Sibprompost.ru

Стройка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Скачать лічильник гейгера-мюллера презентація doc

Трубка счетчика гейгера мюллера

Скачать лічильник гейгера-мюллера презентація doc

моему мнению ошибаетесь. презентація лічильник гейгера-мюллера было прочесть Специально

Сердцем устройства является трубка Гейгера-Мюллера. Это металлический или стеклянный цилиндр, наполненный инертными газами, находящимися под низким давлением. Внутри трубки находятся два электрода, один из которых находится под высоким напряжением (обычно вольт), а другой заземлен. Этот кратковременный ток запускает детекторную часть схемы, которая издает слышимый «щелчок». Больше щелчков означает больше излучения. Многие счетчики Гейгера также имеют возможность подсчитывать количество щелчков и вычислять счетчики в минуту, и отображать их на дисплее. Давайте посмотрим на работу счетчика Гейгера, с другой стороны. Счетчик Гейгера-Мюллера — простой и дешевый радиоактивный датчик. Это не точный инструмент, который фиксирует отдельные частицы. Техника измеряет золотій переріз у живопису презентація на українській мові насыщенность ионизирующего излучения. Распадаясь, изотопы создают ионизирующие излучения. От человека, животного, растения или неорганического предмета, получившего облучение, радиация исходит несколько дней. Устройство и принцип работы счетчика Гейгера. Прибор состоит из металлической или стеклянной трубки, в которую закачан благородный газ (аргоново-неоновая смесь либо вещества в чистом виде). Воздуха в трубке нет.

Счетчик Гейгера счётчик Гейгера-Мюллера Счетчик Гейгера был изобретен в году немецким физиком-экспериментатором Гансом Вильгельмом Гейгером. В году, совместно с Вальтером Мюллером, счетчик был усовершенствован. Поэтому изобретение часто называют счетчиком Гейгера-Мюллера. 3 слайд. Описание слайда: Принцип работы газоразрядного счетчика Гейгера Счетчик состоит из стеклянной трубки, по которой изнутри металлическим слоем (катод), и тонкой металлической нити, идущей вдоль оси трубки (анод). Трубка заполняется газом, обычно аргоном.

думаю, что правы. уверен. Давайте гейгера-мюллера презентація лічильник пусть целый год, меня похожая ситуация

Счетчик Гейгера–Мюллера — это относительно простой инструмент для измерения ионизирующих излучений. В магазинах эти дозиметры стоят недёшево (от руб), но если есть сам датчик, то сделать этот измеритель можно с минимальными расходами. Чтобы увеличить чувствительность, представленная здесь конструкция содержит сразу три датчика СТС Принцип работы счетчика Гейгера–Мюллера заключается в том, что высокое напряжение (обычно В) подаётся на колбу-детектор. Она не проводит электричество, но в течение короткого периода, когда приходит излучение частиц, через неё проскакивает импульс тока. Назначение, устройство и принцип действия счетчика Гейгера-Мюллера. Основные физические закономерности работы, восстановление работоспособности после регистрации частицы, дозиметрические и счетные характеристики датчиков ионизирующего излучения.

Инфоурок › Физика ›Презентации›Презентация по физике «Счётчик Гейгера» (9 класс). Презентация по физике «Счётчик Гейгера» (9 класс). Скачать материал. библиотека материалов. Добавить в избранное. 1 / 5. Описание презентации по отдельным слайдам: 1 слайд. Описание слайда: Счётчик Гейгера. 2 слайд. Описание слайда Счетчик Гейгера применяется в основном для регистрации электронов. Презентація позволяет только регистрировать тот факт, что через него пролетает частица. Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Супер-пупер! Серьезно, шучу! урааааааа дождался гейгера-мюллера презентація лічильник что вмешиваюсь, предлагаю пойти другим путём

Счетчики Гейгера-Мюллера — самые распространенные детекторы (датчики) ионизирующего излучения. До сих пор им, изобретенным в самом начале нашего века для нужд зарождающейся ядерной физики, нет, как это ни странно, сколько-нибудь полноценной замены. В своей основе счетчик Гейгера очень прост. В хорошо вакуумированный лічильник баллон с двумя электродами введена газовая смесь, состоящая в основном из легко ионизируемых неона и аргона. Баллон может быть стеклянным, металлическим и др. •Счётчик Гейгера-Мюллера- изобретён в г. Г. Гейгером, позднее усовершенствован и В. Мюллером, •Принцип работы счетчика Счетчик представляет собой газоразрядный объем с сильно неоднородным. •а — торцевой, б — цилиндрический, в — игольчатый, г — счетчик. •Счётчики Гейгера разделяются на несамогасящиеся и самогасящиеся. •Самогасящиеся счетчики. •Счетчики Гейгера–Мюллера широко применяются для обнаружения и исследования различного рода радиоактивных и. •спасибо за внимание. Счетчик Гейгера- Мюллера. Выполнил: Андреенко Андрей. Гомель

Cчётчик Гейгера (или счётчик Гейгера-Мюллера)— газоразрядный прибор для автоматического подсчёта числа попавших в него ионизирующих частиц. Изобретён в г. Х. Гейгером и Э. Резерфордом, позднее усовершенствован Гейгером и В. Мюллером. 3. Принцип работы. Широкое применение счётчика Гейгера—Мюллера объясняется высокой чувствительностью, возможностью регистрировать разного рода излучения, сравнительной простотой и дешевизной установки. Этот счётчик обладает практически стопроцентной вероятностью регистрации заряженной частицы, так как для возникновения разряда достаточно одной электрон-ионной пары.

это мне подходит. гейгера-мюллера презентація лічильник что сказать? Автор, как всегда, высоте

Счетчик Гейгера Мюллера — это герметичный стеклянный цилиндр, заполненный инертным газом. Внутри цилиндра, протянут тонкий токопроводящий провод, который является анодом. На стенках колбы закреплена тонкая металлическая пленка, являющаяся катодом. Этот момент и регистрируется прибором. Наличие электричества между катодом и электродом датчика, говорит о том, что в данный момент сквозь датчик проходят частицы радиоактивного излучения. Схема счетчика Гейгера-Мюллера: 1 – герметически запаянная стеклянная трубка; 2 – катод (тонкий слой меди внутри колбы); 3 – вывод катода; 4 – анод (тонкая нить). Рассмотренная конструкция счетчика Гейгера-Мюллера является типовой. Устройство прибора Счётчик Гейгера состоит из металлического цилиндра, являющегося отрицательно заряженным электродом (катодом), и натянутой вдоль его оси тонкой проволоки — положительно заряженного электрода (анода). Катод и анод через сопротивление (R) присоединены к источнику высокого напряжения (()–() В). Благодаря этому в пространстве между ними возникает сильное электрическое поле.

Лічильник Гейгера — Мюллера Кінець Лічильник Гейгера призначений для реєстрації окремої швидкої зарядженої частинки. Факт реєстрації може відображатися відхиленням стрілки, спалахом лампочки або акустичним сигналом. Дякуємо за перегляд! Історія винаходу Будова лічильника Гейгера. Лічильник Гейгера призначений для реєстрації окремої швидкої зарядженої частинки. Факт реєстрації може відображатися відхиленням стрілки, спалахом лампочки або акустичним сигналом. Дякуємо за перегляд! Історія винаходу. Будова лічильника Гейгера. Основний елемент лічильника Гейгера — іонізаційна камера.

Читайте так же:
Как обнулить суммарный счетчик

смысла нет. Эффективно? гейгера-мюллера презентація лічильник знаю, что тут такого нового интересного

Экспертная статья про счетчик Гейгера-Мюллера. История создания, характеристики, схема и принцип работы газоразрядного счетчика Гейгера. Поэтому изобретение часто называют гейгера-мюллера Гейгера-Мюллера. В период зарождения ядерной физики, атомной энергетики и создания ядерного оружия нужны были простые приборы для регистрации и измерения интенсивности процессов распада радиоактивных материалов. Одним из первых счетчиков Гейгера в СССР стал применяться СТС-5, который устанавливался в армейских дозиметрических приборах ДП-5А. Дозиметр построен на четырех счетчиках Гейгера-Мюллера (далее в тексте как «трубка» или не совсем корректно «счетчик») — популярных и доступных трубках СБМ При покупке следует обратить внимание на дату изготовления. Трубка чувствительна к у и ограничено β, и не чувствительна к α-излучению.

Счётчик Гейгера, счётчик Гейгера—Мю́ллера — газоразрядный прибор для автоматического подсчёта числа попавших в него ионизирующих частиц. Представляет собой газонаполненный конденсатор, который пробивается при пролёте ионизирующей частицы через объём газа. Изобретён в году Гансом Гейгером. Счётчики Гейгера разделяются на несамогасящиеся и самогасящиеся (не требующие внешней схемы прекращения разряда). Слайд 3. Счётчик Гейгера в быту.

идея блестяща презентація лічильник гейгера-мюллера если туда, как админом сайта связаться?

счётчик гейгера скачать — Скачать бесплатно видео и аудио в формате mp4 и mp3 качество видео p и p. Устройство и принцип работы cчетчикf Гейгера — Мюллера. Моделирование и анимация на заказ. «Снимайте быстрее, дозиметр кричит». Опубликовано: Радио Свобода. Корреспондент Украинской службы Радио Свобода побывал внутри чернобыльского саркофага Ссылка на источник Зря! Таких самоделок не делают!. Устройство прибора Счётчик Гейгера состоит из металлического цилиндра, являющегося отрицательно заряженным электродом (катодом), и натянутой вдоль его оси тонкой проволоки плани-конспекти уроків з художньої культури 10 клас положительно заряженного электрода (анода). Катод и анод через сопротивление (R) присоединены к источнику высокого напряжения (()–() В). Благодаря этому в пространстве между ними возникает сильное электрическое поле.

Широкое применение счетчика Гейгера — Мюллера объясняется высокой чувствительностью, возможностью регистрировать разного рода излучения, сравнительной простотой и дешевизной установки. Счетчик был изобретен в году Гейгером и усовершенствован Мюллером. Чувствительность счётчика определяется составом газа, его объёмом и материалом (и толщиной) его стенок. Принцип действия прибора. Счетчик Гейгера состоит из металлического цилиндра, являющегося катодом, и натянутой вдоль его оси тонкой проволочки – анода.

мой взгляд, это гейгера-мюллера презентація лічильник вариант мне подходит

Счетчик Гейгера-Мюллера оказался простым, надежным, дешевым и практичным датчиком радиации. Хотя он не является самым точным инструментом для исследования отдельных видов частиц или излучений, однако на редкость подходит в качестве прибора для общего измерения интенсивности ионизирующих излучений. А в сочетании с другими детекторами используется физиками и для точнейших измерений при экспериментах. Ионизирующие излучения. Чтобы лучше понять работу счетчика Гейгера-Мюллера, полезно иметь представление об ионизирующих излучениях. По определению, к ним относится то, что может вызвать иониз. Презентация на тему Газорозрядний лічильник (лічильник Гейгера-Мюллера), предмет презентации: Физика. Этот материал содержит 26 слайдов. Красочные слайды и илюстрации помогут Вам заинтересовать свою аудиторию. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас — поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций grite56.ru в закладки! Главная. Физика. Газорозрядний лічильник (лічильник Гейгера-Мюллера). Слайды и текст этой презентации. Слайд 1. Текст слайда: МРІВ, Надряд безкілеві птахи презентація О.А., лекція 6. Газорозрядний лічильник (лічил.

2 Счетчик Гейгера Счётчик Ге́йгера, счётчик Ге́йгера Мю́ллера газоразрядный прибор для автоматического подсчёта числа попавших в него ионизирующих частиц. Представляет собой газонаполненный конденсатор, который пробивается при пролёте ионизирующей частицы через объём газа. 3 Счетчик Гейгера Изобретён в году Гансом Гейгером. Скачать бесплатно презентацию на тему «Счетчик Гейгера Работу выполнила ученица 11 класса МКОУ Цветниковская СОШ Панова Анастасия.» в grite56.ru (PowerPoint). Похожие презентации. Счётчик Гейгера, счётчик Гейгера Мюллера газоразрядный прибор для автоматического подсчёта числа попавших в него ионизирующих частиц.

Трубка счетчика гейгера мюллера

Четвертая попытка запуска снаряда к Луне была предпринята в США 6 декабря 1958 г. Проектом, разработанным армией США, намечалось осуществить полет космического снаряда с попаданием его в зону радиусом около 20 тыс. км вокруг Луны. Прохождение снаряда вблизи Луны предполагалось зафиксировать с помощью фотоэлектрического устройства, регистрирующего свет, отраженный от Луны. После сближения с Луной снаряд должен был удалиться от системы Земля — Луна и стать спутником Солнца — искусственной планетой.

Снаряд был назван «Пионер III». Его четырехступенчатая ракета-носитель весила около 60 т и называлась «Джуно II». Космический снаряд представлял собой контейнер с аппаратурой весом 6,8 кг. В снаряде были расположены: два счетчика Гейгера для измерения интенсивности космической радиации; фотоэлектрическое устройство для регистрации прохождения снаряда вблизи Луны; передатчик, работавший на частоте 960,05 мгц; источники питания.

В полете имели место нарушения в работе системы управления. В результате недобора скорости (примерно 350 м/сек) снаряд «Пионер-III» не достиг района Луны и вернулся к Земле через 38 час. полета. При этом была достигнута максимальная высота около 100 тыс. км.

Наблюдения за полетом велись четырьмя армейскими станциями Лаборатории баллистических исследований США: Берлин (штат Мэриленд), Форт-Стюарт (штат Джорджия) и Майами (штат Флорида) — в США и Маягуэс — в Пуэрто-Рико, а также основной станцией — Голдстон в Эруине (штат Калифорния, США), построенной специально для наблюдения за полетом космических снарядов, и другими станциями.

При полете снаряда «Пионер III» счетчиками Гейгера была измерена интенсивность околоземного радиационного ореола, состоящего из заряженных частиц и имеющего два пояса повышенной интенсивности. Максимальная интенсивность в обоих поясах оказалась примерно одинаковой. Она характеризуется величиной ок. 10 рентгенов в час, если частицы являются электронами, и ок. 100 рентгенов в час, если частицы являются протонами. Тип частиц определен не был. Между поясами повышенной интенсивности на высотах порядка 10 000 км находится область, где интенсивность радиации сравнительно невелика и составляет 0,2-0,3 рентгена в час.

Читайте так же:
Счетчик количества звонков android

Баевский. Исслед.косм. простр. (1969 год):
5. Космический аппарат Pioneer III


Рис. 2. Космический
аппарат Pioneer III
(на подставке)

Основная цель запуска — доставка аппарата на Луну. Аппарат предназначался также для изучения радиации во внешней зоне радиационного пояса. Запуск аппарата (рис. 2) произведен 6 декабря 1958 г. с м. Канаверал. Ракета-носитель Juno II не обеспечила расчетную скорость, аппарат не вышел на траекторию полета к Луне. 7 декабря вернулся в атмосферу и сгорел. Максимальное удаление от Земли 102 320 км. После отделения от ракеты-носителя аппарат получил обозначение по международной системе 1958θ.

Суммарный вес аппарата — 5,9 кГ. Аппарат имеет форму конуса высотой 58,4 см и диаметром основания 25 см. Корпус изготовлен из стекловолокна и покрыт золотой пленкой.

Система связи включает (10) передатчик мощностью 180 мвт и рабочей частотой 960,05 Мгц. Антенной служит позолоченный корпус аппарата. Система энергопитания — на химических батареях.

В состав научной аппаратуры входят 2 счетчика Гейгера-Мюллера различных типов для измерения радиации во внутренней зоне радиационного пояса. Счетчики предназначены для измерения интенсивности и протяженности поясов радиации и регистрации электронов, протонов, рентгеновских и гамма-лучей. Счетчиком первого типа служит трубка Гейгера-Мюллера типа Anton 302 со средней защитой 1,0 г/см 2 на более, чем 80% поверхности трубки, при минимальной защите 0,67 г/см 2 . Счетчик второго типа предназначен для разрешения неоднозначных измерений, получаемых при измерениях счетчиком первого типа. Им служит трубка Гейгера-Мюллера типа Anton 213 с защитой приблизительно такой же, как у счетчика первого типа. Оба счетчика разработаны Университетом штата Айова.

Головная организация по разработке аппарата-Лаборатория реактивного движения, программа научных исследований разработана NASA.

НК-2009-5
В задачи второй группы «Пионеров» входил пролет Луны с проведением научных измерений, тестированием связной аппаратуры и опытных устройств. Этот проект также был утвержден в марте 1958 г. Курировала его Армия США, а исполнителем по КА и по верхним ступеням РН была Лаборатория реактивного движения JPL. Станции слежения были развернуты во Флориде, Пуэрто-Рико и Калифорнии; работал также британский радиотелескоп Джодрелл-Бэнк.

Зонды JPL были гораздо меньше (масса 5.9 и 6.1 кг) и примитивнее, чем у STL. Разработчики выбрали для аппаратов цилиндро-коническую форму высотой 58 см и диаметром основания 25 см. Корпус был выполнен из стеклопластика и позолочен для обеспечения электропроводности. Наружная поверхность раскрашивалась черными и белыми полосами в целях обеспечения расчетного теплового режима. В основании конуса находилось кольцо из 18 ртутных аккумуляторов, в носу – активная часть антенны длиной 7 см. Передатчик массой 0.6 кг и мощностью 0.18 Вт работал на частоте 960.05 МГц.

Внутри конуса стояли два счетчика Гейгера-Мюллера суммарной массой 0.64 кг для измерения интенсивности космических лучей. Фотоэлемент, расположенный на внешней поверхности основания, должен был сработать при приближении к Луне на расстояние около 30000 км. Это был задел под создание в будущем телевизионной аппаратуры для съемки небесных тел с пролетной траектории. С этой же целью планировалось снизить скорость вращения КА с 400 до 6 об/мин: примерно через 10 час после запуска освобождались два грузика массой по 6 г каждый, размещавшиеся на конце нихромовых нитей длиной 152 см. Выпуск грузиков и взведение оптического датчика после 18 часов полета обеспечивал гидравлический таймер.

Pioneer 3, первый зонд второй серии, был запущен 6 декабря 1958 г. на РН Juno II («Юнона-2»). Первая ступень должна была отработать 179.8 сек, затем после 55-секундной баллистической паузы последовательно включались три верхние ступени. Каждая работала около 6 сек, а интервалы между включениями составляли 9 сек. Через 33.5 часа после старта в зоне радиовидимости станции Голдстоун аппарат должен был пройти на расстоянии не более 20000 км от Луны.

Увы, из-за отказа в системе защиты от исчерпания компонентов топлива отключение ЖРД первой ступени произошло сразу после ее взведения и на 3.6 сек раньше запланированного момента. Верхние ступени сработали штатно, но КА недобрал 382 м/с. Достигнув высоты 102300 км, Pioneer 3 начал падать на Землю и через 38 час 06 мин после старта сгорел в атмосфере над Алжиром.

И вновь американцы попытались обратить поражение в победу, подчеркивая, что Pioneer 3 провел новые ценные исследования радиационного пояса Ван Аллена и что была проверена система дальней космической связи. В течение всего полета температура внутри КА оставалась на уровне около +38°С.

Применение счетчика Гейгера и LabView интерфейса

В данной статье мы кратко рассмотрим эффекты от воздействия радиации. Мы создадим счетчик Гейгера на основе схемы обратноходового преобразователя, предложенного в «AN-1175 A High Voltage DC-DC Converter», и с помощью LabView создадим графический интерфейс для вывода результатов измерений. Кроме того, расскажем, как с помощью Silego GreenPAK™ можно реализовать аналоговые и цифровые функции, необходимые для управления высоковольтной трубкой Гейгера, подсчета числа разрядов и обмена данными с персональным компьютером через LabView.

Принцип работы трубки Гейгера-Мюллера

Трубка Гейгера-Мюллера (ГМ-трубка) – это устройство, которое позволяет измерять уровень различных видов излучения, включая альфа, бета, х и гамма частицы. ГМ-трубка состоит из анода и катода, которые помещены в цилиндрическую трубку. Цилиндр заполнен газом низкого давления, обычно около 0.07-0.13 бар. Одна сторона трубки неметаллическая и обычно выполнена из тонкого слоя слюдяной фольги.

Рис. 1.Конструкция трубки Гейгера-Мюллера.

В схеме на Рис. 1 присутствуют два электрода. Когда к аноду и катоду приложено высокое напряжение, внутри ГМ-трубки, наполненной благородным газом низкого давления (обычно аргоном), создается сильное электрическое поле. Если радиация отсутствует, благородный газ является непроводящей средой. Однако когда радиационная частица попадает в ГМ-трубку, газ ионизируется, что вызывает лавинный эффект. Это означает, что газ становится проводящим, и ток может протекать через ГМ-трубку в направлении схемы детектора. В следующем разделе мы проанализируем блок-схему системы, основанную на этом физическом принципе.

Читайте так же:
Как обнулить счетчики чернил epson r290

Блок-схема системы

На Рис. 2 показаны основные блоки предлагаемой схемы счетчика Гейгера. Блок управления представлен микросхемой Silego GreenPAK, которая реализует все логические функции и выполняет аналоговую обработку внешних сигналов. Для правильной работы схемы необходимо использовать источник питания 5 В. В нашем примере GreenPAK питается от отладочной платы Silego, которая подключается к ПК с помощью USB-кабеля. Мы использовали тот же обратноходовой преобразователь, который был рассмотрен в документе «AN-1175 A High Voltage DC-DC Converter». Он состоит из трансформатора, выпрямительного диода и нескольких других пассивных компонентов. Высокое напряжение от ГМ-трубки делится с помощью резистивного делителя и подается на аналоговый компаратор, входящий в состав микросхемы GreenPAK. Здесь аналоговый сигнал обрабатывается и используется для генерации сигнала с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) для обратноходового преобразователя. ШИМ-сигнал необходим для достижения требуемого высокого напряжения на выходе преобразователя.

Рис. 2.Блок схема системы.

Когда частица радиации попадает в ГМ-трубку, происходит внутренний разряд. Это приводит к временному падению напряжения на выходе обратноходового преобразователя. Это падение напряжения обнаруживается детектором, который генерирует низковольтный импульс для каждого разряда, то есть для каждой частицы, попадающей на стенки ГМ-трубки. Низковольтный импульс подается на цифровой счетчик внутри микросхемы GreenPAK, который подсчитывает количество таких событий. Наконец, показания цифрового счетчика отправляются в LabView с графическим пользовательским интерфейсом (GUI) с помощью блока Serial Peripheral Interface (SPI), встроенного в микросхему GreenPAK. Мост UART-USB используется для отправки информации счетчика из GreenPAK на ПК с LabView. Внешняя кнопка используется для сброса и инициализации счетчика событий.

Симуляция

Перед практической реализацией мы моделировали схему, чтобы обеспечить точную форму сигналов для всех компонентов. Поскольку части схемы работают с высокими напряжениями, убедитесь, что устройство работает как нужно, чтобы избежать проблем с отдельными компонентами или устройством в целом.

В предыдущей статье (прим. «AN-1175 A High Voltage DC-DC Converter») мы создали обратноходовую схему для достижения выходного напряжения не менее 450 В. Теперь мы будем моделировать ее взаимодействие с ГМ-трубкой. Точка их соединения обозначена как «HV» в центре схемы на Рис. 3. Обратноходовая схема выделена красным квадратом. Для обнаружения импульсов использовали микросхему GreenPAK. Чтобы промоделировать ГМ-трубку и импульс, генерируемый частицей радиации, было решено использовать простой переключатель (S1) с RDSON 1 кОм (сопротивление в открытом состоянии), который управляется генератором импульсов V3. Генератор создает импульс длительностью 35 мс, чтобы гарантированно дождаться нужной амплитуды напряжения на выходе обратноходовой схемы. Как только значение напряжения достигнет нужной величины, генерируется импульс 1 мкс, и переключатель закрывается. Образуется проводящий путь от HV до GND, и импульс, проходя через высокочастотный фильтр C5-R7-R10, достигает базы транзистора Q1. Пара транзисторов Q1 и Q2, подключенных по схеме Дарлингтона, обеспечивают ток, пропорциональный их hFE и току в базе Q1. Таким образом, напряжение на коллекторах Q1 и Q2 уменьшается от 5 В до 0 В, формируя счетный импульс для GreenPAK.

Рис. 3.Моделирование используемой схемы.

Как вы можете видеть на Рис. 4, напряжение на выходе обратноходового преобразователя достигает 450 В, после чего он готов для поляризации ГМ-трубки. Как только это происходит, напряжение на ГМ-трубке падает. Ток в базе транзистора увеличивается, выходной ток следует за базовым током, а выходное напряжение быстро уменьшается.

Рис. 4.Высоковольтный сигнал и импульс разряда в ГМ-трубке (слева). Ток базы транзистора Q1
и выходной импульс напряжения (справа).

Конфигурация микросхемы GreenPAK

В этом разделе мы поясним, как внутри Silego GreenPAK реализованы счетчик событий и UART-передатчик. На Рис. 5 показана общая архитектура логической части схемы. Импульс, генерируемый схемой Гейгера, подключен к выводу Pin7. Сигнал, обозначенный EVENTtrig, управляет счетчиком событий (CNT2) и D-триггером (DFF1). EVENTtrig также подается на блок генератора OSC, а от него на CNT2 через линию EXT CLK 0.

Рис. 5.Внутренняя схема логической части микросхемы GreenPAK.

Когда происходит разряд, нарастающий фронт сигнала инкрементирует счетчик событий и устанавливает Q-выход DFF1, который обозначен меткой txSTART. Когда txSTART принимает высокое значение HIGH, сигнал сброса CNT5 принимает низкое значение LOW через инвертор 2-L1. Это означает, что выход CNT5 начинает генерировать тактовый импульс с периодом 104 мкс, который используется для синхронизации передачи по UART со скоростью в 9600 бод/c.

Перед запуском CNT5 на выходе счетчика установлено высокое состояние HIGH. Это означает, что сигнал сброса nRES триггера DFF0 имеет низкое значение LOW и, следовательно, на выходе DFF0 присутствует высокое состояние HIGH. По этой причине требуется задержка (Pipe Delay0) между выходом DFF1 и тактовым входом DFF0. На Рис. 6 показано, почему требуется задержка.

Рис. 6.Исходный стартовый сигнал и стартовый сигнал с задержкой:
Канал 1 (желтый): txSTART;
Канал 2 (синий): сигнал сброса DFF0 (выход UARTclk/ CNT5);
Канал 3 (розовый): STARTdly.

Если мы подключаем тактовый сигнал DFF0 напрямую к сигналу txSTART, то вывод DFF0 nRESET будет в низком состоянии LOW, и DFF0 будет отключен, когда на его вход CLK придет фронт сигнала. При наличии задержки (розовая осциллограмма) сигнал запуска придет позже, когда nRESET уже будет в высоком состоянии HIGH, что позволит использовать DFF0. Тогда сигнал STARTdly установит выход DFF0 (nQ) в низкое состояние LOW.

После 104 мкс CNT5 генерирует импульс на своем выходе. Передний фронт этого импульса сбросит DFF0, снова переведя выход nQ в высокое состояние HIGH. Как видно из схемы, выход DFF0 будет устанавливать DFF2. Это означает, что когда сигнал выбора чипа SPI переходит в низкое состояние LOW, то SPI начинает передавать значение счетчика CNT2 с периодом 104 мкс. Сигнал DATA/ START/ STOP определяет данные, передаваемые UART, с помощью выходного мультиплексора. Когда последний бит отправляется, сигнал INT модуля SPI сбрасывает DFF2 через инвертор 2-L0 (сигнал txSTOP). Сигнал DATA/ START/ STOP снова возвращается в высокое состояние HIGH и возвращает высокий уровень HIGH на линии START/ STOP (состояние STOP).

Читайте так же:
Сайты платящие за счетчик

В то же время сигнал прерывания SPI (обозначенный TXrestart) сбрасывает CNT6/ DLY6, который в свою очередь, проходя через 2-L2, разрешает работу DFF1. Это позволяет осуществить новую передачу. Вывод PIN5 сбрасывает счетчик событий, в то время как вывод PIN6 используется для ручного перезапуска передачи по UART.

На Рис. 7 показан тактовый сигнал (голубой), сигнал запуска (желтый) и данные UART (розовый). SPI передает данные старшим битом MSB вперед. Для получения формата LSB в LabView выполняется смена порядка битового потока.

Важно отметить, что во время передачи данных счетчик событий может подсчитывать новые входящие события и не блокирует значение, которое было в начале цикла передачи. Как вы можете видеть, счетчик событий напрямую подключен к входному импульсному сигналу через вывод PIN 7.

Рис. 7.Сигналы передачи по UART.

Обмен данными с LabView по UART

Для связи между GreenPAK и ноутбуком мы использовали мост CP210xUART-USB от Silicon Laboratories. Вывод TxUSB-моста подключен к выводу PIN8 микросхемы GreenPAK. Выводы 9 и 10 GreenPAK закорочены вместе, а земли микросхем объединены.

Рис. 8.Подключение плат.

Как только все оборудование подключено, мы можем запустить LabView и открыть пользовательский интерфейс. После подключения устройств к USB необходимо выбрать правильный COM-порт. В нашем случае это был COM3. При нажатии кнопки START программа будет ждать входящего соединения. Светодиоды отображают побитовые показания счетчика, а элемент Geiger counter events отображает общее количество событий с начала передачи. Кнопка STOP блокирует соединение и закрывает программу.

Рис. 9.Внешний вид программы в LabView.
Рис. 10.Графический пользовательский интерфейс,
созданный в LabView.

При открытии лицевой панели (front panel), вы можете увидеть пользовательский интерфейс с элементами управления LabView. Скорость обмена по UART равна 9600 бод/с. Размер сообщения составляет 8 бит, плюс один старт и 1 стоповый бит. Не требуется никаких символов окончания, битов четности или битов управления потоком. Все биты имеют значения по умолчанию, чтобы избежать ошибочной визуализации после предыдущего использования.

Показания счетчика Гейгера обнулены. Размер буфера VISA составляет один байт, который устройство посылает во время обмена. После установления соединения программа переходит в режим ожидания входящей передачи от GreenPAK. Строковый буфер преобразует данные в одиночные биты и переворачивает порядок их следования, поскольку GreenPAK SPI отправляет данные старшим битом вперед MSB, а нам требуется формат LSB. После этого полученные данные преобразуются в целочисленное значение и выводятся на экран. Когда нажата кнопка останова, программа выходит из цикла ожидания и соединение закрывается.

Заключение

В статье показано, как использовать аналоговые и цифровые блоки микросхем Silego GreenPAK для реализации стандартной связи по UART. Были промоделированы и проанализированы многие сложные особенности данного устройства. Также был предложен точный обратноходовой преобразователь, состоящий всего из нескольких компонентов. Эта комбинация элементов позволила нам создать счетчик Гейгера с интерфейсом Lab-View, который измеряет радиацию в реальном времени.

Счетчик Гейгера — это просто

В связи с экологическими последствиями деятельности человека, связанной с атомной энергетикой, а также промышленностью (в том числе военной), использующую радиоактивные вещества как компонент или основу своей продукции изучение основ радиационной безопасности и радиационной дозиметрии становится сегодня достаточно актуальной темой. Помимо природных источников ионизирующего излучения с каждым годом все больше и больше появляется мест, загрязненных радиацией впоследствии человеческой деятельности. Таким образом, чтобы сохранить свое здоровье и здоровье своих близких необходимо знать степень зараженности той или иной местности или предметов и пищи. В этом может помочь дозиметр – прибор для измерения эффективной дозы или мощности ионизирующего излучения за некоторый промежуток времени.

Прежде чем приступать к изготовлению (или же покупке) данного устройства необходимо иметь представление о природе измеряемого параметра. Ионизирующее излучение (радиация) – это потоки фотонов, элементарных частиц или осколков деления атомов, способные ионизировать вещество. Разделяется на несколько видов. Альфа-излучение представляет собой поток альфа частиц – ядер гелия-4, альфа-частицы, рождающиеся при радиоактивном распаде, могут быть легко остановлены листом бумаги, поэтому опасность представляет в основном при попадании внутрь организма. Бета-излучение – это поток электронов, возникающих при бета-распаде, для защиты от бета-частиц энергией до 1 МэВ достаточно алюминиевой пластины толщиной в несколько миллиметров. Гамма-излучение обладает гораздо большей проникающей способностью, поскольку состоит из высокоэнергичных фотонов, не обладающих зарядом, для защиты эффективны тяжелые элементы (свинец и т.п.) слоем в несколько сантиметров. Проникающая способность всех видов ионизирующего излучения зависит от энергии.

Для регистрации ионизирующего излучения в основном используются счетчики Гейгера-Мюллера. Это простое и эффективное устройство обычно представляет собой цилиндр металлический или стеклянный металлизированный изнутри и тонкой металлической нити, натянутой по оси этого цилиндра, сам цилиндр наполняется разреженным газом. Принцип работы основан на ударной ионизации. При попадании на стенки счетчика ионизирующего излучения выбивают из него электроны, электроны, двигаясь в газе и сталкиваясь с атомами газа, выбивают из атомов электроны и создают положительные ионы и свободные электроны. Электрическое поле между катодом и анодом ускоряет электроны до энергий, при которых начинается ударная ионизация. Возникает лавина ионов, приводящая к размножению первичных носителей. При достаточно большой напряженности поля энергии этих ионов становится достаточной, чтобы порождать вторичные лавины, способные поддерживать самостоятельный разряд, в результате чего ток через счетчик резко возрастает.

Читайте так же:
Мастер по сбросу счетчиков

Не все счетчики Гейгера могут регистрировать все виды ионизирующего излучения. В основном они чувствительны к одному излучению – альфа, бета или гамма-излучению, но часто так же в некоторой степени могут регистрировать и другое излучение. Так, например, счетчик Гейгера СИ-8Б предназначен для регистрации мягкого бета-излучения (да, в зависимости от энергии частиц излучение может разделяться на мягкое и жесткое), однако данный датчик так же в некоторой степени чувствителен к альфа-излучению и к гамма-излучению.

Однако, приближаясь все-таки к конструкции статьи, наша задача сделать максимально простой, естественно портативный, счетчик Гейгера или вернее сказать дозиметр. Для изготовления этого устройства мне удалось раздобыть только СБМ-20. Этот счетчик Гейгера предназначен для регистрации жесткого бета- и гамма излучения. Как и большинство других счетчиков, СБМ-20 работает при напряжении 400 вольт.

Основные характеристики счетчика Гейгера-Мюллера СБМ-20 (таблица из справочника):

Данный счетчик обладает относительно невысокими показателями точности измерения ионизирующего излучения, но достаточными для определения превышения допустимой для человека дозы излучения. СБМ-20 применяется во многих бытовых дозиметрах в настоящее время. Для улучшения показателей часто используется сразу несколько трубок. А для увеличения точности измерения гамма-излучения дозиметры оснащаются фильтрами бета-излучения, в этом случае дозиметр регистрирует только гамма-излучение, но зато достаточно точно.

При измерении дозы радиации необходимо учитывать некоторые факторы, которые могут быть важны. Даже при полном отсутствии источников ионизирующего излучения счетчик Гейгера будет давать некоторое количество импульсов. Это так называемый собственный фон счетчика. Сюда так же относится несколько факторов: радиоактивное загрязнение материалов самого счетчика, спонтанная эмиссия электронов из катода счетчика и космическое излучение. Все это дает некоторое количество «лишних» импульсов в единицу времени.

Итак, схема простого дозиметра на основе счетчика Гейгера СБМ-20:

Схему собираю на макетной плате:

Схема не содержит дефицитных деталей (кроме, естественно, самого счетчика) и не содержит программируемых элементов (микроконтроллеров), что позволит собрать схему в течении короткого времени без особого труда. Однако такой дозиметр не содержит шкалы, и определять дозу радиации необходимо на слух по количеству щелчков. Такой вот классический вариант. Схема состоит из преобразователя напряжения 9 вольт – 400 вольт.

На микросхеме NE555 выполнен мультивибратор, частота работы которого составляет примерно 14 кГц. Для увеличения частоты работы можно уменьшить номинал резистора R1 примерно до 2,7 кОм. Это будет полезно, если выбранный вами дроссель (а может и изготовленный) будет издавать писк – при увеличении частоты работы писк исчезнет. Дроссель L1 необходим номиналом 1000 – 4000 мкГн. Быстрее всего можно найти подходящий дроссель в сгоревшей энергосберегающей лампочке. Такой дроссель и применен в схеме, на фото выше он намотан на сердечнике, которые обычно используют для изготовления импульсных трансформаторов. Транзистор T1 можно использовать любой другой полевой n-канальный с напряжением сток-исток не менее 400 вольт, а лучше больше. Такой преобразователь даст всего несколько миллиампер тока при напряжении 400 вольт, но для работы счетчика Гейгера этого хватит с головой несколько раз. После отключения питания от схемы на заряженном конденсаторе C3 схема будет работать еще примерно секунд 20-30, учитывая его небольшую емкость. Супрессор VD2 ограничивает напряжение на уровне 400 вольт. Конденсатор C3 необходимо использовать на напряжение не менее 400 — 450 вольт.

Далее схема состоит из непосредственно самого счетчика Гейгера RO1 и цепи «озвучивания» импульсов счетчика.

В качестве Ls1 можно использовать любой пьезодинамик или динамик. При отсутствии ионизирующего излучения ток через резисторы R2 – R4 не протекает (на фото на макетной плате пять резисторов, но общее их сопротивление соответствует схеме). Как только на счетчик Гейгера попадет соответствующая частица внутри датчика происходит ионизация газа и его сопротивление резко уменьшается вследствие чего возникает импульс тока. Конденсатор С4 отсекает постоянную часть и пропускает на динамик только импульс тока. Слышим щелчок.

В моем случае в качестве источника питания используется две аккумуляторных батареи от старых телефонов (две, так как необходимое питание должно быть более 5,5 вольт для запуска работы схемы в силу примененной элементной базы).

Итак, схема работает, изредка пощелкивает. Теперь как это использовать. Самый простой вариант – это пощелкивает немного – все хорошо, щелкает часто или вообще непрерывно – плохо. Другой вариант – это примерно подсчитываем количество импульсов за минуту и переводим количество щелчков в мкР/ч. Для этого из справочника необходимо взять значение чувствительности счетчика Гейгера. Однако в разных источника всегда немного разные цифры. В идеальном случае необходимо провести лабораторные замеры для выбранного счетчика Гейгера с эталонными источниками излучения. Так для СБМ-20 значение чувствительности варьируется в пределах от 60 до 78 имп/мкР по разным источникам и справочникам. Так вот, подсчитали количество импульсов за одну минуту, далее это число умножаем на 60 для аппроксимации числа импульсов за один час и все это разделить на чувствительность датчика, то есть на 60 или 78 или что у вас ближе к действительности получается и в итоге получаем значение в мкР/ч. Для более достоверного значения необходимо сделать несколько замеров и посчитать между ними среднеарифметическое значение. Верхний предел безопасного уровня радиации составляет примерно 20 — 25 мкР/ч. Допустимый уровень составляет примерно до 50 мкР/ч. В разных странах цифры могут отличаться.

P.S. На рассмотрение этой темы меня подтолкнула статья о концентрации газа радон, проникающего в помещения, воду и т.д. в различных регионах страны и его источниках.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector