Θέλατε ποτέ να ελέγξετε τα επίπεδα ραδιενέργειας σας; Ή μήπως θέλατε να προετοιμαστείτε για την πυρηνική Αποκάλυψη; Τότε αυτό το master class για την κατασκευή ενός μετρητή Geiger είναι μόνο για εσάς. Θα σας δείξω πώς να φτιάξετε έναν πολύ απλό και φθηνό μετρητή Geiger από παλιά και ανεπιθύμητα μεταχειρισμένα ανταλλακτικά. Δείτε το βίντεο σχετικά με τη συναρμολόγηση και τη λειτουργία του μετρητή στο τέλος του άρθρου μου. Ας αρχίσουμε!
Πώς λειτουργεί ένας μετρητής Geiger;
Για να ξεκινήσω, θα σας εξηγήσω τα βασικά για το πώς λειτουργούν όλα. Ένας μετρητής Geiger χρησιμοποιεί έναν ειδικό σωλήνα γεμάτο με αδρανές αέριο σε πολύ χαμηλή πίεση για την ανίχνευση ακτινοβολίας. Μέσα σε αυτόν τον σωλήνα υπάρχει ένα κυλινδρικό κομμάτι μετάλλου που λειτουργεί ως κάθοδος. Μέσα σε αυτόν τον κύλινδρο υπάρχει ένα μικρό κομμάτι μεταλλικού σύρματος που λειτουργεί ως άνοδος. Όταν υπάρχει υψηλή τάση στην άνοδο του σωλήνα, δεν συμβαίνει τίποτα, αλλά όταν τα σωματίδια ακτίνων εισέρχονται στον σωλήνα, προκαλεί τον ιονισμό του αδρανούς χρόνου και αρχίζει να άγει ηλεκτρικό ρεύμα. Αυτό το ρεύμα μπορεί να μετρηθεί με ειδικά όργανα, αλλά σε αυτό το κύκλωμα θα υπάρχει μόνο ανίχνευση σήματος για την παρουσία ακτινοβολίας.
Κύκλωμα μετρητή Geyer
Ένας μετρητής Geiger αποτελείται από δύο μέρη: ένα τροφοδοτικό υψηλής τάσης - έναν μετατροπέα και έναν ανιχνευτή. Στο παραπάνω κύκλωμα, το κύκλωμα υψηλής τάσης αποτελείται από ένα χρονόμετρο 555 πάνω στο οποίο είναι χτισμένη η γεννήτρια. Ο χρονοδιακόπτης 555 παράγει ορθογώνιους παλμούς που περιοδικά ανοίγουν και κλείνουν το τρανζίστορ μέσω μιας αντίστασης. Αυτό το τρανζίστορ κινεί έναν μικρό μετασχηματιστή ανόδου. Από τον μετασχηματιστή εξόδου, η τάση τροφοδοτείται στον διπλασιαστή τάσης, όπου αυξάνεται στα 500 Volt περίπου. Στη συνέχεια, η τάση σταθεροποιείται χρησιμοποιώντας διόδους zener στα 400 βολτ που απαιτούνται για την τροφοδοσία του μετρητή σωλήνα Geiger.
Ο ανιχνευτής αποτελείται από ένα πιεζοηλεκτρικό στοιχείο συνδεδεμένο απευθείας στην άνοδο του σωλήνα χωρίς ενισχυτές.
Εργαλεία και ανταλλακτικά
Για να ολοκληρώσετε αυτό το έργο, θα χρειαστείτε διάφορα εργαλεία και υλικά.
Εργαλεία:
- Συρματοκόπτης.
- Απογυμνωτή για απογύμνωση συρμάτων.
- Κολλητήρι.
- Πιστόλι θερμής κόλλας.
Λεπτομέριες: τα περισσότερα από αυτά μπορούν να βρεθούν από παλιές ηλεκτρονικές συσκευές.
- Transformer 8:800 - αυτός ήταν ο μετασχηματιστής της τροφοδοσίας του χαλασμένου ξυπνητηριού.
- Σωλήνας Geiger - αγοράστηκε - ΕΔΩ.
- Χρονοδιακόπτης 555.
- Αντιστάσεις 47K (x2).
- Πυκνωτής 22nF.
- Πυκνωτής 2,2 nF.
- Αντίσταση 1Κ.
- Οποιοδήποτε MOSFET N καναλιών.
- Ψωμί σανίδα.
- 1n4007 δίοδος (x2).
- Πυκνωτής 100 nf στα 500 βολτ.
- Δίοδοι Zener - 100 βολτ (x4)
- Πιεζοηλεκτρικό στοιχείο (από παλιό φούρνο μικροκυμάτων).
- Σύρματα.
- Κόλλα μετάλλων.
Συναρμολόγηση γεννήτριας με τρανζίστορ MOSFET
Αφού συγκεντρώσετε τα εργαλεία και τα υλικά σας, ήρθε η ώρα να προχωρήσετε στη συγκόλληση των εξαρτημάτων. Το πρώτο πράγμα που πρέπει να κολλήσετε είναι η γεννήτρια και το τρανζίστορ. Για να το κάνετε αυτό, εγκαταστήστε κάθε στοιχείο στο breadboard με τον πιο αποτελεσματικό τρόπο.Για παράδειγμα, κολλήστε το MOSFET δίπλα στον μετασχηματιστή. Αυτό θα σας βοηθήσει να χρησιμοποιήσετε λιγότερα καλώδια κατά τη συγκόλληση. Μόλις συγκολληθούν όλα τα μέρη μεταξύ τους, κόψτε το σύρμα που περισσεύει.
Συγκολλήστε τον μετασχηματιστή και τον διπλασιαστή τάσης με σταθεροποίηση
Μετά τη συναρμολόγηση της γεννήτριας, πρέπει να συγκολλήσετε την περιέλιξη του μετασχηματιστή με χαμηλότερη αντίσταση μεταξύ του MOSFET και του τροφοδοτικού. Στη συνέχεια, συγκολλήστε την έξοδο του μετασχηματιστή από την περιέλιξη υψηλής τάσης στον διπλασιαστή. Στη συνέχεια, συγκολλήστε όλους τους πυκνωτές και τις διόδους zener. Μετά τη συγκόλληση, η παροχή ρεύματος υψηλής τάσης πρέπει να ελεγχθεί με ένα βολτόμετρο για να διασφαλιστεί ότι έχει συναρμολογηθεί σωστά και παράγει την απαιτούμενη τάση. Εάν έχετε άλλο σωλήνα Geiger εκτός από τον δικό μου, δείτε τις τεχνικές του προδιαγραφές για να μάθετε την τάση τροφοδοσίας του, η οποία μπορεί να διαφέρει. Στη συνέχεια, προσθέστε τις κατάλληλες διόδους zener.
Προσθήκη σωλήνα και ανιχνευτή Geiger
Το τελευταίο μέρος και το μόνο που έχω να κάνω είναι να προσθέσω τον ίδιο τον σωλήνα - έναν μετρητή και έναν ανιχνευτή - στο κύκλωμα. Αρχίζουμε να κολλάμε καλώδια σε κάθε άκρο του σωλήνα. Στη συνέχεια, συγκολλήστε την άνοδο στην έξοδο της ρυθμιζόμενης πηγής ισχύος και την κάθοδο στο πιεζοηλεκτρικό στοιχείο. Τέλος, κολλάμε το πιεζοηλεκτρικό στοιχείο στο κοινό σύρμα. Χάρη στη χρήση ενός ανιχνευτή που αποτελείται από δύο μόνο στοιχεία, αυτός θεωρείται ο απλούστερος μετρητής Geiger. Οι πιο πολύπλοκοι μετρητές περιέχουν τρανζίστορ στον ανιχνευτή. Δεν απαιτούνται αντιστάσεις περιορισμού ρεύματος σε αυτόν τον ανιχνευτή λόγω πολύ μικρών ρευμάτων.
Δοκιμές
Επιτέλους, ήρθε η ώρα να ελέγξετε με έναν μετρητή Geiger! Για να το κάνετε αυτό, συνδέστε πρώτα το μετρητή σε μια πηγή ρεύματος. Στη συνέχεια, πάρτε μια ραδιενεργή πηγή για δοκιμή. Χρησιμοποιώντας πένσα, κρατήστε την πηγή ακτινοβολίας κοντά στο σωλήνα Geiger.Θα πρέπει να ακούσετε αρκετά αξιοσημείωτα κλικ από το πιεζοηλεκτρικό στοιχείο. Αυτό σημαίνει ότι ο μετρητής λειτουργεί σωστά. Για να το ακούσετε και να το δείτε, δείτε το βίντεο. Ευχαριστούμε που το διαβάσατε!
Δείτε ένα βίντεο με έναν μετρητή Geiger σε δράση
Αποποίηση ευθύνης: Αυτό το έργο είναι υψηλής τάσης, ακολουθήστε τις προφυλάξεις ασφαλείας και εργαστείτε με προσοχή.
