【转载】极简盖革计数器：你听，你听，核辐射的声音

wujizi · 发表于 2013-4-28 12:04:12

DIYer: 天蓝提琴
制作时间: 30分钟
制作难度: ★★★☆☆
GEEK指数: ★★★★★

Contents

1 工具和材料
2 一位60后盖革管大叔的传奇
3 电压，你要稳住！
4 提取高压模块：盖革管的动力之源
5 觉醒吧，盖革管！
6 让核辐射开口说话
7 一睹放射性矿物的真容
8 极简盖革计数器VS副钙铀云母，Fight！

wujizi · 发表于 2013-4-28 12:04:33

1 工具和材料
● 电烙铁一把
○ 盖革管 80元x1 （拜一下万能的淘宝大神就有了。天蓝提琴运气好，找到了个40多块钱的。）
○ 电蚊拍 30元x1 （蚊子肆虐的季节未到，所以大型超市中可能没有存货。不过小商品市场里通常会有没卖出去的积压货。我们只是取用其中的高压模块，如果你不嫌麻烦或者更富有DIY精神，完全可以DIY一个高压模块来用）
○ 有源音箱（带低音炮的那种2.1声道电脑音箱就行）
○ 100V 稳压二极管 1元x4 （电子市场/网购）
○ 10M电阻 x1 100K电阻 x1 （同上）
○ 几根导线
○ 音频接头 0.5元x1（同上）
可选装备

● 电工胶带或者热缩管+热风枪套装，用来在接线之后保证导线绝缘
● 放射性矿物，比如此次出场的“副钙铀云母”大大
○ 洞洞板

wujizi · 发表于 2013-4-28 12:05:15

2 一位60后盖革管大叔的传奇
盖革管的全称是盖革-米勒管（G-M tube），是由卢瑟福（Ernest Rutherford，就是高中物理课本里那个提出“有核原子模型”的人）和德国物理学家盖革（Hans Geiger）于1908年共同发明，又由盖革和他的博士生米勒（Walther Müller）在1928年合作改进的。从此之后，盖革管的设计就基本不再改进了。核辐射包括α粒子流、β粒子流、γ射线三类，而盖革管则可以探测其中的一种或几种，视具体型号而定。天蓝提琴请到的这位盖革管大叔，名叫J408γ（注意是J408 gamma，而不是Y），想必他擅长探测γ射线了。

在“冷战”的特殊时期，或许是出于战备的目的，国内的电子管厂家生产了很多盖革管。这位1966年9月15日出生于中国国营华东电子管厂的J408γ就是其中之一。在当时，他们还是很受追捧的。冷战结束之后，盖革管们也就失去了之前的地位……时至今日，几经辗转，J408γ和他的兄弟姐妹们沦落到被人挂在淘宝网上廉价出售...想必J408γ的心里也是相当辛酸的吧。

wujizi · 发表于 2013-4-28 12:05:58

wujizi · 发表于 2013-4-28 12:06:10

当一种电离辐射（比如γ射线）进入盖革管时，会使盖革管中的气体电离，在盖革管两端产生一个脉冲信号。这个脉冲信号可以被后级电路处理成各种表现形式。目前市面上出售的盖革计数器通常是抓到一次辐射就闪一下LED灯，或者让蜂鸣器“滴”一声；也有些高级的会用一个计数芯片来数盖革管输出的脉冲信号个数，然后显示出来。

盖革管两端有两个金属小圆帽，（1）处的小圆帽是连着盖革管中心的金属丝的，要接电源正极。（2）处连着盖革管中的金属筒，要接电源负极。被盖革管大叔压着的那张纸是大叔的出生证明，果然是很有历史感嘛，有木有！（3）处是大叔的出生日期。货真价实如假包换的60后啊。

wujizi · 发表于 2013-4-28 12:08:47

3 电压，你要稳住！
仔细看过J408γ大叔出生证明的同学，可能已经依稀辨认出大叔需要的工作电压是400V，而电蚊拍高压模块输出的电压是2000V（不同电蚊拍有所差异，但一般在几千伏这个数量级上）。为了得到想要的电压，就需要在高压模块的输出端并联上稳压的模块，把电压稳定在400V上。

（1）中的四个管子就是100V的稳压二极管。（2）和（3）是两个普通的电阻，阻值分别为10M和100K。（4）是洞洞板，主要是为了演示起来清晰一点（貌似没有达到效果啊啊…）实际制作的时候可以不使用。

把这六个元件扭曲成如上图所示的形状。

把扭曲后的元件依次排列，（1）是10M电阻，（2）是4个串联的稳压二极管，（3）是100k电阻。注意，二极管是有方向性的，管身一侧画着一个黑色圆环。在作稳压用时，带环的一侧接高压端，无环的一侧接低压端。

wujizi · 发表于 2013-4-28 12:09:31

4 提取高压模块：盖革管的动力之源
果壳DIYer小蜂在小商品市场里一个不起眼的角落找到了被冷落了大半年的电蚊拍（蚊尽拍藏么...真伤感）。充电式电蚊拍是使用高压模块取得2000V以上的高压电来让蚊子震撼至死的。高压模块是蚊子的梦魇，但却是盖革管大叔的动力之源。

图中（1）、（2）、（3)三个部分就是从电蚊拍手柄中取得的高压模块。其中（1）处是可以接220V市电的弹出式充电插头，（3）处是600mAH，4V的铅酸蓄电池。（2）处就是高压模块了。可以看到，电蚊拍的高压模块有三个输出导线，两根黄色的A、A'和一根白色的B。A和A'是从2000V高压输出端引出的两条导线，效果相同，平时是连在电蚊拍拍面两侧的金属网上的。B是地线，你可以认为它是电源负极，平时是连在电蚊拍中间的那一层金属网上的。所以电蚊拍的拍面实际上是两个反向的高压电场。关于电蚊拍的详细结构……（果壳网友：跑题跑到安第斯山脉去了有木有？！天蓝提琴：我错了……）

把A点接在稳压管序列的高压端，B点接在低压端，如图所示的位置。

wujizi · 发表于 2013-4-28 12:10:12

5 觉醒吧，盖革管！
将盖革管的两端连接到稳压模块相应的位置上，打开高压模块的开关，就可以使盖革管开始工作了。

图中，盖革管上的A点接到稳压模块10M电阻左边的A点，盖革管上的B点接到100k电阻右边的B点，如图所示。

需要注意的是，盖革管开始工作了，不代表你看得到他开始工作了。那如果盖革管在兢兢业业的工作，而我们却又感受不到他的工作成果，岂不是一件很伤感的事情...所以我们需要：

wujizi · 发表于 2013-4-28 12:11:08

6 让核辐射开口说话
为了听到核辐射的声音，就需要给他一张嘴——发声设备。最常见的发声设备，就是大家桌面上的耳机或者音箱了吧？只要将100K电阻的两端接到耳机或者音箱的声音输入端就可以了。为了不破坏耳机/音箱的音频输入线，我们可以给这个极简盖革计数器装上一个音频插座。

、、

图中，紫色导线G接到音频输入的接地端，灰色导线L接到音频输入的左声道。

wujizi · 发表于 2013-4-28 12:11:28

这就是个3.5mm音频插座啦。从耳机插入孔往后数，一共有三排引脚，分别是接地端G、右声道R、左声道L。记得L接灰色，G接紫色。

接好之后，为了测试盖革管的效果，必须要找到一个辐射源。有一些天然的石材会有微弱的放射性，不过可惜的是在果壳DIY工作室附近木有找到。

wujizi · 发表于 2013-4-28 12:14:18

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sbygd · 发表于 2013-4-28 12:14:25

所有的图都看不到，我是不是一个人

qgx · 发表于 2013-4-28 12:19:19

你不是一个人你不是一个人看不到

wujizi · 发表于 2013-4-28 12:40:31

引用第12楼sbygd于2013-04-28 12:14发表的 :
所有的图都看不到，我是不是一个人

这个问题比较难回答...

壊蟑螂 · 发表于 2013-4-28 12:41:55

这里不是贴吧，麻烦不要用这种发帖的方式，小心被关小黑屋

月光下の妖精 · 发表于 2013-4-28 13:01:01

果殼的圖貌似是不能外鏈的

i火花 · 发表于 2013-4-28 22:10:30

引用第13楼qgx于2013-04-28 12:19发表的 :
你不是一个人

我想起了贴吧那个因为这句话吵起来的两2货。。。

qgx · 发表于 2013-4-29 08:33:05

你这是在嘲讽我和楼主吗

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