Guten Tag,

Ja ich habe ziemlich viel Zeit in die Entwicklung einer Ionisationskammer gesteckt.
So ganz fertig bin ich noch nicht damit.

Es gibt eine "vorläufige" Präsentation.
Daraus schicke ich vorab unten stehende Zusammenfassung.

A) Ich stimme vollkommen überein, dass man immer korrekt zitieren muss, um den Hintergrund der eigenen Arbeit korrekt darzustellen.
B) Das Hauptinteresse bei derartigen Projekten ist die Weitergabe von Wissen zur Unterstützung von Bürgernetzwerken.
C) Neben der technischen Entwicklung lag meine Hauptaugenmerk auf der "korrekten" Kalibrierung der Detektoren.

Viele Grüße

Ulrich


Low-Voltage Ionisation Chamber (LVIC)

Goal
Goal of this work is the development and characterization of a Low Voltage Ionization Chamber to
measure Radon activity concentration with reasonable precision under normal conditions in dwellings.
Readings from the device should be independent from temperature at least between 15 and 30 degrees Celsius.
Price of the detector should be as low as possible.

Background
Development of LVIC is based on previous work.
Most important is the following document:
A) PicAXE Ionization Chamber, Charles Wenzel:
https://techlib.com/science/picaxeionchamber.htm

In addition, these two documents are relevant:
B) Low-Cost Radon Detector with Low-Voltage Air-Ionization Chamber, Filip Studnička, Jan Štěpán and Jan
Šlégr, University of Hradec Králové, Czech Republic
Sensors 2019, 19(17), 3721; https://doi.org/10.3390/s19173721

C) RikamIno – Ein Radon-Ionisationskammer Break-Out für den Arduino,
Bernd Laquai, 29.04.24
https://www.geigerzaehlerforum.de/index.php/topic,2305.0.html?PHPSESSID=uuh8t8172gels01fnto2sokjtg

LVIC - Design Principle
The whole setup consists of a cylindrical ionization chamber with a central sense wire. A JFET is
used to buffer the voltage on the central wire which is measured by a microprocessor. This design is
based on the work by Charles Wenzel: https://techlib.com/science/picaxeionchamber.htm
The schematics of the whole set-up is shown in this graphics which is taken from the publication:
,,Low-Cost Radon Detector with Low-Voltage Air-Ionization Chamber", https://doi.org/10.3390/s19173721

Raspberry Pi Pico W is used as MCU
BME280 connected via I2C for the measurement of temperature, humidity and pressure.

JFET
Charles Wenzel proposed to use the electrometer-grade JFET of type PN4118A or PN4119A and Bernd Laquai suggested to use a PN4117A JFET.
I purchased PN4117A from InterFET and Fairchild.

Gate leakage
In the datasheet by InterFET the gate leakages is characterized with typically 1pA at room temperature. It turned out, that the gate leakage is the dominant factor for the temperature stability of the detector and the JFET from Fairchild has a much higher gate leakage.
=> LVIC with JFET from Fairchild performs worse compared to the other LVICs equipped with JFET from InterFET.

LVIC – Data Communication and Time
Data are send from the detector via
- serial line (USB)
- using the Home Assistant (HA) publish-subscribe (pub/sub) topology (MQTT)
- or can be accessed on the WEB-interface

Time
The MCU has no absolute time – only the time in milliseconds since start of the MCU ist known.
Time stamp is assigend to the data after they are received by the host computer.

Calibration

Calibration of the detector is a four step procedure:
A) First, the influence of temperature on the leakage current of the JFET has to be determined.
B) In the second step the raw readings of the detector have to be corrected to compensate the temperature effect.
C) And finally, the temperature compensated readings have to be compared with Radon concentrations of a reference detector – in this case a Radoneye.
D) After this last relation is known, the Radon concentration can be calculated.

Die Sonde steht ziemlich schräg und hat auch schon einige Streifschüsse vermutlich durch Luftgewehrmunition abbekommen.
Sieht man auch öfter bei Verkehrsschildern, das die als Zielscheiben herhalten müssen 

Die nächste Sonde mit einer signifikant höheren DL ist der Standort Lamstedt mit aktuell 0.108 µSv/h.
Wenn ich die Sonde finden würde, das wäre gut.
Ist von mir eine gute halbe Stunde Autofahrzeit entfernt.

Kennt ihr diese Seite: https://sensoto.io/de/
Da gibt es auch Sensordaten.
Scheinen detaillierter zu sein als auf der BfS-Seite.

Das sieht doch schon super aus ! 
Jetzt noch an andere Orte gehen und messen, dann wird es immer besser. Laß Dich nicht entmutigen, ich habe auch so angefangen. Je größer die unterschiedlichen ODL Werte an den Sonden sind um so besser wird Deine Einordnung werden.

Grüße
Peter

Am Samstag war ich bei bestem Wetter in Morgenröthe-Rautenkranz:

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Leider war die Brennkammer in einer Vitrine, man kommt also nicht direkt ran:

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Ich bin aber der Meinung, eine signifikante Erhöhung hätte man trotzdem messen können, wenn sie denn überhaupt vorhanden wäre:

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Mit dieser einen Brennkammer kann ich also die Beobachtung aus Oberschleißheim nicht bestätigen.

Gestern führte mich der Weg nach Schmiedebach, in die KZ-Gedenkstätte "Laura":

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Leider darf man erst im Frühjahr gedenken, wie an der Schautafel zu lesen. D.h. die frühere Häftlingsbaracke mit der Ausstellung war nicht zugänglich. Nur das Außengelände mit Infotafeln kann man anschauen.

Blick durchs Fenster:

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Okay, Fortsetzung folgt.

Meine Kalibrierformel beruht auf ,, Try and Error".
Den intrinsischen Nullwert von 30cpm habe ich laut Angaben der Fa. Vacutec gewählt.
Die hatten das im Felsenkeller in Dresden ermittelt und stellt einen durchschnittlichen Richtwert dar. Das hatte mir Vacutec damals auf Anfrage mitgeteilt. Dazu gibt es an anderer Stelle hier einen Thread.
Die 60 cpm aus dem Datenblatt bzw. aus früheren Posts hier erscheinen mir viel zu hoch, da ich dann ja über 50% der CPM Zählrate in Abzug bringe. Ebenso passt der Wert 840 bei mir nicht. Es muss eher 660 sein.
Den Multiplikator 0,00150 ( Kehrwert ist ca. 660) habe ich dann so gewählt, daß der Meßwert von ca. 0,07μSv/h passt.
Also ziemlich empirisch ermittelt.
Ob das eine erlaubte Methode ist, wird uns Peter vermutlich sagen, der das ganze mathematisch, wissenschaftlich angegangen ist.
Ob der Kalibrierwert halbwegs passt, sieht man vermutlich erst, wenn man mehrere ODL Sonden mit möglichst unterschiedlichen Messwerten besucht und Vergleichsmessungen macht.

Zitat von: DL8BCN am 02. März 2026, 18:52...
Eine viel bessere Übereinstimmung zu meiner Durchschnittsmessung (0,069 µSv/h) kann es wohl kaum geben.
Nun wird es interessant, ob sich diese Messgenauigkeit an einer anderen ODL-Station wiederholen läßt.

Deine Messungen in allen Ehren, aber: wie hoch sind denn die tatsächlichen Messwert-Abweichungen (Energie- und Richtungsabhängigkeit, bezogen auf Cs-137) der einzelnen BfS-Sonden vom physikalischen Sollwert? Welche Spannbreiten haben die Toleranzgrenzen dieser Sonden?
Vielleicht kann @silfox etwas dazu sagen.

Norbert

Hallo,

am Donnerstag in der kommenden Woche (12.03.2026) ist es soweit.

Gibt es nicht doch noch Referenten für einen 10-Minuten-Kurzvortrag zu Themen aus unserem Forum?

Und: Wer bringt noch was für den Gemeinschaftsstand mit? Ich frage, um den Platzbedarf abschätzen zu können.

Gruß Andreas

Nun mal ein bisschen Praxis:
Ich war eben zu Vergleichsmessungen an der ODL-Sonde in Selsingen.
Dort wurde um 17:00 Uhr der Wert 0,071 µSv/h auf der ODL-Seite angezeigt.
Hier die Messungen:
17:00 Uhr bis 17:10 Uhr : 808 Imp.  =80,8 cpm entspricht 0,076 µSv/h
17:10 Uhr bis 17:20 Uhr : 1579 Imp. =77,1 cpm entspricht 0,071 µSv/h
17:20 Uhr bis 17:30 Uhr : 2377 Imp. =79,8 cpm entspricht 0,075 µSv/h
17:30 Uhr bis 17:40 Uhr : 3058 Imp. =68,1 cpm entspricht 0,057 µSv/h

Der Durchschnitt für diese 40 Minuten war also 3058/40 Min. =76,45 cpm entsprechend 0,069 µSv/h.
Meine Berechnungsformel lautet aktuell ODL=(cpm-30) x 0,00150 (Kehrwert = 666,66)

Am Ende meiner Messung zeigte die ODL im Internet für Selsingen nur noch 0,068 µSv/h an.
Wenn ich auch da den Mittelwert bilde, ergibt das (0,071 + 0,068)/2= 0,0695 µSv/h.

Eine viel bessere Übereinstimmung zu meiner Durchschnittsmessung (0,069 µSv/h) kann es wohl kaum geben.
Nun wird es interessant, ob sich diese Messgenauigkeit an einer anderen ODL-Station wiederholen läßt.

Zitat von: Flipflop am 02. März 2026, 15:22https://www.scannix.com/wp-content/uploads/2025/08/62AD_Datasheet.pdf

Hier wird wenigstens auch der "Apparative Nulleffekt" angegeben:
Apparative zero effect < 50 nSv/h

Und auch die "Energie- und Richtungsabhängigkeit":
Energy and anisotropy, deviation at
any energies and directions within
their nominal ranges of use related
to Cs-137 in the preferred direction
62AD25: –25 %...+50 %
62AD50: –24 %...+48 % (PTB)
(permissible: –29 %...+67 %) related to 662 keV (Cs-137)

Was spielt da die (zweite), dritte oder gar vierte Kommastelle für eine Rolle...!

Norbert

Bevor ich jetzt noch mehr Anfragen bekomme: Ja, bei dem was der Autor Ulrich Schmerold in der letzten Ausgabe 1/26 der Make:-Zeitschift aus dem Heise Verlag als "Radon messen mit Blechdose" veröffentlicht hat, handelt es sich tatsächlich um eine Implementierung des RikamIno-Konzepts, so wie ich es ganz ähnlich hier:
(https://www.geigerzaehlerforum.de/index.php/topic,2305.0.html)
im Jahre 2024 vorgestellt hatte und wir es dann auch diskutiert hatten. Ich glaube @silfox hatte das Konzept auch nachgebaut, dann etwas umfangreicher getestet und für gut befunden. In der Make:-Zeitschrift erscheint die Ionisationskammer optisch etwas anspruchsvoller implementiert als bei mir, es wurden kleine mechanische Änderungen vorgenommen und die Betriebsspannung auf 9V abgesenkt, was aber das Funktionsprinzip nicht ändert. Deswegen läuft auch ein bis auf die Variablennamen identischer Arduino-Code auf dem Mikrocontroller ab. Ein Display zur Anzeige wurde aber noch hinzugefügt. Ich habe Herrn Schmerold bei seiner Implementierung unterstützt, so dass er es dann auch gut ans Laufen bekommen hat, es war anfangs wohl doch nicht ganz so einfach. Nur sind jetzt leider die Credits der Urheber in der Print-Ausgabe irgendwo abhanden gekommen  . Meine ursprüngliche Veröffentlichung und die der tschechischen Kollegen davor werden im Artikel in der Make: 1/26 auch nirgendwo zitiert. Der Artikel ist der Dritte von voraussichtlich 4 Artikeln von Herrn Schmerold zum Thema Radon. Der vierte Artikel beschreibt schließlich noch die Anwendung seiner RikamIno-Implementierung für eine Lüftungssteuerung in einem Wohnhaus, während der Erste die Grundlagen von Rn behandelt und der Zweite die Implementierung einer Nebelkammer darstellt. An diesen Artikeln war ich aber nicht beteiligt. Zumindest im letzten Artikel hoffe ich dann, dass der Heise-Verlag die Quellenangaben zu den Veröffentlichungen, auf denen die in der Make: 1/26 dargestellte Ionisationskammer mit Blechdose aufbaut, schließlich korrekt gemacht werden, so wie es sich eigentlich bei einer Veröffentlichung gehört.  

PS: Der Verlag hat nun doch recht schnell reagiert. Es gibt zumindest in der Online pdf-Ausgabe einen "Alles zum Artikel"  Link (make-magazin.de/xbmm), wo jetzt unter "Weiterführende Literatur" beide Quellenangaben richtig gemacht sind. Wie das in der Print-Ausgabe aussieht, weiß ich nicht. Aber so ist es jetzt für mich ok, auch wenn eine Quellenangabe im Text schon schöner gewesen wäre.