Scionix Szintiilationsdetektor 51B51/2

[Peter-1]

Ich kann aus der Grafik nur erkennen, dass deine Hochspannung nicht stabil ist. Digitalvoltmeter mit 4 1/2 digit !
Zudem würde ich immer wenigstens 600s Meßzeit gönnen.

[ABel]

Hallo,

nun tut er's wieder!

Hier also noch ein Puls mit 330kOhm-Divider und durch die Theremino-Signalaufbereitung geleitet und das Histogramm dazu.

Die Ergebnisse meines vorhergehenden Beitrages waren mit der Theremiono-HV-Versorgung gemacht diese hier mit dem C10940-Netzteil. Beide übrigens versorgt durch 4 Alkaline-Batterien.

Mein Resultat:
Die Reduzierung des Interdynodenwiderstandes macht die Pulse die aus dem Divider kommen kürzer. Theremino MCA kann diese kurzen Pulse nicht richtig auswerten. Es wird ein anderer PMT-Adapter benötigt. Er muss die Pulse mehr "in die Länge ziehen".

Hab ich dabei etwas übersehen? Gibt es andere Interpretationen der Ergebnise?

Gruß Andreas

[ABel]

Hallo Peter,

mein Multimeter kann bis 6000.

Anbei eine Gegenüberstellung:
330kOhm-Divider, Gain Audio-Interface 0,5 , Audio Gain (MCA) 0,29, Energy trimmer 1500, R13 11,3kOhm
4,3MOhm-Divider, Gain Audio-Interface 0,25, Audio Gain (MCA) 0,79, Energy trimmer 3000, R13 0Ohm
beides mit Glühstrumpf in 5 cm Entfernung zum Detektor und 900 Sekunden.
Dazu zwei 0,1 Sekunden lange Auszüge aus einer wav-Aufzeichnung (im zip-Archiv).

Gruß Andreas

[Peter-1]

Es wird für mich immer undurchsichtiger. 
Warum bins auf 5X    stelle bins auf 2X und mache die gleichen Versuche. Ich habe mit bins 5X nur Probleme gehabt.
Und wenns geht, bitte die Kurven beschriften oder die Farben erklären.

[ABel]

Hallo Peter,

anbei zunächst der Vergleich
x2 mit 330kOhm Interdynodenwiderstand (grün),
x5 mit 4,3MOhm Interdynodenwiderstand (rot),
x5 mit 330kOhm Interdynodenwiderstand (blau)
zunächst auf das je eigene Maximum skaliert (scale) und auf ein einheitliches Maximum skaliert (Max).


Im vorherigen Beitrag war zu sehen
x5 mit 330kOhm Interdynodenwiderstand (grün)
x5 mit 4,3MOhm Interdynodenwiderstand (rot)

Gruß Andreas

[Peter-1]

Hallo Andreas,

versuche doch einmal ein Spektrum so aufzunehmen, dass die letzte Tl208 Linie bei 2614 keV an der richtigen Stelle im Diagramm liegt.
Frage kannst du die Hochspannung im Betrieb messen? Bleibt sie stabil?

Sieht bei mir so aus.
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[ABel]

Hallo Peter,

gestern habe ich mir einen weiteren Divider für meinen Sionix-Detektor zusammengebaut. Er hat nun Interdynodenwiderstände von 3,3 MegaOhm. Er was gedacht zum Vergleich der HV-Erzeugung nach Theremino und mit dem C10940.

Die Spannung für den PMT messe ich mit einer Widerstandskaskade von 20 Widerständen parallel zum PMT. Die Widerstände haben nominell 12 MegaOhm, gemessen sind es ziemlich genau 13 MegaOhm. An einem dieser Widerstände messe ich mit meinem Multimeter (Innenwiderstand nach techn, Daten 10 MegaOhm, mit externer Stromquelle gemessen 11 MegaOhm).

Um am PMT mit 12x3,3MegaOhm=39,6 Megaohm 850 V zu haben, müsste mein Multimeter 20,0 V anzeigen. Leider komme ich bei der Theremino-HV-Erzeugung nur auf 19,9 V, was immernoch mehr als 840 V am PMT sein müssen. Die Theremino-HV-Erzeugung ist noch im Theremino-Original-Zustand, also noch nicht nach Beitrag #38 ,,PMT Voltage divider" verändert.

Ich hatte nun ein Histogramm erwartet, das mehr den ersten mit 4,3MegaOhm erzeugte ähnelt?!
War wohl nix! Mit dem 3,3MegaOm-Divider ist das Spektrum noch mehr gerafft als mit dem 330kOhm-Divider.

Es verwundert mich schon wie unterschiedlich die Histogramme je nach HV Netzteil aussehen. Immerhin sind Divider und Signalaufbereitung dieselben. Die Spannung an meinem Multimeter ist beides mal 19,9 V, also müsste auch die PMT-HV gleich sein.

Im ersten Histogramm habe ich mit Bins x5 und Ausrichtung auf 238 keV gearbeitet. Hier in grün mit dem C10940 Netzteil und in rot mit der Theremino HV.

Im zweiten mit Bins x2 und auf 2614 keV ausgerichtet. Hier in grün die Theremino HV und in rot der C10940.

Generell stimmt ja für beide HV-Versorgungen die Spreizung der Histogramme nicht. Woran liegt das?

Gruß Andreas

[Peter-1]

Hallo Andreas,

es tut mir leid, aber jetzt blicke ich nichtmehr durch.
Also zurück auf NULL !
Hast du als Proben etwas mit Cs137 , oder eine alte Uhr mit Leuchtzeiger ?
Der Glühstrumpf hat zu viele Linien. Mit Cs137 oder einem Ra226 Test hast du eine gut sichtbare Linie um 600 keV, welche sich immer leicht finden läßt.

Ich gaube auch nicht an ein Problem mit der HW (Dynodenwiderst.) sondern an eine Anpassung vom PMT zum Verstärker und weiter zur Soundkarte. Da gibt es genügend Fallstricke.

Gruß Peter

[Peter-1]

Nachtrag.
Ich habe jetzt einen Versuch bei mir mit bins 5X gemacht und bekomme nur ein Schrottspektrum ! Egal was ich versuche es läßt sich kein Spektrum bis 3000keV erreichen.
Bei Theremino gibt es auch eine gut Erklärung.
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[ABel]

Hallo Peter,

ich hab leider kein Cs137 Präparat. Am241 dürfte auch nichts bringen. Dann hab ich noch ein Steinchen mit Uraninit mit einer schönen Linie bei Bi214 (609 keV), mein Uranglas hat dort nur einen sanften Hügel.

Gruß Andreas

[Peter-1]

Dann zeig doch mal ein Spektrum mit diesem Uraninit und bis 600 keV sollten dann alle Linien stimmen.

[ABel]

Hallo Peter,

bin gestern und werde heute nicht zu weiteren Messungen kommen.

Den ersten Divider für den Scionix-Detektor habe ich mit bedrahteten 4,3MegaOhm-Widerständen zwischen den Dynoden gemacht, sie sind direkt mit den Molex-Crimpkontakten verlötet. Leider sind bei ihm die Molex-Crimpkontakte schlecht im Gehäuse verbaut. Beim Aufstecken rutschen sie ins Gehäuse und gegen die Platine. Ich muss das Ding zum erneuten Einsatz daher jedes Mal auseinandernehmen und neu aufbauen, was mich 4 bis 6 Std. Fummelarbeit kostet. Allerdings hat dieser Divider vernünftige Histogramme ermöglicht (Anlage: Variation 0 und 5 cm Abstand, Theremino und opengeiger PMT-Adapter, alles 1ter Divider).

Die Divider 2 (330kOhm Interdynodenwiderstand) und 3 (3,3MegaOhm) sind mit SMD Widerständen auf einer Platine gemacht. Die Molex-Crimpkontakte sind so fest verbaut, das ich diese Divider ohne Probleme tauschen kann.

Die SMD-Widerstände sind vom Gehäusetyp 1206, Toleranz +/-1%, die 330kOhm sind für 0,5W, die 3,3MegaOhm für 0,25W.

Nun habe ich allerdings auch die Kondensatoren C1 (zwischen Dynode 9 und 10) und C2 (zwischen Dynode 10 und HV-Zuleitung) als SMD-Bausteine verbaut; Gehäusetyp 1206, Vielschicht-Kerko, 10nF, 500V, 125°C. Hätte ich hier bedrahtete Kondensatoren nehmen solle? Hätte ich die Impedanz an die veränderten Widerstände anpassen sollen? Wenn ja: Wie?

Die SMD-Bauteil sitzen auf der Unterseite der Platine. Auf der Oberseite sitzt als C3 ein bedrahteter Keramikkondensator 4,7nF/3kV und 2 Buchsen in die ich einen bedrahteten R13 stecken kann. Der C4 (Keramik 10nF/3kV) ist für Experimente mit einer Eindrahtlösung vorgesehen, aber derzeit ohne Funktion.

Ist es möglich, das ich beim Design mit SMD-Bausteinen etwas generelles falsch gemacht habe?

Gruß Andreas

[ABel]

Hallo,

für eine Messung (in rot) .mit der Theremino HV ist es mir gelungen, den 1ten Divider (4,3MegaOhm bedrahteter Interdynodenwiderstand) zu aktivieren. Für eine weitere Messung mit dem C10940 hat er die Arbeit verweigert; möglicherweise ein Wackelkontakt:

Die beiden anderen Messungen sind mit dem 3ten Divider (3,3MegaOhm SMD Interdynodenwiderstand) gemacht, in blau mit dem C10940 und in magenta mit der Theremino HV.

In allen 3 Messungen hatte das Uraninit 10 cm Abstand vom Detektor. Alle liefen über 900 Sekunden. Alle auf den Pick bei 609 keV getrimmt.

Ich hab mir die beiden HV-Versorgungen auch noch Mal mit einem 40MegaOhm-Lastwiderstand statt mit dem PMT und seinem Divider angesehen. Zum Vergleich auch eine Messung ohne ein Netzteil.

Gruß Andreas

[ABel]

Hallo,

nun hab ich die Empfehlung des PMT-Herstellers (850V) in den Wind geschlagen und begonnen mit der HV zu spielen. Momentan mit einem Divider mit 330kOhm Interdynodenwiderstand und einem Gesamtwiderstand von knapp 4MegaOhm (auch eine Herstellerempfehlung aus dem Datenblatt des PMT). Als Netzteil eignet sich dann die HV-Versorgung des Theremino-PMT-Adapters nicht mehr (die kann max. 0,05mA für einen Gesamtwiderstand von mehr als 20MegaOhm liefern), ich setze dafür einen gebaucht erstandenen HAMAMATSU C10940-53 Baustein ein, der bis 0,6mA liefert.

Mit 850V HV hatte ich das Problem, das die x-Achse der Histogramme ,,zusammengeschoben" war und das die Counts nach rechts hin sehr schnell sehr stark abfielen. Beim K40 (1460keV) war schon nichts mehr zu sehen.

Diese Probleme besserten sich mit kleineren Hochspannungen. Nun bin ich auf der Suche nach dem Optimum für der Hochspannung und dem Lastwiderstand im Divider.

Das erste Histogramm ist mit einem Lastwiderstand von 47kOhm gemacht. In grün mit 600V, rot 580V, blau 560V, magenta 540V und grau 520V. Bei den kleineren Spannungen werden die Peaks flacher. Überraschend war, das mit höherer HV die Counts zurückgehen.
Frage dazu: Ist das evtl. auch OK und muss ich auch noch höhere Spannungen austesten, oder sollte ich hier eine Hochspannung zwischen 560V und 580V wählen?
Anmerkung: Die Amplitude der Pulse ist so groß, das ich den Gain meines Audio-Interfaces auf 0,5 (-6dB) reduzieren musste um mein Signal ohne massenweise übersteuerte Pulse digitalisiert zu bekommen.

Das zweite Histogramm ist mit einem Lastwiderstand von 330kOhm gemacht. In grün mit 420V, rot 460V, blau 500V, magenta 540V und grau 580V. Die kleinste und die größte Spannung scheiden aus.
Frage dazu: Stellt die rote Kurve (460V) das Optimum dar?
Anmerkung: Die Amplitude der Pulse ist hier so groß, das ich den Gain meines Audio-Interfaces sogar auf 0,25 (-12dB) reduzieren musste.

Eine weitere Reduzierung des Gain meines Audio-Interfaces erscheint mit unpraktikabel, daher wollte ich mit dem Lastwiderstand nicht weiter nach oben gehen.

Andererseits zeigt z.B. das Histogramm von Peter (#20) sehr viel ausgeprägtere Peaks als ich sie bekomme. Wie komme ich da hin?

Ich habe bisher auch noch kaum mit den Optionen von MCA experimentiert. Für den ,,Baseline test" verwende ich die Daten 80,240,20,20; den IIR-Filter schalte ich zwar ein, belasse ihn aber bei 0%; die ,,compensations" verwende ich nicht. Muss ich hier evtl. etwas ändern?

Gruß Andreas

[ABel]

Hallo,

hier das Ganze nochmal mit einem Glühstrumpf in 5 cm Entfernung zum Detektor.

Im erste Histogramm mit einem Lastwiderstand von 47kOhm. In grün mit 600V, rot 560V, blau 520V, und magenta 480V. Bei 520V schiebt sich der Buckel von Ti208 (Soll 2614,5keV) am weitesten nach rechts, es sieht mir aber nicht so aus als könne ich den Sollwert mit einer Spannung zwischen 480V und 560V wirklich erreichen. Ich werd es aber Mal versuchen.

Im zweite Histogramm mit einem Lastwiderstand von 330kOhm. In grün mit 400V, rot 440V, blau 480V, magenta 520V und grau 560V. Die kleinste HV schiebt den Buckel zwar am weitesten nach rechts, verliert aber am linken Rand zu viel.

Also wo finde ich das Optimum für Lastwiderstand und HV?

Nachtrag zum vorherigen Beitrag: Beim 47kOhm-Histogramm ist die 600V-Kurve falsch skaliert, beim 330kOhm die für 580V. Werd versuchen das zu berichtigen.

Gruß Andreas