Ostatnio trafił w moje ręce wysłużony, ale w dobrym stanie RKSB-104.
Niniejszy opis dotyczy RKSB-104 typu z płytkami brązowymi (starszy typ). Inne wersje posiadają inne schematy, dlatego przed samodzielną naprawą należy dokładnie zapoznać się z dokumentacją.
Sercem miernika RKSB-104 jest generator
i dzielnik częstotliwości (układ D4), który generuje różne sygnały sterujące i
wyzwalające układy z przerzutnikami, które realizują za pomocą bramek
logicznych działanie całego urządzenia. Mikroprzełączniki wybierania trybu
pracy: aktywność, strumień beta, moc dawki, dozymetr progowy — to równoległe
układy, które są dołączane za pomocą wspomnianych mikroprzełączników. Powodują
one zmianę rezystancji R w układzie D4 przy stałej pojemności C, zmieniając
częstotliwość generowanych sygnałów, które są ze sobą zsynchronizowane. Można
to poznać np. po tonie dźwięku z głośniczka. Wybierając pomiar strumienia beta,
którego czas pomiaru wynosi 18 s, słychać ton głośniczka o wyższej
częstotliwości. Natomiast wybór aktywności C-137, którego czas pomiaru trwa 40
s, powoduje wyraźnie niższą częstotliwość pikania. To właśnie jest efekt
sprzężenia wielu funkcji miernika za pomocą jednego generatora, w którym ulega
zmianie częstotliwość jego pracy. Nie jest to wada, lecz cecha
charakterystyczna tego urządzenia.
Następną funkcją miernika jest
sygnalizator progowy, który działa w oparciu o ustawienie 4 mikroprzełączników,
a następnie za pomocą układu D3 dzielnika częstotliwości. Należy jednak wspomnieć, że
zbiera on przebieg opadający z D12 z wyjścia 10 licznika. Pierwszy impuls
wychodzi z niego przy przekroczeniu wskazania z 0099 na 0100, czyli 1 µSv/h. W
zależności od ustawienia mikroprzełączników S4.1–4.4 (np. na 1) wszystkie 4
mikroprzełączniki spowodują przy tym impulsie wejściowym odblokowanie bramek w
D6.2 i D1.4, które przepuszczą sygnał z wyjścia generatora D4 (nóżka 1).
Następnie sygnał przechodzi przez diodę VD5 na kolejną bramkę układu D6.3,
odblokowując jej oscylacje. W efekcie generowany dźwięk pojawi się na
głośniczku. Jeśli natomiast szybciej nastąpi wygenerowany sygnał reset z D4
przez D2.1 i D1.1, licznik zostaje zresetowany, a zliczanie rozpoczyna się od
nowa.
Przełącznik S2 steruje wspomnianym
sygnalizatorem progowym, a w zależności od ustawienia mikroprzełączników S4.6
(dozymetr progowy), 4.7 (strumień beta) i 4.8 (pomiar aktywności C-137), zawsze
dwa przełączniki muszą być ustawione na 0, a tylko jeden z wybranej funkcji na
1.
Przełącznik S3 z lewej strony wydłuża
czas pomiaru x10, ponieważ dołącza dodatkowy układ D8 licznika. Układ ten
działa tak, że dopiero po dziesiątym sygnale resetu z D4 spowoduje zatrzymanie
i wyświetlenie wyniku pomiaru. Wówczas wyświetlany wynik należy podzielić przez
10. Ten tryb zapewnia dokładniejszy pomiar, ale kosztem wydłużenia czasu
pomiaru x10.
Na koniec, opisując działanie
RKSB-104 w trybie dozymetru progowego, należy wspomnieć, że w tym trybie sygnał
z generatora D4 przechodzi przez bramkę D1.2, która pełni rolę inwertera. Oba
jej wejścia są ze sobą połączone, a ona sama jest bramką odwracającą. Zmiana
stanu z 0 na 1 w czasie pomiaru powoduje, że poziom logiczny 1 blokuje następną
bramkę D1.3. W ten sposób na jej drugim wejściu sygnał z generatora D4 (wyjście
4) jest zablokowany i nie przepuszczany dalej. Głośniczek nie wydaje dźwięku.
Ponadto, sygnał z wyjścia D1.2 (1 logiczna) trafia do bramek D6.4 (nóżka 5) i
D7.1, które blokują D6.2, aby nie włączał się dźwięk po przekroczeniu
wspomnianego wcześniej 0100, a miernik dalej kontynuuje pomiar. Pomiar trwa przez
określony czas w zależności od wybranego trybu pracy. Następnie zmienia się
stan na wyjściu z D4 (nóżka 10) z 0 na 1, co powoduje zablokowanie bramki
zliczającej D6.4. Bramka ta otrzymuje impulsy z liczników Geigera, które
trafiają do licznika D13 (nóżka 4) i dalej do kolejnych liczników, wyświetlając
wynik na wyświetlaczu. W tym czasie następuje odblokowanie bramki D1.3 i sygnał
z generatora trafia do układu głośnika, generując sygnał dźwiękowy. Po
odpowiednim czasie, ponownie na wyjściu D4 zmienia się stan z 1 na 0, dźwięk
cichnie, a licznik zostaje odblokowany do zliczania kolejnych impulsów. W
momencie zmiany stanu z 1 na 0, przerzutnik D2.1 zmienia stan na swoim wyjściu,
a poprzez bramkę D1.1 wyzwala impuls resetujący układy scalone, zarówno generatora,
jak i licznik. Następuje zmiana z wyświetlanego wyniku na 0000, a pomiar
rozpoczyna się od nowa.
Na uwagę zasługuje konstrukcja
przetwornicy zasilającej liczniki Geigera. W tym urządzeniu liczniki zasilane
są napięciem ujemnym względem masy przez anodę. Należy o tym pamiętać przy
wyciąganiu i wkładaniu liczników. Przetwornica zasilana jest przebiegiem
prostokątnym generowanym w układzie D1, którego wyzwalanie sterowane jest z D2
w wyjściu nieodwracającego przerzutnika D, blokując tym samym pracę przetwornicy
i zapewniając jej pracę w sposób impulsowy (2 Hz), co objawia się
charakterystycznym "pykaniem" w obrębie transformatora HV. Zapewnia
to niższe zużycie energii z baterii, a dodatkowo ogranicza przepływ prądu,
który przy ciągłej pracy powodowałby nadmiarowy przepływ przez diody Zenera,
generując straty energii w postaci ciepła. Mikroprzełącznik S4.5 powoduje
przerwanie zasilania przetwornicy po zmianie z 1 na 0, co odcina napięcie 400V
na licznikach Geigera. W ten sposób wewnętrzna przetwornica zostaje odcięta,
umożliwiając podłączenie zewnętrznej sondy, która posiada dwa liczniki SBT-10a
i wbudowaną przetwornicę. Złącze X2 posiada 7 pinów:
Pin 1 to wejście sygnału z sondy zewnętrznej.
Pin 2 jest połączony z pinem 7 i prowadzi do masy.
Pin 3 i pin 4 dołączają odpowiedni wbudowany w sondę układ R, który zapewnia poprawny czas i miarodajny pomiar za pomocą 2x SBT-10a. Należy pamiętać również o przestawieniu wszystkich mikroprzełączników od S4.6 do 4.8 na 0.
Piny 5 i 6 są połączone z tranzystorem VT1, który generuje w transformatorze HV
wbudowanym w sondzie zewnętrznej konieczne napięcia do pracy liczników
wbudowanych w nią.
Po dość długim wstępie, w którym w maksymalnie uproszczony sposób opisałem działanie RKSB-104, przejdźmy do jego naprawy.
Po załączeniu zasilania wyświetlacz cały czas wskazuje 0000, czasem przy szybkim włączeniu przy źródle kontrolnym udawało się uchwycić pojedyncze zliczenia, naprawa wydawała się szybka, prosta i przyjemna, ale, jak to bywa z RKSB-104,
okazało się, że jest dokładnie odwrotnie...
Jako pierwsze zmierzyłem za pomocą
sondy napięcie na licznikach. Okazało się, że w czasie załączania następuje
wzrost napięcia do ok. 400 V, a po chwili spada ono do ok. 200 V. Usterka zatem
znajduje się w samej przetwornicy. Problem może dotyczyć układu, który
przestaje generować impuls niezbędny do sterowania tranzystorem przetwornicy,
samego tranzystora, kondensatorów 6,8 nF w powielaczu napięcia lub diod Zenera,
które mają za zadanie przepuszczać nadmiar prądu, obniżając tym samym
maksymalne napięcie na przetwornicy. Jeśli przewodzą one przy niższym napięciu,
to cała energia zostaje na nich rozładowana.
Na początek wymieniłem kondensatory (C9, C10, C11, C12) - 4 szt. 6,8 nF 400 V, oraz diody (VD8, VD9) Zenera 2C600A 100 V i 1 W na MZPY100RL (100 V i 1 W) - dokładny zamiennik. Spowodowało to wzrost napięcia na licznikach, lecz nie wystarczający, by osiągnąć próg Geigera.
Następnie sprawdziłem wyrywkowo kondensator 33 nF. Okazało się, że ma wartość ok. 55 nF, co świadczyło o jego zużyciu. Wymieniłem zatem również pozostałe kondensatory 33 nF tej serii, łącznie jest ich 5 sztuk. Zastosowałem kondensatory 33 nF 100 V. Na schematach niektórych wersji są podane wartości 47 nF, więc polecam przy serwisowaniu zastosować takie wartości, jakie były wlutowane fabrycznie na płytce.
Po włączeniu miernika ku mojemu
zdziwieniu, nie za każdym razem miernik startował, ale był to już wyraźny krok
w stronę naprawy.
Kolejnym podejrzanym był tranzystor
przetwornicy. Sprawdziłem go testerem, wydawał się działać prawidłowo, poza
dość niskim wzmocnieniem hFe, ale nic nie wzbudzało podejrzeń. Dla pewności
zastosowałem nowy tranzystor BF450 i po wlutowaniu go na miejsce okazało się,
że miernik startuje z liczeniem za każdym razem. Natomiast po krótkiej pracy
ulegał zawieszeniu, mimo że napięcie wynosiło ok. 395 V, a liczniki pracowały i
generowały wyładowania. Dodatkowo, przełączając przełącznik pracy dozymetr progowy / sygnalizator progowy (S2) , który powodował zresetowanie liczników, miernik liczył przez
chwilę dalej, aż do ponownego zawieszenia.
Jeśli zbliżyłem źródło kontrolne do
liczników i włączyłem je, miernik liczył bez zawieszenia aż do końca pomiaru
(28 s). Jeśli jednak odsunąłem źródło kontrolne od liczników, przestawał liczyć
i ulegał zawieszeniu. Nawet po ponownym przyłożeniu źródła nie zaczynał liczyć
dalej.
Podejrzenia moje skupiły się najpierw
na liczniku (układ D13) K176IE4, lecz moją uwagę przyciągnęła mała usterka -
świecąca się literka „V” na wyświetlaczu, świadcząca o słabej baterii.
Sprawdziłem jednak, że bateria miała ok. 9 V, więc literka nie powinna się
świecić. Sprawdziłem na schemacie, co powoduje jej świecenie. W przypadku
wersji z brązowymi płytkami PCB, świecenie tej literki powoduje układ D7
(K176LP2) na wyjściu 3 nóżka. Ponadto zauważyłem, że wejście na 8 nóżce
podłączone jest do układu D4 (K176IE12), którego wyjście odpowiada za
blokowanie licznika w czasie wyświetlania wyników pomiarów. Postanowiłem więc
wymienić układ D7, i okazało się, że to był strzał w dziesiątkę! Po wymianie
układu licznik pracował za każdym razem poprawnie, bez zawieszania się.
Problem świecącej literki „V” pozostał jednak nadal. Uszkodzony okazał się układ D9, którego wejście (2) współpracowało bezpośrednio z wyjściem (1) układu przerzutnika typu D (K176TM2). Stwierdziłem, że wyjście tego układu uległo spaleniu, więc wymieniłem ten układ. Po wymianie literka już się nie włączała przy napięciu 9 V, a jedynie widać było delikatne jej przebłyskiwanie podczas załączania i wyłączania miernika. Jej zadaniem jest sygnalizowanie rozładowanej baterii i powinna załączać się przy ok. 6 V, co po naprawie zaobserwowałem.
Na koniec wystąpił problem z
samoczynnym resetowaniem się wyniku po 1-2 sek. i towarzyszyły temu pikania
alarmu. Nie powiem, naszukałem się trochę, z uwagi na to, że usterka nie
występowała ciągle, a jedynie okresowo. Wymieniłem też układ (D5) jako podejrzany,
lecz wymiana nie pomogła. Przypadkiem, z prawdziwym szczęściem, zauważyłem
podczas przełączania mikroprzełączników z tyłu urządzenia, że występuje w nich
jakaś ciecz. Organoleptycznie stwierdziłem, że jest to zalanie cieczą z wylanej
baterii, charakteryzującą się trudnym do opisania ostrym zapachem. Wymyłem
przełączniki płynem IPA, a następnie suszyłem strumieniem powietrza o
temperaturze 115°C przez 5 minut. Trop okazał się trafny i problem z
resetowaniem całkowicie zniknął.
Z ciekawostek mogę dodać, że udało mi
się zastosować podstawki precyzyjne DIP 14 i upchać je w obudowie z układami na
styk, tak że ewentualne późniejsze serwisowanie będzie łatwiejsze, a druk na
płytce nie ucierpi, bo trzeba przyznać, że jest on bardzo delikatny.
Naprawa została zakończona pełnym sukcesem i satysfakcją, ponieważ miernik RKSB-104 jest trudny w serwisowaniu, schematy są mało czytelne, różnią się wersjami, nie opisano wartości elementów, a co więcej, coś, co na schemacie znajduje się obok siebie, w rzeczywistości znajduje się po przeciwnych końcach obu płytek!
Dziękuję za uwagę, mam nadzieję że, komuś pomogę tym opisem w naprawie RKSB-104.
