首先展示完成后的照片:
这里液晶显示器显示的是监测仪测得的实时数据。
第一排显示的是测得的温度,29.5℃,后面跟着的是气压值,101.36千帕。第二排开头显示的是大气相对湿度70.7%,最后显示的是电离辐射每小时的当量计量。
对于这四个数值,前三个没啥好解释的,大家都懂。最后一个辐射的剂量估计对大多数人来说都比较陌生——我如果不做这个东西的话也不会去管计量辐射的单位是什么,不过对于辐射的了解,大多数人都还是有很大的误区,而这个是我很早前就搞清楚,然后总是喜欢孜孜不倦地跟身边的人解释的东西。
首先很多人都觉得电脑的辐射和核辐射是一回事。其实这是大错特错。 辐射分为电离辐射和非电离辐射,电脑的辐射属于后者,其实就是能量很低的电磁波;核辐射属于前者,是高能量的射线。我们每天都沉浸在巨量的非电离辐射中,比如电台广播,手机信号,微波炉的微波泄露,甚至连我们眼睛看到的光都是非电离辐射。这些其实都是电磁波,只不过具有比较长的波长和比较低的能量。对人体基本上没有影响。有些人就觉得微波炉连饭都能煮熟,能量一定很大。其实微波炉的功率虽然比较大,但是微波的能量不足以破坏分子的内部结构,只能让分子运动加速,从而升高温度,使食品变熟。如果人在微波炉内呆着,微波只会对人造成烧伤,人离开后不会有任何持续的伤害。而电离辐射就完全是另一回事儿了。它是高速运动的带电粒子或者波长很短能量很大的电磁波。如果进入人体,那么就会严重损坏人体内的分子结构,如果损坏了DNA的自我修复功能和控制生长的功能,那么细胞就会癌变,引起癌症。也就是说,如果微波炉开始释放x射线了,那么人在里面待一会儿说不定就有细胞癌变,所以走出微波炉以后仍然受到辐射引起癌症的折磨。我这个监测仪监测的,不是那些无害的非电离辐射,正是这种危险的电离辐射。
不过大家看到检测仪上竟然显示出有电离辐射也不要惊讶,我们的生活中也有少量的背景电离辐射,它们来自头顶的太阳,远处的星体还有地下的放射性元素。这个数值还是比较正常的,如果小数点前的0变成1,甚至小数点后移了一位,那么就说明环境中的电离辐射异常,很可能是核电站原料泄露,或者是核弹爆炸,也有可能是有人拿了块放射性元素靠近监测仪来恶作剧。
这个监测仪探测电离辐射靠的是盖革计数器,每当有电离辐射的粒子(质子、电子、光子) 进入计数器,它都会释放出一个电压脉冲来。单片机通过统计脉冲数来计算辐射剂量。
盖革计数器就是下面这个东西:
这是学长送给我的。一个8000日元,600人民币的样子。正宗美国货,质量没得说。
下面介绍一下监测器的内部结构。
这是第一层电路板:
左下角是温度湿度传感器模块,后下角是气压传感器模块,然后最上边是液晶显示器,右边黑乎乎的圆圈是蜂鸣器,它和右上角的发光二极管用于示意盖革计数器的脉冲。也就是每当有电离辐射粒子进入盖革计数器,发光二极管和蜂鸣器就会同时发出信号。
第二层电路板:
左边这一块是串口通信用的,用来把数据上传到电脑。中间是DC5V转DC400V变压器,用来给盖革计数器供电。盖革计数器工作的时候电压必须在325V之上。我有一次不慎在它工作的时候摸了一下它的正极,然后顿时就清醒了。
组装起来之后的样子:
但这还只是裸机。裸奔是不道德的。于是就去给它买了件衣服。
这个盒子本来是没有洞的,我拿电钻和锉刀给它弄出了两个方孔,用来配合液晶显示还有串口通信。最终组装起来就是开头显示的样子了。
数据每隔六秒钟上传一次,电脑那边会自动记录下来,便于日后分析。 因为气压温度湿度都和天气状况有密切关系,所以我这个监测仪运行一段时间后,就可以利用积累下来的数据进行粗略的天气预报了。
这是数据上传的画面:
开头是监测仪自报家门的话。看过《钢铁侠》 的人都知道Javis是谁。不过放在这里——好像有奇怪的东西混进来的感觉。以后有时间再去研究人工智能吧。
监测仪大概就是这样了。最后再来一张照片,照片后有实际操作演示录像。
录像网址:
XXXXXXXXXXXXXXXXXX/v_show/id_XXXXXXXXXXXXXXXXml
打算在升级版中加入灰尘传感器,这样就可以监测PM2.5了。
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