JEDNODUCHý DETEKTOR ŽIARENIA

Send

Ako senzor som sa rozhodol použiť malú ionizačnú komoru s prúdovým zosilňovačom postaveným na zloženom tranzistore.

Keď som však pripojil základňu kompozitného tranzistora priamo k vodiču snímača, prúd kolektora prakticky neexistoval. Očakával som, že v dôsledku plávajúcej základne a desiatok tisíc zisku bude nejaký únikový prúd. Neviem, či sú všetky zložené npn tranzistory také dobré ako tieto MPSW45A, ale zvodový prúd bol prekvapivo nízky a zisk vyzeral veľmi vysoký, možno 30 000, so základným prúdom niekoľkých desiatok pikosperov. (Zisk som skontroloval testovacím odporom s odporom 100 MΩ pripojeným k zdroju energie s nastaviteľným výstupným napätím).

Zrazu som videl príležitosť použiť tieto konvenčné komponenty na vytvorenie skutočne citlivého senzora. Pridal som ďalší tranzistor, ako je znázornené nižšie

Kto potrebuje odpory? Na anténny drôt a hliníkovú fóliu zakrývajúcu otvorenú časť som použil plechovku s priemerom asi 10 cm s otvorom v spodnej časti. Rýchlo som si uvedomil, že odpor pripojený k základni 2N4403 (10 kΩ) je dobrý nápad, aby sa zabránilo poškodeniu v dôsledku skratu. Účinnosť tohto obvodu bola vynikajúca, ľahko odhalila mriežku tória Colemanovej lampy! Tak prečo nepridávať ďalší zložený tranzistor? Vyzeralo to smiešne, ale tu je to, čo som postavil:

Použil som napájacie napätie 9 V, ale na získanie dostatočného potenciálu v ionizačnej komore by som odporúčal použiť mierne vyššie napätie. Boli pridané rezistory na ochranu pred náhodnými skratmi, ktoré môžu rýchlo poškodiť tranzistor alebo ampérmeter. Počas normálnej prevádzky majú malý vplyv na fungovanie obvodu.

Tento obvod skutočne funguje dobre a po 5 až 10 minútach potrebných na stabilizáciu mohol detekovať žiarovú mriežku vo vzdialenosti asi desať centimetrov. Okruh sa však ukázal byť citlivý na zmeny teploty a hodnoty ampéra sa zvýšili s miernym zvýšením teploty v miestnosti. Preto som sa rozhodol pridať teplotnú kompenzáciu vytvorením identického obvodu, ale bez vodiča senzora pripojeného k báze tranzistora a zapnutím meracieho zariadenia medzi výstupnými bodmi oboch obvodov:

Vyzerá to trochu mätúce, ale v skutočnosti je to celkom ľahké. Obvod bol zostavený do rovnakej plechovej nádoby, aká bola použitá v jednom z vyššie uvedených projektov, na tranzistory s poľným efektom (JFET) a všetky časti obvodu boli namontované na dosku s obvodmi s 8 vodičmi. Pozorný čitateľ si všimne, že som vlastne používal rezistory s odporom 2,4 kOhm a 5,6 kOhm, ale tieto rozdiely v ratingoch nehrajú veľkú úlohu. Použil som tiež blokovací kondenzátor pripojený paralelne s batériou s hodnotením napríklad 10 uF. Drôt snímača je priamo spojený so základňou tranzistora a prechádza otvorom vyvŕtaným v spodnej časti plechovky. Okruh je veľmi citlivý na elektrické polia, takže je dobré mať takúto škrupinu.

Nechajte okruh „zohriať“ niekoľko minút po pripojení napájacieho napätia, po ktorom by sa ampérmeter mal znížiť na veľmi malé hodnoty. Ak sú hodnoty ampérmetra negatívne, prepnite drôt snímača na základňu iného tranzistora a zmeňte polaritu pripojenia ampéra. Ak viditeľné napätie klesne na odporoch s odporom 2,2 kOhm, môže to byť až jeden volt, skúste všetko vyčistiť pomocou rozpúšťadla a úplne vysušiť. Keď sú hodnoty ampérmetra nízke a stabilné, držte rádioaktívny zdroj, ako je mriežka gázy, pri okne pokrytom fóliou a hodnoty by sa mali rýchlo zvyšovať. Ako meracie zariadenie sa môže použiť digitálny voltmeter so stupnicou do 1 V alebo ampérmeter so stupnicou 100 μA. Merač znázornený nižšie má stupnicu kalibrovanú v jednotkách rádioaktivity a odčítanie asi 2,2 je výsledkom účinku žeravej mriežky.

Jedná sa o jednoduchý senzor vzhľadom na jeho citlivosť! Aktívny experimentátor môže vyskúšať iné tranzistory, najpravdepodobnejšie kompozitné, napríklad MPSA18, alebo dokonca operačný napäťovo riadený prúdový zosilňovač, napríklad CA3080 s otvorenou slučkou spätnej väzby.

Send