Automess 6134A - Szintomat

Begonnen von miles_teg, 20. Dezember 2021, 19:11

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miles_teg

Hallo,
durch einen, bei mir sonst eher unüblichen Impulskauf bin ich an einen Automess 6134A - Szintomat gekommen. Die Beschreibung ließ es mich schon ahnen, messen tut er nichts. Aber er läuft an, was zumindest ein wenig Hoffnung lässt.
Leider sind meine Kenntnisse der Elektrik/Elektronik minimalst und das wird sich auch nicht ändern.
Daher die Frage ob jemand Interesse hätte mal in das Gerät reinzuschauen? Natürlich gegen Entschädigung. Dann könnte man es vielleicht auch gleich fürs Forum dokumentieren.

Turbo-Tom

Wenn Du möchtest, kann ich mir das Teil mal ansehen. Der 6134A sollte ja ein relaitv klassisch in Analogtechnik aufgebautes Teil sein, solange also der Szintillator nicht trübe geworden ist, dürfte eine Instandsetzung (incl. Teardown-Doku) kein größeres Problem sein. Einzig, wenn Du es richtig eilig damit hast, würde ich "passen", weil ich das neben mehreren anderen Projekten machen würde (natürlich auch abhängig von der Komplexität -- wenn's ein paar trockene Elkos oder weggedriftete "Carbon Composition"-Widerstände sind, dauert's auch nicht lange). Gib mir vielleicht per PN Bescheid, ob das für Dich so in Ordnung ginge, dann können wir dort auch die Adressen austauschen.

Viele Grüße,
Thomas

Henri

Glückspilz!! Ich suche schon seit Jahren und habe nie einen gesehen. Irgendwann habe ich es aufgegeben.

Das Gerät hat ja ein "Phoswich" zur Verbesserung der Energieabhängigkeit. Gute Nachricht: der Kristall kann gar nicht trübe werden, der ist nämlich aus Kunststoff! Mit ZnS(Ag) Beschichtung ;D

miles_teg

Danke für die Hinweise!
@Thomas: eilig habe ich es nicht, ich melde mich per PM. ;-)
Wegen des Plastikszintillators habe ich mir das Gerät ja eigentlich zugelegt, da hat man gleich einen gewissen Exotenstatus. :-D

Turbo-Tom

Dann soll's mal mit dem "Befundbericht" los gehen:

@miles_teg hat mir den defekten Automess 6134A Anfang des Jahres zur "Begutachtung" zugesendet. Die Verpackung war hervorragend, und das Paket kam auch ohne äußerlich sichtbare Blessuren an, so dass jegliche Beschädigung auf dem Transportweg ausgeschlossen werden kann.

Nach dem Auspacken habe ich das Teil erst mal insofern überprüft, dass ich die "Teilfunktion", wie zuvor beschrieben, nachvollziehen konnte. Als nächstes habe ich die Stromaufnahme gemessen -- 180~200mA erschienen mir dann doch recht üppig. Daraufhin die Sonde abgeklemmt (externes Spiralkabel mit Steckverbindern), und schon sind es nur noch ca. 35mA. Die Sonde herausgezogen und leicht geschüttelt -- raschel, raschel, Schei... Ich habe die Befürchtung, dass, wenn ich die Sonde öffne, mir Glasbruch entgegenfällt. Wahrscheinlich ist das Gerät in seinem "vorherigen Leben" mal jemandem runtergefallen (oder nur die Sonde) und der Photomultiplier zerbrochen. Das würde dann die hohe Stromaufnahme (wegen Kurzschluss der Hochspanung) erklären.

Ein paar Tage später ging's dann mit der Demontage des Sensorkopfes weiter, was sich als nicht ganz trivial herausstellte, ohne dabei dabei "Kollateralschaden" zu verursachen. Der eigentliche Szintllatorkopf ließ sich aber mit einigem Kraftaufwand direkt abschrauben (Optik-Gewinde plus O-Ring, der gut "geklebt" hat). Schon da kam mir das "Ungemach" entgegen -- entsprechend meiner Befürchtung, ist der Photomultiplier zerbrochen. Die Sensoreinheit muss ziemlich "einen mitbekommen" haben, denn sogar die Keramikstäbe, die den Dynodenstapel fixieren, und üblicherweise sehr stabil sind, sind stellenweise zerbrochen. Auch ist der Glasmantel des eingesetzten PMT ziemlich dick, und die drei Schaumklebeband-Streifen, die der Stoßdämpfung dienen, sind noch in gutem Zustand, und sollten den PMT bei einem moderaten Stoß geschützt haben. Zum Glück ist der Szintillator selbst noch einwandfrei.

In Anbetracht einer Instandsetzung besteht nun ein gewisses Problem: Der verwendete PMT ist recht speziell (Thorn EMI 9727B), und, falls das ansonsten in gutem Zustand befindliche Gerät sinnvoll wieder eingesetzt werden soll, müsste er durch ein identisches Modell ersetzt werden. Als Alternative könnte evtl. ein anderes Exemplar mit gleichem Durchmesser (Hamamatsu oder irgendwas aus Russischer Provenienz) adaptiert und die Schaltung entsprechend modifiziert werden. Da es sich bei dem Original-PMT aber um ein Hochtemperatur-Exemplar (bis 150°C) mit einer dementsprechend robusten (aber geringer verstärkenden) Dynodenbeschichtung handelt, hat er viele (13) Dynoden und läuft wahrscheinlich mit einer entsprechend hohen Betriebsspannung (bis 3.5kV zulässig). Standard-Exemplare (bis 60°C einsetzbar) verstärken deutlich höher, so dass irgendetwas im Bereich von 8...10 Dynoden schon ausreichen dürfte. Was aber noch ein Problem sein könnte, ist der hohe, zulässige Anodenstrom (1mA) der Originalröhre, der von der Dynodengeometrie als "Venetian Blind"-Stapel herrührt. Alternative, leicht verfügbare Röhren mit verschachtelten Dynodenanordnungen erreichen hier üblicherweise nur 100...200µA.

All das sollte sich trotzdem anpassen lassen, nur könnte der Dynamikbereich in Richtung höherer Strahlungsmesswerte dann eingeschränkt sein (die Frage, ob man diesen Messbereich im Privatgebrauch des Geräts wirklich braucht, darf man natürlich stellen...  ;) ). Trotzdem schmerzt es, wenn man bei der Wiederherstellung eines solchen Geräts auf relevante Eingenschaften verzichten muss.

Daher an dieser Stelle die Frage an die Gemeinschaft: Hat irgenwer eine Idee, wo man ein Original-Ersatzteil her bekommen könnte, ohne dass es einen ein Arm und ein Bein kostet...  ;)?

Bei Gelegenheit setze ich den Bericht fort, und nun noch ein paar Fotos von dem Desaster.

LG,
Thomas

miles_teg

Klasse Arbeit Tom! Aus meiner "totaler dummy in Elektrik und Elektronik" Perspektive ist allein das schon eine große Leistung.
Kurzes update zum PMT: bis jetzt kein Erfolg. Die obligatorischen Google-suche hatte nicht wirklich viel erbracht. Die website ostron.de hatte in ihren keywords einen hit für den Thorn angezeigt. Die Anfrage wurde schnell, jedoch negativ beantwortet.
Der Inhaber schrieb mir er hätte folgende (vergleichbare?)PMTs auf Lager:
FS-300:
https://www.ostron.de/Licht-Optik/Optische-Messtechnik/FS-300-Modul-RDC3A.html
M10FS29:
https://www.ostron.de/Bauelemente/Roehren/Sonstige-Roehren/Photomultiplier-SEV-Typ-M10FS29.html

Ob diese Typen in irgendeiner Art und Weise nutzbar sind, kann ich natürlich nicht beurteilen.
Ich habe ich in verschiedenen Facebook-Gruppen nachgefragt. Auch da bisher nichts von wirklichem Nutzen, außer der Hinweis darauf das diese PMTs älteren Leuten in ihrer Ausbildung schon als "antik" beschrieben wurden. :-D Durch die Hochtemperaturbeständigkeit wird ein Einsatz bei der Bohrlochanalyse vermutet.
Ich habe jetzt auch schon mal automess angefragt und werde meine Medizintechnikerkontakte löchern.
Aber natürlich sind alle Hinweise willkommen.

Henri

Probier's auch mal hier:

http://www.die-wuestens.de/

Du kannst Dich auch in Geduld üben und regelmäßig auf Ebay US schauen. Da gibt es schon ab und zu mal EMI PMTs. Oder eine Anfrage in unserem engischsprachigen Schwesterforum starten, vielleicht hat da noch jemand was rumliegen.

Ansonsten könntest Du auch Hamamatsu anschreiben oder in die Kataloge schauen, was die als Ersatztyp anbieten würden. Vielleicht bekommst Du den dann gebraucht.

Verbasteln könnt ihr das Gerät dann immer noch ;D

Viele Grüße!

Henri

PS: Noch ne Idee: Im US-Forum und im Gammaspectacular-Forum ist (bzw. war früher) ein "Luuk" zu finden, der bei Scionix arbeitet. Der kann garantiert Auskünfte zu Ersatztypen geben. Und da die ja auch Detektoren aufarbeiten, könnte es schon sein, dass die so ein Exemplar vielleicht noch in der Schrottkiste haben und gegen eine geringe "Schutzgebühr" abzugeben bereit sind. Scionix ist ja in den Niederlanden, also würde auch teurer Versand und Zoll wegfallen, selbt wenn die Firma statt dessen vielleicht "saftigere" Preise haben sollte als die Online-Auktionshäuser.

miles_teg

Besten Dank!

Zitat von: Henri am 17. Januar 2022, 14:06
Probier's auch mal hier:

http://www.die-wuestens.de/
Angefragt.

Zitat
Du kannst Dich auch in Geduld üben und regelmäßig auf Ebay US schauen.
Da habe ich jetzt einen Suchauftrag laufen.

Zitat
Ansonsten könntest Du auch Hamamatsu anschreiben oder in die Kataloge schauen, was die als Ersatztyp anbieten würden. Vielleicht bekommst Du den dann gebraucht.
Tom hat schon mögliche Ersatztypen gefunden. Ich werde in den nächsten Tagen mal ein paar Kollegen nerven. ;-)

ZitatPS: Noch ne Idee: Im US-Forum und im Gammaspectacular-Forum ist (bzw. war früher) ein "Luuk" zu finden, der bei Scionix arbeitet. Der kann garantiert Auskünfte zu Ersatztypen geben. Und da die ja auch Detektoren aufarbeiten, könnte es schon sein, dass die so ein Exemplar vielleicht noch in der Schrottkiste haben und gegen eine geringe "Schutzgebühr" abzugeben bereit sind. Scionix ist ja in den Niederlanden, also würde auch teurer Versand und Zoll wegfallen, selbt wenn die Firma statt dessen vielleicht "saftigere" Preise haben sollte als die Online-Auktionshäuser.
Guter Tip, dem gehe ich gleich mal nach.
Auf jeden Fall vielen Dank für all die Hilfe!

Peter-1

Gerade in der (USA) Bucht gesehen dass ein EMI 9635 A angeboten wird. Der ist von den Daten und Abmessungen ganz sicher interessant. Selbst die Sockelbeschaltung ist identisch. Natürlich weit empfindlicher und nicht für die Temp.
Falls das Datenbatt gewünscht wird, bitte melden.
Peter
Gruß aus Bayern - Peter

Turbo-Tom

Es gibt momentan einige PMTs in der Bucht, die grundsätzlich geeignet wären. Allerdings wäre der Aufwand geringer, wenn wir einen "passenden" (d.h. den gleichen Typ) bekommen könnten, insbesondere in Bezug auf die Kalibrierung. Bei Verwendung eines PMT mit CsSb-Dynodenbeschichtung ist die Verstärkung so viel höher, dass wahrscheinlich die Hochspannungserzeugung modifiziert werden muss, um einen ausreichenden Regelbereich  (die Spannung wird entspr. der Messbereiche umgeschaltet) und auch die erforderliche Stabilität der Spannungsregelung zu erreichen.

Einen "Ersatztyp" würde ich probieren, wenn er wirklich "für nen Appel und n' Ei" zu haben wäre, was den Versand aus Übersee praktisch ausschließt.

LG,
Thomas

Henri

Keine Ahnung, wie die Schaltung aussieht, aber üblicherweise entsteht das Signal ja über einen Abfall an einem Lastwiderstand. Wenn die Verstärkung also zu hoch ist, könnte man dann einfach RL verkleinern und den Rest lassen, wie es ist. :unknw:

Peter-1

Hallo Henri,

das wird nicht so einfach gehen. Die PMTs sind zu verschieden.
Der 9727 benötigt 1000 V für 1 A/lm.
Der 9635 benötigt ca. 620 V für 1 A/lm.
Widerstand verkleinern bedeutet aber einen höheren Strom zulassen. Dann aber werden sie nicht mehr so linear sein und können in eine Begrenzung gehen.
Gruß aus Bayern - Peter

Turbo-Tom

Die Sache mit der Empfindlichkeit ist noch trickreicher: Da das Gerät offenbar für den Betrieb mit verschiedenen Sonden konzipiert ist, ist die gesamte Kalibrierung, Spannungsversorgung (die für die eigentliche Sensorik relevant ist) sowie die zur Bereichsumschaltung erforderlichen Baugruppen im Sondenmodul untergebracht. Die Betriebsspannung des PMT (und damit dessen Verstärkung) wird abhängig vom am Zentralgerät ausgewählten Messbereich eingestellt und im Sondenmodul auch entsprechend kalibriert, so dass eben ein Wechsel der Sonde möglich ist, ohne einen erneuten Abgleich erforderlich zu machen.

Entsprechend ist das Sondenmodul über sechs Leitungen mit dem Zentralgerät verbunden: 2 x GND, Vbat, Signal, HV1 und HV2. Die beiden HV-Leitungen codieren binär einen von maximal vier Verstärkungsbereichen, wobei hier drei Bereiche genutzt werden. Wenn ich ein bisschen Zeit habe, werde ich die Schaltung der Elektronik austüfteln, grudsätzlich handelt es sich um zwei Spannungswandler (einer für die Hochspannung, ein weiterer für eine symmetrische Versorgung der Operationsverstärler usw. Zudem verfügt der HV-Wandler offenbar über eine (kalibrierbare) Strombegrenzung, wahrscheinlich, um den PMT vor Überlastung zu schützen. Wie man auf den Fotos weiter oben sieht, sind über die zwei Platinen insgesamt acht Spindeltrimmer verteilt, deren Funkion sich mir noch nicht vollständig erschlossen hat (das HV-Modul ist weitgehend klar), weshalb ein "reverse Engineering" auch sinnvoll erscheint.

Das Design der Schaltung sieht recht "antik" aus (handgeklebte Layouts, ausschließlich bedrahtete Bauteile), so dass ich von einer Konstruktion in der zweiten Hälfte der 1970er ausgehen würde. Die Datecodes auf den Halbleitern lassen ein Produktionsjahrgang des vorliegenden Exemplars in den frühen 1990ern vermuten. Für diesen Zeitpunkt erscheint die Schaltungs- und Fertigungstechnik des Geräts schon reichlich aniquiert. Ich nehme an, dass erteilte Zulassungen o.ä. den Hersteller dazu bewogen haben, die Fertigung dieses alten Designs fortzusetzen.

Wenn ich den Schaltplan "herausgetüftelt" habe, gibt's ein Update.

Thomas

Henri

Zitat von: Turbo-Tom am 17. Januar 2022, 19:10


Wenn ich den Schaltplan "herausgetüftelt" habe, gibt's ein Update.


Automess ist ja eine kleine Firma, und das Gerät in dieser Form sicherlich nicht mehr in Produktion. Ruf doch mal freundlich an, vielleicht kannst Du Dir das Austüfteln ja sparen und bekommst einen Satz Schaltpläne. Vielleicht haben die in irgend einer verstaubten Schachtel sogar noch einen EMI liegen, der sonst eh demnächst auf den Sondermüll gekommen wäre... A propos Sondermüll, manche PMTs haben Beryllium-Dynoden, ich hoffe der EMI nicht? Im Datenblatt steht was von AgMgO, zum Glück.

Ich denke schon, dass über kurz oder lang der richtige PMT auftauchen wird. Gerade auch weil der ja eigentlich für die petrochemische Industrie konzipiert ist. Man kann bis dahin ja das Gerät ein wenig modifizieren, um schon mal damit spielen zu können, aber ich würde nichts machen, was sich nicht komplett wieder rückgängig machen lässt. Geduld zahlt sich am Ende aus.

Vielleicht kann man ja temporär einen PMT mit weniger Dynoden verbauen (nebst passender Fassung), der von der Verstärkung her hinkommt. Oder am Spannungsteiler etwas pfuschen. Die Kalibrierung ist mit einem neuen PMT eh dahin, selbst wenn es das gleiche Modell ist. Da ist sowieso fraglich, wie man die wiederbekommt, ohne größer ins Portemonnaie zu greifen.

Ich frage mich, ob die Auswahl dieses doch recht speziellen PMTs - geringe Empfindlichkeit, hoher zulässiger Anodenstrom - vielleicht mit dem "Phoswich" zusammenhängt. Wo ein normaler Szintillationskristall nur eine weiße Reflektorbeschichtung hat, ist es bei diesem ja ZnS(Ag), das in starken Strahlenfeldern noch mal einiges an Licht zusätzlich eintragen dürfte. Letztendlich war die Idee hinter dem Gerät ja, einen möglichst hohen Dosisleistungsbereich abzudecken und gleichzeitig die Energieabhängigkeit so niedrig zu halten, dass es eichfähig wird.


Noch eine potentielle "Bezugsquelle" ist mir eingefallen: mal nach "GeoElectronics" (George Dowell) suchen, notfalls per Amateurfunk (K0FF) ;D  Der hat ja jahrzehntelang Strahlenmesstechnik günstig aufgekauft und dann über sein Forum unter die Leute gebracht. Würde mich wundern, wenn der den EMI nicht auftreiben könnte. Allerdings war er 2007 schon in Rente...

http://health.phys.iit.edu/archives/2007-July/007219.html

Viele Grüße!

Henri

miles_teg

Das geballte hier versammelte Wissen finde ich schon ziemlich beeindruckend.  Danke!

Jan Wuesten halt leider nichts da.
Automess und die Nachfolgefirma von Thorn EMI haben bisher noch nicht geantwortet.
Ich werde mich jetzt mal um die anderen Vorschläge kümmern.