Theremino PMT Adapter (V3.3)

[Peter-1]

Muß ein tolles Instrument sein ! Firma ? Typ ?

Eingangsimpedanz ca. 1 GOhm für den mV-Bereich, ca. 10 MOhm für andere Bereiche

Dann belaste ich im mV-Bereich nur mit wenigen pA !!!

[ABel]

Hallo,

ist das nicht Werbung, wenn ich das jetzt sage? Ich wollte kein Billiggerät, aber in ein FLUKE wollte ich auch nicht investieren. Hat mich fast 75€ gekostet. Das USB-Interface holt sich seine Daten optisch. Das Diagramm in Detektorversorgung.pdf ist darüber, ein Clientprogramm und mit xls-Dateiexport nach Excel entstanden.

Mein Tastkopf hat übrigens nur Dämpfungsfaktor 1:1 und 10:1. Das mit den 100:1 ist ein anderes Model.

Gruß Andreas

[ABel]

Hallo,

ich war am Samstag beim ,,Tag des offenen Hackspace 2023" beim CCC in Achen. Dort gibt es auch für Nichtmitglieder Offene Abende. Hab dort wohl 2 Std. mit einem der Bastler an meinem Adapter herumexperimentiert, leider ohne erkennbarem Erfolg. Beim Arbeiten mit einem ,,richtigen" Oszilloskop fiel der Unterschied zu meinem Soundkartenoszilloskop auf (siehe Anlage).

Ich hatte auch Lello von Theremino angemailt. Er verweist auf die Schwierigkeit Hohe Spannungen zu messen (siehe: https://www.theremino.com/en/blog/gamma-spectrometry/hardware-tests#hv).

Hab mir daher Mal 20 Widerstände gekauft (das größte was ich bekommen konnte waren 12 MOhm) und aneinandergelötet (siehe Anlag). Messergebnisse im PDF.

Vielleicht muss ich ja wirklich warten, bis ich einen Detektor habe. Ich hab mir einen von den restlichen 3 in Österreich gekauft. Der müsste die nächsten Tage kommen.

Gruß Andreas

[ABel]

Hallo,

hab meinen Spannungsteiler Mal mit einem 24V DC Netzteil durchgemessen. Der Innenwiderstand ist hier unbedingt zu berücksichtigen (Teilerverhältnis 20:1 bzw. 42,...:1).

Ein 100nF Kondensator (nach Theremino) parallel zum "R01" beschleunigt den Einschwingvorgang beim Messen.

Gruß Andreas

[Radioquant98]

Und den Widerstand des Holzes je nach Luftfeuchtigkeit berücksichtigen 


Holz ist die schlechteste Wahl und Teflon die Beste.

Teflon(PTFE) gibt es in der Bucht doch recht preiswert. Kennt ihr das nicht ?
Es nützen die besten Widerstände nichts, wenn der Isolator nicht isoliert.

In Profitasköpfen wird das Ganze dann noch hydrophobiert. Aber zumindest das Konstrukt zum Schluß mit hochreinen Alkohol zu waschen und nicht wieder mit den bloßen Fingern anfassen.

Je höher die Spannung umso krimineller wird es, denn die Widerstände sind auch etwas spannungsabhängig.

Messungen in hochohmigen Hochspannungsschaltungen sind nicht so einfach. Darum wählt man auch teilweise den Dynodenspannungsteiler niederohmiger. Das geht aber zu Lasten der Stromaufnahme und ist bei Batteriegeräten ungünstig.

Viele Grüße
Bernd

[Henri]

Ich habe  gute Erfahrungen mit 100 Stück 10 MOhm bedrahteten Metallschichtwiderständen (0,6 W, 1% Toleranz)  gemacht, die in hin- und her laufenden Schleifen auf einer Lochraster-Platine ohne Lötaugen angeordnet sind. Dadurch liegen die Anschlüsse mit hoher Potentialdifferenz nicht zu dicht beieinander, und trotzdem bleibt der Spannungsteiler sehr kompakt (weniger als zigarettenschachtelgroß). Am Ende noch alle Flussmittelrückstände mit Isopropanol entfernt und berührungsgeschützt in ein kleines ABS-Gehäuse eingebaut.
Die Spannungsfestigkeit der von mir verwendeten Widerstände beträgt 250 V DC, die gesamte Kette wäre also theoretisch bis 25 kV verwendbar (allerdings sind die Isolationsabstände auf meiner Platine hierfür zu klein).

So eine Bastelei ist natürlich (aus Sicherheitsgründen) nichts, wenn die HV-Quelle wirklich Leistung liefern kann (z.B. auch durch einen größeren Kondensator am HV-Ausgang).  Da braucht man dann einen professionellen HV-Tastkopf oder sollte zumindest genau wissen, was man tut. Ansonsten bekommt man aber realistische Messwerte, z.B. auch beim Theremino Geiger Adapter, der ja bei 500 V nur ein paar µA liefern kann. Da liegt der Anzeigewert vielleicht mal 2-3 V neben dem Sollwert 

[ABel]

Hallo,

mit meinem ersten Theremino PMT-Adapter (v3.3) hatte ich Probleme, die ich zunächst nicht lösen konnte, darum habe ich mir einen zweiten gebaut. Dieses Mal habe ich nur den Teil zur Hochspannungserzeugung auf einer Streifenrasterplatine untergebracht. Nach Beseitigung einiger kleiner Fehler konnte ich mit dem Trimmer die Hochspannung zwischen 562 und 1007 V einstellen.

Als Last habe ich 10 meiner nominell 12 MOhm Widerstände verwendet. Da sie real 13 MOhm haben, also eine  Gesamtlast von 130 MOhm. Gemessen habe ich die Spannung über den ersten der 10 Widerstande. Dazu das SMath-Rechenblatt in der Anlage.

Mit dem zweiten Adapter habe ich dann den ersten überprüft. Dabei ist mir aufgefallen:
1. das die beiden Kondensatoren C13 und C14 keine ,,low ESR"-Typen waren. Ich war zwar in die Bauteilsuche mit ,,low ESR" eingestiegen, muss dieses Kriterium aber bei der weiteren Suche wohl wieder verloren haben. Theremino fordert:
,,C13 und C14 müssen LOW-ESR sein mit einem maximalen Serienwiderstand von 0,05 Ohm",
Im ersten Adapter ist nun eingebaut
Elko radial, 1000 µF, 50 V, 105°C, low ESR, 16 x 25 mm, RM 7,5 mit ESR 30mOhm
im zweiten Adapter
CAP ALUM 1000UF 20% 35V RADIAL mit ESR 18mOhm bei 100kHz
und
2. das die Induktivität L1 einen zu hohen Eigenwiderstand hatte. Theremino fordert:
,,L1 muss einen niedrigen Serienwiderstand (einige Ohm, maximal 5, absolut maximal 15), eine Impedanz von 3,0 bis 3,3 mH, eine niedrige Parallelkapazität und geringe Verluste im Kern haben; diese Parameter sind wichtig für einen maximalen Wirkungsgrad und Temperaturstabilität. Im Allgemeinen haben große Drosseln einen geringeren Widerstand und geringere Verluste. Die Verbindung des Drahtes der äußeren Spulen mit dem Kondensator C13 und des Drahtes der inneren Spulen mit dem MOSFET führt zu einer kleinen Verbesserung des Wirkungsgrades und minimiert das abgestrahlte Rauschen."
in beiden Adaptern nun eingebaut
Stehende-Induktivität, 11P, Ferrit, 3,3M mit 3,7Ohm
im ersten Adapter war eingebaut
FIXED IND 3.3MH 280MA 6.2 OHM TH mit 6,2Ohm

Inzwischen habe ich diese 3 Bauteile ausgetauscht. Mit dem Trimmer auf 1MOhm kommen nun 544V, mit 750kOhm 607V und mit 500kOhm 704V heraus. Mit 250kOhm und 0Ohm bleibt die Spannung bei 773V stehen?!

Zur Signalaufarbeitung bzw. -verstärkung habe ich mir den PMT-Adapter nach http://www.opengeiger.de/opengeigerPMTAdapter.pdf auf eine zweite Streifenrasterplatine gebaut. Leider liefert diese am Signalausgang noch nichts Sinnvolles.

Gruß Andreas

[ABel]

Hallo,

wie es scheint, vertragen sich Theremino Hochvoltteil und opengeiger PMT-Adapter nicht zusammen in einem Gehäuse. Selbst mit einer Kupferplatte zwischen den beiden Streifenrasterplatinen nicht. Auch wenn die Signalleitung zwischen den Platinen getrennt ist. Der opengeiger PMT-Adapter alleine zeigt solche Signale nicht.

Ich habe allerdings schon festgestellt, das es mit der Eloxalschicht meiner Alugehäuse Probleme gibt. Sie leitet nicht. Bei einer Durchflussmessung pipst es erst, wenn man mit Kraft die Prüfspitzen durch die Eloxalschicht drückt. Wie gut sind solche Gehäuse zur Schirmung? Was ist besser? Alu-Druckguss-Gehäuse?

Zur Stromversorgung nutze ich 4x 1,5V-AA-Batterien. Ob eine getrennte Stromversorgung Besserung bringt muss ich erst noch prüfen.

Gruß Andreas

[Radioquant98]

Hallo Andreas,

deine Störimpulse sind deinem Aufbau geschuldet.
Die Hochspannungserzeugung mit deinem Aufbau wäre eventuell noch vewendbar, wnn es in einen allseitig geschlossenen Stahlblechgehäuse eingebaut wird und notfalls noch eine gesonderte Stromversorgung verwendet wird.
auch der Hochspannungsausgang sollte noch mit einem LCLC-Glied gefiltert werden. Zu den Elkos gehören noch 100nF Keramik-Cs parallel geschaltet.
Deine Masseführung ist für einen Schaltwandler weit weg von gut - die Masseleitung von Sieb-C Schalttransistor zu weit auseinander. Die sollten alle direkt an einer Massefläche dicht am Schalttransistor verbunden sein.

Deine Vorverstärkerplatine gehört ebenfalls allseitig geschirmt - besser auch mit Stahlblech und räumlich weiter von der Hochspannungserzeugung entfernt sein.
Denn "lange Leitungen/Leiterzüge" und deine Drosseln mit offenem Kern erzeugen auch magnetische Felder, die dein Alu und Kupfer nicht schirmen.

Überlege mal welche Impulsspannungsunterschiede auftreten. Einerseits hunderte Volt Impulse und andeerseits willst Du Millivolts ansehen.
Dein Ergebnis siehst Du ja.

Also, nun liegt es dir in wieweit Du den Aufbau verändern willst.

Mein Vorschlag: Erstmal beide Baugruppen mit getrennten Spannungsquellen versorgen, mit Stahlblech schirmen und räumlich weiter auseinander.

Wenn das funktioniert kannst Du zufieden sein, oder zu einem kleineren Konstrukt optimieren.

Viele Grüße
Bernd

[ABel]

Hallo,

ein Aludruckgussgehäuse hab ich mir schon Mal bestellt.

Nun hab ich den opengeiger PMT-Adapter ganz abgeklemmt und mir angesehen, was sich auf der Versorgungsleitung für die Theremino PMT-Adapter-Hochspannungsversorgung tut. Das sieht nun genau so aus, wie das was ich am Output des opengeiger PMT-Adapter gesehen habe.

Bedeutet das, das ich im Eingangsbereich der Theremino PMT-Adapter-Hochspannungsversorgung etwas falsch gemacht habe?

Bisher erfolgte die Versorgung mit 4x 1,5V-AA-Batterien.

Weil ich gerade dabei war, hab ich auch gleich mal ein USB-Kabel angeschlossen und ein paar andere Versorgungsquellen ausprobiert. Das sieht ja alles – jedenfalls für mich – sehr verschieden aus?!

"2_1A" steht für max. 2,1A Output, "400u_Div" für eine vertikale Auflösung von 400uV/Div.

Gruß Andreas

[DL8BCN]

Ich hatte mir ja die fertige Version des Theremino Adapters aus Italien bestellt. Da ist gar nichts geschirmt. Ich habe es einfach in ein PLA Gehäuse aus dem 3-D Drucker gebaut. Die kleine Platine für die 400V bis 500V zusammen mit 2 Zählrohren SBM20 in eine extra Box. Verbunden über ein ganz normales Audiokabel mit Klinkenstecker. Ich habe gar keine Probleme mit Geistersignalen.Ich hatte früher schon mal Bilder dazu gepostet. Auswertung erfolgt über die Software Theremino Geiger über den USB Port am Rechner.
Und übrigens ist es völlig normal, daß eine Aluminiumoxid Schicht (Eloxal) ein Isolator ist. Das war schon immer so. Wenn man eine leitfähige Verbindung braucht, muss man die Olaxalschicht wegschleifen und ganz schnell hauchdünn einölen. Rohes Aluminium überzieht sich in Kontakt mit Luftsauerstoff ganz schnell wieder mit Oxid. Ist aber nur sehr dünn und stört meistens nicht.

[DL8BCN]

Oh je, es geht ja um den PMT Adapter...
Sorry, vergiss meinen letzten Post😔

[Radioquant98]

Ja, dein Aufbau entspricht kaum dem Aufbau eines Schaltreglers, das ist eher ein Impulssender, und der muß bestmöglich geschirmt und verdrosselt werden.

Viele Grüße
Bernd

[ABel]

Hallo,

als Maschinenbauer ist mein E-Technik-Wissen sehr lückenhaft. Auch meine experimentelle Erfahrung in diesem Bereich trägt - wie man sieht - nicht weit.

Die Elkos hab ich gelegt um Bauraum für den opengeiger PMT-Adapter zu sparen. Ich hab ja noch Platz auf meiner Platine, könnte Elkos und Spulen also noch umgruppieren, auch stellen, wenn ich den opengeiger PMT-Adapter in ein separates Gehäuse packe. Leider weiß ich nicht wie. Ein kleines Kästchen aus Blech (Alu oder Kupfer?) könnte ich dann auch noch drumrum bauen.

Wie ich ein LCLC-Glied baue, weiß ich leider auch nicht. Ich werd heut Mal ein bischen danach Googlen.

Generell die Frage, was muss die Stromversorgung sinnvollerweise leisten können? Bei 5V bietet sich eine PowerBank ja an. Hätte den Vorteil, das es sogar eine Ladekontrolle gibt (egal wie genau sie dann wirklich ist).

Ich hab hier auch schon einen LT1129 liegen, um aus einem 9,6V-Modellbauakku (1900mAh) die 5V-Versorgung zu bewerkstelligen. Hab damit aber noch nicht experimentiert.

Gruß Andreas

[ABel]

Hallo,

hier meine Erklärungsversuche:

Am Eingang des Theremino PMT-Adapters (V3.3) habe ich ja Gleichspannung, brauche also keinen Gleichrichter. Dann kommt ein kleiner Widerstand (R14, 2,2 Ohm), dann als Ladekondensator der erste Elko (C14, 1000uF=1mF, +/-20%, 35V, Low ESR, ESR=18mOhm bei 100kHz).

Dann ein LC-Siebglied aus Spule (L2, 1mH, +/-5%, 800mA, DC-Widerstand max. 1,15Ohm) und Elko (C13, 1000uF=1mF, +/-20%, 35V, Low ESR, ESR=18mOhm bei 100kHz).

Oder muss ich das Ganze als RC-Siebglied aus R14 und C14 gefolgt von einem LC-Siebglied aus L2 und C13 ansehen?

Dann kommt noch die Spule L1 (3300uH=3,3mH, 5%, 0,19A, 3,7Ohm) der zum LC-Siebglied noch der Kondensator fehlt?!

Vor dem Hochspannungsausgang zum Detektor liegen 2 Widerstande (R6, R7, 1MOhm), davor 2 RC-Siebglieder aus Widerstand (R4, R5, 1MOhm) und Keramikkondensator (C5, C6, 47nF, +/-10%, 1kV (die geforderten 1,5kV konnte ich nicht bekommen)).

Was könnte/sollte ich hier noch verbessern?

Meine Oszilloskopbilder sind ja per Soundkarte und Software entstanden, ihnen fehlt also der Gleichspannungsanteil. Ich habe auch schon selbst festgestellt, das meine Signale, im Vergleich zu richtigen Oszilloskopdarstellungen, sehr verwaschen und geradezu erodiert aussehen.

Ich habe also auf einer Gleichspannung von 5 bis 6 V ein Signal mit einer Schwingungsbreite von 9 mV. Ist das evtl. gar kein Problem?

Gruß Andreas