09 grudnia, 2024

Kieszonkowy miernik dawki MIDO-2

Prezentowany przyrząd MIDO-2 stanowi wersję rozwojową MIDO-1, omawianego przeze mnie w 2020 r. [LINK]. Podobnie jak poprzednik, mierzy łączną dawkę promieniowania gamma, ale w konstrukcji wprowadzono kilka istotnych modyfikacji. Przede wszystkim zamiast licznika mechanicznego z bębenkami (takiego jak w starych magnetofonach) zastosowano wyświetlacz LCD. Przyrząd wyskalowano w jednostkach dawki pochłoniętej (µGy) zamiast ekspozycyjnej (µC/kg). Dodano też alarm progowy mocy dawki o trzech progach, a także sygnalizację przeciążenia.


Z drobnych zmian można wymienić usunięcie przycisku testu baterii, a także inny klips mocujący miernik w kieszeni fartucha - starsza wersja miała "żabkę" jak ALDO-10.


MIDO-2 uzyskał atest CLOR w 1988 r., czyli 8 lat po MIDO-1. Prezentowany egzemplarz pochodzi z 1991 r. Z tego samego roku był omawiany wcześniej egzemplarz MIDO-1, zatem oba przyrządy, choć tak różne technologicznie, produkowano równolegle. Niestety nie znam wielkości produkcji, ale raczej nie była ona masowa. MIDO-1 pojawia się tylko w jednej publikacji (G. Jezierski, Radiografia przemysłowa, Warszawa 1993), zaś z MIDO-2 nie spotkałem się w dostępnej literaturze.


Przyrząd mierzy łączną dawkę promieniowania gamma, jak również sygnalizuje przekroczenie jednego z trzech progów mocy dawki. Detektorem promieniowania jest miniaturowy licznik G-M typu DOI-30, umieszczony w grubym ekranie z ołowiu, naciętym pośrodku.

Licznik ten był stosowany głównie w wojskowych przyrządach dozymetrycznych (DP-75, DPS-68M i M1), gdzie odpowiadał za najwyższe zakresy pomiarowe, sięgające 500 R/h (5 Sv/h). Poniżej specyfikacja obejmująca najważniejsze parametry:

http://www.pwl.mikrokontroler.pl/detektory_promieniowania/detektory_promieniowania.pdf

Porównanie z innymi licznikami DOI i BOI, zarówno pod względem parametrów, jak i wymiarów:

Cyt. za: A. Piątkowski, W. Scharf, Elektroniczne mierniki promieniowania jonizującego - poradnik, Warszawa 1979.

Jak widać, zakres tego licznika zaczyna się od 0,5 R/h (5 mSv/h), a kończy na 500 R/h (5 Sv/h), czyli warunkach, w których po mniej niż 1 godzinie otrzymamy dawkę śmiertelną LD50/30. DOI-30 co prawda rejestruje również znacznie słabsze promieniowanie, jednak wówczas jego wydajność, a przy tym dokładność pomiaru, jest znacznie mniejsza. Bieg własny tego licznika to zaledwie 1 impuls na minutę, porównajmy tę wartość z 30-60 imp/min dla STS-5/SBM-20/BOI-33 czy 120 imp/min dla STS-6/SBM-19/BOI-53. Jest to cena za szeroki zakres pomiarowy oraz odporność na przeciążenie.

***

Wynik wyświetlany jest na sześciocyfrowym wyświetlaczu LCD typu RPYD-01, tym samym co w kalkulatorze "Jacek", pierwszym polskim kalkulatorze z LCD. 


Wszystkie cyfry wyświetlają się czasem przy pierwszym uruchomieniu, wówczas należy zresetować pomiar przyciskiem KAS., aby pokazało się tylko jedno zero.


Oprócz wyświetlacza RPYD z kalkulatora "Jacek" przejęto również mikroukład sterujący wyświetlaczem - MC1403

***

Dozymetr wyskalowany jest w dziesiątkach µGy, zatem musimy pamiętać, by wskazania pomnożyć przez 10, a najmniejsza możliwa do zmierzenia dawka to 10 µGy.


Skutkuje to małą rozdzielczością pomiaru, zwłaszcza na potrzeby amatorskie - 1 na wyświetlaczu może równie dobrze oznaczać 11 µSv, jak i 19 µSv. Pamiętajmy jednak, że przyrząd był przeznaczony głównie dla dozymetrii awaryjnej, a jego zakres kończył się na 9999990 µGy (9,99 Gy).

***

Obsługa MIDO-2 jest specyficzna - przyrząd nie ma typowego wyłącznika zasilania i wyświetlacz zaczyna pracować od razu po założeniu baterii. Przełącznik ON/OFF, znajdujący się z boku obudowy, uruchamia przetwornicę wysokiego napięcia i pozwala rozpocząć pomiar, a także go zatrzymać i wznowić bez kasowania wyniku. 

Taki układ pozwala na oszczędzanie baterii, gdyż przy wyłączonej przetwornicy pobór prądu jest dwukrotnie mniejszy. Jednocześnie zachowany jest wynik pomiaru, który po wyłączeniu zasilania byłby resetowany. 

Do kasowania wyniku służy osobny przycisk na przednim panelu, oznaczony KAS. W odróżnieniu od MIDO-1, przycisk ten nie jest schowany w wysokiej osłonie, utrudniającej przypadkowe wciśnięcie, tylko umieszczono go poniżej powierzchni panelu, podobnie jak w ALDO-10. Da się go wcisnąć opuszkiem palca albo paznokciem, ale trzeba dobrze wcelować, płaskie dotknięcie palcem nie uruchomi przycisku.

Oprócz pomiaru łącznej dawki MIDO-2 ma dodatkową funkcję w postaci alarmu progowego mocy dawki. Obok klipsa na obudowie znajduje się zaślepka, przypominająca potencjometr. 

Jak ją odkręcimy, zobaczymy wkręt, który przy pomocy śrubokręta możemy ustawić na jedną z trzech pozycji, odpowiadających 0,3, 3 i 30 mGy/h.

Dodatkowym, niejako czwartym progiem alarmowym, jest sygnalizacja przekroczenia najwyższej mocy dawki, przy której może pracować MIDO-2, czyli 90 mGy/h. Wówczas na wyświetlaczu pojawi się litera M (w kalkulatorze Jacek oznaczała użycie pamięci). W takim przypadku instrukcja zaleca przekazanie miernika personelowi ochrony radiologicznej, który zanotuje wynik i przywróci prawidłową pracę przyrządu. Wspomniany limit wynika z wydajności układu elektronicznego zastosowanego w MIDO-2, a nie samego licznika DOI-30, który jak wspomniałem może mierzyć wartości i 55 razy wyższe.

***

Jak wygląda czułość MIDO-2? Nietrudno się domyślić, że jest niska, zwłaszcza na potrzeby amatorskie, gdzie rzadko mamy do czynienia z silnymi źródłami promieniowania gamma. Przyczyną jest zastosowany miniaturowy licznik, umieszczony dodatkowo w grubym ekranie, który przepuszcza jedynie twarde promieniowanie gamma. Udział takiej emisji jest niewielki w większości "domowych" źródeł, które emitują zwykle mieszankę niskoenergetycznych kwantów gamma oraz cząstek beta o różnych energiach. Dlatego też do testowania MIDO-2 nadają się praktycznie tylko zegary lotnicze i inne przyrządy z dużą ilością farby radowej oraz bardziej aktywne minerały. Można też użyć obiektywów z torowanego szkła lub większej liczby siateczek żarowych, jednak wówczas czas niezbędny do uzyskania wzrostu wyniku o 10 µGy wydłuży się do kilku godzin. Jeszcze słabsze źródła mogą wymagać tak długiego czasu zliczania, że typowy akumulatorek czy bateria zdąży się rozładować, zatem lepiej użyć zasilacza sieciowego 

Podczas testów wzrost dawki prezentował się następująco:

  • wypożyczony mocny minerał  - 20 µGv w ciągu 1 godziny
  • mały żółty minerał  - 10 µGy w ciągu 3 minut 
  • skala od DP-63A - 10 µGv w 10 minut i 30 µGv przez 30 minut.
  • soczewka z torowanego szkła - 30 µGv przez 9 godzin i 20 minut 
  • płaskorzeźba Matki Boskiej naliczała powtarzalnie 10 µGy przez 4 godziny i 10 minut, aczkolwiek podczas jednego z testów w ciągu 6,5 godziny naliczyła aż 40 µGy przy takiej samej geometrii układu pomiarowego (podejrzewam, że przyczyną był świeżo naładowany akumulatorek)


Miernik reaguje też na silne promieniowanie beta - kontrolka od DP-66M wygenerowała dawkę 10 µGv w ciągu 1 godziny i 50 minut, tyle samo czasu zajęło jej nabicie kolejnych 10 µGv (oczywiście pamiętajmy o zastrzeżeniach dotyczących pomiaru promieniowania beta w jednostkach dawki i mocy dawki - LINK).

Zliczanie dawki od jednego z minerałów, które trwało 15 minut, zostało nagrane w przyspieszonym do 1200% tempie, w czasie rzeczywistym pozostawiłem tylko początek i koniec:


Jak widać, czas zliczenia każdych 10 µGy wynosił 3 minuty z dokładnością +/- 10 s.

***

Instrukcja zaleca codzienne sprawdzanie przyrządu przy pomocy źródła Co-60 o aktywności min. 1 MBq, umieszczonego przy kropce na obudowie, oznaczającej środek licznika.

Natychmiastowy wzrost wyniku o co najmniej jedną cyfrę oznacza sprawność przyrządu. Aktywność 1 MBq Co-60 daje z odległości 0,5 cm aż 12,2 mGy/h, co oznacza 3,3 µGy/s.

Kalibrację, niezbędną po wymianie licznika G-M, wykonuje się poprzez przelutowywanie zworek, podobnie jak w sygnalizatorze przekroczenia dawki ALDO-10. Procedura obejmuje sprawdzenie aktualnego "stopnia podziału" na podstawie ustawienia dwóch zestawów zworek - pierwsza cyfra odpowiada ustawieniu zestawu S4, druga S3. Następnie wykonuje się pomiar czasu, w którym dozymetr zliczy dawkę 1000 µGy od źródła Co-60 emitującego 10 µGy/s - przy prawidłowej kalibracji będzie to 100 s.


W razie odchyłów od tej wartości należy podzielić 100 przez zmierzony czas, a wynik pomnożyć przez aktualny stopień podziału. Otrzymaną wartość trzeba ustawić poprzez przelutowanie zworek. 

***

Zasilanie odbywa się z typowej baterii 6F22 9 V umieszczonej w specjalnym dwuczęściowym koszyczku, chroniącym elektronikę w razie wycieku elektrolitu.


To samo rozwiązanie zastosowano w radiometrach RK-20 i RK-21 - ówczesne baterie były niskiej jakości i łatwo ulegały wylaniu.


Dozymetr pracuje przy napięciu 7,5-9 V, nadmierne rozładowanie baterii sygnalizowane jest przez świecenie czerwonej diody LED oznaczonej BAT. Przy ok. 7,2 V wyświetlacz jeszcze pokazuje wynik, ale nie pracuje już przetwornica WN i dalsza dawka nie jest zliczana.


Deklarowany przez instrukcję pobór mocy "bez napromieniowania" (czyli w warunkach tła naturalnego) wynosi 50 mW, co przy napięciu zasilania 9 V przekłada się na prąd 5,5 mA.  

Przeprowadziłem własne pomiary, które dały następujące wyniki:
  • samo wyświetlanie wyniku - 0,13 mA
  • pomiar w warunkach tła naturalnego - 3,55 mA
  • pomiar 5 mR/h - również 3,55 mA, tylko z okresowymi (co 10-20 s) skokami do 3,8-4,4 mA


Przy akumulatorku 250 mAh mielibyśmy 70 godzin pomiaru lub aż 1923 godziny wyświetlania wyniku. Przy baterii alkalicznej 800 mAh czas ten wydłuży się odpowiednio do 255 i 6153 godzin [KALKULATOR].

***

Prezentowany egzemplarz został uratowany przez Czytelnika od utylizacji (pozdrowienia!), niestety wcześniej został już poddany kasacji za pomocą młotka. 

Na szczęście WM Polon udało się dorobić przedni panel na podstawie rysunku z instrukcji obsługi. 



Projekt przedniego panelu, wraz z oryginalną instrukcją obsługi i schematem, udostępniam na moim Chomiku [LINK].

Naprawy wymagała też elektronika, przede wszystkim rozbity wyświetlacz i uszkodzony licznik G-M. Na szczęście wraz z przyrządem otrzymałem płytki drukowane, wyświetlacz i kilka elementów obudowy od drugiego egzemplarza. 

Poniżej krótka fotorelacja z postępów prac nad elektroniką MIDO-2, prowadzonych przez WM Polon:

Do pierwszych testów zamontowano licznik DOI-80, ponieważ oryginalny DOI-30 był uszkodzony, zaś kupione nowe egzemplarze DOI-30 okazały się wadliwe:


Testy za pomocą zegara lotniczego. 


MIDO-2 zbudowany jest na trzech płytkach drukowanych, z których trzecia (P3) mieści tylko wyświetlacz LCD:




Całość po zmontowaniu, a jeszcze przed zrekonstruowaniem przedniego panelu:


Przyrząd ma obecnie głównie wartość kolekcjonerską - do pomiaru łącznej dawki mamy obecnie szeroką gamę nowoczesnych przyrządów, wyposażonych w różne dodatkowe funkcje. Tym niemniej MIDO-2 może być przydatny, jeśli chcemy zmierzyć łączną dawkę od silnych i bardzo silnych źródeł, głównie zegarów lotniczych czy bardziej aktywnych minerałów. Dzieląc dawkę przez czas jej pobierania możemy obliczyć moc dawki, która będzie obejmować praktycznie samo twarde promieniowanie gamma. Z alarmu progowego obyśmy nigdy nie musieli korzystać, gdyż nawet najniższy próg (0,3 mGy/h) jest bardzo wysoki.

Jeśli dysponujecie egzemplarzem tego miernika lub innych rzadko występujących przyrządów Polonu, dajcie znać w komentarzach!


***

Zachęcam też do wspierania bloga, zarówno pośrednio, poprzez zakup dozymetrów [LINK], jak i bezpośrednio, przez Patronite lub BuyCoffeeTo 




Brak komentarzy:

Prześlij komentarz

Jeśli znajdziesz błąd lub chcesz podzielić się opinią, zapraszam!

[komentarz ukaże się po zatwierdzeniu przez administratora - treści reklamowe i SPAM nie będą publikowane!]