若松通商販売のガイガーカウンタ・放射線簡易モニタリングポストMark2を製作

　若松通商で販売しているガイガーカウンタキット、「放射線簡易
モニタリングポストMark2」を製作しました。製品名をみてわかるよう
にハンディタイプの線量計としては設計されてなくて、本体にも操作
ボタンはなく、電源を入れると動作します。設定は内部のマイコンに
ＵＳＢで接続してＩＮＩファイル修正することで行う仕様です。
　電池駆動はあまり考えてなく、実測で5V　150mA位です。使用して
いるmbedマイコンが100MHz駆動らしいのでそのせいかも。

　アダプタが付属しますが、5ＶなのでＵＳＢのＡＣアダプタでも動作し
ます。よって充電式のモバイルブースター等があれば外でも測定が
可能です。

　組み立ては電子工作としては上級者向けだと思います。自信の
無い人は素直に完成品を購入したほうがいいでしょう。
　ただ専用基板があるので、まあ慣れた人なら製作自体は楽です。
組み立て説明書がありますが、組み立て上いくつか注意点が。
ＬＣＤの取り付けは足の長いコネクタがついてますが、浮かして取り
つける必要があるので間違わないようにします。私は部品表だけ
見て工作してたら、そのまま普通に取り付けてしまい、ＬＣＤが
取り付け不能に。結局基板側のコネクタは駄目になり、新品を
買ってきて付けました。なお代替品は秋月電子にありました。
＃販売している若松にあるかは確認してません。
　ＧＭ管の取り付け端子も外側にずらして付けないとはまりません。
（これも説明書には書いてあるのですが...。）
　購入したものはケースのＬＣＤの穴とＬＣＤパネルが微妙に合わず、
ケースの穴を棒ヤスリで削る必要がありました。

　測定結果は手持ちのDoseRAE2と同じくらいの値を示してます。
この機種は時間をかければかなり正確な値を示します。
　ところで先日の国民生活センターの調査レポートで、市販の安物
カウンタはあてにならん！と試験結果が出されましたが、なぜか
この機種も。結局試験方法自体に問題があって、レポート自体に問
題があるという話。
　ほぼ同じくらいの値を示しています。



　GM管は旧ロシア製のSBM-20です。アルミパイプはβ線遮蔽のために
いれているようです。β線も測定したい場合は取るといいかも。ただし
この場合Sv/h換算は不正確になるはずです。（完全遮蔽にはやや薄
すぎるみたいですが）

　前に製作したCK1026使用のもの比べ動作は格段に安定していてい
いい感じです。ソフトウエアの変更で機能改善できるのもいい。
ネットワークにデータを流せるのがウリですが、自分的にはUSB経由
で簡単にデーターが取り出せると便利かも。
マイコンに詳しい友人の話では、これのソースコードに2行足せば
USBで取り出せるらしいのですが。（ターミナル経由で）

○動作確認
　各部の動作状態をちょっと確認してみました。まず高圧発生回路。
　1GΩの高抵抗プローブで測定したところ、380Vの設定で375Vの実
測値でした。プローブ自体の誤差もあるので問題ないようです。

高圧発生回路のゲートパルスとドレイン電圧波形


昇圧回路は定番のコッククロフト・ウォルトン回路ですが、　
駆動周波数は160kHz前後です。かなり高速動作させてます。
このため100V耐圧の1N4148をわざわざつかっているのかも。
小信号用SWダイオードは一般整流用より高速なので。
発振はロジックICを使ったCR形のVCOです。これをOPAMPの
エラーアンプで周波数を調整して出力電圧を制御しています。
基準電圧はmbedからアナログ電圧できていて、このため
mbedから直接電圧制御可能になってます。

波形みると100V耐圧でギリギリで大丈夫なのかとも思えますが、
逆に高圧が出すぎるのが防げるんじゃないかと思います。あと部
品が安価ですし。

○GM管検出波形
　カソード検出が一般的な中、このキットはアノード検出を使って
います。負荷軽減のためか4.7pFと小さななカップリングコンデンサ
でセンスしています。これを1000pFで容量分割して低ノイズ
C-MOS OPAMP、LMC662で検出。PINフォトダイオード検出でも
定番のものです。下図は検出波形で、青が入力で赤がLMC662の
出力です。

　検出は負極性パルスになるのですが、実測ではICの絶対
最大定格から僅かに超えています。（GNDに対して-0.3V以内が
定格。）現状問題なく動いてますが、高線量で頻度が多くなる
と誤動作の原因になるかもしれません。
　あと回路図みると、カソード側にも検出回路がついてます。
なにに使っているのかはわかりません。波形整形してマイコン
にいれてます。(追記：波高値から分析するためのもののよう
です。ただし現在のファームでは未使用。GM管だとスペクトル
分析は無理だという話)


　ちなみにカソードの波形も結構綺麗に出ています。

　検出頻度が上がった場合、波形の山の期間に次のが来ても
大丈夫なのかなと思い、マントル線源で試してみましたが、大丈
夫のようです。

次に続く