Voltaje de los condensadores del contador Geiger Muller

El voltaje del tubo GM es importante. No desea exceder su especificación máxima y también su sensibilidad depende del voltaje aplicado. Y esto puede variar de un tubo GM a otro, por lo que una cierta capacidad para ajustar el voltaje aplicado exacto sería "agradable de tener" aquí. Pero no está incluido.

Por lo tanto, la regulación es importante. Este circuito incluye esa regulación mediante retroalimentación al pin 5 del MC34063, con \ $ R_3 \ $, \ $ R_4 \ $ y \ $ R_5 \ $ formando la red divisoria. Si todos los valores de la resistencia fueran perfectamente precisos, esto sugeriría aproximadamente \ $ 400 \: \ textrm {V} \ $ en \ $ C_4 \ $. Pero \ $ 10 \: \ textrm {M} \ $ resistors son relativamente difíciles de conseguir, quizás algo más caros, normalmente solo se especifican para aproximadamente \ $ 200 \: \ textrm {V} \ $ o menos, y de lo contrario puede tener peores especificaciones. Espere pagar unos pocos dólares por un 1% uno calificado para esta área de voltaje. Incluso con todos los valores de resistencia a una especificación del 1%, el voltaje en la salida estará en algún lugar entre \ $ 385 \: \ textrm {V} \ $ y \ $ 425 \: \ textrm {V} \ $. (Lo que puedo considerar "suficientemente bueno", dependiendo de las especificaciones del tubo GM).

Cuando construí uno de estos en 1969, no teníamos tanto lujo de reguladores ni nuestras resistencias estaban bien especificadas. Utilicé una cadena en serie de NE-2 seleccionados a mano para establecer el voltaje de regulación y dispuse la fuente de alimentación para que los NE-2 tuvieran la corriente adecuada a través de ellos para una regulación razonable. No fue más preciso que esto, pero mi voltaje se estableció cerca de \ $ 1200 \: \ textrm {V} \ $ en ese entonces, también, debido al tubo GM que usé. (De hecho, le escribí al físico que diseñó el tubo y unos 10 años más tarde le compré un nuevo reemplazo directamente, ya que ya nadie los llevaba. Me costó $ 8 en 1980. Agradable.)

Entonces, \ $ C_4 \ $ es su principal preocupación, ya que debe cargarse hasta este voltaje máximo. Si se hubiera molestado en leer el esquema que proporcionó, vería la calificación presente en el esquema, directamente. Ese es un buen valor de elección.

Al mirar los otros condensadores, solo necesita tener un conocimiento muy general. Por ejemplo, todo lo que necesita hacer es mirar la hoja de datos del MC34063 para ver que el pin 5 es \ $ 1.25 \: \ textrm {V} \ $ (con barras de error, por supuesto). Así que ya lo sabe porque también es el divisor resistivo junto a \ $ C_3 \ $ que no se expondrá mucho. Sin embargo, tenga en cuenta que un solo fallo en \ $ R_3 \ $ o en \ $ R_4 \ $ (por ejemplo, interrumpido por la aplicación accidental de un alicate o un destornillador) de hecho expondría muchas partes a un alto voltaje, probablemente matándolos también (incluido el MC34063). Creo que un rediseño de este circuito sería apropiado debido a esa debilidad. Las cosas pasan, ¿sabes?

Cuando se dispara el tubo GM, su resistencia puede tratarse como cerca de cero por un momento. Por lo tanto, otro divisor de resistencia a mirar es el formado por \ $ R_7 \ $ y \ $ R_6 \ $. Nuevamente, en teoría, el LM358D no parece estar expuesto a alto voltaje debido a este divisor. Pero aquí nuevamente, una sola falla de \ $ R_7 \ $ podría significar significativamente lo contrario.

Hay muchas formas en las que este circuito podría y probablemente debería ser un poco más robusto ante fallas simples. Pero las partes son baratas y el voltaje es lo suficientemente bajo, supongo.

De todos modos, diviértete. Hay mucho que aprender sobre los tubos GM y sobre a qué responden y también a qué no pueden responder. En este caso, sospecho (por el antiguo conocimiento) que probablemente sean mezclas de neón-cloro. Posiblemente con un aditivo de argón, supongo, aunque el voltaje será ligeramente más alto para eso. Las respuestas probablemente solo se deban a los rayos gamma, supongo. Pero quizás la tecnología ha cambiado mucho y me interesaría saber el tubo exacto que está considerando aquí. Si puede encontrar una pieza, recomiendo obtener una muestra de Autunite para probar / jugar. Hermosos cristales en algunos casos, también. Y bastante activo.

El diseño y la construcción de tubos GM es un área interesante para estudiar. Recomiendo usar tu objetivo aquí para motivar un estudio de ellos. Concéntrese en los principios básicos de operación, los problemas relacionados con la extinción (resueltos mediante circuitos de extinción externos o la mezcla de gases en el tubo para el llamado autoencantamiento dentro del tubo) y los problemas relacionados con la vida útil (número de conteos ) y la elección de los materiales del cilindro y la varilla en combinación con los gases para extender la vida útil. Hay mucho más: las ideas de "sección transversal" (medidas en graneros) y cómo se relaciona con la energía de las partículas que pueden causar una respuesta; cascadas de partículas; los diferentes tipos de partículas; la idea de las ventanas de mica y otras formas de aumentar la sensibilidad a ciertas partículas o energías; Mucho que aprender, probar, etc. Mucha diversión por delante.

El esquema dice que C4 debe estar clasificado para 630V.

Todo lo demás (excepto C3) tiene a lo sumo el voltaje de su fuente de alimentación (eso es lo que viene en SV4), así que califíquelos adecuadamente.

C3 está conectado indirectamente a la sección de alto voltaje a través de un divisor de voltaje hecho de R3, R4 y R5. Los valores dados reducen el alto voltaje a 2V o menos, por lo que C3 no es crítico.

Tenga cuidado con los voltajes nominales en R3, R4 y R5. Probablemente quiera usar algo más grande que una pieza SMD de tamaño 1206.

Recién notado: los números de pieza en la lista de materiales no coinciden con el circuito. Todas las designaciones de piezas que utilicé se tomaron del diagrama del circuito.

La entrada de potencia en SV4 va a los pines 4 y 6 del MC34063 (un impulso Regulador que genera la alta tensión que el tubo Geiger. requiere). Por lo tanto, con la excepción de C4 (que está marcado como teniendo una clasificación de 630 V), todos los condensadores están bajo voltaje más bajo Bias que la tensión de alimentación, que (según una hoja de datos para MC34063A es a lo sumo 40VDC. Si (como parece probable) el LM358D también se alimenta desde SV4, el voltaje debe ser igual o inferior a 32VDC.

Si se conoce la fuente de alimentación conectada a SV4, utilícela como voltaje mínimo clasificación. Si no, las clasificaciones de 50VDC o 63VDC para los capacitores son seguro, excepto (por supuesto) para C4 que se especifica como 630V.

La tensión real de C4 tiene, si las resistencias R3, R4, R5 son como está marcado, un valor nominal de $$ V_ {C4} = 1.25V * {10M \ Omega + 31k \ Omega \ sobre {31k \ Omega}} = 404V $$

y se requerirá un tubo Geiger apropiado para ese sesgo.