Разрабатываю дозиметр, есть вопросы по счётчику и алгоритму.

[StreamLine]

Доброе время суток!

Попрошу извинить, если задал вопрос в неправильном месте.

Суть такова, хочу разработать дозиметр для себя, как некоммерческий, одноразовый проект. Готовые схемы смотрел, у всех акцент на минимизацию размеров и тока потребления, что для меня не имеет особого значения. Со схемотехникой в основном разобрался, источник высокого и модуль индикаций, вместе с процессором, уже почти готовы, но осталось два вопроса, на которые так и не смог найти точного ответа.

Про счётчик: У меня в наличий СБТ-10А (б.у. снятый с дозиметра) работоспособность неизвестна, СНМ-42 (тоже откуда-то снятый), и СТС-6, новые, с хранения, сборка из трёх таких модулей, комплект от какого-то Польского дозиметра. Как я понял, больше всех из перечисленных подходит СБТ-10А, но его работоспособность у меня вызывает вопросы. В качестве контрольных аппаратов, в случае необходимости, есть возможность сравнится с ДП-5 или GammaScout. Так что получается что СТС-6 - мой выбор? И тут подходим к второму вопросу:

Про алгоритм: Как работают алгоритмы дозиметров? читал, что в случае больших трубок, таких как СТС-6, надо или хитро их включать, или алгоритм писать специальный. Вот про это и хотелось бы узнать - что прочитать, где узнать про алгоритмы счёта?

[сэм]

Насколько мне помнится, в корпусе СБТ-10 внутри находится 10 штук, от каждого сделан отдельный вывод

[StreamLine]

В любом случае, было бы интересно узнать про алгоритмы счёта и анализа. Также прочитал, что у трубки есть время гашения, которое может влиять негативно на скорость счёта. А что если гасить трубку принудительно? или снимая напряжение, или инверсируя его?

[GoldenAndy]

StreamLine, алгоритмы счета - просты.
Берете паспорт на счетчик. В нем написано минимальное и максимальное напряжения, при которых детектирующая характеристика датчика почти горизонтальная - т.н. "плато". Делаете повышайку на серединку этого плато. Далее - учитесь снимать с датчика импульсы и считать их.
Там есть 2 варианта снятия - анодный и катодный, у каждого есть свои плюсы и минусы. Поковыряйте темы здесь, на форуме. Дозиметр Нанит, Микрон, Сталкер....
Это "железная" основа.
Теперь алгоритм.
Там же, в паспорте, смотрите характеристику - число импульсов, выдаваемых датчиком на один рентген. И пересчитываете это число так, что бы число импульсов с датчика было численно равно показаниям в микрорентгенах в час.
Дальше - считаете на протяжении этого времени импульсы - имеете текущий уровень фона.
Вроде бы в теме то ли нанита, толи сталкера были интервалы времени для нескольких видов датчиков.
Аналитика. Тут уже чего только душа ваша пожелает.... Любые графики, привязки ко времени, фиксация пиков и т.д.....

[дуб]

Всё гораздо сложнее. Могут прилететь два протона один с энергией 500КЭВ, а следом в 50МЭВ. Пикнут одинаково, а дозу принесут разную.

[Morroc]

Вы знаете дозиметр на подобных счетчиках, который это учитывает ? ) Из возможных засад следует учесть возможность затыкания счетчика от высоких уровней радиации, подобное состояние детектируется по току через счетчик, насколько я понял он там внутри вместо счета импульсов как неонка уже светится и импульсов выдает 0. У меня таких источников нет т.ч. вживую наблюдать не приходилось.

[rolin791]

Всем привет. Тоже разрабатываю дозиметр. Зацените интерфейс.


Добавлено after 1 hour 19 minutes 51 second:
Re: Разрабатываю дозиметр, есть вопросы по счётчику и алгоритму.
Но нужна помощь в математике.
Датчик СБТ-10А. С расчетом уровня радиоактивности в мкР/ч вроде разобрался, но как считать мощность накопленной дозы ?
Знаю, там площадь окна датчика участвует, но как ?

[Just_Fluffy]

rolin791, По накоплению. Исходите из того, что если текущий уровень фона = ХХХ мкР/ч, то за час вы накопите дозу ХХХ мкР.
Соответственно, каждую секунду в аккумулятор складываете мгновенный уровень фона, деленный на 3600.
Ну либо просто суммируете в 32-битный аккумулятор. А накопленная доза - это значение этого аккумулятора, деленное на 3600.
Навскидку - как то вот так.
Если ежесекундно суммировать фон в микрорентгенах и потом делить на 3600, то 32 бита хватит для накопления 4 294 967 295 / 3 600 = 1 193 046 микрорентгенов....
Можно хранить 60 мгновенных ежесекундных уровней фона и каждую минуту складывать среднее в аккумулятор дозы. Тогда делить нужно всего лишь на 60 и тогда можно накопить 71 582 760 микрорентгенов

На каком контроллере ваш прибор? И как организовано питание от батарейки?

[rolin791]

Just_Fluffy, большое спасибо за ответ.
У меня накопитель на 30 значений, кольцевой буфер. Не понимаю, почему он должен быть на 32 ?
Каждую секунду я имею накопленное значение за последние 30 секунд(*).
Умножаю на 2 и получаю импульсы в минуту.
В зависимости от уровня радиации, размер кольцевого буфера динамически меняется, что позволяет за 5 секунд показать правдоподобное значение резко возрозшей радиации и за 5 секунд сбросить показание до фона.
Поэтому каждая ячейка буфера имеет параметр "вес", который означает за сколько секунд было накоплено значение.

В любом случае, на выходе я имею импульсы в минуту и от этого я отталкиваюсь для дальнейших вычислений.
уровень радиации вычисляю так:
В паспорте на датчик написано чувствительность импульсов 360 на 1 мкР при 4 мкР/с, то есть это величина без привязки ко времени и это значение линейно масштабируется, то есть при 1 мкР/мин будет 360 имп/мин а при 1 мкР/час будет 360 импульсов в час. Или 360/60 = 6 в минуту.

Поэтому я делю свои импульсы в минуту на 6 и получаю искомые мкР/час и вижу весьма правдоподобные показания как естественного фона (с поправкой на собственный фон) так и разных радиактивностей. Есть урановое блюдце - 300мкР/ч и кусочек урановой руды - 2100 мкР/ч.
Малоактивная тарелка фонит 40мкР/ч а естесственный фон скачет 10-15 мкР/ч.

Далее стоит задача расчитывать накопленную дозу.
Если суммировать всю измеренную за период времени (час) , то мы опять теряем временную размерность величины и она превращается просто в Р.
Я мог бы суммировать каждую секунду свои полученные мкР/час в 64-битный аккумулятор и через 3600 секунд я получу накопленную дозу за час в мкР ? Это правильно ? Если я поделю результат на 3600, то я просто получу усредненный за 1 час результат, среднее арифметическое между всеми отсчетами.

Что-то тут не так. Я знаю, что накопленная доза в других дозиметрах в Зивертах в час изменяется и там обязательно используется площадь активного окна датчика при расчетах.

Процессор PIC16F18857, питание TPS60310

[Just_Fluffy]

вообще то Чего_то_там в час - это как раз показатель текущего значения. А накопление - оно безвременнОе.
условно говоря, при фоне в 5 мкР/ч - за 1 час наберется доза 5 мкР, за 2 часа - 10 мкР и т.д.

Добавлено after 46 seconds:
Re: Разрабатываю дозиметр, есть вопросы по счётчику и алгоритму.
А рентгены или Зиверты - ну так они ж через коэффициент пересчитываются, если не брать абсолютно разную природу этих величин...

[rolin791]

Just_Fluffy,
Все, дошло. Спасибо. Делаю.

Добавлено after 8 hours 10 minutes 31 second:
Re: Разрабатываю дозиметр, есть вопросы по счётчику и алгоритму.
Сделал так,
показывает накопленную дозу, количество часов, в течение которых было накоплено и проценты, насколько это соответствует установленному порогу тревоги накопленной дозы.

По-моему, весьма удобно для фиксации суточной дозы или на пару дней. Для большего нужен соответствующий прибор.
Понятное дело, для этой самоделки функция дозиметра только для галочки.

[Transformer-V]

[uquote="rolin791",url="/forum/viewtopic.php?p=4364170#p4364170"]Всем привет. Тоже разрабатываю дозиметр. Зацените интерфейс.

Спойлер

[/uquote]
Здорово выглядит. Модель точечного дисплея не подскажите?

[rolin791]

Transformer-V, модель китайская t.ly/v9mS

[Just_Fluffy]

rolin791, Кстати, плата красиво решена. Можете обратную сторону показать?
Дисплей у китаёз на своей платке. Вы с неё снимали дисплей?

[rolin791]

Just_Fluffy, пожалуйста, только в процессе перепайки на финальную версию платы
Слева на датчике СБТ-10, справа на датчике СБТ-11
По центру на современном PIN фотодиоде сцинциддяторный с кристаллом LYSO, но до него еще руки не дошли.



Добавлено after 7 minutes 59 seconds:
Re: Разрабатываю дозиметр, есть вопросы по счётчику и алгоритму.
А вот еще есть сцинцилляторный на фотоумножителе и огромным кристаллом CsI
Это сцинцилляторная трубка от "детектора ФБР" на суперкомпактном фотоумножителе R7400U.
Он уже работает и в корпусе.

[Just_Fluffy]

rolin791, "Эта страница не существует
Картинка была удалена в автоматическом режиме или пользователем"

[74LS00]

Не знаю как этими МК считать чтоб ничего не потерялось и всё учитывалось в общую историю. Обычно если МК чемто занят, то он не сможет ничего принять, но обычно он работает настолько быстро что попадает между импульсами счёта, вот только частицы могут прилететь и подряд, хотя тут скорее всего не сработает счётчик.

В измерителях импульсов есть усреднение. В первые секунды считается вся пачка импульсов, например за секунду, и из них берётся индикация.
Проблема в том что тут срабатывает ложная тревога, поэтому важно отсеять период между импульсами, и если между импульсами значительный разрыв, то не учитывать это как предупреждение.

На 2 секунде уже будет чтото более внятное, но наверно вернуть сирену имеет смысл с 5 секунды. И после как раз имеет смысл смотреть индикацию.

Потом равными участками приближать индикацию. если время измерения минута или сколько там, то делить его частами хотябы по 10с, и каждый такой участок изменять показания и выводить на экран. И только когда подойдёт полный период замера, показать эту фиксированую цифру, её де и записать в дозу.

При продолжении замера, отмерять уже более длительными кусками, секунд по 10 или больше, и уже от этого находить среднее к первому замеру.

И вот теперь тут можно придумать защиту от зашкала.
Если в начальном наборе, хотябы с 10-15 секунды от начала замера, прилетело много за пару секунд, то имеет смысл выдать предупреждение.
Но дальше следить за нарастанием, если оно резко увеличивается и после вообще пропадает, то тут очевидно нужно выдать другое предупреждение.

Сомневаюсь что ктото имея дозиметр полезет сразу в зону высокого излучения и именно там его включит.
А если он будет включен заранее, и отследит резкий рост, то сумеет предупредить при зашкале счётчика.

Я хоть и не фанат, но на сколько знаю обе крайние функции вроде как не сделаны в промышленных. Предупреждение при начале замера может выскакивать если не отключено, а зашкал они не следят.

[rolin791]

Just_Fluffy, фотохостинг уже удалил. Не знаю, как вообще существует этот форум без собственного фотохостинга.
Вот вариант на СБТ-11 уже в корпусе



Добавлено after 8 minutes 14 seconds:
Re: Разрабатываю дозиметр, есть вопросы по счётчику и алгоритму.
74LS00,

Не знаю как этими МК считать чтоб ничего не потерялось и всё учитывалось в общую историю. Обычно если МК чемто занят, то он не сможет ничего принять, но обычно он работает настолько быстро что попадает между импульсами счёта, вот только частицы могут прилететь и подряд, хотя тут скорее всего не сработает счётчик.

Это азы. Импульсы считаются аппаратным счетчиком-таймером с любой скоростью, а процессор лишь раз в секунду прерывается, чтобы снять показания сметчика и обнулить его.
У меня даже пищалка на бузер реализована аппаратно на NCO, а процессор прерывается на мгновение лишь чтобы включить его или выключить.
И все равно, пришлось в 2 этапа поднять частоту процессора с задуманных 1 МГц до 8МГц.
При 2 МГц обработка всей математики занимает более, чем 1 секунду, что рушит всю нормальную работу.

[Just_Fluffy]

74LS00, я ковыряла исходники дозика одного камрада, там сделано как, если идет первичное накопление - то на дисплее светится восклицательный знак.
Как прошел период первичного накопления - знак гаснет. Если вдруг резко поменялось число импульсов за секунду - то выбирается новое время накопления и поднимается флажок неточных данных.
Никаких пересчетов фона по первым секундам не производится.

Уведомление о превышении работает независимо от того, когда включили. Есть 2 режима уведомления - по моментальному уровню и по среднему за 5 минут. В случае моментального - ну как только набралось в аккумуляторе значение выше порога - начинать предупреждать. По среднему пятиминутному - смотрится пятиминутное значение ( среднее за последние 300 секунд).

По поводу регистрации импульсов.
МК спит все время, а импульсы от датчика идут на вход прерывания, пробуждая МК. В прерывании просто в какой то переменной-счетчике говорится "Плюсадин" и спим дальше. Прерывание быстрое, длится десятки микросекунд.
А каждую секунду МК просыпается от часов, посчитать время, при необходимости - пнуть накачку. И забирает из переменной счетчика натикавшие импульсы, сразу же обнуляя счетчик.
Эти импульсы складываются в кольцевой буфе на 300 секунд. Дальше чистая математика - мгновенное, среднее минутное и пятиминутное....
Минутное среднее кладется в 60-минутный массив. Там получается часовое среднее. Которое складывается в 24-часовый массив. Среднее суточное складывается в 30-дневный массив.
Итого получается:
моментальный уровень - делается скользящим окном по 300-секундному массиву
5-минутный уровень - среднее по 300-секундному массиву
часовой уровень - среднее по 60-минтному массиву
суточный - среднее по 24-часовому массиву
30-дневный - среднее по 30-дневному массиву
Ну и плюс графики можно рисовать....

rolin791, есть тут свой хостинг - http://img.radiokot.ru/

[rolin791]

Just_Fluffy,

По поводу регистрации импульсов.
МК спит все время, а импульсы от датчика идут на вход прерывания, пробуждая МК. В прерывании просто в какой то переменной-счетчике говорится "Плюсадин" и спим дальше. Прерывание быстрое, длится десятки микросекунд.

Так делать категорически нельзя. Во- первых, выход из сна занимает некоторое время, поэтому время обработки прерывания из сна гораздо больше.
Во-вторых, когда импульсов будет 1000-10000 в секунду, процессор только и будет делать, что считать каждый импульс, он не сможет больше отрисовывать дисплей и реагировать на кнопки. Этот эффект показывал Айзон в одном из видео, некоторые профессиональные приборы просто зависали.
Как правильно делать я написал в посте выше. Но учить и "лечить" я никого не собираюсь, естесственно