Самодельный дозиметр: Народная дозиметрия. Бюджетный детектор радиации своими руками / Хабр

Дозиметр в домашних условиях — Ufactor

На чтение 7 мин Просмотров 200 Опубликовано 06.09.2021 Обновлено 14.03.2021

Измерение радиационного фона в домашних условиях позволяет контролировать уровень загрязнения помещения и окружающего пространства. Дозиметр радиации своими руками можно изготовить как с помощью простых подручных средств, так и с использованием современных технологий. Получившийся прибор не уступит в функциональности некоторым магазинным аналогам.

Содержание

1. Можно ли сделать дозиметр своими руками
2. Как собрать дозиметр радиации своими руками
3. Схема простого дозиметра своими руками за 3 минуты
4. Схема дозиметра своими руками на СБМ-20
5. Дозиметр с двухпроводным детектором своими руками
6. Дозиметр с трехпроводным детектором своими руками
7. Как сделать самому дозиметр с векторными резисторами
8. Самодельный дозиметр с интегральными резисторами
9. Заключение
10. Источник

Можно ли сделать дозиметр своими руками

Самостоятельно довольно сложно собрать профессиональный многофункциональный прибор, который будет способен к измерению бета и гамма-излучения. Чаще всего под портативным дозиметром понимают устройство, способное показывать уровень заражения прилегающей территории радионуклидами.

Важно! Очень часто под дозиметром подразумевают радиометр. Второй прибор показывает именно степень заражения, а не общее количество содержащейся в воздухе радиации.

Получившийся в домашних условиях дозиметр получается не самым чувствительным, однако он способен указать на наличие критического уровня заражения. Несмотря на техническое несовершенство, устройство вполне может подойти в качестве страховки человеческой жизни в тяжелых условиях.

Как собрать дозиметр радиации своими руками

Существует большое количество схем по сбору портативного устройства для измерения радиационного фона. Для начинающих постигать основы радиотехники подойдут самые простые устройства на резисторах СБМ-20. Более опытные любители могут сконструировать дозиметр радиации своими руками с двух- или трехпроводным детектором, а также используя векторные или интегральные резисторы.

Независимо от выбора схемы будущего устройства, при его сборке стоит использовать несколько простых правил. Они позволят получить максимально качественный прибор, который будет безопасен для жизни и здоровья человека. Большинство экспертов советуют:

1. Использование 400 вольтовых счетчиков. Если модуль рассчитан на 500 вольт, придется вносить дополнительные корректировки в настройки цепи.
2. Перед началом использования прибора необходимо измерить его выходную мощность при помощи 10 Мом вольтметра. Оно должно составлять ровно 400 вольт. Стоит помнить, что несмотря на малую удельную мощность, при неправильной настройке конденсаторы могут нести опасность здоровью.
3. Необходимо исключить возможность доступа к элементам, на которые подается высокое напряжение. Корпус должен плотно закрывать электрические приборы.
4. Подключение всех узлов производится при отключенном питании и разряженных конденсаторах.

Несмотря на выбор схемы будущего устройства, общий принцип работы дозиметра радиации будет практически одинаковым. Он будет выдавать некоторое количество звуковых сигналов. При нормальном радиационном фоне этот показатель будет на уровне 30. Увеличенное количество сигналов говорит о значительном повышении уровня загрязнения окружающей среды.

Схема простого дозиметра своими руками за 3 минуты

Такой метод позволяет получить самодельный прибор для измерения радиации в максимально короткие сроки. Технология подразумевает минимальный набор навыков и самое простое оборудование.

Чтобы изготовить такое устройство, потребуется:

• пластиковая бутылка;
• консервная банка;
• простой тестер;
• 20 см медной или стальной проволоки;
• транзистор кп303.

У жестяной банки удаляют верхнюю часть и слегка полируют края наждачной бумагой, чтобы не поранить руки. Бутылку обрезают под горлышко, оставляя около 10-15 см — она должна плотно входить в банку. В крышке делают 2 отверстия — в одно из них вставляют проволоку, чтобы она выходила на 1-2 см. После этого второй конец загибают и вставляют во вторую дырку.

Важно! Конец проволоки ни в коем случае не должен касаться дня жестяной банки.

Ножку транзистора прикручивают к получившейся петле. К его истоку и стоку подключают клеммы тестера. После этого можно приступать к непосредственной калибровке дозиметра. В качестве эталона используют лабораторные источники излучения.

Схема дозиметра своими руками на СБМ-20

Более продвинутые модели можно собрать, использовав специальные счетчики. СБМ-20 состоит из герметичной трубки — катода, сквозь который проходит анод в виде проволоки. Внутри полость наполнена газом — это обеспечивает оптимальную электропроводность.

Также для дозиметра радиации своими руками потребуется:

• счетчик на 400 вольт СТС-5;
• резистор до 2 вт;
• керамические или бумажные конденсаторы.

Дозиметр состоит из двух пластиковых блоков — сетевого выпрямителя и индикатора. Их соединяют между собой разъемом. Сетевой выпрямитель собирают согласно схеме. Перед включением необходимо зарядить конденсаторы — для этого прибор включают в сеть на небольшой промежуток времени.

Важно! Устройство в сборе должно иметь закрытый блок с резисторами. Недопустимо прикасаться к их контактам голыми руками.

После зарядки к дозиметру подключают телефоны с высокими показателями сопротивления. При естественном природном уровне радиации аппарат будет регистрировать редкие телефонные сигналы. Загрязнение окружающего пространства повлечет более частые сигналы. Если дозиметр совсем замолчал — скорее всего, кончился заряд конденсаторов. Полностью заряженное устройство способно работать около 20 минут.

Дозиметр с двухпроводным детектором своими руками

Такой прибор отлично подойдет для улавливания значительных изменений радиации. Процесс изготовления такого дозиметра не доставит сложностей опытным радиолюбителям.

Для его сбора своими руками необходимо:

• конденсатор проходной;
• двухпроводной детектор;
• 3 резистора;
• одноканальный демпферный элемент;
• пластиковый контейнер.

Для конструкции не используют расширители, предпочитая им резонансные выпрямители. Демпфер ставят непосредственно после детектора для снижения амплитуды колебаний. За ним устанавливают проходной конденсатор — именно он определяет исходную дозу радиации. Изготовленный своими руками по такой технологии дозиметр будет более чувствительным к колебаниям радиации, однако потребует больше времени в сборке.

Дозиметр с трехпроводным детектором своими руками

Более сложные устройства относят уже к профессиональным приборам измерения. Они показывают не только уровень радиации, но и текущую мощность излучения. Задача сборки такого дозиметра может стать сложной даже для опытных радиолюбителей.

Важно! Детектор устанавливают лишь после закрепления всех проходных конденсаторов.

Для сборки используют электролитические резисторы закрытого типа и одноканальные демпферы. В выборе расширителей отдают предпочтение низкочастотным вариантам. Замер радиации выполняется только резонансными выпрямителями.

Мощность собранного своими руками дозиметра зависит от используемого выходного резистора. Отдельным моментом при сборке такого аппарата стоит отметить довольно частый отказ от использования стабилитронов — они являются причиной высоких погрешностей при измерении.

Как сделать самому дозиметр с векторными резисторами

Векторные элементы являются дополнением к более традиционным приборам с сетевыми детекторами. Основным отталкивающим фактором в изготовлении таких дозиметров радиации является итоговая цена основной запчасти — ее приобретение может вылиться в довольно внушительную сумму.

Как и в случае с детекторными дозиметрами векторные резисторы устанавливают лишь после закрепления всех проходных конденсаторов. Число последних может варьироваться от одного до двух на одну модель в зависимости от желаемой мощности. Для нормальной работы необходимы конденсаторы объемом около 20 пФ.

Важно! При большом количестве проходных конденсаторов может значительно увеличиваться сопротивление, и, как следствие, итоговые погрешности.

После установки векторных резисторов в дозиметр радиации можно переходить к монтажу выпрямителя. Лучше всего использовать модели резонансного типа. Кроме того, эксперты говорят о возможности применения позиционных выпрямителей. После полного сбора устройства его помещают в пластиковый корпус и калибруют в лабораторных условиях.

Самодельный дозиметр с интегральными резисторами

Изготовленный по такой технологии прибор отличается высокими показателями чувствительности. Схема дозиметра радиации своими руками на микроконтроллере не представляет сложностей для опытных радиолюбителей. Встречаются как одноканальные, так и многоканальные модели.

Первым делом для изготовления дозиметра радиации своими руками необходимо подобрать корпус. Подойдет обычная пластиковая коробка соответствующих размеров. В нее устанавливают демпфер. Дальнейшая сборка совпадает с технологией изготовления прибора с векторными резисторами.

Важной особенностью является установка конденсаторов после резисторов. В среднем понадобится около 3 элементов. Чувствительность конденсаторов напрямую зависит от используемого расширителя. После подбирается специальный счетчик двоичного типа. Их устанавливают непосредственно на сам детектор.

Заключение

Дозиметр радиации своими руками — отличное решение, которое позволяет самостоятельно регистрировать увеличение уровня загрязнения радионуклидами. Изготовленный прибор позволит вовремя заметить смещение радиационного фона. Правильно сконструированное устройство может конкурировать с более технологичными и дорогостоящими магазинными аналогами.

Источник

• https://tehnolev.ru/tsifrovaya-tehnika/dozimetr/samodelnyy-dozimetr-radiatsii-shema-kak-sdelat.html

Самодельный бытовой дозиметр на Ардуино и создание высоковольтного источника питания для счетчика Гейгера Мюллера своими руками

Привет всем! Как ваши дела? Сегодня я хочу показать вам, как сделать счетчик Гейгера своими руками. Я начал создавать этот прибор примерно в начале прошлого года. С тех пор он претерпел мою лень и три полных переосмысления.

Идея сделать бытовой дозиметр появилась в самом начале моего увлечения электроникой, идея радиации всегда интересовала меня.

Шаг 1: Теория

Итак, дозиметр — на самом деле очень простой прибор, нам нужен чувствительный элемент, в нашем случае трубка Гейгера, питание для неё, обычно около 400V постоянного тока и индикатор, в простейшем случае это может быть обычный динамик. Когда ионизирующее излучение ударяется о стенку счётчика Гейгера и выбивает из неё электроны, оно заставляет газ в трубке стать проводником, поэтому ток идёт прямо на динамик и заставляет его щелкать, если вам интересно, то в сети можно найти гораздо лучшее объяснение.

Я думаю, все согласятся, что щелки — не самый информативный индикатор, тем не менее, у него есть возможность оповещать об увеличении радиационного фона, но подсчет радиации при помощи секундомера для более точных результатов — штука довольно странная, поэтому я решил добавить устройству немного мозгов.

Шаг 2: Дизайн

Давайте перейдём к практике. В качестве мозгов я выбрал Ардуино нано, программа очень проста, она считает пульс в трубке за определенное время и отображает его на экране, также она показывает милый значок-предупреждение о радиационной опасности и уровень заряда батареи.

В качестве источника энергии я использую батарейку 18650, но Ардуино нужно 5V, поэтому я встроил повышающий преобразователь DC-DC и литий-ионный аккумулятор, чтобы сделать устройство полностью автономным.

Шаг 3: Высоковольтный DC-DC

Я хорошо потрудился над высоковольтным источником питания, сделав его вручную, намотав трансформатор примерно на 600 витков на вторичной катушке, упаковав его с МОП-транзистором и PWM на Ардуино. Всё работает, но мне хотелось, чтобы вещи оставались простыми.

Всегда лучше, когда ты можешь просто купить 5 модулей, припаять 10 проводов и получить рабочий девайс, чем наматывать катушки и прикручивать PWM, ведь я хочу, чтобы каждый мог повторить моё устройство. Так что я нашел высоковольтный повышающий конвертер DC-DC, очень странно, но его оказалось очень трудно найти и самые популярные модули имели всего по 100 продаж.

Я заказал его, сделал новый корпус, но когда начал тестирование, он выдавал максимум 300V, в то время как в описании говорилось, что он выдаёт до 620V. Я попытался починить его, но проблема, скорее всего, была в трансформаторе. В любом случае, я заказал другой модуль, и он был другого размера, хотя описание было одинаковым… Я вернул свои деньги за первый модуль, но сохранил его, потому что он давал 400V, которые нам нужны, может быть максимум 450V, вместо 1200 (в китайских измерительных приборах что-то работает совсем неправильно…) В общем, я просто заново открыл спор…

Шаг 4: Компоненты

Показать еще 7 изображений

Итак, в итоге дизайн счетчика Гейгера Мюллера почти полностью состоит из этих модулей:

• Высоковольтный повышающий конвертер DC-DC (Aliexpress или Amazon)
• Зарядник (Aliexpress или Amazon)
• 5V повышающий преобразователь DC-DC (Aliexpress или Amazon)
• Ардуино нано (Aliexpress или Amazon)
• OLED—экран на этих фотографиях 128*64, но в итоге я использовал 128*32 (Aliexpress или Amazon)
• Также нам нужен транзистор 2n3904 (Aliexpress или Amazon)
• Резисторы 10M и 210K (Aliexpress или Amazon)
• Конденсатор 470pf (Aliexpress или Amazon)
• Кнопка-переключатель (Aliexpress или Amazon)

Аккумулятор, опциональную активную пьезо-трещалку и сам счетчик Гейгера я использовал старые советские. Модель STS-5 довольно дешевая и её легко найти на Ибэй или Амазоне, она также совместима с трубкой SBM-20 или любой другой, вам нужно просто задать параметры в программе, в моём случае количество микрорентген в час равно количеству импульсов трубки за 60 секунд. И да, вот модель кейса, напечатанного на 3Д-принтере: ссылка.

Также есть довольно дешевые наборы для создания счетчика Гейгера, которые могут вас заинтересовать: (Aliexpress или Amazon)

Шаг 5: Сборка

Давайте начнём сборку. Первое, что нужно сделать, это настроить вольтаж на высоковольтном DC-DC с потенциометром. Для STS-5 нам нужно примерно 410V. Затем просто спаяйте все модули по схеме, я использовал однопроволочные провода, это повышает стабильность конструкции и даёт возможность собрать устройство на столе, а затем просто поместить его в кейс.

Важный момент состоит в том, что нам нужно соединить минус на входе и выходе высоковольтного конвертера, я просто припаял штекер. Так как мы не можем просто присоединить Ардуино к 400V, нам понадобится простая схема с транзистором, я просто спаял их навесным методом и обернул в термоусадочную трубку, резистор 10MΩ от +400V был закреплен прямо на коннекторе.

Лучше сделать медный кронштейн для трубки, но я просто накрутил провод по кругу, всё работает нормально, не меняйте плюс и минус счетчика Гейгера. Я подсоединил дисплей к съемному кабелю, тщательно его изолировал, так как он располагался очень близко к высоковольтному модулю. Немного горячего клея. И сборка завершена!

Шаг 6: Финал

Помещаем всё в кейс, и мы готовы к тестам. Но у меня нет ничего для тестов в домашних условиях, но, кстати, фоновая радиация должна сработать. Что я могу сказать? Девайс работает. Да, всё верно. Но я вижу множество способов улучшить его, например больший дисплей, чтобы можно было отображать графические элементы, модуль Bluetooth, или использовать Зиверты вместо Рентгена.

Меня девайс устраивает, но если вы улучшите его, пожалуйста, поделитесь вашим устройством! Спасибо за просмотр, увидимся в следующий раз!

Самодельный дозиметр Гейгера – PocketMagic

Учитывая весь мой предыдущий опыт работы со счетчиками Гейгера (см. , например, мой проект uRadMonitor), я решил разработать портативный, простой в сборке дозиметр радиации . У меня не было особой потребности в еще одном дозиметре (с моим Radex 1706 или Terra-P), но я знаю, что есть несколько человек, которые не могут позволить себе коммерческий прибор, но хотят иметь свой собственный прибор для измерения радиации. Итак, вот эта статья, предлагающая вам именно это: эффективную, стабильную, простую в сборке конструкцию для всех ваших потребностей в радиационной дозиметрии.

Краткое описание

Подобно моему uRADMonitor, микроконтроллер заботится обо всем:
1. Генерирует сигнал ШИМ с переменным режимом работы, используя Таймер 1, для управления инвертором 400 В, необходимым для работы трубки Гейгера; Инвертору не нужен множитель, так как вторичная обмотка ферритового трансформатора выдает ровно столько, сколько требуется. Трансформатор выполнен на ферритовом сердечнике А22, с 16 витками в первичке и 600 во вторичке.
2. Использует один порт АЦП для измерения напряжения инвертора и регулировки рабочего цикла ШИМ для постоянного выхода (ровно 400 В для стабильной работы)
3. Подсчитывает время, используя Timer0, чтобы мы могли вычислить дозу.
4. Использует прерывание INT0 для подсчета импульсов, производимых трубкой Гейгера.
5. Управляет ЖК-дисплеем 2×16 для вывода результатов.
Некоторые другие схемы в Интернете поставляются с неподходящими инверторами 400 В (некоторые люди, похоже, не могут спроектировать правильный инвертор), они избыточны (с использованием 555-х и дополнительных компонентов, когда микроконтроллер может позаботиться обо ВСЕМ), используйте неправильный цепь обнаружения сигнала/счетчика или другие небольшие дефекты, которые приводят к неправильным измерениям. Не говоря уже о сложном аспекте вычисления дозы в зивертах из импульсов в минуту.
Учитывая все эти неправильные конструкции, мой детектор пытается заполнить некоторые пробелы. Итак, это именно то, что вам нужно: стабильная конструкция с несколькими улучшениями, сделанными с течением времени, и все это упаковано в эту красивую конструкцию, которую вы можете легко воспроизвести.

Некоторые фотографии

Перед тем, как перейти к деталям конструкции и теории моего счетчика Гейгера, вот несколько фотографий моей конструкции. Я мог бы использовать их позже, чтобы указать на критические аспекты конструкции.

Сборка ферритового трансформатора

Сборка корпуса

И снова я использовал трубы из ПВХ как хороший источник пластиковых листов. Вот еще один корпус, который я построил для этого дозиметра Гейгера:

И результат

Детали конструкции

Схему можно увидеть здесь:

У меня были некоторые проблемы с моей первой печатной платой, которые сейчас устранены. Вот окончательная версия печатной платы:

Аккумулятор

Помимо использования внешнего адаптера питания, я добавил в это устройство перезаряжаемые батареи, чтобы оно могло работать независимо. 4 никель-металлогидридных аккумулятора AAA были собраны вместе с помощью моего аппарата для точечной сварки конденсаторов и вставлены в нижнюю часть корпуса.

Модуль Bluetooth и возможности удаленного радиационного контроля – опционально

Отображение дозиметра на TVR Тимишоара

Подробнее о счетчиках Гейгера

Вот список обязательных к прочтению ресурсов:
uRadMonitor – станция радиационного контроля счетчиком Гейгера (v3.3)
Трубки Centronic Geiger Muller
Простой счетчик Гейгера (v3.2)

Лицензия

Эта работа является бесплатным программным обеспечением, лицензированным по лицензии GPL v2; вы можете распространять его и/или изменять в соответствии с условиями Стандартной общественной лицензии GNU, опубликованной Free Software Foundation; либо версия 2 Лицензии, либо (на ваш выбор) любая более поздняя версия. Чтобы узнать о других вариантах лицензирования, свяжитесь со мной.
Лицензия на использование моего произведения

HEX Прошивка для Atmega-8

Трубка Гейгера STS-1: GMD_STS-1
Трубка Гейгера SBM-19: GMD_SBM-19
Для изменения прошивки, чтобы дозиметр работал с другими трубками Гейгера, свяжитесь со мной.

Исходный код и другие ресурсы

Eagle SCH и PCB: загрузите
Исходный код дозиметра: код доступен на Github под лицензией GPL. Используйте его, только если вы понимаете условия программного обеспечения с открытым исходным кодом, распространяемого под лицензией GPL.
Вы также можете скачать его здесь.
Опционально, если к дозиметру был добавлен Bluetooth-модуль UART: Bluetooth-дозиметр Android-приложение

Вот несколько вариантов, созданных моими читателями

Дозиметр DREDD

улучшения программного обеспечения

Это устройство было обновлено, его функциональность улучшена путем перезаписи кода для внедрения последних результатов из проекта uRADMonitor. Смотрите здесь.

Рубрика: Электроника, Аппаратное обеспечение, Ядерная Метки: atmega8, bluetooth, цифровой, поделки, дозиметр, дозиметрия, счетчик гейгера, гейгера мюллера, самоделки, микроконтроллеры, СБМ-19, СБМ-20, СТС-1

Мой первый самодельный дозиметр | Hackaday.io

Посмотреть галерею

Публичный чат

Команда (1)

• отправитель

Присоединяйтесь к команде этого проекта отложенный проект аппаратное обеспечение дозиметр

Этот проект был создано 29. 05.2022 и последнее обновление 7 месяцев назад.

Описание как сделать простой работающий дозиметр своими руками за 2 часа

Детали

Проверка самодельного дозиметра

Сегодня мы рассмотрели самый бюджетный вариант дозиметра-радиометра. Из любопытства заказали прозрачные пластины из оргстекла, чтобы сделать устройство более удобным и наглядным. Для испытаний использовали сульфат калия. Удобрение богато радиоактивным изотопом калия-40, который активно излучает бета-излучение.

Норма радиации в помещении 15-20 мкР/ч. При непосредственном контакте с сульфатом калия получаем 32-39 мкР/ч, в два раза выше.

стекло.dxf Стеклянная крышка для дозиметра своими руками. Необходимо две штуки Автокад DXF- 88,27 КБ — 29.05/2022 в 16:54

Скачать

• 1 × Радсенс 2 Датчик радиации
• 1 × OLED-дисплей SSD1306
• 1 × Модуль пьезозуммера MH-FMD
• 1 × Макет 120*80
• 1 × Плата разработки Espressif ESP32

• 1

  Процесс сборки самодельного дозиметра

  Необходимые шаги:

  1. Припаяйте элементы к макетной плате в желаемом положении.
  2. Соедините все элементы по предложенной схеме.
  3. Проверьте соединение сначала визуально, затем подключив ESP к USB.
  4. Подключите библиотеку RadSens и плату ESP32 к Arduino IDE.
  5. Добавьте код в IDE и загрузите его.

• 2

  Шаг 1. Соединение

  Нам нужно спаять все элементы и соединить их. Контакты SDA и SCL на RadSens и OLED-экране должны быть подключены к портам D22 (SCL) и D21 (SDA), которые взаимодействуют через интерфейс I2C. Остальные подключите по схеме ниже.

  
  

• 3

  Шаг 2. Подключение библиотек RadSens, ESP32, GyverOLED. строка

  Подключение Extensions в Arduino IDE для платы ESP32 выглядит следующим образом:

  Arduino -> Инструменты -> Плата -> Диспетчер плат -> введите «ESP32» в строке поиска.