Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Spielt die Stromstärke bei einem Geigermüllerzählrohr eine Rolle?


von Ampere (Gast)


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Oder kann man die so klein wie überhaupt möglich halten, solange die 
Spannung ja paßt?


Immerhin wird so ein Zählrohr mit einer Spannung von ca. 2000 V 
betrieben, da will man eigentlich schon die Stromstärke auf das absolute 
Minimum reduzieren, aber funktioniert das Zählrohr dann überhaupt noch?

Wer kann hierzu genauere Informationen liefern?

von TM (Gast)


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2000V kommt mir jetzt etwas viel vor normalerweise hat so ein Zaehlrohr 
so um die 400V und benoetigt idealgesehen ueberhaupt keinen Strom im 
Normalbetrieb. Erst wenn ein Event(durch Strahlung) eintritt wird die 
Kapazitaet der Roehre entladen und nun wird ein Strom benoetigt diese 
wieder aufzuladen. Dieser haengt dann von der Kapazitaet und 
Anodenwiderstand ab.

von H. W. (erazor)


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Hallo,

die meisten Zählrohre arbeiten mit einer Spannung von ca. 400V.
1000V oder mehr brauchst Du nur für Neutronenzählrohre oder ähnliches.

Die GM-Zählrohre die ich kenne, werden alle mit Vorwiderständen zwischen 
4,7 und 10MOhm betrieben. Da kannst Dir jetzt den Strom selber 
ausrechnen.
Bei vielen Modellen ist es so, dass die Spannung schon in die Knie geht, 
wenn Du nur mit dem Digitalmultimeter die Sapnnung messen willst, oder 
wenn Du meinst, Du müsstest das Zählrohr anfassen.
Wird das Zählrohr mit zu niedrigen Vorwiderständen, also mit zu hohem 
Strom betrieben, so sinkt die Lebensdauer drastisch. Bei noch 
niedrigeren Vorwiderständen führt das zum sofortigen Ableben des 
Zählrohres.

Gruß

von J.-u. G. (juwe)


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Ampere schrieb:
> da will man eigentlich schon die Stromstärke auf das absolute
> Minimum reduzieren, aber funktioniert das Zählrohr dann überhaupt noch?

Eine Stromreduzierung in der Hochspannungszuleitung kann zu einer 
Erhöhung der Totzeit führen.

Quelle:
http://de.wikipedia.org/wiki/Geiger-M%C3%BCller-Z%C3%A4hlrohr#Geiger-M.C3.BCller-Z.C3.A4hlrohr

von UR-Schmitt (Gast)


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J.-u. G. schrieb:
> Eine Stromreduzierung in der Hochspannungszuleitung kann zu einer
> Erhöhung der Totzeit führen.

Das lässt sich ja über die Kapazität des Zählrohrs abschätzen.
In dem Datnblatt zum Zählrohr sollte doch eigentlich auch der 
Innenwiderstand der Spannungsquelle angegeben sein, bzw. der 
Kurzschlusstrom.

von J.-u. G. (juwe)


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UR-Schmitt schrieb:
> In dem Datnblatt zum Zählrohr sollte doch eigentlich auch der
> Innenwiderstand der Spannungsquelle angegeben sein, bzw. der
> Kurzschlusstrom.

Mal sehen ob der TO noch genauere Angaben nachreicht.

von H. W. (erazor)


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Ach ja,

Strom fliest natürlich nur, wenn gerade ein Ereignis gezählt wird. Dann 
ist das quasi ein Kondensator, der entladen wird und wieder aufgeladen 
werden muss. Das beliebte SBM-20 z. Bsp. hat eine Kapazität von 4,2pF.
Solltest Du bei Deinen Messungen tatsächlich in den Bereich kommen, in 
dem die Totzeit des Zählrohres eine Rolle spielt, hast Du ohnehin ein 
Problem.
Wie genau die Messung dann tatsächlich war, ist dann nicht mehr so 
wichtig.

Eine beliebte und einfache Schaltung findest Du hier:
https://sites.google.com/site/diygeigercounter/
wurde vermutlich schon viele 1000 mal mit genausovielen kleinen 
Änderungen nachgebaut.
Stromaufnahme der gesamten Schaltung (ohne Beleuchtung, Summer und LED) 
ca. 10mA.

Gruß

von Fritz (Gast)


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Ampere schrieb:
> Immerhin wird so ein Zählrohr mit einer Spannung von ca. 2000 V

Ich habe ein Zählrohr verwendet, dass mit 500 - 700V auskam.

Was meinst Du mit Stromstärke?
Wenn ein Teilchen durch das Zählrohr flitzt gibt es einen kurzen 
Stromimpuls. Wie groß der ist sollte Dir das Datenblatt sagen. In der 
Zwischenzeit fließt praktisch kein Strom.

Ich habe das Zählrohr mit einem kleinen DC/DC-Wandler 9V-Blockakku auf 
einige 100V betrieben. Ist schon einige Zeit her (Tschernobyl), aber das 
Ding lief sicher viele Stunden. D.h. der Stromverbrauch war sehr gering.

Ich verwendete den Zähler nur bei ziemlich ungefährlichen Strahlendosen. 
:-)

Wie sich das bei richtig heftiger Strahlung verhält kann ich natürlich 
nicht sagen.

von J.-u. G. (juwe)


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UR-Schmitt schrieb:
> Das lässt sich ja über die Kapazität des Zählrohrs abschätzen.

Neben der elektrischen Kapazität spielt für die Totzeit aber auch noch 
die Art der Gasfüllung (Löschgasanteil) eine Rolle.

von H. W. (erazor)


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Hier mal auszugsweise ein paar Daten vom SBM-20 (als Beispiel):

Minimaler Anodenwiderstand 1.0 MOhm
Empfohlener Anodenwiderstand 5.1 MOhm
Empfohlene Arbeitsspannung 400V
Arbeitsspannungsbereich 350V - 475V
Initialspannung 260V - 320V
Plateaulänge min. 100V
Totzeit (bei U=400V) 190μS
Röhrenkapazität 4.2pF
Lebensdauer min. 2*10^10 Imp.
Gammasensitivität Ra226 29 cps/mR/hr
Gammasensitivität Co60  22 cps/mR/hr

Viele andere bewegen sich in derselben Größenordnung.
Daher können viele Schaltungen für unterschiedliche Röhren verwendet 
werden. Lediglich die Empfindlichkeit muss dann angepasst werden.
Eine genaue Anzeige der für den Menschen relevanten Dosis ist mit einem 
Zählrohr aber ohnehin nicht möglich, da Art und Energiegehalt der 
gezählten Partikel nicht bekannt sind.

von Ampere (Gast)


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U. K. schrieb:
> Eine beliebte und einfache Schaltung findest Du hier:
> https://sites.google.com/site/diygeigercounter/
> wurde vermutlich schon viele 1000 mal mit genausovielen kleinen
> Änderungen nachgebaut.
> Stromaufnahme der gesamten Schaltung (ohne Beleuchtung, Summer und LED)
> ca. 10mA.

Danke für diesen sehr informativen Link, da werde ich einiges aus der 
Schaltung gebrauchen können. Werde wohl einen anderen µC verwenden.

U. K. schrieb:
> Die GM-Zählrohre die ich kenne, werden alle mit Vorwiderständen zwischen
> 4,7 und 10MOhm betrieben. Da kannst Dir jetzt den Strom selber
> ausrechnen.

Danke für die Information.
Gut zu wissen, das ein paar µA genügen.

Fritz schrieb:
> Ampere schrieb:
>> Immerhin wird so ein Zählrohr mit einer Spannung von ca. 2000 V
>
> Ich habe ein Zählrohr verwendet, dass mit 500 - 700V auskam.

Naja, ich habe gehört, daß die Spannung von dem Gasgemisch im Zählrohr 
abhängig ist.
Ich dachte da an einen Zählrohr Eigenbau, der dann mit Butangas (müßte 
da nochmal genau nachschauen) oder ähnlichem durchspült wird und da war 
die Spannung deswegen wesentlich höher als bei diesen kleinen Zählrohren 
die man kaufen kann.

von Thomas B. (thomasbarends)


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>
> Naja, ich habe gehört, daß die Spannung von dem Gasgemisch im Zählrohr
> abhängig ist.
> Ich dachte da an einen Zählrohr Eigenbau, der dann mit Butangas (müßte
> da nochmal genau nachschauen) oder ähnlichem durchspült wird und da war
> die Spannung deswegen wesentlich höher als bei diesen kleinen Zählrohren
> die man kaufen kann.

Ja, die Spannung hängt vom Gasgemisch ab. Es geht sogar mit Luft, aber 
ich denke das man, egal was für Gasgemisch man nimmt, den Druck 
reduzieren muss bis auf ~1/10 Bar. Luft ist vielleicht in einigen 
Hinsichten einfacher als Butan (Luft ist gratis, nicht brennbar...) aber 
kann man nicht auch Helium für Partyballons kaufen?
Viel Spass,

Thomas

von Ampere (Gast)


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Jetzt habe ich mir mal die Seite mit dem DIY-Geigercounter genauer 
angesehen und beim SI-180G Zählrohr, welches einen größeren Durchmesser 
und Volumen hat steht dazu folgendes:

[QUOTE]
SI-180G - Very sensitive to background (84 CPM) but less to other 
sources. This might be the best tube I have for background. (I like the 
way it looks too.) However it's similar to the SI-29G on the other 
samples. A user (Justin) said that a CPM to uSv/h rate of 321 gave a 
similar uSv/h as his GammaScout.
[/QUOTE]
https://sites.google.com/site/diygeigercounter/gm-tubes-supported


Ich meine, das ist doch klar, der größere Durchmesser + größeres Volumen 
führt natürlich zu mehr Teilchen die das Ding durchwandern, daher gibt's 
bei schwacher Strahlung auch mehr Ticks.

Und wenn der Typ dann die starken Strahler an das Zählrohr legt, dann 
ist der gemessene Wert wohl deswegen niedriger, weil die Schaltung nicht 
die längere Todzeit dieses Zählrohrs berücksichtigt, ergo misst er damit 
weniger Ticks/Minute.

Insofern misst der Typ hier doch Mist oder seht ihr das anders?


Man müsste doch mindestens die den gemessenen Wert mit dem Volumen 
verrechnen, so dass man bei beiden Zählrohren einen Wert für das gleiche 
Volumen erhält, erst dann sind die beiden Zählrohre doch überhaupt 
vergleichbar.
Und die Todzeit müsste natürlich ebenfalls entsprechend berücksichtigt 
werden.

von H. W. (erazor)


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Hallo,

natürlich ist es so, dass bei höheren Dosen die Totzeit immer wichtiger 
wird. Bei der von ihm angebotenen Software berücksichtigt er dies mit 
Sicherheit nicht. Die habe ich mir angesehen und weil sie mir nicht so 
richtig gefallen hat, soweit umgeschrieben, dass vom Original nahezu 
nichts mehr übrig ist. Die Totzeit berücksichtige ich allerdings auch 
nicht. So hohe Werte möchte ich, außer für kurzfristige Spielereien 
ohnehin nicht messen.
Aber mit der Genauigkeit bzw. Aussagekraft dieser Messung ist das 
ohnehin so eine Sache. Letztlich kann man zwar Ereignisse zählen, was 
das Ereignis ausgelöst hat, bleibt aber unbekannt. Daher ist auch die 
Umrechnung in Sievert oder ähnliche Einheiten ein Ratespiel, da hier ja 
die biologische Relevanz der Strahlung berücksichtigt werden müsste. 
Außerdem können Alpha Teilchen mit den meisten Röhren gar nicht gemessen 
werden.
Dennoch kann man natürlich sagen, dass es böse ist, wenn der Wert höher 
ist und dass es ab einem gewissen Wert wohl richtig blöd wird. Weiterhin 
kann man, wenn man das Teil irgendwo im Freien aufstellt sagen, dass 
gestern irgendetwas anders war, als vorgestern. Und heute ist es noch 
schlimmer. Außerdem kann man bestimmte Quellen im Haushalt zumindest 
grob abschätzen, ob da überhaupt zusätzliche Strahlung abgegeben wird. 
Ich denke da z. Bsp. an bestimmte Fliesen, Granit, alte Keramik oder 
alte Glasgegenstände.
Ich empfehle Dir übrigens dennoch so ein Röhrchen käuflich zu erwerben. 
Die Preise sind zwar etwas gestiegen, aber dennoch sind diverse 
russische Altbestände in der Bucht noch recht günstig zu bekommen. Nach 
meiner Erfahrung funktionieren die recht gut.

Zu Testzwecken habe ich mir übrigens für wenige Euros bei einem 
Mineraliensammler ein kleines Stückchen Uranerz gekauft (auch in der 
Bucht). Das sind vielleicht Spinner. Da habe ich schon in 2m Abstand 
gemerkt, dass das Ticken zunimmt. Bei einem Abstand von wenigen cm kommt 
das Zählrohr aus der Totzeit gar nicht mehr heraus. Diese Typen legen 
sich sowas in die Glasvitrine im Wohnzimmer. Ich hab das Ding jetzt 
erstmal in Blei verpackt und in einen Blechschrank in den Keller unter 
der Garage verfrachtet.

Gruß

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