Hallo,
ein paar Studienkollegen und ich wollen einen Geiger-Müller-Zähler
realisieren. Dazu haben wir uns eine Einweg-Kamera gekauft welche uns
als Hochspannungsquelle (~360V) dient. Diese haben wir an das Zählrohr
angeschlossen, dieses fängt bei der Messung radioaktiver Teilchen
aufgrund der Ionisierung an zu leiten. Unser Problem ist jedoch, dass
die Leitung (pro detektierten Teilchen) aus ~10µs Signalen mit einer
Stromstärke von ~1-10µA besteht und wir diese Signale gern hörbar machen
würden. Leider sind jedoch unsere praktischen elektrotechnischen
Fähigkeiten noch etwas beschränkt und frage deshalb hier wie diese
Signale wohl am besten "hörbar" gemacht werden können.
Der Idealfall wäre, wenn man bei jedem Signal eine Art klicken durch
einen Lautsprecher hören würde. Aber da die Signale so kurz sind müssen
wir sie sicher durch eine Kapazität (welche?) verlängern. Außerdem ist
das Signal doch viel zu schwach um einen Lautsprecher zu betreiben oder?
Für Tipps und Ideen wären wir euch wirklich dankbar.
Schöne Grüße,
Lukas
Mit einem Operationsverstärker verstärken.
Damit die Impulse besser hörbar sind kann man sie auch verlängern.
Notfalls auch mit einen 555´er, oder C-MOS CDXXXX.
Thomas
Sapere Aude schrieb:> Unser Problem ist jedoch, dass> die Leitung (pro detektierten Teilchen) aus ~10µs Signalen mit einer> Stromstärke von ~1-10µA besteht und wir diese Signale gern hörbar machen> würden.
Ich würde da eine der mindestens 100.000 Schaltungen für Geigerzähler
im INet nachbauen...
Den Strom durch einen Widerstand 1 Megaohm fliessen lassen, Z-Diode 5
Volt parallel, Operationsverstärker in Impedanzwandlerschaltung
http://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen#Spannungsfolger_.28Impedanzwandler.29
An den Ausgang den Kopfhörer oder einen Lautsprecher mit 47 Ohm
Vorwiderstand. Den Operationsverstärker mit irgendwas im Bereich 5-12
Volt betreiben.
Die Pulse hörst du auch, wenn sie nicht verlängert sind. Verlängern kann
dazu führen, dass schnell aufeinanderfolgende Pulse miteinander
verschmelzen (verschluckt werden).
Viel hilft viel: Wenn aus den mV Impulshöhe -zig Volt gemacht werden,
kann eventuell etwas zu hören sein, weil der Schallwandler einen
(kleinen ) Ruck macht.
Mehr Zeit hilft besser: Bei 10 µs ist die Grundfrequenz im Impuls viel
zu hoch (100khz) Da kann kein Wandler einen vernüftigen Schall erzeugen.
Da muss man mit einem Impulsformer (LM555) die Impulse in den ms-Bereich
verlängern, dann hat auch ein Kleinlautsprecher die Chance, ein hörbares
Signal zu erzeugen.
Denn dann ist der Impuls eine Einzelschwingung der Frequenz, die Teil
des hörbaren Spektrums ist.
Man könnte es auch mal mit dem Verstärkereingang eines einfachen
Transistorradio versuchen.
Aber 10µS bei 10µA ist schon recht mager.
Kann sein das es nur brummt.
Spannungsteiler davor habe ich vergessen, sorry
Danke für die Antworten, denkt ihr es wäre auch möglich das Signal ohne
Operationsverstärker hörbar zu machen? Wir haben nämlich bereits einige
Bauteile zur Verfügung und würden uns nur ungern neue kaufen. Wenn wir
nach dem Zählrohr einen Widerstand (Größe ~1-10Mohm, wir haben praktisch
jede Größe verfügbar) schalten hätten wir einen Spannungsteiler, dieser
sollte bei einem durchschnittlichen Strom von 5uA uns eine Spannung von
5-50V liefern können (jenachdem was wir dann wirklich brauchen). Wäre es
dann möglich mit einem Kondensator (wir hätten bereits 1nF, 10nF und
100nF zur Verfügung) parallel geschaltet den Impuls soweit zu
verlängern, dass er durch einen Lautsprecher hörbar werden würde?
Im Internet fand ich die Formel, dass die Aufladezeit eines Kondensators
auf 99% = 5*R*C ist, wenn wir nun den 1nF Kondensator nehmen und einen
Widerstand von 10kOhm vor diesen Kondensator schalten, sollte dieser mit
einem 50us Impuls aufgeladen werden können (die tatsächliche Impulslänge
ist ~50us und nicht 10us wie ich fälschlich am Anfang geschrieben habe).
Jedoch finde ich auch die Information, dass die Entladezeit ebenfalls
ca. gleichlang ist. Jedoch denke ich mir kann hier doch etwas nicht
stimmen, denn das würde implizieren, dass zB. der 10nF Kondensator genau
gleichlang durchhält wie der 1nF kondensator nur dass dann eben ein
1kOhm Widerstand davorgeschalten gehört, außerdem was bringt ein
Kondensator zur Impulsverlängerung, wenn er gleiche Auflade und
Entladezeit hat, die Entladezeit muss doch auch vom Verbraucher, also in
unserem Fall vom Lautsprecher abhängen?
Nachtrag:
Und außerdem muss die Ladezeit vom Kondensator doch auch in irgendeiner
Weise von der angelegten Spannung bzw. durchgeschickten Strom abhängen?
Bau dir einen kleinen Eingangsverstärker mit einem Transistor und dann
geh auf den Takteingang eines Flipflop. So löst jeder Impuls einen
Spannungswechsel aus. Beispiel 4027 als T-Flipflop und zwischen die
Ausgangspins einen Piezo.
10 us entsprechen 100 kHz. Einfach auf ein 100kHz-Sperrfilter gegen GND
und die entstehende Frequenz um 1024 runterteilen. Macht ein Spektrum
von rund 100 Hz bis 500 Hz.
Experte schrieb:> 10 us entsprechen 100 kHz.
Als Einzelbemerkung: korrekt.
Für die Problemlösung: Nicht hilfreich.
> Einfach auf ein 100kHz-Sperrfilter gegen GND> und die entstehende Frequenz um 1024 runterteilen. Macht ein Spektrum> von rund 100 Hz bis 500 Hz.
Ergebnis: Keine funktion im GM Umfeld..
Begründung: Lies Dir mal durch wie ein GM-Röhrensignal in der Realität
aussieht.
Sapere Aude schrieb:> Danke für die Antworten, denkt ihr es wäre auch möglich das Signal> ohne> Operationsverstärker hörbar zu machen? Wir haben nämlich bereits einige> Bauteile zur Verfügung und würden uns nur ungern neue kaufen.
Ohne Verstärkung wird es nicht gehen. Natürlich kann man Verstärker auch
aus Einzeltransistoren aufbauen. Damit wir hier nicht meine
Lieblingsszene aus dem Film 'Meier' nachspielen (mit Dieter Hildebrand
als Kellner in einem Ostberliner Fischrestaurant, der im Wesentlichen
nur den Text "Hamm wa nich" hatte) müssen:
was für Bauteile habt Ihr denn?
Sapere Aude schrieb:> ...Wäre es> dann möglich mit einem Kondensator (wir hätten bereits 1nF, 10nF und> 100nF zur Verfügung) parallel geschaltet den Impuls soweit zu> verlängern, dass er durch einen Lautsprecher hörbar werden würde?
Kontraproduktiv: mit einem Kondensator parallel zu 1MOhm machst Du nur
den Spannungspegel winzig klein.
stefanus schrieb:> Schau Dir mal den Schaltplan von Pollins Geigerzähler Bausatz an. Davon> kann man gut abgucken, sie ist recht simpel.
Ja, langsam bekomme ich den Eindruck, in diesem Thread läuft ein
Wettbewerb: "Wie kann ich ein eher simples Problem, welches zudem
schon vor Jahrzehnten gelöst wurde, mit möglichst grossem Aufwand
lösen?" Mein Beitrag dazu: Ein PC mit 4GHz und mindestens 8 Kernen...
Gruss
Harald
1-10µA bei 360V sind immerhin schon 360µW-3,6mW. Ein Übertrager könnte
schon ausreichen ...
Ich habe auch einen Schaltplan gefunden, bei dem ein Kristalhörer mit
50nF in Reihe, parallel zum Zählrohr gehängt wurde.
Gruß
Jobst
