг. Энергия 1461 Кэв). Можно свободно купить.
Но пересчет в мкР. Очень сложен, из-за низкой чувствительности прибора и большого обьема соли. Измерение продуктов питания так-же вряд ли возможно по той-же причине.

Каким прибором пробовали? У меня РКСБ-104 с двумя СБМ20 и открывающейся крышкой отсека с датчиками. Датчики вплотную к керамике.
В телевизоре (кинескопе, датчиками вплотную к стеклу :-) могут фонить люминофоры. Сами понимаете, включение в сеть тут ничего не изменит.

Кстати, питалово я делал такое http://www.maxim-ic.com/app-notes/index.mvp/id/3757 с 9 диодами в умножителе, плата запитывается от "Кроны" и 5В лоудропа AD, опора из него же делителем, операционник и транзистор те, что на схеме, дроссель мюрата LQH66S 4.7мкГн. Потребляет меньше 0.5 миллиампера. Просто надоело мотать трансы, хотя с ними было пару миллиампер.
Ну и, кому интересно, http://forum.pripyat.com/forumdisplay.php?f=117 несколько тем

Тоже, кстати, заметили однажды, что примерно 2 фона. Решили, что пыль фонит, отмыли - тот же результат. После рассуждений тоже пришли к выводу, что фонят люминофоры, там же дофига редкоземельных элементов, а они все слаборадиоактивны.

Это с чего бы?

Что именно? Редкоземельные элементы в люминофорах? Или их активность? Первое - вроде общеизвестно. Второе - уж не помню, из чего запомнилось. Кстати, статья в википедии содержит такой себе тактичный посыл:

Но мы то знаем

Естественные редкоземельные металлы в основной своей массе совершенно нерадиоактивны. Как пример магниты на основе SmCo5 и Nd-Fe-B. Незначительная радиоактивность может быть у тулия

Разрешите слегка вернуться к теме и событиям 24-х летней давности. Тогда, 6-го мая всех нас, способных держать дозиметр, выгнали на трассы ловить прорвавшиеся сквозь кордоны Зоны машины, дабы не пропустить их в Киев. После первого же дня работы стало ясно, что в той ситуации наиболее полезными оказались приборы с максимально быстрым отслеживанием, ибо, например, автобус Икарус под Броварами фонил 40 мР/ч, а на переднем правом колесе - 200Р/ч- не описка (сначала соврал, но потом вспомнил) , въехал куда-то. Можно было получить хорошую дозу просто при поиске зараженного места. Поэтому все кинулись делать индикаторы и измерители с большой скоростью. Очень интересным оказался измеритель с единственной логарифмической шкалой (точность датчиков все равно мала), где были деления 50, 100, 500, 1000 мкР/ч 5 10 50 100 500 1000 мР/ч - в интеграторе стоял логарифматор. Настраивать было тяжело, да и зависел от температуры. Сейчас с применением м/к это сделать проще, да и предел верхний можно уменьшить на пару-тройку порядков. Еще одна интересная идея отражена в гораздо более поздней статье в Радиолюбителе №2 за 1992г - во вложении, но там есть некоторое упрощение - не учитываются сдвоенные, строенные импульсы, попавшие в один измерительный интервал. Делали такого типа приборы, точность их, конечно, не выше, чем у обычных, но при поиске были гораздо более полезны, тем более уши быстро уставали от треска, и наушники приходилось снимать. Сейчас на м/к это также сделать проще, а вместо регистра организовать что-то типа ФИФОшки или области памяти со скользящим по кольцу адресным счетчиком - вЫчитали из ячейки, вычли из накопительной суммы, прибавили новый отсчет, записали его в ячейку, перешли к следующей, выводить можно, как в цифровом виде, так и в аналоговом- ЦАП на R-2R или ШИМ - стрелочный вывод мне, например, больше нравится. Полезная статья Климчука в Радио №6 за 1992 Дозиметр-Радиометр, во второй части хорошо описана калибровка по калию.

Очень часто "керамика" имеет повышенный фон. Это характерно для глиняной посуды, кафельной плитки и т.п. Часто это торий, или уран.



Приведенные Вами сведения совершенно истинны, но относятся к специфическим требованиям. СБМ-20 ни в коей мере не утратил своей актуальности и продолжает применяться, в том числе, и в профессиональных приборах. ФЭУ как раз постепенно отходят, уступая место полупроводникам (фотодиодам с сцинтилляторами и, в перспективе, прямым полупроводниковым детекторам радиации). О "недостаточной" чувствительности СТС-5 и СБМ-20 можно говорить только на "фоне" многократно меньшем, чем ПД (который составляет 60мкр/ч), т.е. безопасном. Который мерять, вообще говоря, в быту вообще незачем. Только для собственного удовольствия. У описанных Вами детекторов есть существенная проблема - обеспечение чувствительности к Бета. СБМ-20 вполне хорошо чувствует Бету, кроме _очень_ мягкой. NaJ(Tl), например, в этом плане вообще непригоден, что делает его крайне нежелательным для бытовых приборов. ФЭУ в бытовых приборах, на мой взгляд, неприемлимы по причине дороговизны, хрупкости и вышеописанных проблем с высоковольтным питанием.
Измерение зараженности пищевых продуктов на уровне контроля соответствия нормам по чисто техническим причинам возможно только в свинцовом домике весом в десятки килограммов. Бытовым дозиметром это нереализуемо. У меня есть возможность обмерять пищевые продукты, но на практике я ею не пользуюсь, поскольку при розничной закупке продуктов питания контроль каждого занимал бы неприемлемо много времени.
свинцовый домик, вес около 30 кг.
прибор, не самодельный, правда :-)
Вообще приборы имеют свое назначение. Приведенный выше ИМД-12 в принципе неплох, но для поиска вообще непригоден - нет акустического индикатора (наушников).



Под "альфа-каналом" я подразумеваю добавление в прибор к двум имеющимся Б/Г каналам еще одного со счетчиком на А, например СБТ-9, СБТ-10, СБТ-11, "Бета-2" (классической, слюдяной версии). Эти счетчики обеспечивают чувствительность к Альфе, вполне достаточную для индикации заражения. А при соответствующей калибровке - даже и для измерения, при некоторых ограничениях, конечно.



У меня есть прибор того времени, который мы делали вместе с отцом. Индикатор - светодиод, на каждую зарегистрированную частицу. Обладает практически мгновенным быстродействием при уровнях выше 300 мкР/ч. Акустический индикатор лучше светодиодного, но тогда сделали так. Поисковый прибор обязательно должен иметь такой индикатор. Даже аналоговая стрелка не обладает таким быстродействием, хотя она и намного лучше цифрового прибора. Вообще при ожидании больших МД считать импульсы - недостаточно, поскольку на "зашкаленном" "счетчике Гейгера" импульсов нет. В профессиональных приборах для того, чтобы обеспечить индикацию зашкала, вместе с чувствительным датчиком всегда стоит второй - СИ-3БГ, например. Он обеспечит зашкал, если при включении прибора СБМ-20 сразу "заткнется". Если же СБМ-20 стоит в одиночестве и далее только счетчик импульсов, то такой прибор при перегрузке, когда импульсы "сливаются", покажет ноль.

Мы сначала тоже пареллелили счетчики, как в ДП5. Но прошло время, цифры стали поменьше, и СБМ-20 стало хватать, обратного хода уже не было. Стрелочный был удобнее, ибо различить изменение треска при подходе к точке с загрязнением (а часто это были ничем не приметные пятачки в полсантиметра размером) было трудно, тем более за смену в 3 часа и при сотнях автомобилей в час - уши уставали очень быстро. Сковырнешь (конечно, чаще смоешь) такой пятачок, и все. Фон. Как ни в чем не бывало (а до этого на пятачке мерялось 15 - 100 мР/ч в июне-июле 86-го). Потом появились вертикальные колонны с десятком параллельных СБМ-20 с двух сторон проезжающих машин в один ряд, стало проще - стали проверять только звенящие машины.

У меня задачи, как правило, не касались контроля проезжающего автомобиля. Таким образом я к "быту" ближе по целям. При поиске на местности и на зараженной технике, когда заражение ищет оператор, перемещая зонд над проверяемой поверхностью, "треск" показал себя удобнее, на стрелку смотрели только когда "уши оператора" уже среагировали. Основной поиск - на наушники. Утомляемость была меньше, поскольку не было такой нагрузки (сотни машин в час и три часа). Устал - остановился. Двигаться же (идти, или двигать рукой со штангой, либо непосредственно с зондом), глядя при этом на стрелку - очень неудобно. А вот стоя на посту, как Вы описали - легко Вам поверю, что стрелка лучше. Спасибо за то, что поделились Вашим опытом. И за работу Вашу спасибо.

К вопросу о применении СБМ-20 в современных приборах. ИМД-2.

Всем доброго времени суток. Что-то цены в последнее время на датчики просто заоблачные. Нашёл рекламку Львов "Западприбор", но цены там не указаны, на всех пунктах пишут "договорная". Спектр приборов просто впечатляющий, множество датчиков СТС, СБМ, СИ, в том числе СТС-6, СБм20, и даже есть СБТ-10, СБТ-10А! Есть вероятность, что они их до сих пор производят, или хотя бы владеют какими-то складскими запасами. Если кому надо, попробуйте связаться, может договоритесь по-божески:
http://zapadpribor.com/index.php?page=prod...amp;id=3786#top
Сам сейчас думаю над схемой, хочу собрать на тини2313 или меге8. Собрал на макетке часть схемы - генератор, датчик, токовый усилитель импульса на pnp транзисторе, светодиод и динамичек. Не смотря на то, что сам датчик (СТС-5) с штампиком 65 года, потрескивает вполне нормально. Походил по квартире и в одном месте над столом наткнулся на "аномалию", открыв ящик стола была обнаружена и сама "аномалия" - совковых времён пионэрский компас с фосфорными стрелкой и метками на шкале
У меня вопрос, находил информацию, что свыше 4000 имп/мин датчик имеет ярко выраженную нелинейность, можно ли где найти саму зависимость, графики или формулу, чтобы расширить диапазон в верхнюю сторону? По осциллографу после токового усилителя я наблюдаю импульсы длительностью 15 мкс, как их лучше обрабатывать по прерыванию, опросу, или таймер-счётчик поставить в режим внешней синхры и тактировать этими импульсами? Хотелось бы также сам динамичек подключить к мк, как тогда по последнему варианту отлавливать импульсы, чтоб "щёлкать" динамичком? Можно ли как-нибудь продумать схемотехнический вариант, чтобы определять "перегрузку" датчика, когда импульсы отсутствуют ввиду постоянного разряда в датчике при чрезвычайной плотности потока частиц?

Природа нелинейности заключается в том, что импульсы могут накладываться и поэтому два импульса считаются за один. Когда их становится больше, вероятность наложения увеличивается.

Мы пользуемся последним способом. Другой таймер каждые 100 мс выдает импульс на вход захвата первого таймера и программа вычитает это значение из предыдущего получая, таким образом, количество импульсов за 0.1 мс. Правда, у нас кристалл NaJ с ФЭУ поэтому импульсов несколько штук в секунду, тебе наверное можно смело считать не за 0.1, а за 1 секунду.

Для этого МК не нужен, подключай его прямо к аноду через кондер и эмиттерный повторитель.

Наверное по проседанию высокого. Но боюсь, что когда это произойдет, твоему организму будет уже все равно

имхо лучше мерять не количество импульсов, а усреднять период следования с помощью входа захвата таймера.

Вы думаете, что там есть период?

сигнал непериодический, но можно усреднять длительность паузы между импульсами (напр.сколзящим средним). получим как-бы период импульсов, это даст намного бОльшую точность чем подсчет импульсов за опред.время.

А если подумать... То никакого увеличения точности (чего?) не будет. Еще можно проверить распределение Пуассона... которое при усреднении (увеличении интервала времени) перейдет в гауссово.

пример: 2 и 3 импульса за 100мс, или в среднем 43300 и 31020 тиков таймера между импульсами. где больше точность ?

Точность чего? А в следующем интервале будет 20...
Почему-то Вашу оригинальную идею не используют...
Нигде.
Дозиметр должени измерять дозу. Не так ли?

Точность от измерения периода или частоты практически не зависит, основную погрешность дает статистика.

Самое простое и правильное делать примерно так. Один таймер считает импульсы, другой время. По временному (порядка 10-30 сек для стандартных маленьких - порядка 10 см - гейгеров, для больших - меньше) таймеру считывается и очищается счетчик. Получаемые отсчеты идут на цифровой фильтр низких частот с правильной (переколёб) характеристикой. При этом получается оптимальное сочетание точности и скорости отклика. А для измерений с повышенной точностью - просто увеличивается постоянная времени фильтра или таймирующий интервал.

yes, поэтому приходится ждать по пол-минуты..минуте до конца измерения, и наблюдать прыгающие показания. при усреднении периода получим плавное изменение показаний и быструю реакцию.