Elektor-Strahlungsmesser

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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



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