2012年01月

友人から PDR-63(ベトナム戦争の頃のガイガーカウンターです)を借りました。

そのPDR-63を少し触ってみて感じた事を書きます。

GM管は、CDV-700よりPDR-63の方が、大きくて感度が良さそうですが。
メーターは、PDR-63よりCDV-700の方が、大きくて目盛りが細かくて読みやすい
です。
CDV-770のメーターです
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PDR-63のメーターです
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CDV-700とPDR-63を最も高感度のレンジに合わせて、
それぞれのプローブのβ線カバーを開けて、
キャプテンスタッグのマントルを近づけてみると。
CDV-700はメーターが振り切れます。
PDR-63はメーターが真ん中あたりまでしか振れません。
1μSV付近の弱い放射線を探すなら、CDV-700の方が向いていると思います。


PDR-63のヘッドフォンを聞いてみると。
ピーというDC-DCコンバーターの音が耳障りです。
放射線に反応すると、ぽッ ぽッ ぽッ という音が聞こえて、
いかにもガイガーカウンターという感じがするのは良い感じです。

しかし、PDR-63のヘッドフォンは非常に使いにくいです。
頭に載せていても外れやすいし。
ヘッドホンが金属製でゴツゴツして快適ではありません。
実用として使うなら、変換アダプターを作って。100円ショップのヘッドホン
を繋いだ方がいいでしょう。

ヘッドホン出力の波形 ピーという音は、繰り返し周期が約700μs 
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ヘッドホン出力の波形 ピーという音は、電圧は約+174mV
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ヘッドホン出力の波形 GM管に放射線が入った時の信号 電圧は約-2V
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ピーという信号と、GM管に放射線が入った時の信号は、
電圧の大きさがかなり違うので電気的に判別するのは簡単です。
試しに、CDV-700用に作った圧電ブザーアダプタを付けてみたら。
GM管に放射線が入った時だけに、ピっ と反応しました。

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アメリカ陸軍のガイガーカウンター PDR-63のマニュアルを
友人から借りたのでざっと読みました。

PDR-63は、
HIGH RANGE(強い放射線)の装置と
SKIN DOSE(皮膚の放射線量)の装置と
LOW RANGE(低い放射線)の装置があります。

HIGH RANGEの装置とSKIN DOSEの装置は、
イオンチャンバー(電離箱)が入ってます。

LOW RANGEの装置は、
先端がマイカ膜のGM管が入ってます。

SKIN DOSE は、0-500rad(0-5000msv)と0-5000radのレンジです。
皮膚がこんなに強く被爆したら、直ぐに死んでしまいそう。


HIGH RANGEとSKIN DOSE は必要性が無いので、読み飛ばして。
LOW RANGEの装置の説明をじっくりと読みました。

LOW RANGEの装置は、0-1mrad(0-10μsv)と
0-10mrad と 0-100mrad と 0-1000mradのレンジです。
LOW RANGEのGM管のアノード(+側)にかかる電圧について変な事が書いてあり
ます。

0-1000mradレンジでは、550~560V に調整して
0-10mradレンジでは、700~710V に調整しろと書いてある。
アノード電圧を変えて、GM管の感度を変えているのだろうか。
それはまだ良いとして。

さらに謎なのは
GM管のアノードをオシロスコープで波形を見て。
800μsの周期で、HIのパルス幅を7μsに調整して。 
HIパルスのピーク電圧(最高電圧)と、
パルスの下がった底電圧(最低電圧)の差が
0-10mradレンジでは 100Vなら良い
0-1000mradレンジでは 150Vなら良い
と書いてある

なんでこんなパルス電圧を、GM管に加えているのか不明です。

もし壊れたら、修理は面倒だと思います。


ガーガーカウンター CDV-700 のDC-DCコンバータを訂正しました 1

前回にこのブログで公開した回路は間違いがあったので訂正します。

自作DC-DCコンバータを、LIONEL CDV-700 6B(以下はCDV-700と略します)に繋いだら動いたので、
「これは完璧だ」と自惚れていました。
しかし、何気なくこの状態のCDV-700の全体の消費電流を測ってみたらびっくり
なんと、200mA以上も流れていました。
前回の測定は間違って、-12V電源を繋がないで測ったみたいです。

原因は、CDV-700の-12V電源が0.4mAも消費するからです。
CDV-700への-12V供給を外すと、全体の消費電流は約5mAまで減ります。

そんな訳で、今回の変更した回路です
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+920V出力は、少しでも電圧を上げる為に2倍電圧整流に変更。

-12V出力は、今まではツェナーダイオードを並列に入れて、単なる並列レギュレターで動かしていたけれど。
消費電流を減らすために、ツェナーダイオードとトランジスタ2SA1015GRを組み合わせて、直列レギュレータに変更。

NJU7032 → NJU7062に変えたら、消費電流が約1mA減った。

その他、細かいところを見直して部品数を少し減らした。



DC-DCコンバータ回路の改良だけでは、CDV-700の全体の消費電流をこれ以上減らすのは難しい。
電池の消費電流をさらに減らすには、CDV-700内部のメーター駆動回路を改造して、-12Vの電流を減らす必要がある。
ノーマルのLIONEL CDV-700Bのメータ駆動回路は、ゲルマニウムトランジスタ2個を使ったワンショットマルチバイブレータなので。
これをLMC555(C-MOS型のタイマーICの555)で作り直せば、-12Vの電流が減ると思う。

ちなみに、LIONEL CDV-700のメーター駆動回路は-12Vで動いています。
メーター振れのリニアリティを良くする為に、この回路は-12Vを使っているのだと思う。
+2Vで動くメーター駆動回路を作るとしたら、リニアリティ補正回路を作るのが面倒でしょう。

消費電流を再度計り直しました。
DC-DCコンバータの出力をどこにも繋いでない時の消費電流は
電源電圧 2.0Vの時 1.0mA
電源電圧 3.0Vの時 1.8mA

DC-DCコンバータの出力をCDV-700に繋いだ時、
CDV-700全体の消費電流は
電源電圧 2.0Vの時 9.0mA
電源電圧 3.0Vの時 13.0mA

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