Selbstbau eines Geigerzählers im Taschenformat

Der fertige Geigerzähler hat Abmessungen von 7 cm x 5.5 cm x 2 cm, und beinhaltet neben dem Zählrohr einen kleinen Lautsprecher, zwei 900mAh AAA Akkus, einen Ein/Aus Schalter und eine LED zur Statusanzeige.

Das Video unten zeigt den Geigerzähler in Aktion.

 

Das verbaute Zählrohr (vermutlich Valvo 18550) wurde aus dem Drahtkäfig eines FHZ76V enfernt.

Solche Zählrohre wurden in den 80er Jahren von der Firma Frieseke in Erlangen z.B. für Bundeswehrbestände gefertigt.

Die technischen Daten des FHZ76V in Kürze:

• Max 1r/h
• Messung von Beta-und Gammastrahlung
• Arbeitsspannung 500 V
• Mit Halogen gefüllt
• Durchmesser: 1.8cm
• Länge: 8.2cm

Der Hochspannungsteil zum Betreiben des Zählrohres wurde einer Einwegkamera aus dem Fotohandel entnommen

Der Spannungsimpuls für den Blitz der Kamera wird in diesen Kameras durch eine Sperrschwingerschaltung, auch Sperrwandler genannt, erzeugt. Der Schaltplan der Blitzschaltung in der Kamera findet sich unten.

Seinen Namen hat der Sperrwandler daher, daß er die Energie immer nur während der Sperrphase eines Schalttransistors auf den Ausgang überträgt. Die einfachsten Ausführungen benötigen außer dem Wandlertrafo nur einen Transistor und wenige passive Bauteile. Der Trafo besteht im Normalfall aus drei Spulen: Primär-, Rückkopplungs- und Sekundärspule. Die in der Spule gespeicherte Energie während der Sperrphase nicht über die Primärspule sondern über eine separate Sekundärspule wieder abgegeben.
Das Grundprinzip ist unten dargestellt. Zunächst die Flußphase (Bild Links): die Eingangsspannung liegt direkt an der Primärspule an und es fließt ein linear ansteigender Strom. Dabei wird Energie von der Eingangsspannungsquelle in die Primärspule übertragen. Diese Energie wird aber nicht in der Spule selbst sondern im Luftspalt des Trafos gespeichert. Deshalb muß die Energie nicht zwangsläufig über die gleiche (Primär)Spule wieder abgegeben werden. Diesen Umstand macht man sich beim Sperrwandler zunutze. Während der Sperrphase, die zum Zeitpunkt des maximalen Stromflusses einsetzt, befindet sich ja noch immer die gesamte während der Flußphase gespeicherte Energie im Luftspalt des Trafos. Würde man den Strom einfach unterbrechen, würde diese Energie in Form einer sehr hohen Induktionsspannung frei werden und den Schalttransistor zerstören. Der Trick beim Sperrwandler besteht darin, daß der Strom nicht in der Primärspule weiterfließt sondern von der Sekundärspule übernommen wird und das Magnetfeld aufrecht erhält. Während der Sperrphase (Bild Mitte) wird also, damit der Strom weiterfließen kann, die Sekundärspule auf den Siebelko geschaltet. Die Spulen sind so gepolt, daß der sekundäre Spulenstrom den Siebelko auflädt. Während der Sperrphase wird die Last aus der im Siebelko gespeicherten Energie versorgt. Es ist üblich, bei den Spulen eines Trafos die Anschlüsse gleicher Polarität im Schaltbild mit einem Punkt zu markieren. Der sekundärseitige Schalter kann auch durch eine Diode ersetzt werden (Bild Rechts).

Im Video unten ist zu sehen wie mit einem Sperrwandler und einer Villard Schaltung zur Spannungsverdopplung aus 2.5 V Batteriespannung eine Gleichspannung von ca 370 V erzeugt werden kann.

Wie bereits im ersten Video zu sehen, eigenen sich z.B. Glühstrümpfe von Petroleum-Starklichtlampen hervorragend als Testobjekte für das Zählrohr. Hier kam der Glühstrumpf HK500 40+ der Firma Pelam zum Einsatz. Diese Glühstrümpfe sind aller Wahrscheinlichkeit nach mit Thoriumnitrat getränkt, das leicht radioaktiv ist.

Abschließend der gesamte Schaltplan im Überblick.

Viel Spaß beim Nachbauen.