Июнь 2017 - Персональная страничка Ампернута

29.06.201715.08.2023

Лампочки ФЭУ-82 – черная магия в действии!

Неделю долбался с блоками серии БДЭГ2, всесторонне изучая влияние тока анода и напряжения лампочки. и вообще разных факторов. Поскольку обнаружил дрейф по энергиям.

Отсек все внешние факторы, как то:

Дрейф по питанию
Температурный дрейф
Влияние внешних магнитных полей (блок оказался очень паршиво экранирован)
Возможные влияния элементов схемы и кода

Все бестолку… наблюдался некоторый практически не предсказуемый линейный дрейф, Особо выраженный на высоких энергиях. К примеру по 1332 кэВ от Co-60 был характерный дрейф +-20 кэВ. На прошлых разработках я такого не наблюдал, что очень огорчило.

В результате так точно и не понял почему это происходило, но одну зависимость удалось найти, а именно зависимость от скорости счета, после того как отсек все остальные факторы.

Но при определенном напряжении лампочки и токе анода, дрейф просто пропал сам собой…. и появилась нелинейность на высоких энергиях, более 1800 кэВ. И нелинейность графика в целом A=0.0000617. Как пример, пик по Th-228 встал на 2694 кэВ вместо 2615 кэВ. А все до 1800 кэВ полностью компенсируется с A=0.0000617, с точностью до 1-2 кэВ. Вообщем не знаю…. лучше наверное иметь нелинейность, чем непредсказуемый дрейф от скорости счета.

Уж слишком мощная магия нужна для управления этими блоками…..

С нетерпением жду когда приедет новый кристалл 40*80 7% с Усолья, и начну его сажать на Hamamatsu R1306.

26.06.201715.08.2023

Модуль-АС – наблюдения

Товарищ Matrix на днях навел меня на мысль, о том что стоило-бы пересмотреть параметры делителя в цепи обратной связи по высокому напряжению.

Начал пересматривать эту цепочку и код, и понял что “Акелла промахнулся!”…. Я почему-то рассчитывал цепочку основываясь на допущении, что максимально-возможное напряжение стабилизации на ножке МК = Vref, а именно 1.224В. Но сейчас еще раз зачитав эпические даташиты по STM32, понял что это не так, и МК может стабилизировать напряжение вплоть до 3.0В на входе, а значит коэффициент делителя можно серьезно поднять.

Как результат, изменил делитель с 5G/5.1M на 5G/15M. В ПО для модуля добавлена соответствующая настройка, которая автоматически конвертирует напряжение в ПО.

Соответственно теперь коэффициент ОС 3мВ/1В.

Так-же есть наблюдение, что в случае стационарного применения схемотехники Модуля-АС, лучшие результаты по дрейфу, так-же достигаются если LDO на МК тоже поставить LP5907MFX-3.0, а не TPS78330DDCR как в изначальном дизайне.

Несколько раз проводил 3-х точечную калибровку блока БДЭГ2-38 с новой схемотехникой, по Cs-137, Co-60, Am-241, и в итоге экспериментально было замечено, что в формуле калибровки ax^2+bx+c=E , коэффициент “A” равен нулю. Причем, оптимально, когда “B” и “C” подгоняются в ручную, а не в авто-режиме. Автоматически, беккерель монитор как-то не очень хорошо их считает.

Конкретно для данной сборки получилось:

Am-241 – 59.5409 кэВ – канал 50
Cs-137 – 661.657 кэВ – канал 484
Co-60 – 1332.492 кэВ – канал 968

A=0

B=1.3856

C=-9.0000

25.06.201715.08.2023

Excalibur – жжот!

Позвольте представить Вам первый в мире утепленный любительский домик, который благодаря усиленной конструкции и инновационной системе крышек и запоров, позволяет удерживать в нем НЁХ, в течении всего времени исследования.

Постамент 400*400*54 – чистой древесины. По совету Nusik1975, именно чистое дерево было выбрано в качестве подставки, в виду ее малой теплопроводности. Листы дерева положены волокнами под 90 градусов друг к другу, воизбежании растрескавания постамента вдоль волокна…. всетаки вес зашкаливающий за 120 кило, это не хухры-мухры!

Бруттальные колесики Ценник говорил, что допустимая нагрузка 150 кило на одно колесико, должно хватить.

Водрузить домик на постамент, оказалось нелегкой задачей, но при наличии смекалки, выполнимой.

Утепляем стенки с RAVATHERM™ XPS

Пустое пространство заполняем POLYNOR

Закрываем крышку, придаем законченный вид и прокладываем коммуникации….

Так как домик теперь стал “подвижным”, переместил его в центр здания, подальше от окон… до этого он у меня стоял около окошка. И что вы думаете?! Конечно-же PROFIT! CPS упал до доселе невиданных 6.12 CPS. Видимо перекрытия здания тоже вкладывают некоторый экранирующий эффект в ЕРФ.

Вообщем коэфицент ослабления в сумме всех факторов составил: 220 / 6.18 = 35

Хотя в нашем сообществе активно бытует и альтернативное мнение о причинах понижения фона: Фотоны при виде такой устрашающей конструкции, предпочитают облетать ее мимо

23.06.201715.08.2023

Операция: Теплый дом!

[error]Меня чисто принципиально нельзя пускать в строй-магазины[/error]

Инициирован проект по температурной стабилизации конструкции. (простое утепление)

22.06.201715.08.2023

Реперная стабилизация спектра

Ну что-же товарищи…. очень похоже скоро мы откроем новую главу в точности любительской спектрометрии.

Не секрет, что сборки на ФЭУ имеют свойство “дрейфовать”, изменяя свои параметры. Что особо критично для очень долгосрочных замеров >3-4 часов.

Я долго думал, как же стабилизировать спектр… было масса вариантов, и с термодатчиками…. и с убиранием спектрометра в холодильник… но полностью дрейф все-равно не убрать. Поэтому было решено посмотреть на методы “взрослых дядей”, и один из них мне приглянулся.

Суть в том, чтобы стабилизтровать масштаб графика время от времени, поднося к установке “реперный” изотоп, на минуту-две. ПО вычисляет дрейф и его автоматически компенсирует. Потом изотоп убирается, и сбор спектра продолжается.

С трудом я освоил методы сжатия, расширения и анти-алиасинга массивов. Но должный результат в вопросах поиска максимумов спектра с вычетом шумов, и его масштабировании таки был получен!!! УРА!!!

Приступаю к опробированию метода….

20.06.201715.08.2023

Кольцо силы :)

[important]Шаман трудился два дня, произнося закленания увеличения силы. В перерывах, от истощения и изнеможения, он кушал черничное варенье активированное цезием, для зарядки энергией… и тут… на второй день, бог Фотон сжалился над шаманом и ниспослал ему сило-увелечительное спектрометрическое кольцо….[/important]

Сделал к блоку еще дополнительно, кольцо толщиной 8 мм по свинцу и 1 мм по меди. Которое надевается на внешнюю стенку кристалла и заполняет полностью все пространство между внутренней стенкой домика и кристаллом.

Сначала попробовал просто 7 мм свинца, без меди, вышло:

Ослабление в регионе 100-2900 кэВ на 14.1%
Увеличение в регионе 50-100 кэВ (пик свинца) на 14.3%.
Увеличение в регионе 10-50 кэВ (комптон от пика свинца) на 1.9%.
Уменьшение общего количества счетных импульсов без пробы с 9.1 до 8.07 имп./cек.

Почесав лысину, подумал что это слегка черезчур… такой астрономический пик…

И все-таки смог “в притирку” сделать кольцо из 1 мм меди и 8 мм свинца, вышло лучше:

Ослабление в регионе 100-2900 кэВ на 15.6%
Увеличение в регионе 50-100 кэВ (пик свинца) на 3.1%.
Ослабление в регионе 10-50 кэВ (комптон от пика свинца) на 6.4%.
Уменьшение общего количества счетных импульсов без пробы с 9.1 до 7.81 имп./cек.

Пик всеравно подрос, что не удивительно, т.к. меди в домике 2 мм, а в кольце всего 1 мм, но уже смотрится лучше, чем без меди.

Можете на этом делать выводы о полезности меди, и необходимой ее толщине.

Учитывая что эта вещь опциональная, которую можно снять при большой необходимости, то получился весьма полезный атрибут. Да, профит от него не очень большой. Но при анализе низкоактивных проб в диапазоне свыше 100 кэВ будет полезно, учитывая его малую стоимость.

Соответственно, теперь буду снова набирать 15-ти часовой спектр в домике без пробы.

Немного юмора: Основываясь на моих терминах, установка теперь состоит из “Бидона заряженного в Экскалибур, который усилен кольцом силы, для получения невидомых до селе энергий” Что-то конечно не из мира сего…. но надо было как-то называть вещи, которые изготавливаю

20.06.201715.08.2023

Исследования 2

Образец 2, Joosphp, Киев, Оболонский р-н, 4 часа набора спектра.

Обнаружено: Cs-137 – 1.98 ± 0.14 Бк, идентификация по одному пику 662 кэВ, пика 32 кэВ как в образце “1” не видно, Слегка колосится Калий-40, что говорит о том что “плодородна земля Киевская”… остальное на уровне статистической погрешности.

Образец 3, Черника – варенье магазинное, объем пробы 100 мл. Время набора спектра 4 часа.

Обнаружено: Cs-137 1.0 ± 0.12 Бк

Резюме: а чо…. вкусное варенье скажу я вам! Кушать можно, редакция одобряет… С чайком и булочкой самое-то!… Проверял… Но без булочки, цезий не очень вкусный.

Производитель НАГЛО ВРЕТ… смотрите этикетку. Не корректно указана энергтическая ценность. Корректнее было-бы писать: 662 кэВ,1 Бк…. а не какие-то там каллории…. И срок годности, стоило-бы заменить на полураспад

PS.Как видно, если 2 Бк еще более-менее чотко детектируются, то с 1 Бк уже некоторые проблемы в идентификации. Значит точно надо делать “кольцо силы” для установки!

19.06.201715.08.2023

Время набора спектра.

Размышлял об оптимальности времени набора спектра… ни к каким определенным мыслям не пришел, но возможно будут интересны наблюдения.

Исследую повторно образцы предоставленные Joosphp. Предварительно набрал фон за 14 часов, и откалибровал установку по активности изотопов. Вот какие данные получаются с разными временами набора спектра образца из ЧЗО.

10 минут

Рассчитанная активность по Cs-137: 7.28 ± 0.69 Бк

30 минут

Рассчитанная активность по Cs-137: 6.70 ± 0.43 Бк

1 час

Рассчитанная активность по Cs-137: 6.62 ± 0.33 Бк

2 часа

Рассчитанная активность по Cs-137: 6.40 ± 0.27 Бк

3 часа

Рассчитанная активность по Cs-137: 6.31 ± 0.25 Бк

5 часов

Рассчитанная активность по Cs-137: 6.21 ± 0.23 Бк

В линейном масштабе это выглядит так:

Как видно, 10 минут недостаточно для вычисления, т.к. мало данных, но когда пик визуально, более-менее сформировался данных хватает. Правда процент погрешности в ПО считается “плюс-минус четверть километра”, о чем свидетельствует тот факт, что между измерениями данные не укладываются в указанный диапазон погрешности.

Для проверки системы на дрейф за время измерения, сравнил эталонные спектры для калибровки, до замера и после:

Как видно дрейфа есть, спектры не совпали, сдрейфовав на 4.7 кэВ. Рассчитанные активности эталона тоже не совпали до 8706 Бк, после 8664.14 Бк.

Вывод: Беккерель-монитору свойственно завышать активность, при малом количестве данных для анализа. С ростом количества данных, рассчитанное значение уменьшается и более-менее стабилизируется. В целом, система в купе с модулем и схемотехникой НЕ ПРИГОДНА для сколь-либо точных исследований. А значит мне есть большое поле для исследований и доработок

Кстати, тут, или в привате, кто-то интересовался кажется, какой профит появился при убирании шума, отвечаю, вот такой:

Серый – спектр с некорректной запиткой корпуса блока.

Синий – с корректной.

Как видно, шумы сожрали много “вкусняшки”, как то пики: 78 кэВ, 1460 кэВ, ~1800 кэВ, ~2200 кэВ, ~2660 кэВ.

Правда появился из за этого и один минус: теперь я вижу неэфиктивность домика на высоких энергиях. Но добавлять свинца пожалуй уже не стану. И так дофига денег ушло на этот домик… Разве-что попробовать сделать “кольцо силы” гы… идея в том чтобы заполнить свинцом и медью пространство между стенками кристалла и стенками домика.

PS.На очереди вторая проба и пара “сюрпризов от редакции”

18.06.201715.08.2023

Схемы БДЭГ-а

Что-то я активно занялся тавтологией, и совсем забыл про конкретику.

И так, вот проверенный на БДЭГ-е кусочек новой схемы вычислительной платы.

Заменен аналоговый стабилизатор и его обвязка на более дешевые.
Детектор фронта был по сути заменен на триггер. Он работает чуть лучше. Начальный канал АЦП не смещается, и нет проблем с резкостью фронта. Но требуется отстройка по шумам, изменением плечей делителя R7-R17.

Повышающая плата для БДЭГ2-38, по сути аналог той что была в Модуле-АС.

С тем исключением, что:

Количество динодов и соответственно длинна умножителя, были увеличены.
Конденсатор C25 на моих лампах стал ненужен. Но на плате я оставил под него посадочную площадку.
Номиналы R3 и R2 подбираются в сугубо индивидуальном порядке под каждую конкретную лампочку, основываясь на разрешении.
Вывод “+” ОУ OPA353NA был жестко посажен на землю.
Накопительные емкости исключены из схемы в связи с малой их эффиктивностью, при большом усилении ОУ и очень малом анодном токе.

Собственно, на выходе имеем стабильные и не плохие 8.0-8.3%

Да, кончено стоило-бы переделать плату на питание положительным напряжением, но делать этого уже совсем не хочется. Да и платы с отрицательным потенциалом, мало того что спаяны… так они уже в добавок и посажаны на ножки ФЭУ.