貌似输入饱和了。
单个峰(不是最高的)
0. 前言
最近伽马能谱仪在论坛上很流行,于是萌生了仿制的想法。由于采用了二手受潮闪烁体以及电子管变压器高压电源,第一次(未发帖)实验则是完全的失败。这次用比较现代的元器件重新仿制一台。
1. 材料准备
1-1:闪烁体探头
- 碘化钠闪烁体,新,30x25mm,参考价格300~500RMB
- 光电倍增管,1977年生产,GDB-35型。推荐使用仍在生产的GDB-235型,参考价格400~500RMB.
- 管座,新,淘宝上专门有配套此光电倍增管的管座。
- 遮光套管,3D打印,配铝箔胶与电工胶避光。STL文件在文章末尾。
- 分压电阻,电容。采用1/4W的电阻即可。搭棚焊接在管座上。
- 铅板(盒),可选的配件,用来过滤低能射线的干扰。
1-2:高压电源以及信号处理
- 成品高压电源,1000V 1mA 最大,参考价格200~300RMB。
- 信号处理(MCA以及前置放大器),Theremino方案,采用全贴片元器件。
2. 安装
3D打印的套管可以直接安装闪烁体以及光电倍增管。插入,用硅胶灌封即可。
注意闪烁体和光电阴极需要涂抹光学介质,此处采用的是甘油。尽量采用与玻璃折射率相同的液体。
3. 电路部分
光电倍增管的分压电阻,供GDB-235以及GDB-35型使用。尤其注意在最后几级倍增级上,要安装吸收电容。
此处使用的负载电阻为100K。在满脉冲输出时可以有5V的脉冲(参考值)
这是另外一种电路,高压电源与脉冲输出共用一根连接线。不推荐使用,因为存在脉冲幅度过小的情况。
脉冲展宽电路。调节C10,C11来调节脉冲宽度。BC237能用S9014替代。
因为涉及到了小信号处理,光电倍增管以及展宽电路需要用同轴线连接,有条件的可以使用BNC,SHV,或SMA接口的专用连接线,作者在此没有条件进行,于是用之前做功放的库存RCA接口连接。老板良心,给了一条同轴线。
整套设备,后期声卡的隔直电容采用了0.1uF (104)的独石电容。
4. MCA,采样
十分令人困扰的部分。
最初的“能谱”,脉冲不太对。
不够宽的脉冲。
后期经过(我也记不住)的处理,得到232Th的能谱,不过40K的峰被漏掉了,仍需改进。
[修改于 4年10个月前 - 2020/01/20 09:53:28]
引用GiroPetrenko发表于51楼的内容貌似输入饱和了。单个峰(不是最高的)
这个肯定不是饱和的问题,也就个别能量饱和,整个本底能谱应该很清晰,脉冲还是太窄了。
这看起来识别到了,就是高压模块噪声巨大。
把最低能量阈值提高到左边那个base完全不见就有峰了。
K40看不到可能是声卡增益开的太高,高能的都饱和了。
声卡灵敏度很高,外面放大器不需要很强,在声卡控制面板里可以自己选择几十dB增益的。
从这个钍谱看,增益开得太高了,这个峰只是最左边一个大的,右边还有一堆呢,试试把高压降低100v。
linear equalizer 调齐了~
参考一下网上的NaI图,你的大约是左边1/4低能部分。
从这个钍谱看,增益开得太高了,这个峰只是最左边一个大的,右边还有一堆呢,试试把高压降低100v。
的确,声卡+10dB,软件又有10的 增益,高压也开到了950V。高能估计饱和了,低能的被滤掉了。
修改过的Gerber,高压电源现在可以完美插入PCB。
换了个地方,现在不是工频干扰了,貌似是开关电源之类的。电磁屏蔽还是做的不行。也许黑心老板没给我同轴线。连接PMT的线一拔就只剩声卡的底噪。问题还是出在AV线上.
(左:拔线前 右:拔线后)
我有一个闪烁计数器,就是样子很夸张的那种,抗干扰性能极差,在城区楼顶天台完全不能用,只能室内用,农村就随便哪里都能用。
我有一个闪烁计数器,就是样子很夸张的那种,抗干扰性能极差,在城区楼顶天台完全不能用,只能室内用,农村...
我这个恐怕是分压电阻或者线材受到了干扰。今天在办公室就完全被干扰了。
昨晚在床边,关着灯就测出了232Th的低端能谱。
电压调到800V,还是没有40K。也许标着Pb212的是?不太可能。
引用GiroPetrenko发表于68楼的内容电压调到800V,还是没有40K。也许标着Pb212的是?不太可能。
计数率不够啊,等累积几千的计数再找也不迟
如果用负离子粉做源计数率应该很高才对,这么低说明PMT电压过低灵敏度太差了,对低能射线探测非常不利。
引用GiroPetrenko发表于71楼的内容还是怀疑有问题,因为在测试中没有一个超过1300的。
这个。。也要考虑到闪烁体体积、负离子粉活度和探测距离,如果延长积分时间也无法达到上千的计数确实不正常。
引用GiroPetrenko发表于71楼的内容还是怀疑有问题,因为在测试中没有一个超过1300的。
用示波器测一下展宽电路输出的脉冲有多少,如果信号脉冲很多而软件接收不到脉冲可以考虑进一步展宽(损失计数)或换一个专业的录音声卡,一些录音声卡的采样率可以调的很高。
引用GiroPetrenko发表于74楼的内容感觉还是干扰的关系。示波器上看,信号脉冲在正弦干扰上飘。
正弦?检查接地是否规范。
引用GiroPetrenko发表于76楼的内容这个接地是否要接到“大地”?
不需要。接地不良,不等电位,有大环路等,会引入50Hz工频干扰。
军机的夜光电压表,也正常。就是40K之类的高能射线测不出来。
我有一个设想:可否在PMT上安装半导体制冷片来降低打拿极的热电子发射,从而提高能谱质量?
引用GiroPetrenko发表于83楼的内容越来越高级了啊。我认为还是先把基本能谱搞定再说,靠近闪烁体标称的分辨率。
闪烁体和PMT受温度影响比较大,如果能恒温当然最好了。
有些PMT是可以泡在液氮里用的,也有带制冷的模组
我有一个设想:可否在PMT上安装半导体制冷片来降低打拿极的热电子发射,从而提高能谱质量?
在奇思妙想前先搞清楚。。。到底什么是闪烁体探测器的能谱分辨率瓶颈。。。
还有随随便便就提出了“热电子发射”,你是否清楚热电子发射的原理和计算,它到底贡献PMT里多少的噪声?
没搞清楚这个就在那里奇思妙想,根本不是正确思考方向。有时间做这些,不如好好查查文献算一算,应该如何改进自己手上的系统,平衡一下性价比最高的改进方向。
另,很失望的是,最近论坛上这么多人更新DIY能谱仪的帖子,到现在为止都没有看到这几个帖子里有人真的给出自己DIY的能谱仪的最主要的参数,能谱分辨率。没有量化的性能参数,谈什么改进方向?
引用justinpiggy发表于87楼的内容在奇思妙想前先搞清楚。。。到底什么是闪烁体探测器的能谱分辨率瓶颈。。。还有随随便便就提出了“热电子发...
请教一下,没有校准源,如何判断分辨率?
引用GiroPetrenko发表于88楼的内容请教一下,没有校准源,如何判断分辨率?
你发的这个状态,距离评判分辨率还远着。。。。等K40和钍链能够清晰看见再考虑怎么评估分辨率吧,用k40或者钍链可以对比推测出cs137分辨率
请先搞清楚,什么是能量分辨率什么是绝对探测效率。只是简单标度能量分辨率是不需要标准源的。任何天然放射源的已知的能谱谱线都可以给出分辨率,最简单的可能就是钾40在1.4MeV左右的谱线,它虽然不是大家常用于比较分辨率的谱线,但是足够和其他DIY的谱仪进行比较,而且大家都很容易可以找到钾盐,也方便对比。
引用justinpiggy发表于87楼的内容在奇思妙想前先搞清楚。。。到底什么是闪烁体探测器的能谱分辨率瓶颈。。。还有随随便便就提出了“热电子发...
感谢指正,确实没有查文献我就开始瞎说了,下次我会注意的。
这个数据嘛,目前几个贴甚至还没做出能正常工作的能谱仪,还没法得出数据,只有把最基础的部分调试好再谈性能指标也不迟。
你发的这个状态,距离评判分辨率还远着。。。。等K40和钍链能够清晰看见再考虑怎么评估分辨率吧,用k4...
明白了谢谢。
现在我这个状态(知识水平/设备),恐怕是无法完成这套设备了。还得多多学习,多看书,找到问题后再做改进。
问题好像找着了,应该是展宽电路出了问题。
看起来就很正经的脉冲,因为红圈里的东西过不了baseline test
这个能过baseline test
魔幻。伴随着巨大的底噪。现在展宽电容已经到了12nF了。
引用GiroPetrenko发表于93楼的内容问题好像找着了,应该是展宽电路出了问题。看起来就很正经的脉冲,因为红圈里的东西过不了baseline...
这个负脉冲是每个大幅度信号前都有吗?
引用GiroPetrenko发表于95楼的内容基本上是的。只有大幅度的脉冲才有,使得软件无法识别。
用示波器观察展宽后的脉冲可以看到吗,我用示波器并没有观察到这种现象。
用示波器观察展宽后的脉冲可以看到吗,我用示波器并没有观察到这种现象。
看过了。感觉闪烁体探头坏了,大多数是负脉冲,但是有时甚至出现了正脉冲。
波形与上图差不多。不是声卡的关系。
测试过了,高压电源的波纹为200khz左右的正弦,10mV左右
引用GiroPetrenko发表于97楼的内容看过了。感觉闪烁体探头坏了,大多数是负脉冲,但是有时甚至出现了正脉冲。波形与上图差不多。不是声卡的关...
闪烁体探头不容易坏的,检查下分压器,电缆和电路板有没有漏电。
闪烁体探头不容易坏的,检查下分压器,电缆和电路板有没有漏电。
之前的奇怪问题全都解决了,罪魁祸首竟然是光学耦合的甘油干了,脉冲幅度变得超小。但是K40等等还是有问题。
现在还是软件问题,盯着示波器好久了,脉冲宽度约200uS。放了一袋低钠盐,大多数脉冲均为10~30mV(本底的低能射线?),偶尔有大约100-150mV的脉冲(K40?),但是软件调不好。还是搞不清楚theremino MCA的mV和keV的关系,baseline test 也调不好。
引用GiroPetrenko发表于93楼的内容问题好像找着了,应该是展宽电路出了问题。看起来就很正经的脉冲,因为红圈里的东西过不了baseline...
这是过冲吧,阻抗不匹配引起的?如果串联个二极管,能不能解决这个问题哇?
时段 | 个数 |
---|---|
{{f.startingTime}}点 - {{f.endTime}}点 | {{f.fileCount}} |
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。