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盖革计数器电路分析,盖革计数器核心技术 ,盖革计数器又叫气体电离探测器,盖革米勒计数器 ,NE555 BOOST升压电路 开关电源 电源大师,盖革计数管,盖革管
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盖革计数器电路分析,盖革计数器核心技术 ,盖革计数器又叫气体电离探测器,盖革米勒计数器 ,NE555 BOOST升压电路 开关电源 电源大师,盖革计数管,盖革管 盖革管的工作原理 盖革计数器又叫气体电离探测器,是由H.盖革和P.米勒在1928年发明的。它是一种专门探测电离辐射(包括α粒子、β粒子、γ射线)强度的计数仪器。 盖革计数器是根据射线对气体的电离性质设计而成的,最常用的是金属丝计数器。盖革管的结构如图1-1所示,用一根两端用绝缘物质密闭的金属圆管作为阴极,沿管的轴线安装一根金属丝电极作为阳极,相互绝缘的密闭在一个玻璃泡内,里面充入惰性气体和微量溴等卤族气体,并在金属管壁和金属丝电极之间加上400V电压(电压略低于管内气体的击穿电压)。在通常状态下,管内气体不放电;而当某种射线的高速粒子进入管内时,能够使管内气体电离,产生的电子在电压作用下飞向金属丝阳极。些电子沿途又电离气体的其它原子,释放出更多的电子。不到1微秒的时间越来越多的电子再接连电离越来越多的气体原子,终于使管内气体成为导电体,在金属丝与管壁之间产生迅速的气体放电现象,从而输出一个脉冲电流信号。电流经过放大后,计数器自动地记录下每个粒子飞入管内时的放电,由此可检测出粒子的数目。 盖革计数器测量辐射的原理也比较简单,盖革管中间有根金属导线作为正极,外边的玻璃内侧会涂有导电涂层作为负极,内部填充一些气体。在两个电极之间通上几百伏的高压,在没有辐射的时候两个电极之间几乎是不导电的,这时如果有辐射进入到管子内部,就能够使管内气体发生电离,释放出自由电子,最后被高压击穿变成导体,在瞬间产生电流。如果在电源和盖革管中间串联一个比较大的电阻,击穿时盖革管两端的电压就会有一个电压跳变,通过检测跳变的频率就能计算出辐射的大小。 3 硬件电路 硬件电路图如图1-3所示,由3-5V电池供电,其电压通过逆变电路升压为400V后给盖革管供压。盖革管阳极串联5-10M的限流电阻接400V电压,以防盖革管损坏,阴极在受到辐射后会输出约10V左右高电平脉冲,脉宽约2ms,经滤波放大后送入CD4049反响缓冲器进行整形,以利于准确的让单片机识别有效脉冲,减小干扰,增加测量稳定性和准确性。 脉冲通过INT1引脚进入AT89C52单片机后,单片机对盖革管输出信号进行检测并计算出辐射值,最后显示在液晶显示屏上。 4 软件设计 软件设计每1分钟为采样频率,显示近一分钟的脉冲数CPM,同时通过单片机计算辐射强度,一并显示在1602液晶屏上。打开电源后,单片机开始工作,因开机第一分钟没有测量数据,此时单片机显示开机信息,可以自定义,如欢迎信息、仪器工作参数等,此时数盖革计数管加电工作,受辐射后输出脉冲,通过单片机中断INT1对脉冲进行计数,每一次脉冲计数加1,同时蜂鸣器发生一次,实时提醒辐射强度,计时器T0进行计时一分钟,一分钟内计数重复累加,满足一分钟后,单片机对脉冲次数按照公式进行计算近一分钟的辐射强度,公式内设置变量A,可以根据不同盖革计数管个体差异灵敏度,方便调试,以保证测量精度,后更新液晶屏现实,将计算的辐射强度和近一分钟的脉冲数值直观的显示值在液晶屏上。完成一分钟测量后,计数器和计数器清零,重新开始计数计时,进行下一分钟的测量。
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