Rad Pro : quelloffene Alternativfirmware

Begonnen von Gissio, 30. August 2025, 06:01

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Gissio

#15
Die Quellen-Kompensation lässt sich ganz einfach aktivieren: Einfach zu Einstellungen > Messungen > Quellenkompensation gehen und die passende Quelle aus der Liste auswählen.

Dabei ist Folgendes zu beachten:
  • Das funktioniert nur für Gammastrahler, da Betastrahlung ihr Energiespektrum mit der Entfernung verändert – Betateilchen werden in der Luft abgebremst und ihr Spektrum verschiebt sich, während Gammastrahlen deutlich durchdringender sind und ein wesentlich konstanteres Spektrum haben.
  • Um Betastrahlung auszublenden – vor allem bei Mischquellen wichtig – am besten einen metallischen Abschirm zwischen Quelle und Detektor setzen. Für den Heimgebrauch reicht es, das Gerät einfach in einen Stahltopf zu legen: Der blockt den Großteil der Betateilchen, während Gammastrahlen nur minimal geschwächt werden.
  • Die Kompensation funktioniert nur, wenn die Strahlung mindestens 10-mal über dem Hintergrund liegt, damit das Hintergrundspektrum das Ergebnis nicht verfälscht.
  • Die Korrekturfaktoren sind theoretisch berechnet und berücksichtigen die spannungsabhängige Steigung des Geiger-Müller-Plateaus nicht.
  • Das alles ist Theorie. Ein echtes Zählrohr kann Schwächen haben: falsche Gasfüllung, Eigenaktivität durch radioaktive Baumaterialien, mechanische Probleme. Deshalb ist es immer am besten, sich auf eine Kalibrierung mit einem Prüfstrahler zu verlassen. Rad Pro bietet dennoch Quellenkompensation als nächstbeste Alternative.

NoLi

#16
Zitat von: Gissio am 27.4.2026, 21:36:46...

  • Das alles ist Theorie. Ein echtes Zählrohr kann Schwächen haben: falsche Gasfüllung, Eigenaktivität durch radioaktive Baumaterialien, mechanische Probleme. Deshalb ist es immer am besten, sich auf eine Kalibrierung mit einem Prüfstrahler zu verlassen. Rad Pro bietet dennoch Quellenkompensation als nächstbeste Alternative.


Hast Du Infos über die Efficiency- zu Photonenenergieabhängigkeiten chinesischen Zählrohre (Tabellen, Kurvendiagramme), insbesondere von den Zählrohren M4011/J321, mit denen Du die Quellenkompensationsfaktoren eingegeben hast?
Bei fast allen Angeboten von China-Strahlungsmessgeräten wird als Empfindlichkeit 80 cpm pro µSv für Co-60 angegeben, egal, welches Zählrohr verbaut ist >:( .

Norbert

Gissio

Die Simulationen basieren ausschließlich auf Geometrie und Materialien des jeweiligen Zählrohrs. Für das J305 wurde eine Länge von 107 mm verwendet, für das M4011/J321 eine Länge von 87 mm. Für die Materialien wurde Stahl (70 % Fe, 20 % Cr, 10 % Ni), Borosilikatglas (52 % O, 37 % Si, 6 % B, u. a.) und typisches Füllgas (99,3 % Ne, 0,5 % Ar, 0,2 % Br) verwendet.

Das Zählrohr wurde dabei einem konstanten Fluss von Gammaphotonen aus frontaler Richtung ausgesetzt. Die Simulationen wurden für verschiedene Gammaenergien mit Geant4 (vom CERN) durchgeführt. Für jede Energie wurde berechnet, wie viele der eintretenden Gammaphotonen tatsächlich mit dem Füllgas wechselwirken und dabei Elektronen freisetzen – im Verhältnis zur Gesamtzahl der eintretenden Gammaphotonen. Dieser Wirkungsgrad wird anschließend mit Hilfe der ICRP 74 in einen H*(10)-Dosiswert umgerechnet (ambient dose equivalent).

Der Einfluss des elektrischen Feldes im Zählrohr wurde dabei nicht berücksichtigt – die Simulation zählt schlicht die freigesetzten Elektronen in Abhängigkeit von der Gammaenergie. Erstaunlicherweise stimmen die Ergebnisse dieser vereinfachten Berechnung trotzdem sehr gut mit experimentellen Messungen überein!

NoLi


Pinin

Hi Gissio, danke für deine Rückmeldung.

Gestern habe ich meinen FNIRSI GC-01 (Original vom Hersteller, Röhre: M4011, Baujahr 2025) verwendet, um Rad Pro 3.1.1 mit Rad Pro 3.0.2 zu vergleichen.
Die natürliche Hintergrundstrahlung laut den Gamma-Messstationen des Bundesamtes für Strahlenschutz liegt in meiner Umgebung aktuell bei 0,11 µSv/h.

Meine Messwerte:
Rad Pro 3.0.2: Durchschnitt (Average) = 0,130 µSv/h
Rad Pro 3.1.1: Durchschnitt (Average) = 0,229 µSv/h zu hoch
Die Zählrate (CPM) war bei beiden Versionen etwa gleich: 21 cpm.

Für den Test habe ich den GC-01 in eine Blechdose gelegt und eine Stunde im Freien auf einen Tisch gestellt.
Praktisch hätte auch schon eine Minute gereicht, da sich der FNIRSI GC-01 sehr schnell auf die Werte einpendelt.
Bis auf die M4011-Röhreneinstellung war bei beiden Versionen alles auf Werkseinstellung.

Bei Project 326 gibt es einen etwa zwei Jahre alten Vergleich zwischen einem Radiacode 102 und einem FNIRSI GC-01 mit der älteren Rad Pro-Version.
Die Durchschnittswerte der Hintergrundstrahlung lagen dabei sehr nah beieinander.

1. Wie kommt es, dass Rad Pro 3.1.1 im Vergleich zur alten Version 3.0.2 eine deutlich höhere und unpräzisere natürliche Hintergrundstrahlung liefert?
2. Was bedeutet im HV-Profil bei 3.0.2 die Einstellung ,Energiesparend'? Ich habe das kurz ausprobiert, aber dabei kommen keine Impulse, kein Klicken

DG0MG

Zitat von: Pinin am 30. April 2026, 15:20es Bundesamtes für Strahlenschutz liegt in meiner Umgebung aktuell bei 0,11 µSv/h.

Bitte von dem Gedanken lösen, dass das irgendeine Rolle spielt. Du kannst 50 Meter von der Sonde weg in einem Gebäude sein und völlig andere Messwerte haben, als die Sonde selbst auf der Wiese misst. Ein Vergleich ist nur zulässig, wenn Du UNMITTELBAR DANEBEN stehst. Weiterhin solltest Du für Messvergleiche eine möglichst lange Average-Time wählen - mindestens 10-15 Minuten.

Wenn trotz gleicher cpm-Werte die angezeigten Dosisleistungen unterschiedlich sind, hat sich der Kalibrierfaktor für das Zählrohr (oder überhaupt der Zählrohrtyp) geändert. Musst Du mal in die betreffenden Menüpunkte schauen.
"Bling!": Irgendjemand Egales hat irgendetwas Egales getan! Schnell hingucken!

Pinin

Die Gamma-Messstationen des Bundesamt für Strahlenschutz dienen mir lediglich als grober Anhaltspunkt (0,11 µSv/h).
Ich bin zwar noch Anfänger, kenne mich inzwischen aber recht gut mit dem GC-01 aus, insbesondere was Installation, Einstellungen, Messverhalten betrifft.
Mittlerweile so gut, dass Gissio einen meiner Installationstipps in seine Anleitung aufgenommen hat.
Die aktuelle originale FNIRSI-Firmware 1.8 ist meiner Erfahrung nach am genauesten, was die Hintergrundstrahlung betrifft.
Auch die aus älteren Versionen bekannten Ungenauigkeiten oder Sprünge konnte ich nicht feststellen. Im Grunde entspricht sie damit der alten Rad Pro 3.0.2.

Zu den Einstellungen an meinem Gerät:
- Rad Pro 3.0.2: Es wurde ausschließlich die Röhre M4011 angepasst, alle anderen Einstellungen sind auf Werkseinstellung geblieben
- Rad Pro 3.1.1: Ebenfalls nur die Röhre M4011 angepasst, der Rest unverändert auf Werkseinstellung
- Originale FNIRSI-Firmware 1.8 ist idiotensicher, bietet keine Möglichkeit für röhrenspezifische Anpassungen

Inzwischen habe ich die gesamte Bergstraße von Heidelberg bis Darmstadt vermessen (mit Rucksack und Blechdose auf dem Rennrad).
Dabei liefern nur die ältere Rad Pro 3.0.2 sowie die originale FNIRSI-Firmware 1.8 zuverlässige niedrige Werte für die Hintergrundstrahlung.
Die Tests habe ich innerhalb eines Testdreiecks mit mehreren Vergleichs Sonden durchgeführt, jeweils über eine Stunde.
Nach jedem Durchlauf wurde eine andere Firmware aufgespielt, gemessen wurde immer mit demselben Gerät (meinem GC-01).
Mittlerweile muss ich nicht einmal mehr auf die installierte Versionsnummer schauen.
Bereits nach etwa einer Minute erkenne ich anhand eines Durchschnittswerts von über 0,2xx µSv/h, dass die aktuelle Rad Pro 3.1.1 läuft.

Warum ist die Hintergrundstrahlung deutlich höher, sobald ich von der originalen Firmware bzw. Rad Pro 3.0.2 auf die neue Rad Pro 3.1.1 wechsle?

Pinin

In Rad Pro 3.1.1 ist für die M4011-GM-Röhre ein Sensitivitätswert von 108,345 cpm/µSv/h hinterlegt.
Dieser basiert auf numerischen Simulationen mit Rad Lab unter Verwendung einer Standard-Gammaquelle (Cs-137).
Ich vermute, dass dieser vergleichsweise niedrige Wert dazu führt, dass die natürliche Hintergrundstrahlung zu hoch angezeigt wird.

In der alten Rad Pro 3.0.2 Version (& in der originalen FNIRSI-Firmware) ist vermutlich ein M4011 Sensitivitätswert von etwa
160 cpm/µSv/h  (ermittelt über Vergleich) hinterlegt. die damit deutlich näher (Abweichung  < 0,03 µSv/h) an der üblichen Hintergrundstrahlung (BfS) liegen.
Für Vergleichszwecke habe ich die Empfindlichkeit manuell auf 160 cpm/µSv/h eingestellt, anstatt die Rad Pro 3.0.2 Voreinstellung M4011 zu verwenden.
Hintergrundstrahlung war bei beiden Einstellungen identisch, ein Vorteil von Rad Pro ist, dass sich Änderungen leicht vergleichen lassen:
Sobald die Empfindlichkeit angepasst wird, wird auch der bisherige Durchschnittswert, Log entsprechend korrigiert.

Laut DFRobot/Gravity-Modul (eine der gängigsten Referenzen) liegt der passende Wert für die M4011-GM-Röhre bei 153,8 cpm/µSv/h.
In der Arduino-Community werden häufig etwa 151,5 cpm/µSv/h genannt.

Elektroniknerd

Zitat von: Pinin am Gestern um 19:25Ich vermute, dass dieser vergleichsweise niedrige Wert dazu führt, dass die natürliche Hintergrundstrahlung zu hoch angezeigt wird.
Dir ist aber schon klar, das eine Kalibrierung auf Hintergrund mit dem Zählrohr kritisch gesehen werden muss?

Man kalibriert solche Zähler ja aus gutem Grund auf Cs-137: 
* das ist, was man bei einem Störfall in einigem Abstand am wahrscheinlichsten hat.
* der Wert für Iod 131 (das andere Isotop, was man wahrscheinlich bekommt) ist dann auch ziemlich OK.
* es werden (praktisch) nie zu kleine Werte angezeigt.

Der Nachteil ist natürlich das z.B. Hintergrund dann deutlich zu hoch angezeigt wird.

Die x-Nachkommastellen gibt die Messphysik übrigens nicht her, die Fehler sind eher so im Bereich einiger 10%. (.. insofern sind 151, 154, und 160 praktisch das gleiche.) 

Wenn du weißt, was du misst, ist das korrekte Vorgehen aber durchaus, die Empfindlichkeit passend dazu einzustellen.


NoLi

Zitat von: Elektroniknerd am Gestern um 19:47Man kalibriert solche Zähler ja aus gutem Grund auf Cs-137: 
* das ist, was man bei einem Störfall in einigem Abstand am wahrscheinlichsten hat.
* der Wert für Iod 131 (das andere Isotop, was man wahrscheinlich bekommt) ist dann auch ziemlich OK.
* es werden (praktisch) nie zu kleine Werte angezeigt.
Der Nachteil ist natürlich das z.B. Hintergrund dann deutlich zu hoch angezeigt wird.
Genau dies hatte ich mit dem GQ GMC-800 mit Zählrohr M4011 und potenter Cs-137 Strahlenquelle durchgeführt.
Der Werkskalibrierfaktor von 153 cpm / µSv/h unterschätzt die Dosisleistung von Cs-137 um 30 % bis 40 % vom tatsächlichen Wert. Erst die Anpassung auf 117,5 cpm / µSv/h erlaubte eine annehmbare Dosisleistungsabweichung von < 15 % des SOLL-Wertes. Mir ist es auch lieber, dass der natürliche Strahlungsuntergrund etwas höher angezeigt wird als z. B. bei den BfS-Sonden, dafür aber im mittleren Photonenenergiebereich die Messwerte genauer sind.

Norbert

Pinin

Ja, das ist mir bewusst, darum ging es mir nicht, ebenso wenig um Nachkommastellen.
Im Nachbar Thread zum RadiaCode läuft aktuell eine Diskussion über einen Vergleich der Hintergrundstrahlung: RC Zero: 0,24 µSv/h vs. RC 103G: 0,11 µSv/h

Ich hatte als Anfänger von einem auf Cs-137 kalibrierten Geigerzähler, in meinem Fall von auf Cs-137 kalibrierter Software (Rad Pro 3.1.1), genauere Werte erwartet. Das scheint jedoch technisch nicht ohne Weiteres machbar zu sein. Wahrscheinlich hat Gissio genau aus diesem Grund die Quellvoreinstellungen eingeführt, also vorkonfigurierte Empfindlichkeitseinstellungen für gängige Strahlungsquellen (einschließlich Hintergrundstrahlung),
um das Problem der unterschätzten Dosisleistung bzw. allgemeiner Ungenauigkeiten zu umgehen.

NoLi

Das Problem liegt in der Verwendung von nicht energiekompensierten Zählrohren in den China-Geräten (inkl. M4011 und J321), welche im Photonenenergiebereich < 150/200 keV eine deutlich überhöhte Empfindlichkeit gegenüber dem restlichen Energiespektrum aufweisen. Um diese Überempfindlichkeit zu kompensieren, müssten die Zählrohre mit einer Filterkombination umwickelt ein, wie bei den Profi-Geräten. Dies sparen sich die Chinesen, um auch eine gewisse Betastrahlen-Empfindlichkeit aufzuweisen.

Norbert