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听,核辐射的声音——记我的盖革计数器DIY(转) |
原文地址:http://www.hcbtv.com/BBS/viewthread.php?tid=45559 日本福岛一号核泄漏事件之后,各种关于核辐射的谣言如春日的柳絮般漫天飞舞。最近在网上无意中看到一个帖子,是说如何自制盖革计数器的,仔细分析了一下电路,发现还蛮简单的嘛,于是乎……有点想做一个的冲动,要是情况恶化,有个东西可以得瑟一下,再退而求其次,还可以用来买建材呢。但是一开始做这个简单的东东,就发现问题接踵而至…… 首先准备工具和材料:按照网上的说法,需要 ● 电烙铁一把(说也白说,玩电子的怎么能没有烙铁大神呢) ○ 盖革管 50元x1 (拜一下万能的淘宝大神就有了) ○ 升压板15元x1 (继续拜淘宝大神) ○ 有源音箱(带低音炮的那种2.1声道电脑音箱就行) ○ 200V 稳压二极管 2(还是淘宝) ○ 10M电阻 x1 100K电阻 x1 (早就有了) ○ 几根导线 ○ 其它(同上) 盖革管的全称是盖革-米勒管(G-M tube),是由卢瑟福(Ernest Rutherford,就是高中物理课本里那个提出“有核原子模型”的人)和德国物理学家盖革(Hans Geiger)于1908年共同发明,又由盖革和他的博士生米勒(Walther Müller)在1928年合作改进的。从此之后,盖革管的设计就基本不再改进了。核辐射包括α粒子流、β粒子流、γ射线三类,而盖革管则可以探测其中的一种或几种,视具体型号而定。我们请到的这位盖革管大叔,名叫J408γ(注意是J408 gamma,而不是Y),想必他擅长探测γ射线了。在“冷战”的特殊时期,或许是出于战备的目的,国内的电子管厂家生产了很多盖革管。这位1966年9月13日出生于中国国营华东电子管厂的J408γ就是其中之一。在当时,他们还是很受追捧的。冷战结束之后,盖革管们也就失去了之前的地位……时至今日,几经辗转,J408γ和他的兄弟姐妹们沦落到被人挂在淘宝网上廉价出售...想必J408γ的心里也是相当辛酸的吧。据说以前这玩意几块钱都没人要,最近托小日本的“福”,销量和价格节节高啊。 当一种电离辐射(比如γ射线)进入盖革管时,会使盖革管中的气体电离,在盖革管两端产生一个脉冲信号。这个脉冲信号可以被后级电路处理成各种表现形式。目前市面上出售的盖革计数器通常是抓到一次辐射就闪一下LED灯,或者让蜂鸣器“滴”一声;也有些高级的会用一个计数芯片来数盖革管输出的脉冲信号个数,然后显示出来。 我准备做简单的,就是靠听声音估测辐射量的。当天晚上8:00开工,首先使用的方案和网上的同,装调好后,怀着忐忑的心情接电试听,用普通耳机啥也听不到,心理顿时拔凉拔凉的,淡定了几分钟,用万用表测试,发现电路一切正常啊,莫非,网上的电路有误!马上驱猫上网,查阅资料,发现这个管子接上10M电阻限流太剧烈了,输出信号过小。心里有了底了,一想是音量不够的原因,翻箱倒柜,动用以前一个2822M的功放电路,再用了1个小时的功夫焊接完毕,通电,喇叭里传来了高频交流声,异常大声。气死人了!看看时间,已经半夜12点了,不搞了! 第二天,越想越不服气,想想老子居然连这么个简单的东西都搞不定,还了得~~~。下午翘班回家继续奋战,吸收了上午查找的资料,分析实验后,果断将10M电阻减少成2M,分流取样电阻减少成100M,用一个高压瓷片隔离,这下输出信号了,哈哈,喇叭里出现了“喀喀喀的声音”,顿时龙颜大悦,终于出声啦!跑大大街上到处乱测,期间吸引眼球无算,不少人貌似把俺当疯子了……跑题了! 第三天,发现这个讨厌的高频干扰特烦人的,心里升起一股无端怒火,我蛋定蛋定。分析得出原因可能是升压板发出来,串入电路啦,接着又花了一个下午的时间,屡试不得,累得脑子昏昏沉沉了。不过起码这玩意能用了,找个盒子装起来,拿去单位得瑟了一下,发现没什么人感兴趣,大失所望…… 傍晚,做了点饭吃了。晚上跑去超市买了个电蚊拍,慢着慢着,有好事者问曰:你做盖革的,买电蚊拍打蚊子?别急,且听寡人慢慢道来…… 电蚊拍一买回来就被大卸八块了,不为别的,就冲着里面的升压板来啦,因为原来买的我怀疑质量差点。取了升压板,再次装调,这次改变方案,不用外置喇叭了,直接用耳机听。中邪了,问题又跟着来了,直接通过电阻输出的音频信号太弱,耳机听太小!!用2822放大,交流声又太大,想了半天,经历无数突发奇想,无数失败的挣扎,盖革大叔一声不吭,盖革依旧笑春风,最后的最后,直接用单管9014放大电路做前置放大,实验又实验,期间又补充了很多基础知识,居然还成了。 经历七七四十九分钟,再次成品化,在实验中发现一个奇特的现象:只要用手按住负极,交流干扰锐减啊!大喜,做了个外置的触点,使用中用手按住,交流声消除不少~~~~~ 至此,盖革大叔的传奇终于诞生,俺们也宣告盖革计数器完成(掌声响起来)。用耳机输入,可以接外接放大,也可以接录音设备,输入电脑分析。下下图就是用录音设备录制的本地辐射值,这个管子本底噪音应该在80次以下,而我在很多地方记数居然只有60次左右,看来辐射水平蛮低的嘛!想想这几天为了这个简单的东西居然碰到这么多问题,在俺们的发明创造史上也是绝无仅有的一次了,不过累是累点,学到了很多理论也是真的。写个日志纪念一下。 因为找不到放射源,也没办法做实效测试,只能等待机会了,不过如果谁家要装修的话,俺可以去帮你测测建材的辐射水平,听说不合格大理石等板材辐射比较高,收费合理,童叟无欺。本盖革计数器花费总共100大元左右。 (上图为电脑分析结果,使用软件对音频降噪处理 干扰主要在7000HZ和15000HZ两段) (注:每探测到一个脉冲,音响就会发出一个爆裂声) 转自极客工坊 |
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