Дозиметр на Arduino

Razoon

✩✩✩✩✩✩✩
30 Окт 2018
0
0
Уважаемый AlexGyver, в свете не спокойной радиационной обстановки предлагаю сделать дозиметр на ардуинке. Есть множество схем и реализаций, но все объединяет несколько недостатков, 1. Нет макета печатной платы, народ городит как правило навесом либо на макетках, соответственно повторяемость проектов сложна 2. Нет вменяемого скетча для самого контроллера. Сам я в силу не высоких знаний в электроте не могу соорудить что то подобное да и программирование хромает. С удовольствием повторил бы Ваш проект.
 

thematrix

✩✩✩✩✩✩✩
17 Янв 2019
15
4
На али есть готовые шилды для ардуино, реализующие дозиметр, сразу с трубкой датчика в комплекте. Код для этого шилда то же есть в примерах. Для начала можно попробовать так сделать, а потом уже код под себя перерабатывать, за одно и учиться.
 

Arhat109

★★★✩✩✩✩
9 Июн 2019
381
125
Была идея, но я её так и не опробовал, увы мне.

В дозиметрах самое сложно - это сам датчик Гейгера, который в общем-то устроен достаточно примитивно. Вот и была идея как сделать самопальный датчик:

Берем медицинский шприц на 20мл к примеру. Оклеиваем его внутреннюю поверхность алюминиевым скотчем (как? намотка скотча на карандаш предварительно - не придумал) и выводим - загибаем, часть скотча на наружную поверхность шприца. Она как раз получается токопроводящей.
Засверливаем поршень шприца по центру диаметром 0.5мм. и обрезаем его как будущую "пробку".
Далее, просовываем в узкий конец тонкую голую медную проволочку, скажем диаметром 0.2мм так, чтобы она вышла из широкого конца на 1см. пройдя через вставленный с широко конца остаток поршня.
Перед вставкой обрезка от поршня капаем небольшую каплю йода на него, чтобы она оказалась внутри.
Заклеиваем эпоксидкой широкий конец, заглушенный остатком поршня вместе с проволочкой. Её для крепости можно даже согнуть, чтобы не вылезла обратно.
Итого имеем: цилиндра шприца, оклеенный по внутренней стороне алюминиевым скотчем с просунутой посередине тонкой голой проволочкой и закрытый с широко конца "наглухо" с выводом от алюминиевого скотча.
Последний этап - герметизация с разрежением:
Берем второй шприц большего размера, скажем на 100-200мл. Откачиваем его (сдвигаем его поршень до упора внутрь).
Соединяем его носиками с нашей заготовкой резиновой, ПВХ или иной трубкой но главное - плотно, так чтобы проволочка вышла вбок.
Вытягиваем поршень большого шприца насколько получится и разогретыми плоскогубцами зажимаем носик нашей заготовки (вдвоем?) .. и заклеиваем носик той же эпоксидкой по-быстрому, не отпуская плоскогубцев, сохраняя разрежение в нашей заготовке.

Итого получаем с одной стороны - окантовку из алюминиевого скотча, а со стороны носика - остаток тонкой проволоки. Цилиндр от взятого шприца с разреженным воздухом и каплей йода. Если как насос взять шприц на 200мл (большой) и вытянуть его поршень до конца - получи практически гарантированное разрежение 1/10 атм. - оно примерно и есть в заводском Гейгере.
:)

Просто не нашел большой шприц и .. время для проверки идеи.
 

thematrix

✩✩✩✩✩✩✩
17 Янв 2019
15
4
оО какая капля йода и разряжение?
Газоразрядный счетчик Гейгера-Мюллера, как правило, выполняется в виде герметичной трубки, стеклянной или металлической, из которой откачан воздух, а вместо него добавлен инертный газ (неон или аргон или их смесь) под небольшим давлением, с примесью галогенов или спирта. По оси трубки натянута тонкая проволока, а коаксиально с ней расположен металлический цилиндр. И трубка и проволока являются электродами: трубка – катод, а проволока – анод. К катоду подключают минус от источника постоянного напряжения, а к аноду – через большое постоянное сопротивление – плюс от источника постоянного напряжения.
ну и, мне кажется, что нужно все таки корпус делать или металлический или стеклянный, так как пластик, да еще и с соединениями (не запаянный) будет довольно активно пропускать воздух, и через некоторое время (день-два-неделя) такой датчик полностью потеряет свои свойства.
думаю, проще купить готовую трубку.
 
  • Лойс +1
Реакции: Arhat109

Arhat109

★★★✩✩✩✩
9 Июн 2019
381
125
@thematrix, возможно. Хотел написать большой пост, но не задалось. В кратце - предложенная самопальная конструкция основана на перелопачивании оч. большого объема материалов, исследований счетчиков и т.д. и т.п. Замечу только что первые свои счетчики Гейгер сам делал на обычном воздухе. Состав газов влияет на ряд его параметров, но куда важнее спирто-галогеновая добавка, которая и обеспечивается .. каплей йода. :)
Зависимость параметров от давления в трубке - не требует слишком низких давлений, ибо тогда снижается эффективность - падает шанс получить лавинный разряд. 1/3 .. 1/10 это насколько помню "оптимум" на графиках. Вполне достижимо описанным методом.

Долговечность и надежность? Надо проверять. Качество счета и чувствительность? Надо сравнивать с готовым прибором. Планировал сделать (плата дозиметра есть, распаяна, работает. Трубка БМ-20 тоже есть, но вот рабочая ли - вопрос, не тестировал) и донести до нашей Метрологии на сравнительный анализ. Не думаю что ТТХ окажутся значительно хуже .. нечему там, банально. :)

Кстати, если заполнение такого шприца (предварительно перед откачкой) провести гелием из воздушных шариков .. или аргоном от сварки .. ;)

P.S. Нашел кусок своих расчетов: оптимальное давление внутри счетчика примерно 1/7.5 от атмосферного. :)

P.P.S. Если откачивающий шприц 200мл (напр. ветеринарный, стеклянный), а изготавливаем из типового пластмассового 20мл, то выдвинув поршень большого шприца на 200мл получим разряжение 20мл -> 220мл около 1:11. Это теоретически, если сил хватит. :) На самом деле, имея шкалу на большом шприце можно легко создать любое требуемое разряжение и без измерительного насоса. :)

И ещё: бОльший размер и диаметр такого счетчика в сравнении с тем же БМ-20 дает бОльшие шансы словить частицу, а материал стенок "полиэтилен" повышает чувствительность к ряду излучений .. например бетта (электроны, которые могу тупо утекать в металлическую трубку) и не только бетта.

Наполнение гелием - повышает чувствительность к нейтронному излучению, можно реализовать гелий-аргоновую смесь - в общем-то можно считать "доступной" или гелий-аргон-азот, последний из воздуха :)

Как раз проблема большинства изготовителей - это купить готовую трубку. Б/у можно взять рублей за 500 с истекшим сроком хранения. Что она будет показывать только .. а новая, она в общем-то и есть основная стоимость покупного прибора (остальное там и 20руб не тянет, с Ардуино макс. 150руб).. :)
 
Последнее редактирование:

Wan-Derer

★★★★✩✩✩
Команда форума
31 Июл 2018
1,452
295
Москва
wan-derer.ru
@Arhat109, Я краем уха слышал что полимеры хорошо задерживают радиацию. Какие именно полимеры и какую радиацию я не в курсе, но в этом ключе, может, лучше брать стеклянный шприц?
 

Arhat109

★★★✩✩✩✩
9 Июн 2019
381
125
@Wan-Derer, мне это кажется не настолько важным, сколько проверка самой идеи самопальности изготовления главной части дозиметра. Можно наверное и стеклянный, но стекло "бьется", чисто так из соображений удобства. :)
То, что полиэтилен лучше чем железяка - мне кажется что "всяко". Железными их делают в "военных целях", но .. нам же не ворога лупить дозиметром! ;)

P.S. Кстати, тут подумалось что "скрипач не нужен" (с), в смысле второй шприц.
Если поршень сначала склеить с проволочкой и прежде чем отрезать его шток просунуть внутрь на заданную глубину, скажем оставив всего 3мл. и, зажав носик вытянуть его на свои 20мл, разрешая двигаться проволочке в носике или сделав её запас внутри шприца (посчитать длину заранее), то получим как раз разряжение 1:7 или около того. :)

О, нашел в своих записях результаты экспериментов - хороший пластиковый шприц удавалось разрядить (зажав носик) с 4мл до 20. То есть получить 1/5 атм. :)
 
Последнее редактирование:

thematrix

✩✩✩✩✩✩✩
17 Янв 2019
15
4
Железными их делают в "военных целях", но .. нам же не ворога лупить дозиметром!
Нет, просто пластик\полиэтилен диффузирует, постепенно разрежение и присутствие внутри газов сойдет на нет. Даже трубки, которые делают и продают китайцы на али - стеклянные преимущественно. Уж если бы можно было сделать из пластика - китайцы точно сделали бы.
Посмотрите на ютубе видео по запросу "самодельный счетчик Гейгера", там попадаются варианты самостоятельного изготовления. ИМХО проще купить готовую настоящую трубку за 500р с хранения.
Можно еще попробовать неоновые лампочки использовать, на уровне показометра.
 

Arhat109

★★★✩✩✩✩
9 Июн 2019
381
125
@thematrix, неоновые лампочки начинают работать на уровнях радиации "поздно пить боржоми", это так, к слову.

500руб. "с хранения" - то бишь "с рук" .. ну вот донес свой такой (как раз за 500руб) до дозиметра .. увы, трубка свое уже "отхранилась" - не живая от слова "совсем". О чем и писал выше: купить-то можно, только купишь "кота в мешке".

Да, безусловно, железные/стеклянные - лучше чем полиэтилен с т.з. "прочности" (а вот с т.з. чувствительности - уже не факт!). Никто же не спорит с этим. Насколько сложно сделать - смотрел много разных видео, Вы какие имели ввиду? Там всё сильно по-разному: кому-то и детальки запаять к готовую плату - непреодолимое препятствие, а кто-то вакуум качает самопально и запаивает стекло ..

Не совсем в тему, но мне очень понравились, к примеру, видео где дядька делает самодельные электронные лампы, или статья на Хабре, где другой ваяет свои микросхемы .. большие, 350-500нм, но зато свои. Это к тому, что сложнее-проще у каждого свое.. Ну не купит любитель даже "с хранения" датчик, где-нибудь в "дальних селениях", а вот люминиевый скотч, полиэтиленовый шприц, эпоксидка с куском проволоки и канистру йода он найти может. И то что оно "сифонит" через полиэтилен - далеко не самый главный минус .. :)

Моя идея - это как сделать самому самую сложную часть дозиметра т.с. "из говна и палок", пардон подручных материалов. :)

P.S. Если вопрос проекта с целью "как сделать самому" - то это одна из подзадач. Если же "в свете неспокойной обстановки", то проще купить готовый прибор. Потому что вот это:
"но все объединяет несколько недостатков, 1. Нет макета печатной платы, народ городит как правило навесом либо на макетках, соответственно повторяемость проектов сложна 2. Нет вменяемого скетча для самого контроллера."
банально не соответствует действительности и результатам моих изысканий - верно ровно обратное: в Сети полно готовых проектов для повторения, в т.ч. с разведенной платой, отработанным скетчем (для вариантов на Ардуино), без микроконтроллеров в т.ч. (старые варианты до эпохи "трусы на микроконтролере") и .т.д. Только если интересно "сделай сам". :)
 
Последнее редактирование:

thematrix

✩✩✩✩✩✩✩
17 Янв 2019
15
4
несколько раз покупал - всегда нормальные были, видимо повезло.
кстати, можно еще ионизационную камеру сделать, при чем довольно чувствительно будет, если габариты не пожалеть. и в исполнении оно проще.
честно сказать, у меня просто сильные сомнения, что самодельный датчик из шприца будет чувствительнее неоновой лампочки той же. поглядел на ютубе как другие люди делают самодельные датчики, и как то у них конструкции не особо простые)
 

Wan-Derer

★★★★✩✩✩
Команда форума
31 Июл 2018
1,452
295
Москва
wan-derer.ru
@Arhat109, взять лабораторную трубку, нагреть, заплющить, откачать воздух. По-моему, это очень просто, компоненты есть в любой глубинке.
 

Arhat109

★★★✩✩✩✩
9 Июн 2019
381
125
@Wan-Derer, Вы пгобовали? :) Я по детству пробовал изготавливать "пробирки" из стеклянных трубок силами домашней газовой плитки .. то ещё занятие. Перегрел - попытка зажать конец трубки (сделать донышко пробирки) приводит к тому, что стеклянная гуща тупо .. прилипает к плоскогубцам и наматывается на них .. недогреть - трескается трубка и порой самым причудливым способом. А уж сделать трубку с дыркой (отвод) .. столько первоклассных эмоций! :)

@thematrix, инертный газ там далеко не самое главное. Пойдет и обычный воздух. Капля спиртового раствора йода нужна для ускоренного гашения разряда, насколько помню. Состав газа влияет только на пороговое напряжение измерительной полочки прибора.

Кстати .. "откачать воздух" из разогретой трубки, когда она "размячгается" .. не знаю. На видео про радиолампы чел. поступал иначе, но вот как - уже не помню.
 

thematrix

✩✩✩✩✩✩✩
17 Янв 2019
15
4
Придерживаюсь мысли, что трубку проще купить готовую, извините) Поглядел на авито - от 150р ценник.
Если хочется diy-датчик - то надо пилить ионизационную камеру. Интересная штука кстати, надо попробовать сделать.
 

Arhat109

★★★✩✩✩✩
9 Июн 2019
381
125
@thematrix, ну да. Ионизационная камера тоже прикольна и тоже вполне можно запилить из говна и палок.. надо подумать "как" проще. ;)
 

thematrix

✩✩✩✩✩✩✩
17 Янв 2019
15
4
@thematrix... надо подумать "как" проще. ;)
как-как..) из банки от нескафе)
это вообще многофункциональный узел, можно и вай-фай антенну сделать, и ионизационную камеру, и, извините, пепельницу, ну итд)
 
  • Лойс +1
Реакции: Arhat109