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Memorandumの小部屋

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GM管J304βγ こりゃカウントするわの製作

1.背景

 「電池ボックス電子工作(その19)  高エネルギー電磁波検出器」で検出器を製作しましたが、間違いないと確証できるカウントが確認できていませんでした。 そうしたなかでP板.com(株式会社インフロー)のメールマガジンで「J304ガイガーカウンターキット」の案内がありました。 「電池ボックス電子工作(その19)  高エネルギー電磁波検出器」でまともな検出ができないことにフラストレーションを感じていましたので、買おうか買うまいか悩む時間も短く買いの判断に走るのみです。 この案内のページを見るとGM管単体も販売しているので、キットの予備用も兼ねて、自作用にGM管J304βγも1本購入です。 しかし、「J304ガイガーカウンターキット」もGM管J304βγも決して安価ではありません。 「電池ボックス電子工作(その19)  高エネルギー電磁波検出器」のフラストレーションのために価格には目をつむり入手優先です。

 「電池ボックス電子工作(その19)  高エネルギー電磁波検出器」からの一連の製作で、とても残念に思っているのが過去に秋月電子通商のキットを購入していなかった事です。 下記に手元にあった秋月電子通商「かわら版」の抜粋を添付していますが、当時はとても高価で使用することもないだろうと思い入手する事自体を検討していませんでした。

【 秋月電子通商「かわら版」抜粋 】

 


2.こりゃカウントするわの製作

2.1 高電圧回路検討

 GM管J304βγの仕様については当該品紹介のページやインターネット上で公開されている資料を参照して頂くにして、今回の製作で最初に検討しないといけなかったのが400VDC程度の高電圧発生です。 昇圧トランスを自分で巻いてもよいのですが、数100巻きできる細いエナメル線がありません。 ここで思い出したのが「我、モスキート軍団に宣戦布告せり!!(電撃触蚊の巻)」です。 できあいのDCDCコンバータを使用することにします。 早速この現品を確認しましたが、肝心の昇圧トランスに問題がありそうなので、これをそのまま利用することができません。 止む得ないので近所のDIY店に出向いて蝿取りラケットを探すと運良くまだ販売していました。 今回入手した蝿取りラケットをばらしてDCDCコンバータ部を利用します。

 

【 今回入手した蝿取りラケット 】

 

【 蝿取りラケット DCDCコンバータ部実装状態 】

 

【 蝿取りラケット DCDCコンバータ基板 】

 

【 蝿取りラケット DCDCコンバータ回路図 】

 

 今回は上記のDCDCコンバータを改造して利用する事にしました。 ただ、このDCDCコンバータは少し容量が大きいようで、外形寸法が大きめでした。  最終的に改造した外観及び回路図を下記に掲載します。

 

【 改造後DCDCコンバータ 外観 】

 

【 改造後DCDCコンバータ 回路図 】

 

2.2 こりゃカウントするわ 回路

 今回製作した「こりゃカウントするわ」の回路図を下記に掲載します。

(クリックすると原寸大の回路図をダウンロードできます。)

【 「こりゃカウントするわ」 回路図 】

 

 

2.3 製作例

 上記回路をベースに製作した実例を以下に示します。

【 基板製作例 (部品面) 】

 

【 基板製作例 (ハンダ面) 】

 

【 基板製作例 斜視図1 】

 

【 基板製作例 斜視図2 】

 


3 動作例

 「こりゃカウントするわ」のパルス出力を「パルス入力機能付き いつどこGPSロガー7」 (GPSモジュールはGPS−74A(A)−058) に入力として動作させたときの事例を下記に掲載します。

 

【 パルス入力機能付き いつどこGPSロガー7 接続時全体外観 】

3.1 移動測定

 「電池ボックス電子工作(その19)  高エネルギー電磁波検出器」で紹介したパルス積算カウンタ、外付けの圧電ブザー素子を追加し、自宅市内巡りを自転車で約100分に渡ってかけずり回りました。 この際、上記の基板は金属(ブリキ)製の菓子缶に入れて測定しました。

 この結果をグーグルアースにマッピングした結果を下記に示します。

 

【 パルス入力機能付き いつどこGPSロガー7 使用例 全体外観 】

 

3.2 定点測定

 上記測定で期待どおりの測定ができているようですので、定点長時間測定にトライです。 測定に際しては各基板をケースにいれて配線を含めて、機械的な安定性を確保しました。  実際には下図のようなケースに入れて窓際に置いて4日半連続測定しました。


【 連続測定時状態 】

 

【 測定結果(1分間隔測定結果) 】

 約6600分(4日半)連続測定して1分毎のカウント数をプロットしたのが上記結果です。 この結果でのカウント数は、最小4cpm、最大34cpm、平均17.2cpmでした。 こんなにばらついていますので、1〜2分の短時間で現在の状態を判断するのは間違った判断をするもとになります。

 それでは、どの程度測定すればよいかを検討するために測定開始から累積のカウント数と時間からcpmを計算した結果を下図に示します。 この結果より、数値的な安定はない、また、長期的な変化があるようです。  あまりにも長時間の平均値化は意味が無さそうです。

 

【 測定結果(累積測定結果) 】

 

 それでは、平均値17.2cpmに近い値を得るために何分間測定する必要があるかを検討してみます。 平均値[cpm]に対して累積測定結果が何%になっているかを計算した結果を下図に示します。

【 測定結果(変化率) 】

 上記グラフより±10%以内の測定結果を得るためには約5分程度、±2%以内にするためには110分(約2時間)かかるようです。

 GM管を使用した測定結果の数値が氾濫していますが、その数値どこまで信じていいのか、上記結果を見ながら判断しないといけない事を改めて認識させられる結果でした。

 


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