電子工作のコーナー

一部工事中


ロシア製ガイガーミューラ管(GM管)を使ったガイガーカウンタ(1号機)の製作 Jul.05.2011 Aug.14..2011 update

3.11震災以後、福島原発から放射能汚染がいろいろ問題にされております。
放射能汚染の計測手段としてガイガーカウンタが一般的ですが、メーカ製は高価な上、品薄でなかなか購入が困難なようです。
そこで、アマチュア的に使うレベルとして簡単にバックグラウンドレベルや、身の回りにある放射線を出すといわれているものの相対的な評価ができるガイガーカウンタを製作することにしました。このガイガーガウンタにはGM管、いわれる放射線を検出すると放電を起こすセンサ管が必要です。オークションサイトをみてみるとかつて冷戦時代にソビエト(現ロシア)で製造されたGM管が、結構たくさん出品されております(福島原発問題で、放射線計測の需要が増しておりデッドストック品が多数出品されているようです)。
数種類、信頼のありそうなものをBuyItNowで落札しました。

Si-3BG(小さいもの)、SBM-20(中ぐらいのもの)、SI-22G(大きいもの)の3種類を入手しました。
今回はSBM-20を用いてベータ線、ガンマ線を検出できるガイガーカウンタを製作しました。



上から順に SI-22G,SBM-20,SI-3BG

今回、自作のガイガーカウンタに採用のSBM-20


プリント基板化しました


回路図はこちらです

回路の説明準備中

カウンタ部分はAVRマイコンATTINY2313を用いてBASCOM-AVRでプログラミングしました。
最初はWinavr(GCC)で作成したのですが、いろいろ機能を増やしていったら
2Kbyteに入らなくなってしまいました。そこで試しにBASCOM−AVRで書き直したところ
ぎりぎり98%で収まりました。
オブジェクトコードはこちらです。
ソースコードはこちらです。
FUSEの設定
EX:0xFF
High:0xDF
Low:0xDF

基板にはセラロックを搭載していますが、精度がよくないので
秒タイマーの精度がよくありません。
プログラムによりTimerのインターバル回数で補正しています。


Const Cpm2usv = 150 ' CPM to uSV/hr
Const Kaisu = 118 'Tint Kaisu 1sec



高圧部の電圧調整に必要なハイインピーダンスプローブ(合計290MΩ)
(テスタの直流電圧測定時の入力インピーダンス10MΩ用)
高圧プローブの回路図はこちら



上記のプローブを用いて高電圧を測定

10÷300=1/30に分圧して測定します
14.04×30=421.2V
SBM20ではアノード電圧を350〜475Vに設定するようにデータシートに書かれていましたので
ほぼ中間の420Vに調整しました




組み立て後、アクリルケースにいれました
液晶をはずしている状態




マントルを測定しているところ
一行目はCPM( Count/Min)表示

二行目はuSv/hr(1時間あたりのμシーベルト)を表示
uSv/hr(1時間あたりのマイクロシーベルト値)への換算は、CPM値を150で割った値を使っています(関係WEBサイトでの掲載より)
CPM,uSv/hrの計算処理は、10秒間の移動平均で行なっています

換算値を変更する場合は、以下の部分を書き換えてコンパイルしてください。

Const Cpm2usv =
150 ' CPM to uSV/hr
Const Kaisu = 118 'Tint Kaisu 1sec





タクトスイッチでモード切替ができます
累積時間(秒)とAccumulate Count(累積数)表示



LCDをブルータイプのものに交換してみました
写真左下のコントラスト調整VRで見やすいところに調整しなおします





完成したガイガーカウンタ





SI-22Gを使ったガイガーカウンタ
SI-22Gは非常に大きいので外付けに改造しました。
塩ビのパイプをつけて手で持ちやすくしました。
非常に高感度な放射線センサとして使えそうです。

LCD表示n以外に、RS232Cポートに一秒後とのカウント数を出力します。パソコンに取り込んでデータロガーにできます。(フリーソフトのRs232c Commを
利用させていただきました。 http://www.vector.co.jp/soft/win95/hardware/se369900.html




RS232Cポート仕様 Baudレート 38400
データ:8bit
パリティなし
ストップbit:1
フロー制御なし
USB-Serialアダプタも使用できます(秋月のUSBシリアル変換ケーブル延長ケーブル付きで動作させました)。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-00721/



Rs232c Comm の受信表示形式は ASCIIとします。こうしておくと
累積秒と一秒毎のカウントが入ります。
また、自動的にテキストファイルとしてセーブされます。

本GMカウンタのRS232Cポートに出力されるデータフォーマット
一秒毎に累積時間(秒)とCPS値(一秒後とのカウント数)がスペース(空白1こま)を
セパレータとしてLogされます。

Logされたデータをエクセルのようなスップレッドシートソフトで読み込み、折線グラフ化



注)本ガイガーカウンタはアマチュアユースとして相対的に放射線レベルが計測できるのもで、絶対値を保障するものではありません。
  本GM基板の回路には、電流容量は小さいですが、高電圧が印加されています。製作等される場合、感電には十分注意をしてください。


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