RegistracePřihlášení Napište nám



Kapesní měřič radioaktivity
Miniaturní dozimetr - detektor radioaktivního záření

Napsal RadioMan 03.07.2019


Složitost :
(pro středně pokročilé)

shlédnuto 19659x rubrika Radiomanovy hračky

Obtížně se to čte ? Zkuste text ZVĚTŠIT nebo zmenšit
A nebo si vše prohlédněte v původních barvách
Celý článek si také můžete přehledně vytisknout




PŘEHLED KAPITOL

1Úvodem - proč měřit a čím měřit ?
2Konstrukce měřiče radioaktivity
3Popis funkce procesoru
4Mechanické provedení a stavba
5Obsluha a parametry



Všechny výše uvedené součástky pospojujeme dohromady a zbytek práce svěříme mikroprocesoru. Zdánlivě je jeho úloha celkem triviální a v podstatě od něho chceme jenom aby počítal "pochytané" částice. Takže stačí výstup ze sondy připojit k nějakému vstupu a sečítat jednotlivé impulsy. Tak úplně jednoduché to ale přece jenom není. Budeme po něm totiž chtít práce mnohem více. Jednak obsluhu akustického měniče (simulace "praskání" analogových radiometrů a také výstražný zvuk při zvýšené úrovni záření) a hlavně obsluhu displeje. To by neměl být problém - prostě budeme sekundu měřit, následně počet dopadů převedeme na nějakou obecnou jednotku, zobrazíme to na displeji a půjdeme na další měření. Takovou věc by asi dokázal naprogramovat i mírně pokročilý majitel Arduina. Pokud se ale zamyslíme nad tím co jsme si řekli o funkci dozimetru, brzo narazíme na problém. V době kdy budeme obsluhovat displej, nám totiž další pulzy z GM sondy "utečou" a pokud budeme chtít znát hodnotu obdržené dávky, tak nám samozřejmě v celkovém součtu budou chybět a měření bude naprosto zkreslené. Problém je o to větší, že použitý grafický displej je sice jednoduchý, co se týče připojení, ale jeho programová obsluha zase až tak jednoduchá není a zabírá procesoru poměrně dost času. Vykreslení celé "obrazovky" tak trvá klidně třeba čtvrtinu sekundy a to už je opravdu hodně. Obslužný program tedy musí být rozdělen na dvě části a využívat tzv. "hardwarového přerušení" - ti kdo mají s Arduinem zkušenosti jistě vědí co to je. Zjednodušeně to znamená, že procesor bude pokojně kreslit na dipleji, pípat a hlídat, jestli není zmáčknuté tkačítko, ale pokaždé když přijde impuls z GM sondy, tak tyto činnosti na chviličku přeruší, zpracuje impuls a teprve pak se zase vrátí k výše zmíněné práci.

Pomocí tlačítka budeme přepínat režim radiometru a dozimetru, také nám poslouží k dalšímu nastavení přístroje. Jednou funkcí je vypnutí akustického výstupu (s možností zachování alarmu v případě nebezpečných hodnot) - protože použitá sonda je tak citlivá, že zachycuje i běžné radioaktivní pozadí, které je všude kolem nás. To znamená, že každou minutu na sondu přistane několik náhodných částic, letících kolem a pocházejících třeba z geologického radioaktivního podloží. Takže zapnutý měřič nám vesele "pochrochtává" i když ho máme zrovna doma v bytě, nebo ve volné přírodě. Těchto projevů radioaktivity se ale nemusíme vůbec bát - je to úplně normální a úroveň záření je tak nízká, že naše zdraví nemůže nijak ohrozit. Při delší činnosti je ale "praskání" otravné a proto je zde možnost reproduktorek vypnout a nechat ho zapískat pouze kdyby se úroveň záření zvýšila nějak razantněji. Další funkcí tlačítka je možnost vypnutí displeje. Například při průzkumu podzemí nepotřebujeme za pochodu znát přesné hodnoty, stačí když nás měřič upozorní zvukem na případné nebezpečí. Díky možnosti vypnutí displeje ušetříme cennou energii a výrazně se tak zvýší výdrž akumulátoru.

Ještě abychom dokončili popis - procesor tedy počítá impulsy, které pak přepočítává na jednotky cps (counts per second, tedy počet dopadů za vteřinu) a na jednotky uSV/h (mikro Sievert za hodinu). V režimu dozimetru pak ukazuje celkový počet částic a hodnotu přepočtenou na mSV/y (milisievert za rok), kterážto hodnota se dobře porovnává s obecně známými či předepsanými hygienickými limity. Oba dva režimy se nijak vzájemně neruší a pokud se z režimu dozimetru přepneme do režimu radiometru a zpět, nedojde k vynulování - dozimetr zkrátka kontinuálně měří dávku od okamžiku, kdy jsme ho zapnuli. Snadno si tedy po skončení pobytu v prostředí se zvýšenou radioaktivitou ověříme, kolik "záření" jsme asi nachytali a jestli to třeba nebylo takové množství, které bychom za normálních okolností od přírodních zdrojů přijali až za celý rok. Procesor také měří čas od zapnutí, který zobrazuje na displeji. Zde je potřeba říci, že hodiny jsou pouze softwarové a tudíž nejsou nijak extra přesné - když necháme měřič zapnutý třeba deset hodin, může být zobrazený údaj odlišný od skutečnosti klidně o několik minut. V rámci celkové přesnosti přístroje je to ale chyba zcela zanedbatelná. Měřící cyklus jsme zvolili jednosekundový. Z toho plyne další věc týkající se přesnosti - při velmi malé úrovni radioaktivity (třeba výše zmíněné přírodní pozadí) dopadne na sondu třeba jen dvacet částic za minutu. Zcela logicky je tedy v takovém případě údaj radiometru hodně nepřesný a některou sekundu ukáže displej nulu, pak zase třeba 0,4 uSv/h atd. To je věc, která se při malém počtu částic nijak odstranit nedá - ale je opět zcela nepodstatná. Přidali jsme totiž do režimu radiometru ještě údaj o průměrné hodnotě - který se samozřejmě s narůstajícím časem od začátku měření čím dál více zpřesňuje.

Konstrukce měřiče radioaktivity - předchozí kapitolanásledující kapitola - Mechanické provedení a stavba



Tento článek je původním autorským dílem. Jakékoliv jeho další šíření, kopírování a další využívání elektronickou, či jinou cestou jako celku, jakožto i jeho jednotlivých částí, či souvisejících multimediálních souborů je možné pouze se svolením autora a řídí se platnou legislativou.
-=© KUTILOVO SRS 3.01=-

David
09.07.2022 07:45

Zdravim uvažuji vo stavbě gm čítače a váš článek mě zaujal jen zde mám jeden problém a to je program pro arduino ( nejsem programátor ele jen bastlíř ) tak pokud bych mohl poprosit a daný prográmek ( za úplatu nechci to zdarma vím že je s tím práce ) děkuji David


Diskuse k článku
Zde můžete napsat jakýkoliv dotaz či připomínku - obratem bude zveřejněna.
Můžete také jednoduše poslat odkaz na tento článek svým přátelům !

(Celkem 1 komentářů)
Text komentáře :
Vaše přezdívka :
Kontrola, jestli jste člověk nebo robot :
Kolik dnů má rok (napište číslo) ?
Odpověď :