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【开坑】基于ThereminoMCA的伽马能谱仪
已注销用户2019/12/18核技术与核仪器 IP:四川

几个月前从淘宝以白菜价收来三个成色极好，带有通孔的碘化钠（铊）闪烁体，想把这三个闪烁体制成伽马能谱仪或X射线荧光光谱仪。今天刚刚联系PCB打样厂商印制5张板，顺便购买了元器件。不过原版PMTadapter的文件是eagle绘制的，把它转换成AD的pcb文件发给打样厂商费了一番周折。

来自：物理高能技术 / 核技术与核仪器动手实践：实验报导
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~~空空如也
已注销用户 作者
5年0个月前 IP:四川
867608
1楼

IMG_20191218_133125.jpg

未知厂家生产的端窗型光电倍增管，直径50mm，带有分压器和前放板，看上面的器件应是美国货。

IMG_20191218_133119.jpg

IMG_20191218_133111.jpg

50*30mm碘化钠（铊）闪烁体，带有通孔。


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虎哥
5年0个月前 IP:四川
867611
2楼

界面需要涂导光脂。

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已注销用户作者
5年0个月前 IP:四川
867612
3楼
引用虎哥发表于2楼的内容
界面需要涂导光脂。

嗯，不过我是用液体石蜡代替的。

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RodTech
5年0个月前 IP:英国
867613
4楼

这个软件还可以，但是硬件实在没必要，我用一个rc展宽直接pmt怼声卡都能到6.几%分辨率

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已注销用户作者
5年0个月前 IP:四川
867614
5楼

确实，但这套硬件自带高压供电，不需要买额外的高压电源还是省了一笔钱的，PMT专用高压电源对于我这种学生党一点也不便宜。

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k569999765
5年0个月前 IP:四川
867627
6楼

坐等楼主产出详细过程和技术信息，我也来仿一个

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UIC
5年0个月前 IP:浙江
867630
7楼

LZ是怎么把eagle转AD的？重画？

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已注销用户作者
5年0个月前 IP:四川
867635
8楼
引用UIC发表于7楼的内容
LZ是怎么把eagle转AD的？重画？

差不多 我也没想到更好的方法。

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已注销用户作者
5年0个月前 IP:四川
867699
9楼

IMG_20191220_174738.jpg

目前进度：PCB打样完成，正在联系厂商进行BOM配单


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已注销用户作者
5年0个月前 IP:四川
867927
10楼


IMG_20191224_224546.jpg

IMG_20191224_224631.jpg

焊了五张板 惨不忍睹

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虎哥
5年0个月前 IP:四川
867932
11楼

x荧光谱要金硅面垒探测器吧，这个要学习半导体工艺，没准可以自己做。

PCB是哪个部分的用的？

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已注销用户作者
5年0个月前 IP:四川
867933
12楼
引用虎哥发表于11楼的内容
x荧光谱要金硅面垒探测器吧，这个要学习半导体工艺，没准可以自己做。PCB是哪个部分的用的？

PCB是ThereminoMCA配套的PMT适配器，自带可调高压电源和信号处理。

国外有人用这个软件做X射线荧光仪成功了

不过不知那个探测器是正比计数管还是什么，ebay搜不到相关信息。

这是我查到的资料XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/touch/XXXXXXXXX?id=870463941

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虎哥
5年0个月前 IP:四川
867934
13楼

抱歉可能记错了，面垒探测器是古代的东西，似乎能够DIY，但用在x射线上性能不佳，更多用来做高能实体粒子的能谱。现在X荧光能谱是硅漂移探测器的天下了。

你给的文献说是用的薄碘化铯闪烁体的探测器RAP47，这个探测器对低能射线敏感。不佳之处还是分辨率比较低，似乎达到3~5keV（作为对比，硅漂移探测器的分辨率可达0.1keV数量级）。我记不起对硅漂移探测器DIY难度的评估结果了，很多年前和徐版研讨过。

X射线荧光光谱还在使用闪烁体或者正比计数器，分辨率由准直器、衍射晶体等决定。附件是布鲁克公司的荧光光谱的原理教程。

attachment icon X射线荧光光谱仪原理-布鲁克公司.pdf 4.66MB PDF 422次下载 预览


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博丽灵梦
5年0个月前 IP:河北
867935
14楼

期待…一直想买gm来着

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5年0个月前 IP:四川
867943
15楼

通电测试，板子高压输出端只有1v 令人尴尬

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GiroPetrenko
5年0个月前 IP:台湾
867945
16楼
引用已注销用户发表于15楼的内容
通电测试，板子高压输出端只有1v 令人尴尬

总觉得这款电路的高压部分有问题，模拟时也是奇怪的表现。。。

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5年0个月前 IP:四川
867948
17楼
引用GiroPetrenko发表于16楼的内容
总觉得这款电路的高压部分有问题，模拟时也是奇怪的表现。。。

确实有问题，很奇怪作者是怎么让它正常工作的，板子跟我这个不太一样，有一些元器件没有焊接。

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RodTech
5年0个月前 IP:英国
867949
18楼
引用虎哥发表于13楼的内容
抱歉可能记错了，面垒探测器是古代的东西，似乎能够DIY，但用在x射线上性能不佳，更多用来做高能实体粒...

的确，铍窗薄闪烁体只适合计数，低能比如Am241峰或者铁kp线能量分辨率惨不忍睹，很多外国人玩的结果都验证了这个结论。。。


面垒探测器适用于alpha能谱，性能很好，可以做得面积很大，就是为了高分辨率需要抽真空和避光，伺候起来很麻烦。。。。


高分辨率的硅漂移探测器也很便宜了，ebay一套带上USB的mca差不多一万，对于实用x荧光已经是极低门槛，更加廉价的硅pin探测器甚至只需2k左右即可买到全新的。



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5年0个月前 IP:四川
867951
19楼

IMG_20191225_124310.jpg

尝试着按照作者的板子改了一下，仍没有高压。真是。。。。。。



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GiroPetrenko
5年0个月前 IP:台湾
867955
20楼
引用已注销用户发表于17楼的内容
确实有问题，很奇怪作者是怎么让它正常工作的，板子跟我这个不太一样，有一些元器件没有焊接。

那个mos管和三极管是二选一，mos管必须要用作者指定的型号（原文所述）

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5年0个月前 IP:四川
867956
21楼
引用GiroPetrenko发表于20楼的内容
那个mos管和三极管是二选一，mos管必须要用作者指定的型号（原文所述）

好吧，我把三极管拆下试试

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已注销用户作者
5年0个月前 IP:四川
867962
22楼
引用GiroPetrenko发表于20楼的内容
那个mos管和三极管是二选一，mos管必须要用作者指定的型号（原文所述）

似乎不是三极管或MOS管的问题，这两种我都试过了，还是不行，我现在怀疑是不是买错了元件。

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虎哥
5年0个月前 IP:四川
867965
23楼

是不是应该发一下电路图，猜是猜不出原因的。

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RodTech
5年0个月前 IP:英国
867968
24楼
引用虎哥发表于23楼的内容
是不是应该发一下电路图，猜是猜不出原因的。

这个电路按说很好调试啊 简单到没有示波器可以用晶体耳机一级级听。。。

PMTAdapterScheme.jpg


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5年0个月前 IP:四川
867970
25楼
引用RodTech发表于24楼的内容
这个电路按说很好调试啊 简单到没有示波器可以用晶体耳机一级级听。。。

用示波器没查出什么问题，74HC14N的几个输出端有8KHz方波信号，但是那几个高压电容两端只有1～4v电压，我准备准备先电脑模拟一下看看怎么回事，说不定是MOS管买错了。

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zx-16533
5年0个月前 IP:广东
867971
26楼

是不是那个圆柱形的直插电感的问题，印象中mH级别的这种电感内阻似乎很大

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已注销用户作者
5年0个月前 IP:四川
867972
27楼
引用zx-16533发表于26楼的内容
是不是那个圆柱形的直插电感的问题，印象中mH级别的这种电感内阻似乎很大

待我明天拆下来看看。。如果真的是这个原因那恐怕要自己绕电感了

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zx-16533
5年0个月前 修改于 5年0个月前 IP:广东
867973
28楼
引用已注销用户发表于27楼的内容
待我明天拆下来看看。。如果真的是这个原因那恐怕要自己绕电感了

这种电源用的功率电感有绕好的磁环卖，也可以接个那种贴片的方块状屏蔽电感上去

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已注销用户作者
5年0个月前 IP:四川
867974
29楼
引用zx-16533发表于28楼的内容
这种电源用的功率电感有绕好的磁环卖，也可以接个那种贴片的方块状屏蔽电感上去

3.3mH的贴片电感太少见了。。。。不过倒是有3.3mH的大电流直插电感。

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已注销用户作者
5年0个月前 IP:四川
867977
30楼
引用zx-16533发表于26楼的内容
是不是那个圆柱形的直插电感的问题，印象中mH级别的这种电感内阻似乎很大

拆下测了一下电阻 1mH工字电感的电阻2.0Ω，3.3mH电感电阻只有0.4Ω，应该不是电感的原因。

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已注销用户作者
5年0个月前 IP:四川
867984
31楼

跑了一遍仿真，结果更迷了，如果连接74HC14就会报错，如果不连就没问题。。。。。。

AG6]8D@O((N23V4$G`{YOSP.png


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GiroPetrenko
5年0个月前 IP:台湾
867989
32楼

图上没看见分压的可调电阻，是不是忘了？

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已注销用户作者
5年0个月前 IP:四川
867990
33楼
引用GiroPetrenko发表于32楼的内容
图上没看见分压的可调电阻，是不是忘了？

R20....

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已注销用户作者
5年0个月前 IP:四川
867992
34楼

附上模拟文件

运行收敛助手并没有解决问题。

attachment icon PMTadapter 模拟.ms14 362.71KB MS14 73次下载


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yeager
5年0个月前 IP:浙江
867995
35楼
引用RodTech发表于18楼的内容
的确，铍窗薄闪烁体只适合计数，低能比如Am241峰或者铁kp线能量分辨率惨不忍睹，很多外国人玩的结果...

SDD硅漂移探测器几年前公司里用过，价格很贵，记得是好几万一个（AMPTEK的），加上前置放大和采集系统当时毛5~6万了

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GiroPetrenko
5年0个月前 IP:台湾
868002
36楼
引用已注销用户发表于33楼的内容
R20....

抱歉眼瞎，谢谢楼主踩坑，看来这个高压部分的确不好复制，有很多重要且不好买的原件。不知道高压用液晶高压条，前级放大照搬可不可以。

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5年0个月前 IP:四川
868003
37楼
引用GiroPetrenko发表于36楼的内容
抱歉眼瞎，谢谢楼主踩坑，看来这个高压部分的确不好复制，有很多重要且不好买的原件。不知道高压用液晶高压...

我已经买了负高压模块，前级放大应该可以用。我又重新核对了一下BOM表单，这其中虽然有不常用的元件，但是我购买的并没有差错。。。难道这电路水土不服，到中国就用不了？

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LED
5年0个月前 IP:四川
868017
38楼

仿真的时候没必要画那么多并联的触发器吧，一个就够了。

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5年0个月前 IP:四川
868036
39楼

IMG_20191227_185030.jpg

买了负高压电源模块，还安装了一个蜂鸣器，通电时有粒子计数声

IMG_20191227_185147.jpg

末端输出的脉冲信号

IMG_20191227_185233.jpg

尝试直接把输出端接在usb声卡上，但是软件并没有接收到脉冲信号。。。


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虎哥
5年0个月前 IP:四川
868037
40楼
引用已注销用户发表于39楼的内容
买了负高压电源模块，还安装了一个蜂鸣器，通电时有粒子计数声末端输出的脉冲信号尝试直接把输出端接在us...

既然用示波器能看，用示波器录波来分析行不行？

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5年0个月前 IP:四川
868038
41楼
引用虎哥发表于40楼的内容
既然用示波器能看，用示波器录波来分析行不行？

学生党，买的示波器是简易的，没有高级的功能。

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5年0个月前 IP:四川
868039
42楼

1EZZ@}ZG7J@HJD_08JRRORI.png


在声卡输入端串联了一个瓷片电容，倒是可以收到脉冲信号，但是图就。。。

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GiroPetrenko
5年0个月前 IP:台湾
868040
43楼
引用已注销用户发表于42楼的内容
在声卡输入端串联了一个瓷片电容，倒是可以收到脉冲信号，但是图就。。。

有源作标定吗？负离子粉？😂

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5年0个月前 IP:四川
868041
44楼
引用GiroPetrenko发表于43楼的内容
有源作标定吗？负离子粉？😂

提纯过的草酸钍，就算如此这能谱图也太差了，而且串联了电容脉冲计数也少了许多。

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zx-16533
5年0个月前 IP:广东
868042
45楼

电容换大点看看？

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GiroPetrenko
5年0个月前 IP:台湾
868043
46楼
引用已注销用户发表于44楼的内容
提纯过的草酸钍，就算如此这能谱图也太差了，而且串联了电容脉冲计数也少了许多。

不知道前级放大用的是ThereminoMCA还是光电管自带？也许不匹配。

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5年0个月前 IP:四川
868044
47楼
引用zx-16533发表于45楼的内容
电容换大点看看？

待我换个334独石电容试一试

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5年0个月前 IP:四川
868045
48楼
引用GiroPetrenko发表于46楼的内容
不知道前级放大用的是ThereminoMCA还是光电管自带？也许不匹配。

我是用LM358做前置放大器，再用thereminoMCA板子自带的放大器放大，最终效果就是示波器上的脉冲。

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5年0个月前 IP:四川
868047
49楼

Z788O95}FKRM4UGOB}EIZ62.png

O4XI~4U{W1GE]VTL9E~QE6N.png

换了大电容效果好了不少，但是发现一个严重问题：软件检测脉冲信号需要设置正脉冲或负脉冲，结果每次都跟我的信号是相反的，采样采不到，而且还会把基线采样使谱图出现奇怪的高峰。


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GiroPetrenko
5年0个月前 IP:台湾
868048
50楼
引用已注销用户发表于48楼的内容
我是用LM358做前置放大器，再用thereminoMCA板子自带的放大器放大，最终效果就是示波器上...

把358拆了试试？毕竟原作者没有前放。

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