CN202166744U - 核辐射检测器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种核辐射检测器，它是在外壳内装有电路，电路由盖革-米勒计数管、信号放大电路、单片机电路、液晶显示电路、报警电路、直流高压发生电路、电源电路组成；电路中各元器件具体连接关系是：盖革-米勒计数管阳极端连接直流高压发生电路，阴极端依次连接信号放大电路、单片机电路、液晶显示电路；其中单片机电路同时连接了报警电路；电源电路输出分别连接到了上述电路的工作电压输入端。本实用新型的核辐射检测器，可以检测环境中γ射线辐射剂量，通过单片机计数、转换成常用的微西弗/小时(uSv/hr)，并使用液晶屏显示。测量操作简单方便、造价低廉；检测灵敏、测量准确、易于普及，便于推广民用。
Description
技术领域
本实用新型涉及核辐射测量领域，具体是一种核辐射检测器。
背景技术
目前，人类生存的环境中，在空气、食物、建材、核电站等地方都有辐射。核辐射检测就是用检测仪器将其的放射性含量检测出来，确定其对人体或环境是否有害，采用一些防护和清染的技术和工具将核辐射的危害减到最少。随着人们生活条件的提高，对居住环境的要求越来越高，通常在住房装潢后入住时要对其作放射性污染检测。目前的核辐射检测，大都采用专业的测量仪器，操作复杂且造价高昂，普及率低。
核辐射，或通常称之为放射性，存在于所有的物质之中，这是亿万年来存在的客观事实，是正常现象。核辐射是原子核从一种结构或一种能量状态转变为另一种结构或另一种能量状态过程中所释放出来的微观粒子流。核辐射可以使物质引起电离或激发，故称为电离辐射。
盖革-米勒计数管(简称“盖革管”)是一种专门探测电离辐射(α粒子、β粒子、γ射线)强度的传感器件。盖革-米勒计数管通常是一根充有惰性气体的管子，管内装有两个电极。工作时，给电极加上额定直流高压，管内气体受激电离产生脉冲电流，经外部放大电路放大后，便可用计数电路记录。管内单位时间电离数目与辐射强度有关，由此便可测得电离辐射强度。
发明内容
本实用新型的目的是根据盖革-米勒计数管的工作原理，提出一种核辐射检测器。
本实用新型采用的技术方案是：一种核辐射检测器，其特征在于，它是在外壳内装有电路，电路由盖革-米勒计数管、信号放大电路、单片机电路、液晶显示电路、报警电路、直流高压发生电路、电源电路组成；电路中各元器件具体连接关系是：盖革-米勒计数管阳极端连接直流高压发生电路，阴极端依次连接信号放大电路、单片机电路、液晶显示电路；其中单片机电路同时连接了报警电路；电源电路输出分别连接到了上述电路的工作电压输入端。
工作原理是：盖革-米勒计数管工作时，在阳极加上额定直流高压后，管内气体受到辐射激发电离会产生脉冲电流。管内单位时间电离数目与辐射强度有关，计算单位时间内电离数目即脉冲电流次数，便可测得电离辐射强度。
当盖革-米勒计数管受到辐射电离时，管子内产生的脉冲电流信号经过信号放大电路放大，送入单片机的外部中断输入(P3.3/INT1)引脚，触发中断计数；并在单片机内通过程序自动计算，转换成微西弗/小时(uSv/hr)为单位的核辐射剂量。通过单片机驱动液晶显示电路；将每分钟脉冲数(CPM)和辐射剂量微西弗/小时(uSv/hr)显示在液晶显示屏上；如果检测到的辐射剂量在超出正常范围(在单片机中通过程序设定正常范围)，单片机会驱动报警电路发出报警信号。
本实用新型的核辐射检测器，可以检测环境中γ射线辐射剂量，通过单片机计数、转换成常用的微西弗/小时(uSv/hr)，并使用液晶屏显示。在人们居住周边环境核辐射检测以及室内装潢材料安全性检测方面都可以起到很好的检测效果。测量操作简单方便、造价低廉；检测灵敏、测量准确、易于普及，便于推广民用。
附图说明
图1是本实用新型的核辐射检测器电路原理图。
图中：A---盖革-米勒计数管，B---信号放大电路，C---单片机电路，
D---液晶显示电路，E---报警电路，F---直流高压发生电路，G---电源电路。
具体实施方式
如图1所示，盖革-米勒计数管A阳极端连接了直流高压发生电路F的直流高压400V输出，阴极端依次连接信号放大电路B、单片机电路C、液晶显示电路D；其中单片机电路C同时连接了报警电路E；电源电路G的+5V电压输出分别连接到了上述电路的工作电压输入端。
图1中：盖革-米勒计数管A可选用型号为J408γ的管子，其工作电压为DC 400V，本底数在80次/分钟(CPM)；信号放大电路B中非门电路选用集成电路CD4049即可；单片机电路C中的单片机选用STC89C52型号单片机即可；液晶显示电路D中液晶显示屏选用1602液晶显示屏；报警电路E中SPEAKER选用5V有源蜂鸣器；直流高压发生电路F中选用555集成电路组成的振荡器，驱动MOS管选用IRF830，变压器T1选用小功率电源变压器，如初级220V、次级3～6V的电源变压器即可，整流二极管D1～D4选用IN4007，稳压二极管DZ1～DZ4选用100V/1W的稳压管，电容C7～C10选用47nF/400V的瓷片电容；电源电路G中选用三段集成稳压器芯片7805为整个电路提供稳定的5V直流电源。图中其它部分电路依靠现有技术电路设计硬件电路及选用电路元器件即可。
信号放大电路B从盖革-米勒计数管A的阴极端取信号，在阴极上由R5、R6组成分压电路。当盖革-米勒计数管A电离时，将有脉冲电流通过R5、R6，在R6上产生一个低压脉冲，经过R7限流后控制Q2基极。Q2选用常见的9013等NPN三极管。脉冲信号经过Q2放大后，经过两个CMOS缓冲非门(CD4049)进入单片机电路C，信号输入单片机的P3.3(INT1)引脚，触发中断计数。
直流高压发生电路F中，VR1可调节高压输出电压值，用万用表500V直流档位测量R13靠近倍压电路一端的电压，调节VR1使电压为450V左右即可。
本领域内技术人员按照上述电路设计方案和功能要求，设计硬件电路和编写软件程序即可实施。
Claims (1)
1.一种核辐射检测器，其特征在于，它是在外壳内装有电路，电路由盖革-米勒计数管、信号放大电路、单片机电路、液晶显示电路、报警电路、直流高压发生电路、电源电路组成；电路中各元器件具体连接关系是：盖革-米勒计数管阳极端连接直流高压发生电路，阴极端依次连接信号放大电路、单片机电路、液晶显示电路；其中单片机电路同时连接了报警电路；电源电路输出分别连接到了上述电路的工作电压输入端。
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| CN102628952A (zh) * | 2012-04-13 | 2012-08-08 | 大连新程软件有限公司 | 放射线测试仪 |
| CN102798881A (zh) * | 2012-08-21 | 2012-11-28 | 宁波智明芯电子科技有限公司 | 核辐射探测系统 |
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