Elektor-Strahlungsmesser
Der Elektor-Strahlungsmesser aus Heft 11/2011 kann als Bausatz
oder als leere Platine bestellt werden. Ich habe hier ein Exemplar
mit der originalen Platine von Elektor, aber mit eigenen Bauteilen
aufgebaut. Zuerst die Controller-Platine mit dem ATmega88 in einer
Fassung.
Auf der Rückseite wird das LCD montiert. Hier
habe ich einen Pfostenstecker im Display und eine Buchse auf der Platine
verwendet, damit man alles auch wieder trennen kann. Die Buchse stammt
übrigens aus einer 40-poligen IC-Fassung, weil gerade nichts
anderes da war. Auf der gleichen Seite ist auch der Tastschalter
eingebaut.
So sieht es von oben aus, wenn das Display aufgesteckt ist.
Dies ist die Sensorplatine, noch ohne die Fotodiode. Achtung, R5 und R8 sind 10 k, auch wenn auf der Platine etwas anderes
steht. Der Grund: Wir (das Elektor- Labor und ich) haben bis kurz vor Drucklegung an der optimalen
Verstärkung gefeilt. Das Schaltbild auf S. 19 in Elektor 11/2011 ist korrekt. Aber wer
genau hinsieht, erkennt im Foto auf S. 18 etwas andere Werte. Mit 10 k
glauben wir den optimalen Kompromiss gefunden zu haben. Die Verstärkung
ist jetzt etwas höher als es die Screenshots in Bild 10 und Bild 11
zeigen.
Eine Abdunklung und Abschirmung mit Alufolie ist etwas schwierig.
Diesmal habe ich mich für die Blechdosen-Methode entschieden. Die
Sensorplatine ist mit ihrer BPW34 bestückt und an drei
Massepunkten mit der Dose verlötet. Das nützt der
mechanischen Stabilität und der Abschirmung.
Das Kabel lässt sich seitlich einklemmen. Die
Dose ist am Deckel noch nicht völlig lichtdicht. Wenn z.B. eine
Energiesparlampe den Arbeitsplatz beleuchtet, führt das zu
Störungen. Es funktioniert aber, wenn die Messdose abgeschattet
wird. Gammastrahlen können übrigens durch das Dosenblech
hindurch gemessen werden. Bei kleinen und schwachen Proben ist es
besser, wenn sie nahe bei der Fotodiode in die Dose gelegt
werden.
Das ganze Gerät habe ich in das Gehäuse
eines alten Pingpong-Bausatzes von Conrad/Franzis eingebaut. Mit dabei
ist ein Lautsprecher, ein Lautstärkeregler mit Schalter und die
BNC-Buchse zum Anschluss eines Oszilloskops oder NF-Verstärkers.
Die Anzeige im Display besagt folgendes: Triggerlevel 23 ist
eingestellt, 52 Impulse gemessen, Messzeit 6 Minuten, 24 Sekunden, zur
letzten vollen Minute war der Durchschnittswert 8,666 Impulse pro
Minute.
Dies ist die Verdrahtung im Gerät. Das dreipolige Flachbandkabel führt zum Sensor.
Im
Moment betreibe ich das Messgerät mit einer 7,2-V-Lithiumbatterie.
Die Messdose liegt mit im Gerät. Wenn ich den Deckel zuklappe,
sorgt die zusätzliche Abschattung dafür, dass auch unter
ungünstigen Lichtverhältnissen gemessen werden kann.
Wenn
die Schnittstelle verwendet werden soll, kann man den USB-Adapter von
Elektor aufsetzen. Die Platine bildet eine virtuelle COM-Schnittstelle,
die ich auf COM2 gelegt habe. Damit kann ich die Triggerschwelle
verändern und die Messungen auswerten.
Und hier eine Probemessung mit einem Stück
Pechblende in der Messkammer. Der Level ist auf 10 eingestellt. Es kommen ca.
1000 Impulse pro Minute. Man kann sehen, dass die Empfindlichkeit höher eingestellt
ist als bei den Messergebnissen in der Elektor.
Neues rund um dem Elektor-Bausatz
Der Elektor-Artikel wurde in englischer Sprache zum freien Download auf Element-14 gestellt:
http://www.element14.com/community/servlet/JiveServlet/previewBody/41953-102-1-229709/Elektor%20Radiation%20Meter.pdf
Roel
hat seinen Aufbau und Messungen zum Rauschverhalten des
Sensorverstärkers im Elektor-Forum vorgestellt. Nach seinen
Berechnungen geht das Grundrauschen aus dem Eingangswiderstand 20 MOhm
zurück. Es wird geringer, wenn man mehrere Fotodioden parallel
betreibt.
http://www.elektor.de/forum/foren-ubersicht/foren-zu-elektor-projekten/strahlungsmesser/aufbau.1977155.lynkx?pageStart=1#2064193
Im
englischen Elektor-Forum hat Thijs Beckers aus dem Elektor-Labor seinen
Aufbau in einer Blechdose vorgestellt. Besonders interessant: Er
verwendet einen aufgesägten 2N3055 als Alpha-Sensor in der
Schaltung.
http://www.elektor.com/forum/elektor-forums/fields-of-interest/test-measurement/radiation-meter-november-2011.2020100.lynkx
Am
16.2.12 gab es ein Webinar bei Element14 zu diesem Projekt mit Thijs
Beckers aus dem Elektor-Labor. Inzwischen gibt es den kompletten
Vortrag dazu und alle Fragen und Antworten im Zusammenhang mit
dem Strahlungsmesser (Q&A Elektor Webinar Radiation Meter.docx ).
Viele interessante Aspekte werden hier behandelt:
http://www.element14.com/community/groups/technology-training-webinars?view=overview