Dziś przedstawiam najbardziej zaawansowany przyrząd z konstrukcji Karola. Jest to zestaw modułów, które można łączyć w różne konfiguracje, ilustrując krok po kroku zasady działania aparatury dozymetrycznej: od zasilania, przez dyskryminację impulsów, ich zliczanie, pomiar częstości itp.
Zestaw klocków 4 EDU
Zestaw klocków do samodzielnego łączenia jest częścią serii 4 EDU – rodziny urządzeń i modułów przeznaczonych przede wszystkim do celów edukacyjnych, pozwalających na praktyczne poznawanie zasad działania detektorów promieniowania, torów pomiarowych oraz układów zliczających. Poszczególne moduły mają wyprowadzone sygnały i zasilanie na kolorowe gniazda, dzięki czemu można je łączyć ze sobą za pomocą przewodów bez konieczności lutowania.
Zestaw pozwala zbudować kompletny tor pomiarowy – od zasilania, przez detektor Geigera-Müllera i układ formowania impulsów, aż po ich zliczanie, pomiar częstości występowania oraz sygnalizację dźwiękową.
Oznaczenie gniazd
Kolor gniazda określa jego funkcję:
- czarne – masa (GND),
- czerwone – zasilanie +5 V,
- pozostałe kolory – sygnały lub napięcia charakterystyczne dla danego modułu.
Dzięki temu już na pierwszy rzut oka można rozpoznać, które połączenia służą do zasilania, a które przenoszą sygnał pomiarowy.
USB-C 5V Power Unit
Moduł zasilania wyposażony w złącze USB-C. Dostarcza napięcie 5 V potrzebne do zasilania pozostałych elementów zestawu.
- czerwone – wyjścia +5 V,
- czarne – wyjścia GND.
Moduł stanowi źródło zasilania dla całego zestawu podczas pracy z pozostałymi klockami.
400V Power Unit
Moduł wysokiego napięcia przeznaczony do zasilania liczników Geigera-Müllera wymagających napięcia około 400 V.
- czarne – GND,
- czerwone – wejście +5 V,
- żółte – wyjście około 400 V.
Napięcie wysokie jest doprowadzane bezpośrednio do modułu licznika GM. Dzięki rozdzieleniu zasilania niskiego i wysokiego napięcia można łatwo obserwować zasadę działania typowego zasilacza dla detektora Geigera-Müllera.
GM Tube Unit
Moduł zawierający licznik Geigera-Müllera. Jest podstawowym elementem detekcyjnym zestawu i zamienia pojedyncze akty jonizacji w impulsy elektryczne.
- czarne – GND,
- żółte – wejście około 400 V,
- zielone – analogowe wyjście impulsów.
Wyjście z tego modułu można podłączyć bezpośrednio do modułu dyskryminatora impulsów.
Pulse Discriminator
Moduł wzmacniacza i dyskryminatora impulsów. Otrzymuje analogowe impulsy z licznika GM, odpowiednio je formuje i zamienia na impulsy cyfrowe, które mogą być następnie łatwo zliczane przez elektronikę cyfrową.
- czarne – GND,
- czerwone – +5 V,
- niebieskie – analogowe wejście impulsów,
- zielone – cyfrowe wyjście impulsów.
Moduł wyposażony jest również w niebieską diodę LED, która miga przy każdym wykrytym impulsie. Pozwala to obserwować pracę toru pomiarowego bez podłączania dodatkowych przyrządów.
Pulse Counter
Elektroniczny licznik impulsów przeznaczony do wykonywania pomiarów liczby zliczeń w określonym czasie.
- czarne – GND,
- czerwone – +5 V,
- niebieskie – cyfrowe wejście impulsów.
Czas zliczania można ustawić w zakresie od 1 sekundy do nieskończoności. Dzięki temu moduł może być wykorzystany zarówno do krótkich pomiarów, jak i do ciągłego zliczania impulsów.
Wynik pomiaru jest prezentowany na wyświetlaczu LCD. Pomiar można w dowolnym momencie uruchomić, zatrzymać lub wyzerować, dzięki czemu użytkownik ma pełną kontrolę nad przebiegiem zliczania.
Trwające zliczanie jest dodatkowo sygnalizowane przez wyświetlanie na LCD gwiazdki (*). Pozwala to jednoznacznie rozpoznać, czy wyświetlana wartość jest aktualnie zwiększana.
Ratemeter
Ratemeter służy do pomiaru częstości występowania impulsów, czyli liczby impulsów przypadających na jednostkę czasu.
- czarne – GND,
- czerwone – +5 V,
- niebieskie – cyfrowe wejście impulsów.
Urządzenie posiada trzy zakresy pomiarowe, wybierane za pomocą przycisku:
- do 3 CPS,
- do 30 CPS,
- do 300 CPS.
Pozwala to dobrać zakres do aktualnego poziomu promieniowania i obserwować zmiany częstości impulsów z detektora w czasie rzeczywistym.
Speaker
Moduł wzmacniacza akustycznego z głośnikiem, pozwalający zamienić impulsy z detektora na sygnał dźwiękowy.
- czarne – GND,
- czerwone – +5 V,
- niebieskie – cyfrowe wejście impulsów.
Po podłączeniu do wyjścia dyskryminatora każdy impuls z detektora może być słyszalny jako trzask. Jest to klasyczny sposób akustycznej obserwacji pracy licznika Geigera-Müllera i pozwala intuicyjnie oceniać zmianę intensywności promieniowania.
Przykładowy tor pomiarowy
Podstawowy zestaw do pracy z licznikiem GM można połączyć w następujący sposób:
USB-C 5V Power Unit → 400V Power Unit → GM Tube Unit → Pulse Discriminator →
- Pulse Counter – do zliczania impulsów,
- Ratemeter – do pomiaru częstości zliczeń,
- Speaker with Amplifier – do ich odsłuchu.
Kilka modułów może być podłączonych jednocześnie do tego samego wyjścia dyskryminatora. Dzięki temu ten sam sygnał z detektora może być równocześnie zliczany, przeliczany na częstość i przedstawiany w postaci sygnału akustycznego.
Zestaw pozwala więc nie tylko wykonać pomiar, ale również zbudować i prześledzić cały tor pomiarowy krok po kroku – od powstania impulsu w rurze Geigera-Müllera, poprzez jego wzmocnienie i dyskryminację, aż do końcowego wyniku pomiaru.
Planowane moduły
Zestaw może być w przyszłości rozbudowany o kolejne elementy toru pomiarowego. Planowane są między innymi:
- moduł koincydencji, pozwalający na analizę jednoczesnego występowania impulsów z kilku detektorów,
- zasilacz 800 V, przeznaczony do detektorów wymagających wyższego napięcia pracy,
- moduł detektora scyntylacyjnego, umożliwiający budowę toru pomiarowego wykorzystującego scyntylator zamiast licznika Geigera-Müllera.
W efekcie zestaw może służyć jako modularne laboratorium do eksperymentów z promieniowaniem, w którym użytkownik samodzielnie buduje potrzebny przyrząd, dobierając i łącząc odpowiednie klocki.
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!]