JEDNODUCHý DETEKTOR ZáŘENí

Send

Jako senzor jsem se rozhodl použít malou ionizační komoru s proudovým zesilovačem postaveným na kompozitním tranzistoru.

Ale když jsem připojil základnu kompozitního tranzistoru přímo k vodiči senzoru, proud kolektoru prakticky chyběl. Očekával jsem, že díky plovoucí základně a desítkám tisíc zisků uvidím nějaký svodový proud. Nevím, zda jsou všechny kompozitní npn tranzistory tak dobré jako tyto MPSW45A, ale svodový proud byl překvapivě nízký a zisk vypadal velmi vysoko, možná 30 000, se základním proudem několika desítek pikosperů. (Zkoušel jsem zisk testovacím odporem s odporem 100 MΩ připojeným ke zdroji energie s nastavitelným výstupním napětím).

Najednou jsem viděl příležitost použít tyto konvenční komponenty k vytvoření skutečně citlivého senzoru. Přidal jsem další tranzistor, jak je ukázáno níže

Kdo potřebuje odpory? Použil jsem plechovku o průměru asi 10 cm s otvorem ve spodní části pro drát antény a hliníkovou fólií zakrývající otevřenou část. Rychle jsem si uvědomil, že rezistor připojený k základně 2N4403 (10 kOhm) je dobrý nápad, jak zabránit poškození během zkratu. Účinnost tohoto obvodu byla vynikající, snadno detekovala mřížku thiomové lampy Colemanovy lampy! Tak proč nepřidávat další složený tranzistor? Vypadalo to směšně, ale tady jsem postavil:

Použil jsem napájecí napětí 9 V, ale doporučil bych použít mírně vyšší napětí, abych získal dostatečný potenciál v ionizační komoře. Byly přidány rezistory pro ochranu proti náhodným zkratům, které mohou rychle poškodit tranzistor nebo ampérmetr. Během normálního provozu mají malý vliv na fungování obvodu.

Tento obvod funguje opravdu dobře a po 5-10 minutách potřebných ke stabilizaci mohl detekovat žárovou mřížku ve vzdálenosti asi deseti centimetrů. Okruh se však ukázal být citlivý na změny teploty a hodnoty ampérmetru se zvýšily s mírným zvýšením teploty v místnosti. Proto jsem se rozhodl přidat teplotní kompenzaci vytvořením identického obvodu, ale bez senzorového drátu připojeného k tranzistorové základně a zapnutí měřicího zařízení mezi výstupními body obou obvodů:

Vypadá to trochu matoucí, ale ve skutečnosti docela snadné. Obvod byl sestaven ve stejné plechovce jako v jednom z výše popsaných projektů JFET a všechny části obvodu byly namontovány na 8kolíkovou desku s obvody. Pozorný čtenář si všimne, že jsem vlastně používal rezistory s odporem 2,4 kOhm a 5,6 kOhm, ale tyto rozdíly v hodnocení nehrají velkou roli. Také jsem použil blokovací kondenzátor připojený paralelně s baterií s hodnocením například 10 uF. Drát čidla je přímo připojen k základně tranzistoru a prochází otvorem vyvrtaným ve spodní části plechovky. Okruh je velmi citlivý na elektrická pole, takže je dobré mít takovou skořepinu.

Nechte okruh „zahřát“ několik minut po přivedení napájecího napětí, po kterém by se ampérmetr měl snížit na velmi malé hodnoty. Pokud jsou hodnoty ampérmetru záporné, přepněte vodič senzoru na základnu jiného tranzistoru a změňte polaritu připojení ampérmetru. Pokud znatelné napětí klesne přes odpory s odporem 2,2 kOhm, může to být až jeden volt, zkuste vše očistit rozpouštědlem a úplně jej vysušit. Když jsou hodnoty ampérmetru nízké a stabilní, držte radioaktivní zdroj, jako je mřížka gázy, k oknu pokrytému fólií a hodnoty by se měly rychle zvyšovat. Jako měřicí zařízení lze použít digitální voltmetr se stupnicí až 1 V nebo ampérmetr se stupnicí 100 μA. Měřicí zařízení znázorněné níže má stupnici kalibrovanou v jednotkách radioaktivity a odečtení asi 2,2 je způsobeno expozicí žhavící mřížce.

Jedná se o jednoduchý senzor, vzhledem k jeho citlivosti! Aktivní experimentátor může vyzkoušet jiné tranzistory, nejpravděpodobněji složené, například MPSA18, nebo dokonce operační proudový zesilovač s řízeným napětím, například CA3080 s otevřenou zpětnou vazbou.

Send