随着日本排放核废水的事情发酵,近期针对核探测器方面的产品无论是热度还是价格都有略微上涨。笔者作为在东北的某大学生,其实早就开始接触核物理尤其是核电子学方面的技术了,毕竟有时候会在学校实验室的角落收拾出来一两瓶奇奇怪怪的试剂,得测量一下这玩意安不安全啥的,以及在地摊或者eBay捡垃圾的时候避免捡到有放射性沾染的玩意。。
这次评测活动是一个老友介绍给我的,毕竟知道我最近在做这方面的产品(半导体核探测器),以前我给城市探险和做放射性化学的群体开发过GM计数器,为了提高灵敏度我用的多半是CTC-8或者M4011,再不济也是J408,至于为什么这么多年过去了没有能量特性的GM器件还活在市场上,是因为这玩意真的很灵敏(忽略掉某些强流管SI3BG,那玩意完全是给核战争时期活命用的玩意,灵敏度低,最高量程300伦琴,这玩意能咔咔响的剂量如果存在于空气中的话,基本上就可以挖坑把自己埋了),GM器件是有自持放电特性的,所以需要猝灭气体,不过猝灭气体是会在每次计数的时候损耗的,也就是说GM管有寿命的问题,接触过长时间大剂量照射后可能会出现无法猝灭的情况而损坏。GM管对电压的波动不敏感,所以直接用BOOST+倍压整流即可,至于为啥不直接用BOOST出400V呢,是因为BOOST电路的升压比没那么高,做辉光管驱动用12V干出170~250V其实就是BOOST电路的极限了,再提高电压有很大的障碍,MOS管容易烧坏,电感容易内部过热烧穿,笔者的产品一般都采用变压器来升压,直接3.3V升350~650V,这个方案比BOOST要稳定,而且小功率的高压不需要大体积的变压器,小的铁氧体变压器就能搞定。
绪论就讲到这里吧,再废话就没完没了了。
接下来咱们看看这次评测的模块吧。
这个模块由多个部分组成,分为输入稳压部分、BOOST高压源部分、探测器部分、信号整形和展宽部分。
先看到高压部分吧,这里用了一个BOOST电路产生高压交流,再来个三倍压来产生400V的高压,这个方案用在这个电路上我是比较认可的,毕竟GM探测器对电压稳定度要求低,检测的是一个高电压的下拉,这个方案是能用但是不精确,可能会出现一定程度的计数值偏高。
探测器部分就是一根盖格管+负载电阻,我眼瞅着应该是仨1M的电阻串联,这个数值是在datasheet的范围内的。
信号整形应该是用了一只三极管,展宽部分是喜闻乐见的万能555,应该是展宽用来驱动蜂鸣器吧,但是这个电路在高计数率的时候不利,容易出现叠加而无法指示,而且持续的高分贝的滴滴声实在是有点瘆人,因此日常还是用单片机从D口读取脉冲好了。
这个方案比较适合个人γ剂量仪,功耗、成本、性能相对来说比较折中,反观我手头的专业仪器Gamma Scourt用的就是高稳定度低噪声且低功耗的高压电源方案,号称是换一次电池可以用10年,名副其实的军用核辐射个人剂量仪。
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