Capteurs de radioactivité

Une chambre à ions de radon

Cette salle est utilisée pour mesurer les ions « continuer » radon. Les avantages de cette solution sont le faible coût, la vitesse de mesure (un test précis en une demi-heure), la mesure « continuer » et ne se lient à la collecte et de mesure, mais fait tout automatiquement et enfin, facilité d'ajustement (l'étalonnage dépend presque exclusivement les dimensions géométriques de l'appareil et n'est pas affecté par la température, pression d'air et d'humidité)

 

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Version 7 – An 2021

Cette version contient toute l'expérience acquise au cours des dernières années, il est donc considérablement plus stable et plus facile à construire que les précédents.

Nouveaux projets sont affichés ici:
https://www.theremino.com/blog/geigers-and-ionchambers/ionchamber-improvements#version7

Pour plus d'informations, veuillez lire la documentation de l'application Geiger et les versions précédentes de l'ion chambre.

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Version 6 – An 2016

La chambre était encore améliorée ion. Nous avons ajouté une résistance entre grille et masse, pour stabiliser la tension de la FET à l'air très humide (mesures stables jusqu'au 70% humidité et plus). Et nous avons augmenté la stabilisation, les deux le circuit amplificateur, que, dans le générateur de haute tension.

Nouveaux projets sont affichés ici:
https://www.theremino.com/blog/geigers-and-ionchambers/ionchamber-improvements#preversion6

La discussion sur la mesure des unités « concentration » et « activité » est ici:
https://www.theremino.com/blog/geigers-and-ionchambers/ionchamber-improvements#concentration

Pour plus d'informations, veuillez lire la documentation de l'application Geiger et les versions précédentes de l'ion chambre.

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Version 3

Plus tard sur l'électronique, est accessible directement ici sur le site:
Radon_IonChamber_Electronics_ITA
Radon_IonChamber_Electronics_ENG

Tous les documents en format PDF:
https://www.theremino.com/files/Theremino_IonChamber_Pdf-Docs_V3.zip

Projet de Eagle PCB, les images 3D et les fichiers de simulation pour LTSpice:
https://www.theremino.com/files/Theremino_IonChamber_PCB_And_Simulations_V3.zip

Le fichier d'origine au format ODT (OpenOffice), pour les traducteurs:
https://www.theremino.com/files/Theremino_IonChamber_ODT-Docs-ENG-JPN-ESP_V3.zip

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Kit d'Alessio pour l'ion chambre

Alessio écrit:
“Ce soir (24 11 2013 n.d.r.) J'ai terminé un détecteur de Radon KIT, pour ceux qui ont des difficultés à trouver que les matériaux peuvent fournir, j'ai un prix d'amis et associés. J'ai également fourni une version « light » du Master Theremino, avec seulement une entrée pour accélérer l'Assemblée et faire tomber quelques euros. Lundi, je vais entendre une société afin de fournir des boîtes de fer-blanc cylindrique, Si nous pouvons prendre un KIT complet également de la mécanique”

Pour plus d'informations, écrivez à: Alessio.Giusti@meteolink.it

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Notes pour les auto-constructeurs

La chambre est maintenant bien prouvée, des dizaines de spécimens existe dans le monde et tous les commentaires ont été positifs. Nous n'avons pas encore un coefficient d'étalonnage à distribuer. La comparaison se fait par comparaison avec un équipement professionnel, mais, Pour l'instant, Nous n'avons pas trouvé quelqu'un qui a un approprié. Faire des comparaisons avec des lentilles comme le “Alarme de sécurité” ou le “tests de 24 heures” C' est comme ne pas faire leur, parce que le radon change également de 300% en quelques heures. Sinon, il faudrait une chambre scellée avec la teneur en radon constant, Mais même si cela ne semble pas utile dans les instituts de recherche. Pour l'instant la meilleure estimation du coefficient d'étalonnage est la suivante:

Sens. CPM/pCi/l = 2.20
CPM de fond = 0.00
Mort de temps uSec = 5000

Connectez l'appareil à n'importe quel type de compteur Master d'ion broche (inutile de rechercher). Ainsi qu'un Master, vous pouvez connecter un Geiger et jusqu'à 5 ion Chambers.

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Ici vous voyez le compteur en ligne Alessio (pas toujours actif)

http://www.meteolink.it/radon.html
http://www.meteolink.it/enradon.html

Et de deux graphiques d'une pièce d'Alessio avec fenêtre fermés et ouverts

Voici quelques photos de chambres à ions utilisées dans les tests.

... en version finale

... et en préparation

Capteurs de rayonnement tube Geiger

Le GeigerAdapter est le lien entre tous les habituel américain ou russe production nécessitant des tubes geiger de 300 dans 550 volts de puissance et de signaux standard du système Theremino.

Adaptateur de Geiger (bloc d'alimentation et adaptateur de signal)
Ces adaptateurs pour tubes geiger produisent un signal de sortie standard, compatible avec les entrées de type compteur (seulement pour les faibles niveaux de rayonnement) ou plutôt les FastCounter qui fonctionne bien à tous les niveaux, jusqu'à concurrence du maximum mesurable avec des tubes geiger.

La tension d'alimentation peut varier entre 3.5 volts et 6 volts. La consommation d'énergie est tout 10 UA, les niveaux de rayonnement normal (autour de 0.1 micro Sievert par heure) et se développe à 6 mais lorsque le rayonnement est égal à la valeur maximale mesurable avec des tubes geiger. (sur 10 Milli Sievert) Hautes tensions sont présentes, car ce module est parfaitement sûr, sa limitation de courant à 25 micro ampères est donc efficace que l'on peut toucher avec les mains à tout moment, sans danger et sans éprouver le moindre sentiment d'agacement nues.

La taille de le GeigerAdapter sont: 26 x 36 mm (Version SMD). Pour plus d'informations sur les composants pour la GeigerAdapter consulter: www.theremino.com/contacts/Producers

Il existe trois versions de l'adaptateur de Geiger, les schémas et fiches techniques peuvent être trouvés ici:
https://www.theremino.com/technical/schematics#geigeradapter
https://www.theremino.com/technical/schematics#geigeradapterdiy
https://www.theremino.com/technical/schematics#flintstones

Branchez les adaptateurs de Geiger Master

La carte de Geiger se connecte à une broche de Master (ou d'un esclave) configuré comme FastCounter. Pour vous connecter à eux en laboratoire extension cordons mâle femelle, pas d'écrans, que vous utilisez normalement pour tous les liens dans le système Theremino. Si nécessaire vous pouvez connecter plusieurs rallonges de 60 centimètres en série et sortir jusqu'à quelques mètres.

Liens longue

Pour les longues distances, il faut utiliser un câble blindé. Câbles de microphone avec deux fils rouge et blanc intérieur, sont grands, sont robustes et ont la corde résistant à la déchirure. Longueur maximale du câble blindé est 500 mètres et au-delà (vous suivez les directives suivantes a fourni).

Avec longues connexions, vous devez utiliser GeigerAdapters avec impédance de sortie faible et une résistance de fin de ligne pour protéger Theremino goupille de surtension.

1) Sur la version de Geiger adaptateur SMD, franchir la R10 de 33k ou saldarci une deuxième résistance de 1 kOhm (pour les adaptateurs de Geiger “BRICOLAGE” et “Pierrafeu” Cette variation n'est pas nécessaire parce qu'ils ont déjà une impédance de sortie faible).

2) Ajouter une résistance de 100 k en série avec le câble de signal, à l'extrémité du câble, au sein de quelques centimètres du maître. Attention: Ces résistances de 100 k, vous apportez seulement sur les broches configurées en entrée (ADC, DigIn et similaires). Vous n'avez pas besoin d'ajouter des résistances à la broche de sortie, ou pire encore à la ligne sérielle, reliant le maître avec les esclaves.

3) N'oubliez pas de ne fixez pas de résistance supplémentaire de Geiger adaptateurs non - Pin SMD modifié 100 k (Cela arrive par erreur ne rompt tout sauf la tension de 5 volts, courant limité pas la résistance, peut causer une perte fréquente de communication USB)

4) Éviter l'acheminement du câble dans les mêmes tuyaux (ou conduites de câbles) usine électriqueou. Éviter les coups à l'extérieur sur les travées de vol ou sur les poteaux. L'extérieur de traits doit être protégée avec des tuyaux en métal reliée à la terre et de la maçonnerie. Les domaines qui devraient être sur le dessus, par exemple sur un toit, doit être protégé du soleil avec auvents (nombreux tubes geiger sur le 50 grades fou). Hangars métalliques doivent reposer pour Lightning.

Voir aussi les exemples d'images sur cette page: technique/connexion-câbles * long

Le vérificateur – Un micro Geiger à garder dans votre poche

Ce micro-geiger, l'habitude d'aller autour et regardez des objets et des minéraux radioactifs. L'ensemble complet des tambours, avertisseur sonore, clignotant led, Geigeradapter et tube Geiger peuvent rester confortablement dans une poche de chemise.

Vous pouvez lier les mêmes sondes (Tube Geiger + Adaptateur de Geiger) qui sont utilisés pour des mesures précises en laboratoire avec l'application ThereminoGeiger. Détache la sonde de Theremino Master et se connecte à Theremino Checker, qui fournit le 5 Volts requis, à partir d'une pile de 1.5 Volts.

L'opération est entièrement analogique (LED et sonore) et vous pouvez même ajouter qu'un ictomètre avec des instruments analogiques, il faut mesurer le CPM en six étapes. Ensuite, vous obtenez un appareil beaucoup comme un ictomètre Ludlum avec traditionnelles échelles x 1, x 10, x 100 et x 1000 et avec trois cours d'intégration par 20 Secondes, 2 minutes et 30 minutes. Les fonctionnalités sont encore mieux que le vieux geiger analogique, linéarité et précision sont absolues (meilleur des 0.8% dans tous les secteurs), taille et la consommation sont minimes et vous utilisez une pile de 1.5 Volts.

La platine est la même taille que le porte-piles (derrière le PCB) pour une seule batterie de 1.5 Volts AAA. La consommation est inférieure à 30 UA, selon laquelle la batterie prend environ 3 années consécutives (800 Ma/h divisée par 30 UA = 26000 heures = 3 années). Si vous utilisez uniquement des LEDs n'ont pas le problème des sons et vous pourriez ainsi laisser allumé.

Pour ceux qui préfèrent un combiné avec la mesure numérique, la sortie est disponible pour connecter un SmartPhone Android, avec le logiciel gratuit PocketGeiger, ou un iPad ou iPhone avec Ios7 et avec le logiciel GeigerBot, gratuit aussi.

ATTENTION: La résistance R6 sert de protection contre les courts-circuits. Si la batterie a une résistance interne élevée, le vérificateur peut avoir mal à partir, et ne peut pas atteindre la 5 Volts, Il consommerait beaucoup plus de puissance qu'ils devraient (De plus, 50 mais au lieu de 30 UA). Pour éviter cela, vous pouvez remplacer la résistance R6 avec l'un de 4.7 Ohm. Avec ce changement en cas de court-circuit brûlerait la résistance, vous devrez alors envisager un fusible.

AUGMENTER LA LUMIÈRE LED ET L'INTENSITÉ DU SON: Pour consommer peu et brandissant la pile à trois ans de fonctionnement continu, Ce circuit offre un buzzer et un rendement élevé led. Utilisation inefficace des LEDs et BUZZER (Mais accepter une autonomie de jusqu'à un an), Vous pouvez utiliser les valeurs suivantes: R1 = 22k / R2 = 220k / C3 = 100nF (ou au moins jusqu'en 220nF) / Q1 = BC547C / Q2 = BC547C (Transistors doivent être avec extension “C”, Cela signifie un gain de 500 dans 600).

CONNECTER LES SMARTPHONES: Certains téléphones cellulaires émettent environ 2 volts pour alimenter une éventuelle à électret. Cette tension peut allumer la LED. Si ils ajoutent un condensateur de 100nF en série avec R2 (couper le rail entre R1 et R2).

Ce fichier compressé contient le projet complet Eagle, simulation électrique au format ASC à LTSpice, Images 3D, schématique et Gcode pour fraiser le PCB: CheckerV3

L'ictomètre – Mesure en CPM

Comment beaucoup plus petit qu'un Ludlum M3 cet outil n'est plus dans la poche de ma chemise alors vous avez l'intention de le connecter à l'outil de vérification uniquement dans certains cas. Il n'y a pas de piles et est alimentée directement à partir de l'outil de vérification par mini-jack.

Il s'agit de l'échelle pour imprimer et mettre dans l'analogique instrument devrait avoir.

Dans ce schéma sont représentés BC587 transistors, qui ne sont pas facilement. Au lieu de cela, vous pouvez utiliser BC556 ou BC557, ou n'importe quel autre PNP petit, J'ai un gain en courant (Minimum HFE), d'au moins 100.

L'ictomètre est extrêmement linéaire circuit, les impulsions provenance des tubes geiger sont allongées et renversées par TLC555, et sortir avec une largeur constante d'environ 350 Nous. Enfin, Grâce à un générateur de courant précis, les impulsions chargez un réseau RC connecté aux bornes SW1 et SW2.

Les impulsions venant de le Geiger doivent être positif et large 10 dans 250 Nous (les impulsions de tubes Geiger sont toujours dans cette gamme).

Si vous utilisez un générateur de signal d'étalonnage, vous devez préparer pour produire des impulsions positives de 100 nous parler. Pour étalonner les cours, vous utiliserez les fréquences suivantes:

• “x 1-lent” – Pleine échelle = 100 CPM – Fréquence = 1.666 Hz
• “x 1-mi” – Pleine échelle = 100 CPM – Fréquence = 1.666 Hz
• “x 1-rapide” – Pleine échelle = 100 CPM – Fréquence = 1.666 Hz
• “x 10” – Pleine échelle = 1000 CPM – Fréquence = 16.66 Hz
• “x 100” – Pleine échelle = 10 000 CPM – Fréquence = 166.6 Hz
• “x 1000” – Pleine échelle = 100 000 CPM – Fréquence = 1666 Hz

La résistance R4 sert à prévenir les mauvaise portée, la trotteuse se met violemment à la ruine et de la pleine échelle. La valeur de 8,2 k s'applique aux instruments de 500 UA. Dans le cas des instruments de sensibilité différente, vous devez modifier sa valeur, conformément au tableau suivant:

Pleine échelle R4
---------------------
  1 mais    3.9 k
500 UA    8.2 k
100 UA     39 k
 50 UA     82 k

Utiliser les instruments sensibles pour simplement conserver et donc à prolonger l'autonomie de la batterie durera plus longtemps. Lorsque l'aiguille des secondes est vers zéro, la consommation est très faible, mais quand il est à pleine échelle, la consommation devient égale à la pleine échelle de l'instrument devrait avoir ampli micro.

Avec le taille-haie “Trim1” étalonnez-vous, juste un générateur d'impulsions. Le calibrage se fait en un seul point est ensuite valable pour tous les cours avec très peu d'erreurs linéarité, moins de 1 % et encore invisible sur un instrument analogique devraient avoir.

Et’ pouvez également régler “Trim1” pour un tube geiger et obtenir une échelle en nous / h. Dans ce cas, il serait bon de redessiner l'échelle de l'instrument devrait avoir ou dessinez un double escalier en CPM et nous / h. Vous devez également vous assurer que le rayonnement de fond correspond approximativement à un tiers ou la moitié vers le haut l'échelle plus sensible (Ceci pour avoir le temps de l'intégration adéquate )

Réseaux RC (sur la platine de l'interrupteur de débit) fournissent une méthode simple, très précise et très simple d'obtenir plusieurs cours avec un condensateur unique d'intégration. Avec cette méthode, le temps d'intégration s'adapte automatiquement aux différents niveaux de radioactivité. Le bas de gamme offre un choix de trois temps d'intégration pour augmenter la précision de la mesure au détriment de la réactivité.

Un commutateur 6 positions fournit une échelle précise et linéaire qui ne nécessitent pas d'étalonnage.

Capacité 1000 x (De 0 dans 100 000 CPM avec intégration de 30 MS)
Grandeur x 100 (De 0 dans 10 000 CPM avec intégration de 300 MS)
Gamme x 10 (De 0 dans 1000 CPM avec intégration de 3 secondes)
Gamme x 1 (De 0 dans 100 CPM avec intégration de 30 secondes)
Gamme x 1 (De 0 dans 100 CPM avec intégration de  3 minutes)
Gamme x 1 (De 0 dans 100 CPM avec intégration de 15 minutes)

Ce fichier compressé contient les projets Eagle pour le PCB ictomètre et interrupteur, simulation électrique au format ASC à LTSpice, Images 3D, schématique et Gcode pour PCB de fraisage:
Ratemeter_EagleProject_Images_And_Simulations

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Un correcteur et une ictomètre, créé par Alessio

Cliquez sur les images pour les agrandir.

L'image de gauche, vous voyez le système complet: Checker + Ictomètre + Adaptateur de Geiger + Tube Geiger + sac de sel alimentaire contenant du Potassium.

Dans l'image de droite vous pouvez voir le vérificateur solitaire, connecté à un smartphone, avec application de Geiger (gratuit pour Android)

Dans cette vidéo de YouTube, vous voyez tout en fonction: http://youtu.be/lwtVInDgFwY

Détecteur de coïncidence

C'est le détecteur de coïncidences d'Alessio, Vous pouvez le voir travailler dans cette vidéo:
http://www.youtube.com/watch?v=820ifYlyc0o

Documentation et notes pour l'utilisation du détecteur de coïncidence:
CosmicRaysDetector_ITA.pdf
CosmicRaysDetector_ENG.pdf

Autres informations sur les détecteurs en coïncidence, les rayons cosmiques et des muons, ici:
http://hardhack.org.au/book/export/html/2

Ce système est simple et peut être assemblé en cinq minutes, même sur une maquette. Si vous connectez les sorties à un maître, vous pouvez compter indépendamment des trois canaux en configurant l'entrée Pin comme compteur simple. Vous n'avez pas besoin de mettre les broches comme FastCounter, parce que le nombre d'événements par minute est très faible.

Cliquez sur l'image pour l'agrandir.

Si le GM deux tubes (Geiger Muller) émettre une impulsion dans le même temps que la porte U1B révèle cette coïncidence avec un signal de sortie que la led rouge.

Impulsions contemporaines peuvent être générées de façon aléatoire par deux désintégrations contemporaines, mais il est très peu probable de ce qui se passe. Environ une chance sur cent mille (Étant donné que les impulsions des tubes sont sur 100 nous et qui se produisent quelques impulsions / minute).

Puis, Si la led rouge s'allume, Nous pouvons dire avec 99.999% de probabilité, Il a été révélé un rayon cosmique.

Détecteur de coïncidence super précis

Toutes les réalisations du détecteur de coïncidence a bien fonctionné, mais quelqu'un a demandé à avoir les LED les plus brillants. Voici donc une version améliorée. Cette version dispose aussi d'un circuit d'entrée serrant les impulsions de la normale 100 – 150 nous parler 6 Nous, ce qui porte la probabilité de 99.999% dans 99.99995%

Oui, Il est vrai, Il s'agit d'une pignolaggine exagérée et pratiquement personne ne peut voir la différence. Qui ne veut pas cet avantage peut éliminer C1, C2, R1 et R2.

Améliorations:

• Les LEDs sont allument pour nombre de millisecondes et sont donc cinquante fois plus brillantes qu'avant.
• Les signaux d'entrée sont serrées quelques-uns nous par lequel les coïncidences aléatoires sont réduits presque à zéro.

Voici le nouveau schéma:

Notez que nous avons gardé les résistances de sortie R5, R8 et R11 sont très faibles, afin d'utiliser les câbles de plus de cent mètres de blindés (quelqu'un est-il). C'est pourquoi les LEDs doivent être présents, Pourquoi limiter la tension envoyée aux broches du système Theremino.

Et c'est les fichiers de simulation: CoincidenceDetectorV4

Un adaptateur entre le GeigerAdapter et le port RS232

Cet adaptateur permet de connecter votre GeigerAdapter directement sur votre PC, sans utiliser un ThereminoMaster. Puissance est tirée directement du port série DTR et RTS signaux. Les impulsions sont renforcées par un transistor (n'importe quel NPN petit est adapté) et envoyée à beacon RD, Elle les interprète comme bit de start. Auquel cas vous recevrez un caractère à chaque impulsion (dont la valeur n'est pas grave).

Geiger Geiger pour utilisation avec des adaptateurs

Ce sont les tubes geiger recommandée, sont les meilleurs et nous avons essayé de leur long. Prix entre parenthèses ne sont qu'indicatifs, C'est le prix que vous avez trouvé sur eBay.

Capteurs de rayonnement avec diodes PIN

PRÉMISSE

Malheureusement la preuve concernant les diodes Pin ne progressent pas bien. Aussi en théorie, mettre beaucoup de sensibilité parallèle est toujours pauvre. Un tube SBM20 fonctionne de façon optimale, ne nécessite pas de chargement ampères et délicate voit aussi les rayons bêta, et très basse énergie.

Des simulations Spice a donné de bonnes chances dans ce projet et espéraient être en mesure de faire de la spectrométrie à bas prix. Mais essayer de l'amplificateur de charge, avec 10 diodes BPW34 et avec une forte source de rayons Gamma (manteau de thorium), les résultats ont été décevants. Dit avec des mots semblables à celles d'Einstein: “Nous ont combiné la théorie à la pratique et n'a pas fonctionné un tube”.

Ou y a-t-il une erreur de concept (largeur de bande très étroite par exemple) ou nous avons manqué quelques graves erreurs expérimentales.

Pour ceux qui veulent reprendre les expériences, Voici les projets Spice et Eagle, dans quelle mesure nous sommes venus: https://www.theremino.com/uploads/Sensor_ChargeAmp_V1.zip

Les schémas de câblage sont disponibles en images et Eagle. Fichiers d'épices sont destinés “CircuitMaker”, le simulateur de vieux que nous avons utilisé avant LTSpice. N'ayant ne pas de CircuitMaker, Vous devez le refaire à LTSpice.

Et attention: Il faut tout protéger de la lumière et les champs électriques, tout en laissant passer les rayons Gamma. Et il faut construire un petit PCB, exactement comme dirigé par nos soins, dans le cas contraire la capacité parasite, combiné avec la grande amplification sera auto-swing.

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Capteurs de rayonnement diode pin sont moins chers, Mais encore moins sensibles, un tube Geiger. Une des meilleures diodes Pin à utiliser est BPW34, Il en coûte environ 0.5 Euro. La sensibilité de la BPW34 est sur 0.6 CPS pour mR/hr (environ un vingtième d'un geiger tube). Pour amplifier le signal faible de diodes pin vous avez besoin d'un amplificateur de charge, mais celles qui sont disponibles sur le marché sont très chers (De 150 dans 300 euro et plus), ils ont une consommation relativement élevée et nécessitent une alimentation double (généralement 12 volts positifs et 12 Négatifs de Volt).

Cet amplificateur de charge à faible coût, développé sur mesure pour le système Theremino, Il a une très faible consommation électrique (sur 10 micro ampères) et peut être alimenté avec une tension unique 3.5 dans 6 volts. Ses caractéristiques de bruit bonne permettent d'amplifier les nombreuses diodes pin en parallèle augmenter proportionnellement la sensibilité.