Экономичный источник питания счетчика гейгера

Счетчик Гейгера. Устройство и принцип работы

Радиационные загрязнения относятся к особо опасным видам загрязнений окружающей среды. После масштабных аварий, вызвавших выбросы радиоактивных частиц стало ясно насколько большой урон это наносит природе и человеку. Такие выбросы заражают почву на многие десятилетия и вызывают мутации в живых организмах. События в Чернобыле, Фукусиме и Нагасаки вызвали последствия, которые до сих пор не исчезли. В их результате погибли тысячи человек и большие территории были заражены.

Но радиация может преследовать человека не только вблизи опасных объектов. Существует естественный уровень ионизирующих лучей, который существует из-за космических лучей и процессов в коре земли. Деятельность человека же вызывает повышение радиационного фона, создавая различные техногенные источники излучения. Поэтому так важно контролировать всю деятельность человека на соответствие нормам. Измерение радиации счетчиком Гейгера — это один из самых эффективных способов проведения измерения ионизирующего излучения. Данный прибор способен проводить постоянный мониторинг с учетом погодных условий и географического положения. Он может быть как бытового, так и промышленного использования.

Принцип работы счетчика Гейгера заключается в подсчете радиоактивных частиц, которые попадают прибор. Его внутреннее устройство сделано так, чтобы частицы, попадающие в устройство, смешивались с инертным газом и ионизировались. Именно благодаря этому происходит фиксация результатов.

И хотя радиация может быть естественной это не значит, что она представляет опасности. Даже значения естественного излучения сейчас часто превышают нормы. Все это результат деятельности человека и его влияния на окружающую среду. Перед нами все еще стоит вопрос о влиянии радиации на организм человека. Ученые не так давно начали изучать то, какие последствия вызывают ионизирующие частицы. Но уже точно ясно, что это опасное явление и иногда даже может приводить к летальным исходам. А еще эти частицы крайне опасны из-за того, что их невозможно заметить без прибора и человек очень часто даже может не почувствовать, что заражен радиацией.

Как работает счетчик Гейгера?

Этот прибор представляет собой устройство, которое может точно фиксировать количество ионизирующих частиц. Все происходит благодаря реакции, которая приводит к появлению импульсов. Сам прибор не является сложным по схеме работы и действие счетчика Гейгера происходит по следующему принципу:

1. Внутри прибора находятся катод и анод, и при включении возникает повышенное электрическое напряжение. Катод заполняется газом. Так в основном используют аргон, неон или их смесь.
2. После этого ионизирующая частица попадает в прибор и начинает смешиваться с газом. Благодаря электрическому полю сила реакции усиливается и поэтому можно легко зафиксировать количество разрядов. Эти разряды соответствуют количеству частиц. Прибор подсчитывает количество разрядов за определенный период времени. После окончания фиксации частиц прибор издает звуковой сигнал.

Сейчас счетчики постоянно модернизируются и дополняются новыми элементами. Так можно встретить аноды, покрытые специальным покрытием. Оно позволяет фильтровать излучение, и прибор фиксирует только бета-излучение. Поэтому результаты становятся более точными. Устройство счетчика Гейгера может зависеть от того, какие дополнительные функции предусмотрены моделью.

Из чего состоит счетчик Гейгера?

Дозиметр радиации Гейгера включает в себя счетчик, который позволяет производить подсчет радиации. Конденсатор точно фиксирует вредное для человека излучение.

И хотя этот прибор дает точные и быстрые результаты, устройство счетчика Гейгера не является сложным.

Счетчик представляет собой контейнер с инертным газом. В зависимости от модели могут использоваться разные вещества и элементы. Но чаще всего используется аргон или неон, которые закачиваются в баллоны, но иногда можно встретить и их смесь. Газ в баллоне находится под минимальным давлением для того, чтобы между катодом и анодом не возникало электрических импульсов.

В приборе можно выделить трубку и специальную натянутую нить, которая натянута по оси цилиндра. Именно они выступают катодом и анодом. Анод может быть как проволокой, так и металлическим соединением. Сейчас иногда его покрывают специальным покрытием, которое улучшает точность результатов фильтруя излучение.

Приборы могут быть как профессиональные, так и бытовые и это влияет на их устройство. Профессиональные измерители могут содержать дополнительные компоненты.

От какой радиации нужен счетчик Гейгера?

Для того, чтобы измерение радиации счетчиком Гейгера следует знать о видах радиации. Все зависит от состава излучения, то есть из каких частиц оно состоит и насколько далеко источник. Именно виды частиц влияют на то, какие последствия вызовет излучение у человека. Альфа-частицы считаются наиболее безопасными для человека, но даже они при длительном воздействии способны вызывать заболевания, опухоли и необратимые изменения в организме. В это же время наиболее опасным видом излучений является излучение, в котором принимают участие бета-частицы. Так как это опасное излучение именно его чаще всего фиксирует счетчик Гейгера.

Бета-частицы могут быть как природного происхождения, так и результатом деятельности человека. Если в природе их можно встретить при извержении вулканов, то мы чаще всего сталкиваемся с ними из-за работы АЭС или химических лабораторий. Высокая концентрация таких элементов необратимо влияет на состояние человека. Бета-излучения становятся причиной онкологических заболеваний, опухолей, поражения костного мозга и слизистых оболочек. До конца еще не изучено какое влияние радиация может оказывать на организм в зависимости от ее концентрации и времени воздействия. Но количество жертв Чернобыля, Фукусимы и Нагасаки показывает, что действительно возможен как летальный исход, так и различные мутации и заболевания, сопровождающие человека всю дальнейшую жизнь. Так дети, которые родились на зараженных территориях уже рождались с большими отклонениями или вовсе не выживали.

Поэтому так важно проверять количество радиации и соответствие ее нормам. Человек не видит этого излучения и зачастую может не замечать его воздействия вплоть до появления серьезных заболеваний. Быть предупрежденным гораздо лучше, нежели стать жертвой опасного излучения. Ведь существуют современные способы уменьшения излучения и защиты от него.

Отсюда и хорошо видно, для чего нужен счетчик Гейгера. Только благодаря этому прибору можно провести быстрый и качественный мониторинг местности на наличие ионизирующих частиц. Благодаря тому, что сейчас выпускаются разные модели уже можно встретить как профессиональные приборы, так и бытовые. Бытовые приборы позволяют быстро и качественно проводить измерения радиационного фона в домашних условиях.

Улучшенные дозиметры для радиации

Работа счетчика Гейгера основывается на том, что он состоит из конденсатора, позволяющего подсчитывать частицы. Этот прибор впервые был создан в начале 20 века и с тех пор прошел долгий путь модернизации. По сравнению с первыми моделями прибор стал точнее, удобнее и теперь может содержать различные дополнения и функции. Прибор достаточно распространен и может использоваться на производствах, дома или же для контроля уровня радиации на АЭС. Нередко можно встретить использование дозиметра в ходе военных действий.

Благодаря современным технологиям счетчик уже может фильтровать типы излучения, отсеивая ненужные для результатов частицы. Поэтому прибор не только фиксирует количество частиц за определенный период времени, но и их плотность, заряженность и характер воздействия.

Бытовой дозиметр Гейгера обычно не предусматривает наличие дополнительных функций. Этот прибор необходим для домашнего мониторинга радиационного фона. Так можно проводить проверку продуктов питания, воды, одежды, мебели и строительных материалов. Ведь иногда производители пренебрегают нормами и используют некачественные компоненты и материалы, которые или заражены или становятся впоследствии источниками опасного излучения. Дополнительные же функции необходимы при использовании прибора в промышленных проверках. Из-за того, что там намного больше различных факторов дополнительные функции позволяют проводить более глубокие комплексные проверки. Дозиметр радиации счетчик Гейгера может содержать различные дополнительные функции в зависимости от того, какие еще показатели нужны при исследовании.

Проведение качественного мониторинга уровня радиационного фона – это важное мероприятие, которое следует доверить специалистам. Только они способны разобраться во всех тонкостях исследования и получить наиболее точные результаты. При помощи специального прибора эксперты нашей независимой лаборатории «ЭкоТестЭкспресс» проводят измерения уровня радиации.

Это измерение просто необходимо для того, чтобы обезопасить себя от воздействия опасных излучений. Ведь в отличие от многих других вредных факторов, это излучение практически невозможно заметить до того, как оно вызовет проблемы со здоровьем. Как правило, эти проблемы являются достаточно серьезными и порой необратимыми. Радиационное заражение становится причиной различных онкологических заболеваний и мутаций в организме, которые могут развиваться годами незаметно для человека.

Преобразователь напряжения DC/DC +400В для счетчика Гейгера (MC34063)

Обычно в схемах дозиметров и индикаторов радиоактивности применяют для питания счетчиковГейгера источники на основе однотранзисторного блокинг-генератора. Конечно, такая схема проста, но у неё есть и недостатки — практически полное отсутствие стабилизации выходного напряжения, которое поступает на анод счетчика Гейгера.

А ведь чувствительность счетчика Гейгера напрямую зависит от напряжения между его электродами. Кроме того, есть трудности с налаживанием схемы источника высокого напряжения, потому что выходное напряжение никак не регулируется, и если его величина не соответствует необходимой, приходится перематывать вторичную обмотку импульсного трансформатора.

Поэтому считаю вполне обоснованным построение схемы источника питания счетчика Гейгера на схемы повышающего DC/DC преобразователя напряжения с широтно-импульсной модуляцией, обеспечивающей регулировку выходного напряжения и его поддержание стабильным.

Принципиальная схема

Схема источника построена по схеме повышающего DC/DC преобразователя напряжения на микросхеме MC34063 с трансформаторным выходом. Почти по типовой схеме её включения. На схеме показан источник питания — батарея типа «Кроны». Но напряжение питания может быть и больше и меньше.

Микросхема МС34063 может работать в пределах напряжения питания от ЗV до 40V. Например, можно запитать схему от автомобильного источника 12V, или гальванической батареи напряжением 3V, 4,5V, 6V, либо от сетевого зарядного устройства для сотовых телефонов или от USB-порта персонального компьютера (напряжение 5V). Кстати, от изменения напряжения питания во всем допустимом диапазоне выходное напряжение почти не изменяется.

Рис. 1. Принципиальная схема преобразователя напряженияиз 9В в +400В для счетчика Гейгера на микросхеме MC34063.

Принцип работы МС34063 многократно описан в различной литературе, и останавливаться здесь на нем нет смысла. Напомню, что стабилизация осуществляется подачей пониженного резистивным делителем напряжения с выхода на компараторный вход микросхемы (на вывод 5). И от соотношения плеч этого делителя напряжения как раз и зависит величина выходного напряжения.

Трансформатор Т1 намотан на ферритовом кольце внешним диаметром 28 мм (можно больше или меньше, где-то от 20 до 30 мм). Первичная обмотка — 20 витков провода ПЭВ 0,43. Вторичная обмотка — 400 витков провода ПЭВ 0,12. Сначала наматывают вторичную обмотку, потом на неё — первичную.

Между обмотками проложить тонкую фторопластовую изоляцию (например, размотанную с провода МГТФ).

Налаживание

Устанавливаем R1 в верхнее по схеме положение. Включаем питание. Если источник не заработал сразу — поменять местами выводы одной из обмоток трансформатора.

Выходное напряжение устанавливают подстройкой R1.

Экономичный источник питания счетчика гейгера

Путеводитель по журналу «Радио» 1981-2009 гг

Для Народного Хозяйства И Быта

Сигнализатор электронный СЭ-8

Охранное устройство для автомобиля.

Измеритель вибраций и перемещений

Болотов Б., Ситов В.

Инфракрасный термометр

Фигурнов Е., Мрыхин С.

Для дистанционного измерения температуры от 0 до 150 градусов.

Автоматическая система зажигания

С регулятором угла опережения зажигания. Для мотоциклов с двухтактными двигателями.

Инфракрасный термометр

Фигурнов Е., Мрыхин С.

Для дистанционного измерения температуры от 0 до 150 градусов.

Автоматическая система зажигания

С регулятором угла опережения зажигания. Для мотоциклов с двухтактными двигателями.

Автомобильный тахометр

Бесконтактное реле времени

Мартынова Н., Чикваидзе Е.

Стабилизированный многоискровой блок зажигания

Измеритель энергии лампы вспышки

Петров В., Янишевский Н.

Цифровой тахометр

Бесконтактный датчик и индикаторы Ф207.

Три конструкции для сельского хозяйства

Купянский Г., Николаев В., Володарский В.

Частотомер для доильных аппаратов. Индикатор морозостойкости озимых культур. Индикатор мастита.

Блок управления тиристорами

Устройство защиты электродвигателя

Волик А., Марков А.

Для определения жирности молока.

Автоматический регулятор полива

Павлов Е., Чирков В., Штабный В.

Контролирующее устройство для автомобиля

Устройство управления электродвигателями

Пионтак Б., Скляр Е.

Стимулятор всхожести семян

Бобрицкий С., Ирха А., Федотовских Ю.

Комбинированная электронная система зажигания

Кодовый замок на МС

Цифровой тахометр

Индикатор для сельского электромонтера

Стабилизатор частоты вращения вала электродвигателя

Индикатор дефектов сварочных швов

Индикатор белка в молоке

Узел включения автосторожа

Блок управления садовым электронасосом

Устройство для подбора светофильтров

Масловский В., Шаповал В.

Электронный звонок-сторож

Простейший автомат для включения и выключения противоослепляющего устройства

Устройство для зажигания газа в плите

Электронный термобарометр

Алексаков Г., Терехов Г.

Фотореле на ИК-лучах

Программатор полива

Широтно-импульсный регулятор напряжения

Ограничитель напряжения сварочного трансформатора

Автоматический осветитель

Измеритель вибросмещения

Цифровой термометр

Хоменков Н., Зверев А.

Кабельный пробник

Термостабилизатор к электропаяльнику

Реле времени

Продление срока службы аккумулятора

Термокомпенсированный регулятор напряжения

Экономичный термостабилизатор для овощехранилища

Батурин А., Обиденко Е.

Электромагнитный миксер

Биотехнический комплекс «Сигнал»

Электронный блок управления экономайзера ( ВАЗ-2105 )

Сигнализатор превышения скорости

К тахометру В Р 1983 № 9 с 28.

Устройство для отбраковки двойных листов

Зажигалка для газовой плиты

Преобразователь напряжения с ШИ стабилизацией

Две схемы вх. напр. 3. 12 В, вых. напр. 9 В и вх. напр. 4. 12 В, вых. двуполярное напр. 15 В, 2 Вт.

Датчик частоты вращения

Пионтак Б., Скляр Е.

Электроника в автодиагностике

Электронный расходомер жидкости

Семенов И., Савельев И., Коноплев В.

Повышение КПД стабилизаторов напряжения

Источники Питания

Машненков В., Миронов А.

Автоматическое резервирование сигнальных ламп

Чулохин В., Ясинов Г.

Измеритель частоты пульса

Ефремов В., Нисневич М.

Автомобильный регулятор напряжения

Прецезионный измеритель перемещения

Панов Н., Вишницкий А., Яковлев Ю.

Цифровой велоспидометр

Электронный блок автомобильного экономайзера

8 простых шагов для осознанной покупки бензогенератора: распечатай и запомни

Чем холоднее на улице, тем больше ценишь блага цивилизации. Освещение, горячая вода, отопление — вся инженерка в загородном доме зависит от электричества. Если его выключили или на линии случилась авария, а снаружи мороз — беда. В этой ситуации сделаешь всё, чтобы не замерзнуть, и не сидеть в темноте. В форс-мажорной ситуации, одним из вариантов спасения дома и его жильцов, становится электрический генератор. Расскажем, как его выбрать.

• Как выбрать электрический генератор
• Как рассчитать предполагаемую нагрузку на генератор
• Как рассчитать мощность генератора
• Таблица, для расчета мощности генератора по пиковой нагрузке
• Плюсы и минусы бензиновых и дизельных генераторов
• Какой генератор купить — одно- или трёхфазный
• Как сократить затраты на покупку генератора

Базовые принципы подбора генератора

Если вы забьёте в поисковике словосочетание «купить генератор или электростанцию», то интернет выдаст десятки моделей с разной стоимостью, мощностью и «наворотами». Глаза разбегается. Как выбрать, оптимальную модель бензогенератора и не переплатить? Воспользуйтесь простым алгоритмом от FORUMHOUSE и разбейте процесс подбора на шаги:

1. Подумайте, для каких целей вам нужен бензогенератор?

• Для резервного электроснабжения основных потребителей в загородном доме при временном отключении электричества.
• Для длительной и постоянной работы и электроснабжения мощных потребителей.
• Для редких поездок на дачу или на природу — рыбалку, охоту и т.д.

1. Определите вашу основную группу потребителей электричества.

Например, зимой у вас в доме отключили свет. Вам нужно запитать:

• освещение;
• телевизор и ноутбук;
• холодильник;
• газовый котёл;
• циркуляционный насос;
• скважинный насос или насосную станцию.

Второй вариант, вам нужно строить дом. Электричества на участке нет, или, его часто и надолго отключают. В этом случае, ваша приоритетная группа потребителей:

• Электрические инструменты — дрель, болгарка, перфоратор, циркулярная пила и т.д.;
• Бетономешалка.
• Сварочный инвертор.
• Погружной или дренажный насос.
• Мощные прожекторы освещения.

Третий вариант — вы редко выбираетесь на дачу или едете за город на пикник. Ваша группа потребителей:

• Несколько осветительных приборов.
• Ноутбук, телевизор.
• Зарядники для мобильных устройств.
• Небольшой переносной холодильник.
• Маломощный насос.

1. Определив необходимый список устройств для резервного электроснабжения, выпишите на листок бумаги их потребляемую мощность.

Мощность потребителя указывают на табличке на корпусе, где написаны его технические характеристики, или в инструкции по эксплуатации.

Допустим, после подсчёта, у вас получилось, что общая потребляемая мощность всех необходимых вам приборов не превышает 2.3 кВт. Вы открываете список генераторов в интернет-магазине. Смотрите технические описания моделей. Видите, что есть подходящая вам по цене электростанция. Производитель указал, что:

• Номинальная мощность оборудования – 2 кВт.
• Максимальная мощность оборудования – 2.5 кВт.

Вы думаете, что этого генератора вам хватит «за глаза». Не спешите делать выводы. Надо учесть важные моменты.

1. Как рассчитать необходимую вам мощность генератора?

Чтобы разобраться в этом вопросе, запомните, что:

• При номинальной мощности генератор может работать продолжительное время, т.к. он эксплуатируется в оптимальном режиме, предусмотренном производителем.
• На максимальной мощности, в зависимости от модели и её характеристик, генератор может работать лишь непродолжительное время, после чего уйдёт в защиту из-за перегрузки.

Так, значит генератор, номинальной мощностью 2 кВт не подходит. Так какой купить? Вам нужно рассчитать мощность оборудования, в зависимости от предполагаемой нагрузки, и добавить к ней резерв. Делается это так:

• Вы уже записали совокупную мощность приборов, которые вы хотите запитать от генератора.

К этой мощности прибавьте запас + 10 — 20%.

Также надо учесть коэффициент пускового тока. Почему это так важно? При старте некоторых видов электрического оборудования — скважинного насоса, бетономешалки, холодильника, они потребляет большую мощность, чем указано на корпусе или в инструкции. Сравнительные данные приведены в таблице.

Допустим, что номинальная и пусковая мощность лампы накаливания 80 Вт, коэффициент пускового тока 1. А вот пусковая мощность киловаттного погружного насоса и бетономешалки уже 5 и 3.5 кВт, т.к. коэффициент 5 и 3.5. Т.е., генератор без запаса по мощности, просто не потянет оборудование на старте.

1. Пример расчёта мощности электрической станции

Предположим, что вы хотите подключить к генератору:

• Лампу накаливания — 100 Вт х 1 (коэффициент пускового тока) = 100 Вт.
• Холодильник — 700 Вт х 3.5 (коэффициент пускового тока) = 2450 Вт.
• Насосную станцию — 800 Вт х 5 (коэффициент пускового тока) = 4000 Вт.
• Телевизор – 300 Вт х 1 (коэффициент пускового тока) = 300 Вт

Итого: 100 + 2450 + 4000 + 300 = 6850 Вт + 10% (запас мощности), т.е. — 6850 х 1.1 = 7535 Вт.

Выводы

В завершении статьи приведём ответы на самые частые вопросы, которые помогут вам сориентироваться при выборе генератора.

1. Какой генератор купить? Бензиновый или дизельный?

Каждый тип оборудования имеет как плюсы, так и минусы. Для ориентира:

Если вам нужен генератор как резерв, на случай редких отключений электричества и мощностью не более 10 кВт, то оптимальный выбор – бензиновая электростанция.

Основные плюсы бензогенератора:

• Стоит дешевле, чем дизельный.
• Лучше заводится на морозе.
• Проще в обслуживании и ремонте.

Плюсы дизельной электростанции:

• Меньший расход топлива, чем у бензогенератора.
• Больший, чем у бензогенератора, ресурс двигателя.

Минусов у дизеля тоже хватает:

• Больший вес, чем у генератора с бензиновым двигателем.
• Затруднён пуск на морозе, поэтому дизель лучше ставить в специально оборудованном и обогреваемом помещении.

1. Какой генератор выбрать: однофазный и трёхфазный?

Если при исчезновении электроэнергии вам нужно запитать трёхфазный потребитель, то трёхфазник — ваш вариант. Большинству же загородных жителей, требуется подключить в доме только стандартное однофазное оборудование на 220В, поэтому нет смысла переплачивать за 380В.

1. Я рассчитал необходимую мощность генератора. Получилось, что мне нужна слишком дорогая электростанция. Я не хочу тратить на бензогенератор много денег. Что делать?

Можно уменьшить количество подключаемых потребителей, оставив лишь необходимый минимум, или немного «схитрить». Например, не включать сразу холодильник и погружной насос, а, при отключении света, пользоваться техникой по очереди. Включили насосную станцию (холодильник выключен), набрали воды, выключили её. После этого включили холодильник и т.д., алгоритм понятен. С электроинструментом ещё проще. Навряд ли вы будете одновременно пользоваться бетономешалкой, болгаркой, сваркой и перфоратором. Работайте сначала одним инструментом, а потом другим.

У нас есть тема, из которой вы узнаете Какой генератор выбрать и купить.

Рекомендуем по-настоящему «горячие» зимние статьи:

• Резервное отопление загородного дома газовым конвектором: преимущества резервного отопления газовыми конвекторами, как самостоятельно установить газовый конвектор, как рассчитать расход газа в время непрерывной работы конвектора.
• Автономный дом: базовые принципы строительства: что такое автономный дом, какие инженерные решения чаще всего применяются в автономном доме.
• Система резервного питания в загородном доме: пошагово, фото схемы, варианты подключения аккумуляторов, ИБП и инверторов.

В видео — Сборка электрического щитка в загородном доме: ввод электричества в дом, подключение бензогенератора и потребителей.