两种不同类型的辐射仪拆解

littleshrimp

两种不同类型的辐射仪拆解 [复制链接]

 

        在我手里的是两个用来检测辐射的仪器，左边的是盖革计数器，右边的是电磁辐射仪，两款虽然都是用来测量辐射的但它们的本质却完全不同。

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        盖革计数器通常用来测量电离辐射,像我们常见的X射线和γ射线就属于电离辐射，电磁辐射仪一搬用来测量电场和磁场这些与电有关的、能量比较低的辐射，比如通电的导线也可以是运动的磁体。

        这个盖革计数器的型号是FS2011，某宝上的价格在400元左右，属于比较便宜的。

    面板因为存在设计缺陷已经翘起来了。

        背面的左边是一个电池仓，右边的一排圆孔下边是盖革管，开孔是为了让辐射更容易穿透外壳被里边的盖革管测量到。

        从这个角度能更容易看到按键面板变形的情况。

     

         它使用2节5号电池供电。

         

拆开后面板就能看到里边的结构。

         中间的玻璃管就是这个仪器的核心-盖革米勒计数管，一搬直接叫它盖革管，它是盖革和米勒在1928年发明的，时间一长大家基本就把米勒的名字省去直接叫盖革管，看来名字放在后边还是比较吃亏的。

        这个盖革管的型号是J305br，正确的写法应该是J305βγ，这个管子在某宝的价格在100元左右。

        下边是J305βγ的参数介绍，从参数可以看出它的工作电压非常高，需要使用将近400V的电压才能工作。这也是为什么前边视频里电磁辐射仪在接近它时会发现报警的原因。

        盖革计数器测量辐射的原理也比较简单，盖革管中间有根金属导线作为正极，外边的玻璃内侧会涂有导电涂层作为负极，内部填充一些气体。在两个电极之间通上几百伏的高压，在没有辐射的时候两个电极之间几乎是不导电的，这时如果有辐射进入到管子内部，就能够使管内气体发生电离，释放出自由电子，最后被高压击穿变成导体，在瞬间产生电流。如果在电源和盖革管中间串联一个比较大的电阻，击穿时盖革管两端的电压就会有一个电压跳变，通过检测跳变的频率就能计算出辐射的大小。有兴趣的网友可以看一下ADI的一个参考设计：CN0536 参考电路。

        了解完原理我们再来看一下FS2011的内部结构，它的主控是一颗TI的MSP430F149 msp430f149[1].pdf (1.73 MB, 下载次数: 4)

2022-7-12 12:36 上传

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单片机。

    MSP430F149的左上角是一颗ADI（原美信半导体）的MAX641ACSA max641-max643-1178367[1].pdf (1.87 MB, 下载次数: 5)

2022-7-12 11:53 上传

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  ，一颗升压芯片。

        MAX641ACSA的6脚连接了一颗N沟道的MOSFET Infineon-SPD_U02N60C3-DS-v02_06-EN-51985[1].pdf (619.72 KB, 下载次数: 6)

2022-7-12 12:00 上传

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实现升压，具体可以参考下边的电路。

 

        下边有2个丝印为7601 C0EY的SOT32-5的芯片没找到资料，因为旁边有电感看着像电源芯片，不过也可能是放大器。

        FS2011内部使用了大量的热熔胶，会给人一种（不）踏实的感觉。

        正面的LCD显示屏旁边也有大量的热熔胶，打的也比较随意。右下角是一个振动马达，可以设置成报警时振动。

        正面没有其它芯片。

           

        上边这个是前壳和按键的接口。

        背壳上的电池电极也使用了热熔胶来保证导线的连接稳定。

    

        知道盖革计数器的原理就会发现它其实比较简单，设计的难点主要在升压电路和脉冲检测方面，当然如果想精准可靠的实现辐射检测，盖革管和电路的设计还有很多方面需要考虑，这也是为什么盖革计数器的价格会有从几千到几百不等的原因。

        看完盖革计数器我们再来看一下这个电磁辐射仪它的型号是ER130，因为很多人都比较担心辐射对身体的危害，类似的辐射仪在网上卖的比较火，我在入手后也试了一下，可以很方便的用它来检测通电的导线，把它放在车里在经过高压线时也会产生警报。至于这种辐射的精度还有对人体的危害程度也许并不会像产品宣传的那么严重。

        像下边视频这样，只要有交变的磁场它就会报警，哪怕是地球这种非常弱的磁场。这就相当于你站在地球上原地转圈，地球的磁场会在你的身体里不断变化，你可能会感觉到身体不适不过它应该不是由磁场造成的。这时这个设备能滴滴响告诉你辐射超标就会让人摸不着头脑，如果真的这样地球上的生物就都不用活（动）了。

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        如果地磁都能让它报警，移动一个充磁的螺丝刀自然也不在话下。
         

VID_20220708_205233

        这款电磁辐射仪的制作工艺还是比较讲究的，从外观和质量来看要比之前的盖革计数器质量好很多。

 

         这是它背面的一些参数。

            拆开后盖能看出它的做工还是非常不错的，镀金的电路板、没有COB芯片，看着好像一个被拆开的高端万用表。

        锂电池是粘在后盖上的，背面还放了一块泡棉。

   

         底部有一个用来充电的Micro-USB接口。

       顶部是一个双面覆铜的PCB，应该是用来检测电场用的。

        PCB的后边还有一个电的电感，和覆铜板分别连接到左边和右边的放大器。

 

 

        两颗放大器的型号是RS6332 RS6331S.pdf (998.06 KB, 下载次数: 7)

2022-7-12 12:31 上传

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 润石的1.1MHz带宽的双通道放大器。

 

        锂电池充电芯片是南京拓微的TP4056 TP4056.pdf (831.68 KB, 下载次数: 3)

2022-7-12 12:33 上传

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，支持最大1A充电电流。

 

        降压芯片使用南京微盟的ME6208 ME6208.pdf (386.96 KB, 下载次数: 6)

2022-7-12 12:39 上传

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，3.3V LDO。

 

        主控是芯唐半导体的N76E616 N76E616_SC.pdf (650.68 KB, 下载次数: 3)

2022-7-12 12:40 上传

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，带LCD 驱动、双 UART 通讯口的8051 单片机。        

          比较奇怪的是单片机支持LCD驱动，它又额外配了一个VK0192M，我没找到它的数据手册，看介绍是一颗LCD驱动器。可能是因为N76E616的引脚不够用吧。

 

        ER130除了电场、磁场它还有温度检测功能，下边这个热敏电阻就是用来测温的。

 

                 正面除了按键和段式显示屏基本没有其它器件 。

 

        这款ER130直接通过型号在某宝是找不到的，不过输入“辐射仪”关键字在第一页就能找到它，官方的售价是138元，相比盖革计数器的价格就比较便宜了。产品的介绍里也提到生活处处是辐射，辐射会影响孕妇、小宝宝和老人的身体健康，相信很多人看了都会考虑入手一个。至于它的作用我觉得应该还是有的，可以用它去测一测那些通过永磁铁给人“治病”的保健器械，用这个辐射仪的矛去攻保健品的盾岂不美哉。

   

wangerxian

涨知识了，第二个看起来比第一个高大上。第一个辐射仪什么情况下会报警？

littleshrimp

wangerxian 发表于 2022-7-12 15:24 涨知识了，第二个看起来比第一个高大上。第一个辐射仪什么情况下会报警？

检测到α、β、γ或者X射线。比如原子弹爆炸、早期烟感电离室里的放射源、铀、工作时的CT或者安检仪等等。

wangerxian

littleshrimp 发表于 2022-7-12 15:57 检测到α、β、γ或者X射线。比如原子弹爆炸、早期烟感电离室里的放射源、铀、工作时的CT或者安检仪等等 ...

只要将设备靠近辐射源就可以了吗？

littleshrimp

wangerxian 发表于 2022-7-12 16:24 只要将设备靠近辐射源就可以了吗？

一般是让辐射通过那一排开口进入盖革管内部，因为有的射线传统力不强外壳的其他地方会吸收辐射。

freebsder

第二个辐射计的传感器部分是那个铜片片？准确吗？

littleshrimp

freebsder 发表于 2022-7-12 20:27 第二个辐射计的传感器部分是那个铜片片？准确吗？

有两路 一个是铜片 一个是电感 有兴趣我可以拍一些更清晰的图片

freebsder

littleshrimp 发表于 2022-7-12 20:46 有两路 一个是铜片 一个是电感 有兴趣我可以拍一些更清晰的图片

谢谢，比较感兴趣它的检测部分。毕竟盖革计数器还能看见，这个东西没太看清楚实现原理。

tagetage

楼主的知识面还是非常广的。

有2个小问题，楼主看看能不能帮忙解惑。

1，盖革电路中，3V能直接BOOST升压到400V吗？ 

2，盖革管有没有使用寿命，在现实生活中怎样测试盖革计数器是否好用。

littleshrimp

freebsder 发表于 2022-7-13 19:41 谢谢，比较感兴趣它的检测部分。毕竟盖革计数器还能看见，这个东西没太看清楚实现原理。

我拍了一些高清照片，没压缩，你点击应该就可以放大。电阻丝印也能看清。

主电路板在有器件这面有2个放大器，一路连接到大电感，电感的左边通过一个0欧电阻和过孔接地，右边先通过一路放大器做同向放大然后再进入另一路放大器。

另一颗放大器接到顶端的覆铜板上，覆铜板是双面的，靠近电感这侧通过2点焊接在PCB上，在PCB上还有一段导线连接2个焊点，然后进入放大器，做同向放大。覆铜板有一个过孔，连接到另一面的铜皮上。在主电路板的另一面（有显示屏一面）在靠近覆铜板的地方有一条连接到GND的导线，和覆铜板平行，像一根天线。

 

 

 

 

 

 

 

littleshrimp

tagetage 发表于 2022-7-15 19:04 楼主的知识面还是非常广的。 有2个小问题，楼主看看能不能帮忙解惑。 1，盖革电路中，3V能直接BOOST ...

我测量最终电压是419V，左边还有一些二极管阵列应该是做倍压用的。

盖革管的寿命和它测量的辐射量有关（计数的数量），如果不是在强辐射环境下测量，寿命很长。 

tagetage

littleshrimp 发表于 2022-7-16 09:43 我测量最终电压是419V，左边还有一些二极管阵列应该是做倍压用的。 盖革管的寿命和它测量的辐射量 ...

有倍压电路就对了。看来是交流升压倍压整流。

现实生活中怎样测试盖革辐射仪的好坏呢？ 找20年前的老式烟感探测器？ 去医院还是去安检？

littleshrimp

tagetage 发表于 2022-7-16 11:33 有倍压电路就对了。看来是交流升压倍压整流。 现实生活中怎样测试盖革辐射仪的好坏呢？ 找20年前的老 ...

精度可以去计量院校准 判断好坏像你说的可以弄个辐射源 或者坐地铁时过一下安检

laocuo1142

那颗应该是断码屏的驱动

laocuo1142

第一种方案虽然外壳简单一点，反而原理上能说通，第二种那个铜片是如何计量的？

王小Q

盖革计数器方案是靠谱的，第二种感觉就是扯淡的智商税，这个检测的不是我们理解的“辐射”，只是利用霍尔效应检测的磁场变化，这种虽然也是辐射，但这可不是高能辐射，如果这种辐射都要防备，那我们就不用活了