DKS-1 Iris - dozymetr z zegarem i budzikiem

Dozymetr ten został wykonany przez firmę ("małe przedsiębiorstwo") Elsis z Połtawy. Jest to jeden z wielu prostych mierników promieniowania, powstałych po katastrofie w Czarnobylu. Na ich  tle wyróżnia się dodatkowymi funkcjami, jakimi są zegar i budzik, a także kilkoma ciekawymi rozwiązaniami konstrukcyjnymi.

Przyrząd mierzy łączną moc dawki promieniowania gamma i silniejszego beta w zakresie 0,1-9,99 µSv/h. Detektorem promieniowania jest pojedynczy licznik G-M osłonięty jedynie plastikiem obudowy przyrządu. Brak jest ołowianego ekranu, odcinającego promieniowanie beta i wyrównującego charakterystykę energetyczną, jednak plastik eliminuje część niskoenergetycznego promieniowania. Jest to więc konstrukcja pośrednia, którą określiłem w moim artykule [LINK] jako "II szkołę" budowy dozymetrów. Układ ten nie był popularny zarówno w przyrządach poczarnobylskich, jak i we współczesnych, gdyż nie mierzy ani całej emisji gamma+beta, ani czystej gamma.

 

http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=2&topic=49

W dozymetrze Iris stosowano popularne liczniki SBM-20-1, znane z większości radzieckich kieszonkowych dozymetrów, jednak niektóre egzemplarze miały fabrycznie montowany licznik SBM-32. Jest on odpowiednikiem SBM-20, różniącym się głównie sposobem mocowania - zamiast wyprowadzeń w szklanych przepustach na końcach korpusu, jedno z nich podłączone jest przez opaskę bezpośrednio do ścianki obudowy. Podobny układ zastosowano w miniaturowych licznikach SBM-10, SBM-21 oraz polskich DOI-80 i DOI-30.

 

Czułość licznika SBM-32 nie odbiega znacząco od SBM-20, a parametry pracy są zbliżone:

• napięcie progu 250-320 V
• napięcie pracy 400 V
• długość plateau 100 V
• nachylenie plateau 0,15-0,2%/V
• bieg własny 0,5 cps (mniejszy niż SBM-20, mający 1 cps)

Wymiary również są bardzo podobne (średnica 10 mm, długość 105 mm przy 108 mm w SBM-20), jedynie obudowa ma jednolitą powierzchnię, bez wzmacniających żeberek. Niższy bieg własny pozwala podejrzewać, że ścianka jest nieco grubsza niż w SBM-20. Licznik opisywany jest jako przeznaczony do pomiaru promieniowania gamma i twardego (żestkogo) promieniowania beta [LINK], a w dostępnych specyfikacjach występują pewne różnice [LINK]. Niestety trudno znaleźć bliższe informacje o tym detektorze, podejrzewam małoseryjną produkcję. W poniższej tabeli zestawiono podstawowe parametry radzieckich liczników serii SBT, SBM i SI, załapał się nawet SBM-32:

 

Dozymetr uruchamiamy czerwonym przyciskiem po pierwszym włożeniu baterii. Wyświetlają się wówczas cztery zera i musimy ustawić godzinę, bez tego nie przejdziemy dalej. Przycisk UCz zmienia godziny, UM - minuty. Następnie możemy ustawić budzik, jednak nie jest to konieczne, możemy zostawić 00:00. Dozymetr będzie teraz wyświetlał czas w formacie 24 h, jednocześnie cały czas prowadząc pomiar promieniowania. 

Aby zobaczyć wartość mocy dawki, wciskamy klawisz z symbolem "koniczynki". Pomiar odbywa się w cyklach trwających 40 s, wynik z każdego cyklu wyświetlany jest aż do zakończenia następnego cyklu, po czym jest aktualizowany.

 Mamy więc tu ten sam tryb pracy, co w trybie "cyklicznym" w EKO-1. Jeśli wartość pomiaru w danym cyklu przekroczy 0,5 µSv/h, to na zakończenie tego cyklu rozlegnie się krótki sygnał dźwiękowy. Dźwięku tego niestety nie możemy wyłączyć. Dozymetr ma też sygnalizację impulsów za pomocą "klików", wyłączaną przyciskiem z symbolem głośnika. Działa ona zarówno w trybie dozymetru,jak i zegara, a jej włączenie sygnalizowane jest symbolem dźwięku obok "koniczynki". Dźwięk do złudzenia przypomina odgłosy z radzieckich gier elektronicznych: 

Łączną dawkę odczytujemy, wciskając przycisk z symbolem koła. Jest ona podawana w milisiwertach, a instrukcja wspomina, że przy normalnych warunkach promieniowania pierwszy odczyt pojawi się po 3-4 dobach.

Dawka wyświetla się przez 30 s, po czym dozymetr wraca do trybu dozymetru, niezależnie, czy przedtem pracował w trybie zegara, czy dozymetru. Jeśli chcemy wrócić do trybu zegara, wciskamy przycisk IB. Wynik pomiaru możemy zresetować przyciskiem SBR, niestety oprócz restartu pomiaru mocy dawki wyzerowaniu ulegnie też  dawka kumulatywna. Czerwony przycisk pozwala na całkowite wyłączenie przyrządu, tracimy wówczas ustawienia zegara, budzika i zapisanej dawki.

 

 

Czułość dozymetru jest dość dobra, nawet pomimo osłonięcia licznika plastikiem obudowy. Pozostawiony dłuższy czas na paterze ze szkła kryształowego wskazał 0,2 µSv/h przy tle rzędu 0,12 µSv/h. Wyroby ze szkła uranowego dawały oczywiście wynik zaniżony względem Polarona czy Sosny, ale miernik je wykrywał. Problemem jest tylko długi czas pomiaru i konieczność odczekania ok. 3-4 cykli na jego pełne ustabilizowanie się. Oznacza to, ze musimy czekać 1,5-2 minuty, nawet jeśli źródło ma dużą aktywność. Równie powoli wynik spada, a reset przyciskiem SBR wyzeruje nam łączną dawkę. Co ciekawe, szczelina w obudowie jest po przeciwnej stronie niż licznik, choć instrukcja sugeruje korzystanie z tego dozymetru do pomiaru skażeń żywności, obiektów itp. 

Zakres pomiarowy jest bardzo mały, przypomina dozymetr Master-1. Największą czułość dozymetr wykazuje przy bocznej ściance, gdyż od spodu licznik osłonięty jest płytką drukowaną. Można to wykorzystać, jeśli chcemy nieco rozszerzyć zakres pomiarowy, szczególnie przy niskoenergetycznym promieniowaniu.

 

Jeżeli chodzi o układ elektroniczny, to jego sercem jest chip KB1013WE3-2, wywodzący się z popularnych gier elektronicznych typu "jajeczka". Dozymetr reklamowany jest napisem Odnokristalnaja EWM na obudowie, co oznacza mikrokomputer jednoukładowy, stosowane wówczas określenie na mikrokontroler.

 

http://www.leningrad.su/museum/show_big.php?n=3194

Drugą rzeczą, która zwraca uwagę, jest wyświetlacz projektowany specjalnie dla tego dozymetru, o czym świadczy symbol promieniowania. 

Zwykle dla obniżenia kosztów używano uniwersalnych, stosowanych też w innych przyrządach. Przykładowo, Polaron ma LCD od multimetru, o czym świadczą ukazujące się podczas awarii symbole kiloherców, megaherców czy prądu zmiennego.

Trzecią kwestią jest transformator piezoelektryczny w przetwornicy, rozwiązanie rzadko stosowane w dozymetrach. Możliwe, że to jedyny dozymetr z tym typem transformatora. W poniższym module jest to element izolowany gąbką, w górnym prawym rogu:

 

http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=2&topic=49

Transformator piezoelektryczny wykorzystuje efekt piezoelektryczny, czyli powstawania prądu w ściskanym krysztale lub drgania tegoż kryształu po doprowadzeniu prądu. Transformator wykorzystujący to zjawisko składa się z dwóch kryształów, większego i mniejszego. Do mniejszego doprowadzamy niskie napięcie, które wprowadza go w drgania. Z kolei drgania mniejszego kryształu powodują drgania większego, a w efekcie powstawanie w nim wysokiego napięcia. Obecnie stosuje się prostsze układy, np. przetwornice step-up wykorzystujące dławik.

Zasilanie odbywa się z baterii 9 V, która wg instrukcji powinna starczyć na 300 godzin pracy w trybie zegara i 12 godzin w trybie dozymetru. Zdziwiła mnie ta rozbieżność, zmierzyłem więc pobór prądu i wyniósł on 2,5-2,6 mA z akumulatorkiem dającym 8,7 V niezależnie od trybu pracy oraz tego, czy dźwięk jest włączony. Przeprowadziłem więc test - zostawiłem dozymetr uruchomiony w trybie zegara  z naładowanym do pełna akumulatorkiem EverActive 8,4 V 200 mAh. Wyłączył się pod koniec czwartej doby nieprzerwanej pracy, a więc wytrzymał ok. 90  godzin. Przy zastosowaniu baterii alkalicznej, której pojemność jest znacznie większa niż akumulatorka (900 mAh) czas pracy wydłużyłby się nawet i do 400 godzin. 

 ***

Dozymetr występował też w identycznie wyglądającej wersji DKS-2 zasilanej z dwóch baterii AA (wg rosyjskiego nazewnictwa A326). Różniła się ona też umieszczeniem przetwornicy obok innych układów na płytce drukowanej zamiast w dodatkowym module nad główną płytką. 

https://sfrolov.livejournal.com/203650.html

Dołączano do niej też porządnie drukowaną instrukcję w formie książeczki a nie kserowanej ulotki. Obie wersje charakteryzują się niską jakością wykonania obudowy i obwodów elektronicznych. Połówki obudowy są skręcone na dwa wkręty, ale mimo silnego dokręcenia mają pewien luz, a plastik trzeszczy w dłoni. Przyciski mają ostre, niewygładzone krawędzie, o które aż zahacza się palec.

Sam montaż obwodów jest wyjątkowo niestaranny, a do tego zajmuje znacznie więcej miejsca niż to konieczne. Na płytce montażowej jest bardzo dużo wolnej przestrzeni i bez problemu udałoby się ją zmniejszyć o połowę.

Ograniczeniem jest oczywiście długość licznika G-M (108 mm), jednak można byłoby chociażby baterię przenieść na przód, redukując dużą długość obudowy (158 mm).

***

W komplecie z dozymetrem znajduje się kartonowe pudełko, instrukcja i schemat. Napis na opakowaniu informuje nas, że przyrząd jest "miernikiem radioaktywnego promieniowania środowiska", a pod spodem wyszczególniono jego funkcje: intensiwnost' (pomiar mocy dawki), doza (pomiar dawki), czasy (zegar), tajmer (podejrzewam, że chodzi o budzik, choć na obudowie określony jest nazwą budil'nik).

Instrukcja wydrukowana jest w postaci składanej ulotki, a jakość druku sugeruje jedną z wczesnych drukarek. Schemat zaś powstał w programie komputerowym dedykowanym do tego celu:

Czas na podsumowanie. Przyrząd przedstawiłem głównie jako ciekawostkę, gdyż jego praktyczne zastosowanie jest ograniczone. Największą wadą jest powolna reakcja na zmiany poziomu promieniowania, bez niej wszystkie pozostałe można byłoby jakoś przełknąć. Niestety konieczność czekania prawie 2 minut na ostateczny wynik skutecznie zniechęca do używania tego przyrządu. Na dokładkę mamy niski zakres pomiarowy i słaby plastik, trzeszczący w dłoniach. 

Jedyne akceptowalne zastosowanie tego przyrządu to stale włączony monitor promieniowania, który ostrzeże nas o nagłym wzroście mocy dawki powyżej 0,5 µSv/h oraz umożliwi bieżącą kontrolę naturalnego tła promieniowania.