Máy dò bức xạ đơn giản
Tôi quyết định sử dụng một buồng ion hóa nhỏ có bộ khuếch đại dòng điện được chế tạo trên một bóng bán dẫn hỗn hợp làm cảm biến.
Nhưng khi tôi kết nối trực tiếp đế của bóng bán dẫn phức hợp với dây cảm biến thì hầu như không có dòng điện thu. Tôi dự đoán sẽ thấy một số dòng điện rò rỉ do “đế nổi” và mức tăng hàng chục nghìn. Tôi không biết liệu tất cả các bóng bán dẫn npn tổng hợp có tốt như MPSW45A này hay không, nhưng dòng điện rò rỉ thấp một cách đáng ngạc nhiên và mức tăng trông rất cao, có lẽ là 30.000, với dòng điện cơ bản vài chục picoamp. (Tôi đã kiểm tra mức tăng bằng điện trở thử nghiệm 100 MΩ được kết nối với nguồn điện có điện áp đầu ra được điều chỉnh.)
Đột nhiên tôi nhìn thấy cơ hội sử dụng những thành phần phổ biến này để tạo ra một cảm biến thực sự nhạy cảm. Tôi đã thêm một bóng bán dẫn khác như hình dưới đây
Ai cần điện trở phân cực?! Tôi dùng một chiếc lon thiếc có đường kính khoảng 10 cm có lỗ ở đáy để luồn dây ăng-ten và lá nhôm che phần hở.Tôi nhanh chóng nhận ra rằng một điện trở được kết nối với đế 2N4403 (10k) là một ý tưởng hay để ngăn ngừa hư hỏng do đoản mạch. Hiệu suất của mạch này rất xuất sắc và dễ dàng phát hiện lưới phát sáng Thorium của đèn Coleman! Vậy tại sao không thêm một bóng bán dẫn phức hợp khác? Nó có vẻ buồn cười, nhưng đây là những gì tôi nghĩ ra:
Tôi đã sử dụng điện áp nguồn 9V, nhưng khuyên bạn nên sử dụng điện áp cao hơn một chút để có đủ điện thế trong buồng ion hóa. Các điện trở đã được thêm vào để bảo vệ khỏi tình trạng đoản mạch vô tình, có thể nhanh chóng phá hủy bóng bán dẫn hoặc ampe kế. Trong quá trình hoạt động bình thường, chúng ít ảnh hưởng đến hoạt động của mạch.
Mạch này hoạt động rất tốt và sau 5-10 phút ổn định, nó có thể phát hiện lưới phát sáng ở khoảng cách khoảng 10 cm. Nhưng mạch điện lại nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ và số chỉ của ampe kế tăng lên khi nhiệt độ trong phòng tăng nhẹ. Do đó, tôi quyết định bổ sung khả năng bù nhiệt độ bằng cách xây dựng một mạch giống hệt nhau, nhưng không có dây cảm biến kết nối với đế bóng bán dẫn và kết nối thiết bị đo giữa các điểm đầu ra của cả hai mạch:
Điều này có vẻ hơi khó hiểu nhưng thực ra lại khá dễ thực hiện. Mạch được lắp ráp trong cùng một hộp thiếc như được sử dụng trong một trong các dự án JFET được mô tả ở trên và tất cả các bộ phận của mạch được gắn trên bảng mạch 8 chân. Người đọc tinh ý sẽ nhận thấy rằng tôi thực sự đã sử dụng điện trở 2,4 kOhm và 5,6 kOhm, nhưng những khác biệt về giá trị này không tạo ra sự khác biệt lớn.Tôi cũng sử dụng một tụ điện chặn được kết nối song song với pin, có giá trị chẳng hạn như 10 uF. Dây cảm biến được nối trực tiếp với đế của bóng bán dẫn và đi qua một lỗ được khoan ở đáy hộp thiếc. Mạch điện khá nhạy cảm với điện trường nên có một bộ bọc mạch như thế này là một ý tưởng hay.
Cho phép mạch “làm nóng” trong vài phút sau khi cấp điện áp nguồn, sau đó số đọc của ampe kế sẽ giảm xuống giá trị rất thấp. Nếu số đọc của ampe kế là âm, hãy chuyển dây cảm biến sang đế của bóng bán dẫn khác và đảo ngược cực tính của kết nối ampe kế. Nếu có sự sụt giảm điện áp đáng chú ý trên các điện trở 2,2k, có thể lên tới 1 volt, hãy thử làm sạch mọi thứ bằng dung môi và làm khô hoàn toàn. Khi số chỉ của ampe kế trở nên thấp và ổn định, hãy mang nguồn phóng xạ, chẳng hạn như lưới phát sáng, đến cửa sổ có phủ giấy bạc và số chỉ sẽ tăng nhanh. Là một thiết bị đo, bạn có thể sử dụng vôn kế kỹ thuật số có thang đo lên đến 1 V hoặc ampe kế có thang đo 100 μA. Đồng hồ hiển thị bên dưới đã có thang chia độ theo đơn vị phóng xạ và số đọc khoảng 2,2 là do tiếp xúc với lưới điện sợi đốt.
Đây là một cảm biến đơn giản nếu xét đến độ nhạy của nó! Một người thử nghiệm tích cực có thể thử các bóng bán dẫn khác, rất có thể là các bóng bán dẫn phức hợp như MPSA18 hoặc thậm chí là op-amp dòng điện được điều khiển bằng điện áp như CA3080 với phản hồi vòng hở.
] Các lớp học tương tự
Đặc biệt thú vị
Bình luận (26)
