Портативный индикатор ионизирующего излучения
Использование: обнаружение и индикация ионизирующих излучений в условиях естественного радиационного фона или незначительного его превышения для контроля окружающей радиационной обстановки, определение наличия радиоактивных загрязнений различных предметов и продуктов питания. Сущность изобретения: индикатор содержит газоразрядную трубку, узел контроля питания, схему усиления и формирования одиночной серии импульсов, в которую введен узел контроля схемы на ложные срабатывания от помех, неисправностей и т.д. Схема усиления и формирования выполнена в виде ждущего генератора одиночной серии импульсов. Серия импульсов индицируется звуковым и световым индикатором. В индикатор введены импульсный детектор и зарядная цепь для ждущего режима работы. Все транзисторы в исходном состоянии закрыты. Положительный эффект: упрощение схемы, повышение надежности, минимальное напряжение питания, расширение диапазона рабочих температур, повышение достоверности информации. 1 ил.
Изобретение относится к средствам обнаружения и индикации ионизирующих излучений, которые применяют в условиях естественного радиационного фона или незначительного его превышения с целью контроля окружающей радиационной обстановки, определения наличия радиоактивных загрязнений различных предметов и продуктов питания. Известно большое количество приборов для измерения и индикации различных видов ионизирующих излучений. Известен также индикатор ионизирующих излучений, состоящий из газоразрядной трубки, схемы питания трубки, схемы усиления и формирования импульсов для звуковой и световой индикации, узла контроля питания. Недостатками указанного устройства являютcя: малый диапазон рабочих температур; относительно большой вес, габариты и стоимость; возможность ложного срабатывания от импульсных электромагнитных помех; отсутствие возможности контроля исправности схемы индикации, что значительно повышает опасность воздействия на психологическое состояние человека ложной информации о радиационной обстановке; относительно малая громкость звуковой индикации. Целью изобретения является повышение достоверности информации о радиационной обстановке, расширение диапазона рабочих температур и повышение надежности. Указанная цель достигается тем, что в индикатор ионизирующих излучений, содержащий газоразрядную трубку, схему усиления и формирования одиночной серии импульсов для индикации и узел контроля питания, введен узел контроля схемы усиления и формирования импульсов индикации. Схема усиления и формирования одиночной серии импульсов для индикации выполнена в виде ждущего генератора одиночной серии импульсов, включающего двухкаскадный усилитель на транзисторах, охваченных положительной обратной связью, причем первый и второй транзисторы закрыты, а генерация серии импульсов для индикации происходит путем подачи короткого открывающего импульса с газоразрядной трубки на вход первого транзистора, причем в генератор дополнительно введен импульсный детектор и разрядная цепь, состоящая из последовательно соединенных конденсатора и резистора. Вход детектора соединен с выходной цепью первого или второго транзистора, выход детектора соединен с одним концом зарядной цепи, а другой конец зарядной цепи соединен с входом первого транзистора. Таким образом, в отличие от известных устройств в индикатор введены следующие новые элементы: узел контроля схемы усиления и формирования импульсов индикации; двухкаскадный усилитель, охваченный положительной обратной связью; импульсный детектор и разрядная цепь в схеме усиления и формирования одиночной серии импульсов для индикации. Наличие указанных элементов означает, что предложенное техническое решение отвечает критерию "новизна". Совокупность свойств следующих элементов: узла контроля схемы усиления и формирования импульсов; двухкаскадного усилителя на закрытых транзисторах, охваченного положительной обратной связью, импульсного детектора, зарядной цепи, приводит к появлению новых свойств, а именно к практически полному устранению воздействия на психологическое состояние человека ложной информации о радиационной обстановке, значительному расширению диапазона рабочих температур (от -30 до +60оС, у прототипа от 10 до 35оС) и повышению надежности схемы вследствие ее значительного упрощения, т. е. к повышению достоверности информации о радиационной обстановке. Указанное новое свойство невозможно получить, применяя отдельно перечисленные выше признаки; следовательно, появление нового свойства обусловлено совокупностью этих признаков. Появление нового свойства обеспечивает соответствие индикатора критерию "существенные отличия". На чертеже приведена принципиальная схема индикатора. Схема содержит следующие узлы: блокинг-генератор, собранный из элементов R1, R2, C2, VD1, VT1, T1; выпрямитель по схеме умножения, состоящий из элементов C3, C4, C5, C6, C7, VD2, VD3, VD4, VD5, VD6; газоразрядная трубка ВD1, усилитель, охваченный положительной обратной связью, состоящий из элементов VT2, VT4, R7, T2; светодиодный индикатор VD7, пьезоэлектрический звуковой излучатель ВА; переключатель контроля схемы формирования SВ1; узел контроля питания, состоящий из элементов SВ2, R5, R6; выключатель питания SА1. Газоразрядная трубка питается от стабилизированного преобразователя напряжения, выполненного по схеме блокинг- генератора с умножителем напряжения. Ждущий генератор одиночной серии импульсов выполнен на транзисторах VT2, VT3 и VT4. Собственно генератор выполнен на транзисторах VT2 и VT4. Положительная связь обеспечивается с помощью обмотки I трансформатора Т2. Смещение на базах транзисторов в VT2, VT3 и VT4 отсутствует, и они находятся в закрытом состоянии, что обеспечивает широкий диапазон рабочих температур. Схема находится в режиме ожидания. Запуск схемы осуществляется коротким импульсом, поступающим с газоразрядной трубки ВD1 на базу транзистора VT2 во время прохождения через нее ионизирующей частицы. Поддержание генерации пачки импульсов после запуска в течение определенного времени осуществляется с помощью пикового детектора, состоящего из транзистора VT3, цепи R10, С10 и времязадающей цепи R9, С9. Усиленный короткий импульс с коллектора VT2 поступает на базу транзистора VT3 и открывает его на короткое время, в течение которого конденсатор С10 успевает зарядиться практически до напряжения питания. Возникший скачок напряжения на конденсаторе С10 вызывает зарядный ток конденсатора С9, который, поступая в базу транзистора VT2, поддерживает его в открытом состоянии в течение времени, которое определяется произведением R9*C9. В течение этого времени происходит генерация электрических колебаний в усилителе на транзисторах VT2 и VT4 из-за положительной обратной связи по цепи обмотка I трансформатора Т2 эмиттер VT2. Частота генерирующих колебаний определяется частотой последовательного резонанса пьезоэлектрического излучателя ВА. Часть энергии генерируемых колебаний подается на светодиод VD7. После того как ток заряда конденсатора С10 упадет настолько, что транзистор VT2 закроется, генерация пачки колебаний прекращается. После этого схема готова к следующему запуску. Пригодность элемента питания проверяется путем замыкания кнопки SВ2 и удержания ее в течение не менее 5 с. Ждущий генератор переводится в режим непрерывной генерации путем подачи смещения на базу транзистора VT2 через резистор R6. В этом режиме потребление тока от элемента питания максимально; кроме того, элемент дополнительно нагружается резистором R5. Элемент считается пригодным, если непрерывный звуковой сигнал звучит на протяжении всего времени, пока нажата кнопка SВ2. Узел контроля схемы усиления и формирования одиночной серии импульсов состоит из переключателя SВ1 и резистора R4. Контроль схемы ждущего генератора на отсутствие ложных самопроизвольных срабатываний осуществляется путем переключения переключателя SВ1. Газоразрядная трубка отключается от входных цепей схемы усиления и формирования одиночной серии импульсов и нагружается на эквивалентный резистор R4. Импульсы с газоразрядной трубки не поступают на вход и не запускают схему. В этом положении не должно быть ни звуковых, ни световых сигналов. Схема в таком режиме может срабатывать от различных причин, например от неисправностей схемы, утечек на плате (например, высокая влажность), воздействия импульсных электромагнитных помех (телевизор и т. п. ). Указанный режим контроля позволяет потребителю надежно убедиться в том, что индикатор срабатывает от каких-либо указанных факторов, а не от наличия ионизирующего излучения. Указанное свойство практически полностью исключает опасность воздействия на психологическое состояние человека ложной информации о радиационной обстановке. Значительное расширение диапазона рабочих температур и надежности достигается за счет работы всех транзисторов в ключевом режиме, применением такого схемного решения, которое позволяет применять минимальное напряжение питания 1,5 В. Максимальное упрощение схемы, значительное уменьшение количества активных и пассивных элементов (по сравнению с прототипом примерно в 2 раза) также приводит к повышению надежности. Индикатор ионизирующих излучений может найти применение в качестве простого и эффективного устройства, позволяющего контролировать окружающую радиационную обстановку, обнаруживать наличие радиационных загрязнений в различных предметах и продуктах питания. Простота обращения с индикатором и его надежность позволяет использовать его широким слоям населения. Индикатор позволяет обнаруживать и оценивать ионизирующие излучения в интервале уровней, безопасных для населения.
Формула изобретения
ПОРТАТИВНЫЙ ИНДИКАТОР ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащий газоразрядную трубку, узел контроля питания, схему усиления и формирования одиночной серии импульсов, включающую в себя усилитель-формирователь импульсов газоразрядной трубки, ключ управления, звуковой генератор и усилитель мощности, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности информации о радиационной обстановке, в него дополнительно введен узел контроля схемы усиления и формирования одиночной серии импульсов, причем схема усиления и формирования одиночной серии импульсов выполнена в виде ждущего генератора одиночной серии импульсов, содержащего двухкаскадный усилитель на транзисторах, охваченных положительной обратной связью, причем оба транзистора закрыты, с выходной цепью первого или второго транзистора соединен вход импульсного детектора, выход импульсного детектора соединен с входом зарядной цепи, а выход зарядной цепи соединен с входом первого каскада, связанным с выходом газоразрядной трубки.РИСУНКИ
Рисунок 1
