瘫痪十年的勘探神器复活了！极客用胶带改造美军设备，看哭老矿工

热点资讯 2025年11月01日 15:31 4 cc

本文为深度编译，仅供交流学习，不代表智子说观点

美国Ludlum公司的3型辐射计是一款相当不错的设备，前提是用户喜欢模拟显示，并且不介意它重达1.5公斤。

这类仪器的二手价格合理、易于维修，且几乎坚不可摧。它还配备了可调高压电源，能够驱动市面上几乎所有的盖革管或闪烁探测器。

盖革管主要对α射线和β射线敏感。尽管它能检测表面污染和测量弱放射性样本，却几乎无法定位污染源——如果岩石表面覆盖着薄薄的灰尘，计数器便会毫无反应。

闪烁计数器则对穿透力极强的γ射线极为敏感，能够穿透泥土和岩石。但也正因如此，它们每秒会捕捉数百次背景辐射，导致音频提示功能完全失效。没有声音提示，用户就必须时刻紧盯仪表盘，这在野外作业时几乎注定会让人绊倒。

使用这种探测器进行（放射性岩石）采集当然可行，但过程毫无乐趣可言。

最显而易见的解决方案是，通过计数器对点击声进行分频处理。虽然这比原始输出信号有了巨大改进，但仍不完美：闪烁体捕获的背景辐射会使微弱信号难以被察觉。

如果某次点击信号比前一次提前了几毫秒，人耳能察觉吗？恐怕很难分辨，但计算机处理起来毫无问题。

改造模拟仪表。

改造的核心在于使用微控制器测量当前的计数率，扣除背景读数后，将差值转换为可听的音调。

源代码：tone.c

预编译二进制文件：tone.elf

以作者的仪表为例，他通过复位按钮获取开关控制电源，并从CD4093BE芯片的第3引脚获取事件信号。由于CD4093BE的工作电压高于电池电压，作者添加了一个22k电阻来保护微控制器（MCU）。需要注意的是，Ludlum 3型辐射计经历过多次改版，不同仪表的内部构造可能有所不同，动手改装前请查阅相应手册或使用示波器进行测试。

如果没有统一编程调试接口（UPDI）编程器，也可以用USB转UART适配器替代：在适配器的发送引脚（Tx）和接收引脚（Rx）之间串联一个1k电阻，并将电阻的接收引脚（Rx）端连接至UPDI引脚。

此外，如果使用美国爱特梅尔公司（Atmel）的ICE编程器，可能需要更新固件，以避免出现“初始化失败”的错误提示。

以下是接入电表的电路示意图：

微控制器需要用胶带包裹以防短路，在电表外壳闭合时，它可以嵌入电路板与外壳之间的缝隙。作者强调必须确保导线远离高压区域，因为飞溅的电弧极易损毁微控制器。在拍摄照片后，作者将微控制器固定在了电路板上，以避免其被变压器等大型部件压住。

下图展示了电路检测到微弱放射性花岗岩时的状态，其读数比背景值高出约10%。(作者的探测器显示为10 CPS，而Radiacode 102型号探测器约在0.5 CPS）

音频信号较为微弱，可能需要调高音量。

这充分展示了静噪与背景扣除功能的效果：通常情况下，仅10%的背景辐射增量是难以察觉的。但在实地探测中，此类增量可能表明存在深埋的样本，若无此项功能则很可能被遗漏。

该电路同样适用于其他探测仪，但用户需要自行寻找所需的信号：电路需要接入电源、地线以及数字事件信号。根据所用闪烁体灵敏度的不同，可能还需要调整代码参数。

由于该方案依赖快速而精准的测量，因此不推荐用于Radiacode、Raysid或Better Geiger等小型探测器。背景计数率低于30次/秒的设备难以有效支持这套系统的工作。

如果追求低成本方案，建议寻找二手的闪烁体。例如视频中展示的1.25×1.25×3英寸的掺铊碘化铯（CsI(Tl)）探测器，包含运费仅需60美元，其晶体尺寸是Radiacode 102型号的76倍。

使用说明：

开机时仪器会发出一次蜂鸣声，进行三秒校准测量，随后再次蜂鸣表示准备就绪。运行期间，仪器以一秒滑动窗口进行平均计算，并根据测得的计数率输出相应音调。当计数率未显著高于背景测量值时，音频将自动关闭——此设计既可节省电量，又能更清晰地提示热点位置。

若声音激活，只需朝音调升高的方向移动直至找到辐射源。

故障排除：

若出现以下情况：

…无声音输出：尝试断开“音频开关”线路。若问题解决，说明开关接线错误。否则请检查微控制器供电状态、程序是否正确编程以及扬声器放大器接线是否无误。 … 校准后仪表蜂鸣10次：校准期间未检测到辐射数值。请确认探头连接正常且功能完好，并检查线路连接。 … 无辐射源时仪表仍发出噪音：此现象发生于仪表所在区域的背景辐射高于校准值。关闭仪表后重新开启以重新校准背景值。 … 仪表持续蜂鸣：读数低于校准背景值时发生，通常因设备移至新环境所致。关闭仪表后重新开启以重置背景值。 … 仪表随机发出尖叫声且指针满量程：通常由某处连接不良引起，最常见于电缆接头。

在数字信号淹没一切的时代，Ludlum 3型这种模拟仪表的指针，依然有其独特的魅力。它坚固、可靠，承载着一个时代的印记。通过小小的微控制器，这种老旧的工具被赋予了新的“听觉”。它不再需要人时刻的“注视”，而是能用清晰的音调变化，主动告诉探索者，那深埋于地下的微弱信号在何处。这或许就是技术DIY的乐趣所在：不是替换，而是唤醒。

你是否也有过“复活”老旧工具的经历？欢迎在评论区分享你的故事。