Gammaspektroskopie - Hardware / Software / Erfahrungen

[Zugpferd]

Hallo Mitenthusiasten,
Im Prinzip wünsche ich mir eine Rubrik für die Spektroskopie, wenn Ihr aber nur bei den Zählern bleiben wollt ist das auch ok.

Mein erstes Thema wäre die unterschiedliche Hardware, wobei hier sicherlich drei Systeme in den Fokus rücken:
Gammaspectacular
Theremino
"echte" MCA
mobile Spektrometer
welche gibt es noch?

Da ich drei Gammaspectacular Systeme nutze,
GS 1100pro
GS 2000pro
GS USBpro
würde ich gerne mal mit dem Theremino spielen und vergleichen, nur welche Hardware ist hier nötig?
Ich dachte die Seite wäre inzwischen mal viel aufgeräumter, übersichtlicher und verständlicher, aber irgendwie komme ich nicht zu einem Ergebnis welche Hardware ich hier wirklich brauche. Es ist deutlich bastelintensiver. Auch finde ich keine Händler mehr die Hardware herstellen - aus Italien schon gar niemanden mehr - zur Zeit nur aus Israel.

Könnte einer von Euch mal Erfahrungen mit der Hardware teilen? - unabhängig vom Kristal und PMT, ich meine die Versorgung und Signalaufbereitung beider.

In der nächsten Rubrik sollte dann die Software vorgestellt werden,
PRA
Theremino
BeqMoni
usw.

Danach käme sicherlich eine Einleitung der SW für die Energie Kalibrierung und nötige Einstellungen und Messverfahren.

Danach kann man sich über verschiedene Kristalle und PMTs austauschen.

Ich denke für neu Interessierte wäre die Vorgehensweise die richtige, denn jeder hat irgendwie einen Kristal mit PMT organisiert, braucht aber als nächstes die Elektronik um mit den Rechenr verbunden zu werden.

Würdet Ihr helfen hier ein Nachschlagewerk zu kreieren?
Es sind doch einige Mitglieder nicht nur am Zählen...

[stoppi]

Ich verwende neben meinen DIY-Vielkanalzähler auf Arduinobasis auch Theremino. Meine Photomultiplier haben aber alle einen separaten HV-Eingang und Signal-Ausgang und nicht nur einen für die Hochspannung. Auch arbeite ich mit negativer HV.

Dies war auch der Grund, warum ich zu Beginn mit Theremino keine wirklich guten Ergebnisse erzielen konnte. Habe nun die einfache, invertierende Verstärkerschaltung um einen Kondensator am Ausgang erweitert und bekomme deutlich schönere peaks als zuvor.

Mit dem Selbstbau-Multichannel-Analyzer erziele ich aber noch schönere Spektren 

[Zugpferd]

Wow, Selbstbau ist natürlich auch eine Massnahme. HUT AB!

Ja ich gebe Dir Recht, interessant für den einen oder anderen ist von vornherein sicherlich ob er einen Ausgang oder Signal/HV separat ausgeführt hat an seinem Detektor.

Als gute Nachricht sowohl Gammaspectacular als auch Teremino und natürlich auch Sebstbauprojekte können beides.
Die GS1100A-N können auch negativ im Übrigen. Auch habe ich das auf der Israelischen Seite gesehen...

[Zugpferd]

Ok, hab mir die Schaltungen mal angesehen, das heisst du nutzt immer dein HV Netzteil, und kannst dann entweder Bild 1 als Theremino Schaltung nutzen, oder nimmst dein Arduino als MCA. Kann der Arduino denn die Werte nur auf das Display bringen oder kann man die Werte noch auslesen via PC? Ich sehe kein LAN shield  oder andere Ausgänge...
Eine Aussage geschieht dann pi mal Daumen ? Auf jeden Fall cool die Schaltung.

Was ist denn die HV Kiste da? Wo bekommt man sowas?
Ach, das ist eine Zerhacker Kiste, wie viel Volt schmeisst die raus?

[stoppi]

Die HV-Kiste ist ein ccfl Inverter. Den abgebildeten habe ich konkret von Conrad: https://www.conrad.at/de/p/tru-components-720256-inverter-fuer-kaltkathoden-lampen-12-v-dc-anschlusskabel-1-st-1571328.html

Bei meinem diy-MCA schicke ich die Daten per USB und per Knopfdruck (Taster ist auf den älteren Photos noch nicht oben) an den Computer.
Genau, das Hv-Netzteil brauche ich für alle Messungen. Der Rest variiert je nach Anwendung (theremino, MCA usw.)

[Henri]

Hallo,

ich hatte mir die Theremino-Schaltung mal nachgebaut. Das ist ja eine, vom Bauteileumfang sehr übersichtliche, "all in one" Lösung, als HV-Erzeugung (einstellbar) und Signalaufbereitung für eine USB-Soundkarte in einem.

Leider erinnere ich mich nicht mehr an vieles (ist schon lange her), aber was mir im Gedächtnis geblieben ist, war

- einige Teile waren nur extrem schwer zu beschaffen

- ich hatte extreme Probleme mit EMV und habe ewig rumgebastelt (mit Abschirmblechen etc.), bis ich ein klares Signal hatte. Bzw. was in der Bauanleitung von Theremino gefordert war, habe ich nicht erreichen können, aber ich habe trotzdem gute Spektren bekommen.

Was mir gefiel, war vor allem die kompakte Bauform, der günstige Preis, der niedrige Stromverbrauch und die sehr gute Kompatibilität zur Theremino MCA Software. Genau das Richtige für unterwegs, Anschluss und Stromversorgung über USB an ein kleines Windows Tablet, man kann sich da sehr schöne Lösungen basteln, auf denen man deutlich mehr sieht als auf dem kleinen LCD professioneller Geräte, die aber trotzdem noch kompakt genug sind, um damit stundenlang durchs Gelände zu stromern.

Was nicht so toll ist, ist dass die Leistung der Hochspannungsquelle sehr gering ist (unter 100M sollte der Spannungsteiler des PMT nicht haben), und dass es z.B. ein Problem ist, wenn man den USB-Audiokonverter zusammen mit dem MCA-Board in ein gemeinsames Gehäuse einbaut. Beide brauchen räumlich etwas Abstand, sonst sinkt die Signalqualität.

Ich konnte am Ende damit einige Schöne Spektren aufnehmen, aber das Problem war, dass meine größten (man will unterwegs ja nicht ewig warten wollen) Detektoren vom Integraltyp sind und man also nicht ohne weiteres den Spannungsteiler ändern kann. Die normalerweise verbauten sind ja alle deutlich niederohmiger. Dadurch war der Theremino dann raus. Irgendwas gefällt mir auch an den Soundkartenlösungen an sich nicht, ich kann aber nicht sagen, was..  :-)

Für den Einstieg ins Thema ist das meiner Meinung nach aber trotzdem die beste Lösung. Man kann die Theremino-Leute auch anschreiben, und wenn sie einen guten Tag haben, fräsen sie einem die Platine, auf jeden Fall helfen sie auch, wenn man ein Bauteil nicht auftreiben kann. Wenn grad aus anderen Kanälen nichts lieferbar ist, würde ich den Weg gehen.

Das Platinenlayout ist bei diesem Adapter wirklich wichtig (Masseflächen und Führung der Leiterbahnen), den kann man nicht einfach auf Lochraster aufbauen. Aber die Hardware ist ja quelloffen, man kann sich also einfach eine Platine bei einem Anbieter fertigen lassen, oder gleich einen Stapel, weil das nicht viel mehr kostet, und den Überschuss dann vielleicht abverkaufen. Oder man schaut mal beim nächsten FabLab vorbei, die haben in der Regel ja auch eine Platinenfräse. Oder man ätzt sie per Tonertransfer-Verfahren, wenn man gerne mit Chemie panscht. Meine Platine war übrigens gefräst, vielleicht kamen daher auch die EMV-Probleme, obwohl ich fleißig alles so zurechtgekratzt habe wie bei der gedruckten Version.

Viele Grüße!

Henri

[Zugpferd]

danke Henri,
das klingt nach viel mehr Basteln als ich es vorhabe...
Und genau auf dem Stand war ich auch vor ein paar Jahren, daher hatte ich mich für die Steven Lösung entschieden...
Auch genau deshalb dachte ich das es ja nun ein paar Leute geben muss die Hardware über haben, da sie eben auch gleich 10 Platinen gefräst oder anderweitig hergestellt haben. ich finde aber nichts.
Ich gebe dem RH Electronics mal eine Chance und kaufe in Israel, selber löten kann ich, aber dann muss ich noch meine eigene Leistung überprüfen und die ist evtl. nicht vergleichbar mit anderen. Also kaufen.

Dann bestelle ich mir mal eine HV Lösung und Signal Aufbereitung, und werde dann mal sehen.

Bisher habe ich im Forum einige Leute hören müssen die sich nicht an etwas eigenes oder nach Anleitung Gebasteltes trauen oder wollen, ich würde das schon machen, aber nicht zu diesem Zweck. Mich interessiert der Vergleichzwischen Australien und Italien /bzw jetzt Israel.

Ich muss jedoch die Theremino Software erstmal kapieren, da habe ich doch arg mit zu kämpfen, komme vom PRA Lager, da Steven das erklärte in seinen Videos.

Gibt es Erkärvideos zu dem Theremino Stuff? Was ich finde erklärt nur wie und was ein Szintillationszähler ist, aber nie wird gezeigt wie man mit der SW umgeht. Da habe ich definitiv Lücken, obwohl mir die Oberfläche des Theremino viel besser gefällt.

Sonst muss ich mich da selber rein fuchsen.

[Henri]

Hallo,

ich kann gut verstehen, dass nicht jedeR was selber basteln möchte. In der Regel bezahlt man am Anfang ordentlich Lehrgeld, und das Ergebnis ist meist auch nicht so, wie man es sich wünscht. Da muß man Lust drauf haben und am besten mit was Fehlertolerantem anfangen, sonst kann es auch schnell frustrieren.

Wenn ich es recht erinnere, ist im Downloadpaket zur Thereminio MCA Software eine prima Anleitung. Die Software ist wirklich nicht schwer zu verstehen, und ich finde die Theremino-Sachen eigentlich ziemlich gut dokumentiert. Du wirst es schaffen, Dich da durchzufuchsen.
Schwierig wird es allerdings dabei, das, was man sieht richtig zu interpretieren. Google mal nach "Heath Scintillation Spectrometry". Das ist ein dicker Katalog aus den Anfängen dieser Technik, der einen aber in allen wesentlichen Fragen weiterbringt.

Viele Grüße!

Henri

[Zugpferd]

Wie gesagt Henri, ich hatte nur vor zwischen meinen Gammaspectacular und den Theremino Dingern mal zu unterscheiden, aber wenn's da nichts fertiges gibt dann wird das wieder eins von den dauerprojekten die man nur vorhat und nie beendet...

Ich hab mir jetzt ne fertige HW in Israel bestellt, der Zoll Kelch wird nicht an mir vorüber gehen denn ich hab da gleich zwei Hände voll Zeugs eingekauft, hoffe aber so relativ unverbastelt raus zu kommen... wenn nicht werd ich den Kram in die Ecke feuern, dann bin ich froh mich von vornherein auf die Australischen Geräte gestürzt zu haben. Ärger hat man genug im Leben und Zeit sowieso nicht, ich geb Dir Recht, normalerweise bin ich auch eher von der Fraktion der Weg ist das Ziel, kann ich also gut, sehr gut nachvollziehen, aber diesmal nicht.
Komisch, hab mir jetzt auch einen Neuwagen gekauft, kein Bock mehr auf schafft er es oder Wie viel muss man reinstecken usw...

[Zugpferd]

In diesem Fall ist Selbstbau nichts, weil es kein Standart ist der vergleichbar wäre. Das sind fertige Geräte schon, so in etwa sehe ich das, wenn ich schon vergleichen möchte.

[Henri]

Du hast Dir jetzt den "USB Spectrometry Driver" bestellt, oder? Dann bin ich tatsächlich mal sehr gespannt, wie er so ist. Kann leider auch nur 100 MOhm VDNs. Ansonsten ist ja auch nicht viel drauf auf dem Board - da wäre sicherlich die Möglichkeit gewesen, die HV-Erzeugung noch etwas großzügiger zu dimensionieren.
Was ich gut finde im Vergleich zum Theremino: dass er den Soundchip direkt verlötet hat. Bei den USB-Soundkarten, die man für den Theremino braucht, gibt es verschiedene Versionen, die alle gleich aussehen aber nicht alle gut funktionieren. Und wenn man sich die aus China bestellt, ist etwas Glücksspiel dabei und man muss das kleine Ding sogar noch umlöten. Das bleibt einem auch dann nicht erspart, wenn man das Theremino-Board vollständig bestückt irgendwo kaufen kann.

Ich liebäugel ja schon ewig mit dem Mini-MCA mvon RH Electronics. Der Preis ist mit $79,- sehr günstig und das Ding ist nicht viel größer als sein 2,8" Display. Natürlich fehlt noch HV, Preamp, Batterie usw., aber wenn man das auch kompakt hinbekommt, hat man ein schönes Handgerät für unterwegs. Ich habs nur noch nicht bestellt, weil es mit Zoll und Versand am Ende doch recht teuer ist und ich noch einen alten Selbstbau-"Gammagrapher" aus dem US-Forum habe, der auch schon mehr im Schrank liegt als dass er tatsächlich mal benutzt wird :-) Das ist bei mir das Schicksal von allem, was man nicht mehr bequem am Hosengürtel befestigen kann.

Viele Grüße,

Henri

[Zugpferd]

Ich staune gerade nicht schlecht als ich die bestellten Teile bei Ebay ansehe, Lieferdatum zwischen 16 Nov bis 29 Dezember, bitte was?
wäre ich jetzt mega gespannt auf den Kram und hätte voll Bock zu Basteln wäre mir die Lust jetzt schon wieder vergangen. Da hab ich nicht drauf geachtet auf die Zeit. wow

folgende Artikel hab ich bestellt:
USB Spectrometry Driver for Hobby Gamma Spectroscopy with PRA / Theremino
Divider Adapter Socket for Photonis XP20L0 Photomultiplier PMT Tube Positive HV
PCB Converter Adapter 3.5mm Audio to TRRS 4 pole ; Compatible with Geiger Bot
HV High Voltage Power Supply Kit for PMT Photomultiplier / Geiger tube 1500V max
Analog Spectrometry Driver High Voltage for Theremino Hobby Gamma Spectroscopy

Bastellösungen sind immer mit sehr hochohmigen Dynoden Widerständen.
Mein erster Detektor hatte 169kOhm Widerstände, da haben mir alle gesagt ja sehr schön, aber im Hobby Bereich nicht umzusetzen und ich musste sie ersetzen.

Ich habe noch keine Erwartung an die bestellte Ware, ich werde es sehen, und sicherlich im Dezember staunen wieviel der Staat wieder abhaben will...

[Henri]

Puh, das ist ja blöd mit der Lieferzeit.

Nun ja, 1000V bei 100MOhm sind 10 µA (die spürt man gar nicht).

1000V bei 169kOhm sind knapp 6 mA. Das zieht Dir schon die Schuhe aus.

Allein aus Haftungsgründen würde ich beim Verkauf solcher Platinen auf eine hohe Leistung (und dicke Glättungskondensatoren :-) verzichten...

Genial finde ich die HV-Schaltungen, bei denen die Dynoden ohne Widerstandsnetzwerk direkt an die einzelnen Stufen der Vervielfacherkaskade angeschlossen werden. Sind natürlich ziemlich viele Drähte zum PMT, dafür fließt aber praktisch kein Strom mehr, und man kann so einen PMT aus einer einzelnen kleinen Batterie monatelang betreiben. Nachteil: die Dynodenspannungen sind fest vorgegeben. Man muss also vorher genau wissen, was man möchte.

Viele Grüße!

Henri

[DG0MG]

Genial finde ich die HV-Schaltungen, bei denen die Dynoden ohne Widerstandsnetzwerk direkt an die einzelnen Stufen der Vervielfacherkaskade angeschlossen werden. Sind natürlich ziemlich viele Drähte zum PMT, dafür fließt aber praktisch kein Strom mehr, und man kann so einen PMT aus einer einzelnen kleinen Batterie monatelang betreiben. Nachteil: die Dynodenspannungen sind fest vorgegeben.

Das ist übrigens beim "Radiation Pager" genau so gelöst. Kennst Du noch andere Beispiele?

[Henri]

Ich vermute, das wird bei allen halbwegs modernen Geräten mit internem Detektor, oder auch bei "intelligenten" Szintillationssonden als Systemzubehör wie z.B. die von Automess, die ihre eigene HV-Erzeugung mitbringen, so gelöst sein. Anders bekommt man die extrem geringe Stromaufnahme gar nicht hin.