Statie de monitorizare a fondului de radiatii Gamma in Timisoara

[radhoo]

Dupa impactul pe care proiectul meu l-a avut in presa locala, am raspuns invitatiei lui Andrei Borosovici, si astfel am participat la emisiunea lui, pe TVR3 , unde am avut ocazia sa prezint, in linii mari, detalii din spatele acestui proiect:

Radu Motisan despre uRadMonitor - Regional Cafe TVR3

Celor interesati le doresc vizionare placuta :)

[radhoo]

Proaspat aparut pe hackaday:

http://hackaday.com/2012/12/07/online-radiation-monitoring-station/

Planuiesc o imbunatatire a graficelor cat de curand. Am consutrit si un dozimetru portabil, am sa vi-l arat numai sa apuc sa postez pozele.

[radhoo]

Deja sunt motivat sa incep un "nou"  detector de radiatie gama (au trecut enorm de multi ani de la cel vechi disparut in neant ) ...o varianta low cost ...

Am facut o varianta portabila: http://www.rufon.org/forum/index.php/topic,4339.0.html

E numai bun de dus in buzunar.

[radhoo]

Aparatul a inregistrat prima variatie atipica:

http://www.pocketmagic.net/2013/01/uradmonitor-unusual-background-radiation-reports/#ro

Datele de diagnoza (debug) indica o functionare corecta a aparatului in timpul celor 6 minute in care a inregistrat un varf la nivelul debitului dozei ambientale: un maxim de 3781 (cpm = pulsuri pe minut/ tubul SBM19) fara de media de 81 cpm.

Avem si alte masuratori in zona pe acest interval de timp?

[Arhanghelul]

1. Urmareste in viitor daca a trecut vreo basculanta sau vreo betoniera ... eventual cu Radex sa te duci langa strada sa vezi daca au cazut materiale ce le transporta ...

In rest interesant ...

2. Observ o crestere intai a luminozitati (cer senin cu soare "puternic") de 6 ori mai mare ca ziua precedenta in acelasi interval de timp ... pe urma variatie a presiuni (creste si scade vizibil in timp foarte scurt intre orele 19 si 20  ? ), cresterea temperaturi( temp. de varf >12 oC) si pe urma variatia umiditati aerului cu 1 - 2 ore inainte de acest varf de radiatie ... nu cumva "carcasa " acestui complex de senzori era acoperit de zapada si gheata ... si din cauza acestei zile calduroase de iarna (peste regimul normal al perioadei) ... sa se fi eliberat rapid de "ecranul" inghetat ...

Cele de mai sus ... sunt ... ca o ipoteza de lucru ... tu sti mai bine ... ca doar este langa "muscata" ta ...  :lol:



Sugestie ar trebui sa mai umbli la "ecartul" grafic al presiuni ... liniutele de mediana/refetinta si valorica/momentana se suprapun ... din punc de vedere grafic nu se vad usor diferentele ... evidentiate numeric/valoric in schimb ...

[radhoo]

salut Arhanghelul, mersi de feedback,

sunt oarecum departe de sosea, nu trec decat caini si pisici prin zona, iar gheata nu a mai fost de zile bune. Sincer nu am o explicatie pentru ce s-a intamplat:
- pe langa alte date culeg si tensiunea pe tubul geiger, masurata in permanenta, dar si un "duty cycle" al semnalului PWM care controleaza invertorul. Daca tubul ar intra in avalansa, sa zicem din motive tehnice, acesti doi parametri ar fi trebuit sa fie alterati puternic. Ori ei au indicat o functionare normala, si atunci cand tubul a detectat 3000 de pulsuri fata de cele 81 ale mediei normale.

Am aruncat un ochi si pe inregistrarile activitatii solare, si au fost niste variatii, dar nimic semnificativ sau care sa pot puen in legatura cu datele inregistrate aici. Date privind activitatea solara aici: http://www.swpc.noaa.gov/rt_plots/index.html
Coordonata de timp din acele grafice e in sistem UTC, deci noi la GMT+2 avem doua ore in fata.  Mai trebuie tinut seama ca nu suntem in permananta orientati catre soare, senzorul de luminozitate arata aproximativ durata zilei la pozitie statiei mele. Am atasat pentru cei interesati graficul NOAA pt 31.01.2013.

Sugestia cu imbunatatirea graficelor e foarte bine venita, si am in plan o modificare. Sper sa gasesc un pic de timp cat de curand.

[radhoo]

Iata ca s-a intamplat si al doilea eveniment mai putin obisnuit: a doua anomalie la valorile masurate ale radiatiei de fond:

Primul, despre care v-am spus mai sus, s-a intamplat pe 31 Ianuarie 2013 si a durat 7 minute, in care a atins un varf de 3781cpm (pulsuri pe minut), comparat cu media normala de 81 cpm.

Al doilea s-a intamplat in aceasta noapte, 8 februarie 2013, a durat 8 minute (ciudata asemanare) si a atins o valoare maxima de 5175cpm.

Datele de diagnoza pentru amandoua, arata ca sistemul a functionat corect, inclusiv valoarea masurata pe tubul geiger, care s-a pastrat in parametrii normali - in jurul valorii de 400V, in timpul celor doua evenimente. Ceilalti senzori (3x temperatura, 1x umiditate, 1x presiune barometrica, 1x luminozitate) indica valori normale.

Primul eveniment:

Valorile masurate sunt disponibile aici: http://www.pocketmagic.net/2013/01/uradmonitor-unusual-background-radiation-reports/#130131

Al doilea eveniment:

Mai multe detalii aici: http://www.pocketmagic.net/2013/01/uradmonitor-unusual-background-radiation-reports/#130208

Ar fi minunat sa stiu ce se intampla. Planuiesc sa adaug un mic difuzor, conectat la statia de masurare, care sa sune o alarma de avertizare - deoarece evenimentele dureaza destul de mult timp, as avea posibilitatea sa fac si alte masuratori cu celelalte aparate care le am in timpul acestor evenimente. De asemenea o idee ar fi si adaugarea unui detector de backup/redundant, la statia existenta.

Aveti alte sugestii?

[radhoo]

ca o completare la cele de mai sus. am inclus graficul dozei radiatiei de fond la rezolutie maxima, asta insemnand o unitate de un minut pe axa timpului.

am observat si o crestere a temperaturii cu jumatate de grad pe durata anomaliei. asta pare sa sprijine idea ca nu e vorba de o defectiune a aparatului: o explicatie ar fi ca evenimentul de emisie mai intensa chiar a avut loc si aerul a primit o parte din energia radiatiei si a rezultat printre altele si caldura. Toti 3 senzorii de temperatura au inregistrat cresterea.

Iata graficele la rezolutie maxima:

[StarDust]

O sugestie ar fi ecranarea (daca e posibil) detectorului facandu-l astfel mai directional pentru a putea stabili directia sursei cat de cat.
Banuiala mea e ca s-ar putea ca sursa sa fie in spatiu, dar e doar o banuiala nu foarte sustinuta de vre-o analiza sau dovada.
Directionalitatea ar putea da un indiciu despre sursa dar s-ar reduce asa sensibilitatea detectorului, el receptionand astfel doar radiatiile incidente.

P.S. Ca sa fiu mai bine inteles ma refeream la plasarea detectorului intr-un fel de tub (cu rol de ecranare) cu o deschizatura facandu-l mai directional.

[radhoo]

Salut. Asa e StarDust, s-ar putea modifica sistemul ori cu o ecranare, ori cu utilizarea mai multor detectori in paralel, pentru a avea o idee asupra directiei. Dar in acest punct, nu pot sa fiu 100% sigur ca acele masuratori atipice sunt corecte.

Unele surse de specialitate indica cateva lucruri foarte interesante:
1. Odata cu imbatranirea tuburilor Geiger cu halogeni, bromul se absoarbe, prin reactii cu materiale din interiorul tubului. Astfel cantitatea de brom se poate imputina, rezultant in imposibilitatea efectuarii unei stingeri eficiente, si de aici un fenomen de avalansa, asociat cu distrugerea permananta a tubului. Pe scurt:
"The causes of failure of the G-M detectors used in the nucleonic
oil gauging system of USAF aircraft are presented. Exprrimental tests
performed on several tubes, in s:mulated aircraft environments, proved
that the detectors fail because of a depletion of the halogen quench
gas. A variety of surface analyses established that the halogon gas
reacted with both the cathodc and anode surfacoo; On the cathode the
halogen (bromine) attack was always co-located with lead deposits and
the only known sourec of load inside the countor is from the glass
solder used as the tube sealant.
The anode showed two types of bromine attack: A fairly uniform
attack of the entire surface and a highly locnlized attack on abraded
regions. Those abrasions wore evident on every dotector that failed
in tho simulntod aircraft environment.
Ilocommendations are mado to increase tho G-M tube longevity.
Implomonting those recommondation. require only minor modifications
to the basic system.;"
Pentru cei interesati documentul complet, este inca disponibil aici: http://www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/746267.pdf

2. Panta palierului (viteza de numarare in raport cu tensiunea aplicata tubului). Alte surse din literatura de specialitate, indica:
"In general, the value of the slope must be less than 15 % to consider that the detector is in good conditions." Pentru tuburi Geiger noi se prezinta o panta mai mica de 3%.
Cu alte cuvinte prin variatia tensiunii pe tub, in limitele descrise de fabricant ca fiind parte a palierului, numarul de pulsuri numarate sa nu varieze cu mai mult de 15%.
Articolul complet, cu tot cu exemple e aici: http://www.inin.gob.mx/mini_sitios/documentos/MRNI-501D0.pdf

Ca sa raspund la aceste doua puncte, am facut masuratorile necesare. Tubul SBM-19 e prezentat ca avand intervalul de functionare intre 350V - 475V . Tubul cu care am lucrat, nu pare sa functioneze bine la 350V dar rezultatele pe intervalul 375V- 450V arata excelent, in ciuda varstei tubului.

Masuratorile s-au intins pe mai multe ore, pentru a aduna date suficienta masurarii unei medii corecte.
Voltaj pe tub / Pulsuri numarate (radiatia de fond)
349.33 / 65.88
375.64 / 78.62
399.65 / 79.98
424.71 / 80.18
449.51 / 79.68

Detaliile experimentului si toate valorile masurate, culese direct de pe aparat, se gasesc in PDF-ul atasat: http://www.pocketmagic.net/wp-content/uploads/2012/10/sbm_19.pdf

Concluzia pare sa sugereze buna functionare a tubului, si a incadrarii fara dificultate in panta de 15% . De asemenea "anomaliile" masurate s-au terminat cu reintrarea tubului in regim de numarare normal, ceea ce ar fi fost improbabil in cazul unui tub defect.
Ce e ciudat e lungimea apropiata a acestor anomalii si forma asemanatoare a variatiei. Sa fie oare vorba de un cabinet dotat cu aparat roentgen care produce efect de cer? Grafice la rezolutia maxima (pt observarea formei) am postat aici:
http://www.pocketmagic.net/2013/01/uradmonitor-unusual-background-radiation-reports/

A mai fost un eveniment atipic si pe 15 Februarie. De aici eforturile mele sporite de a intelege ce se intampla.

Aparatul l-am reglat pe 375V acum (fata de 400V cat a fost din octombrie 2012 pana acum).

[sunnyboy]

Mi-ai deschis ochii vorbind de data de 15 februarie. Atunci a cazut si pocinogul ala de meteorit (?) la rusi. Nu stiu cu ce viteza bate vantul, dar daca la tine la aprox. 12 ore dupa evenimentul cu meteoritul (daca bine numar eu) apare o crestere de 5 ori a nivelului de radiatie... o fi vreo corelatie? Sau sunt eu prea conspirationist-izat?

[radhoo]

as vrea sa am un raspuns sigur. deocamdata planuiesc un detector redundant pentru a avea siguranta acuratetii masuratorilor.

[Arhanghelul]

Apare ceva la tine in arhiva pe  ziua de 27 aprilie ...? ...   :star:

Citat:
"Exploziile gamma (Gamma Ray Burst – GRB) sunt fenomene astrofizice extreme, a căror cauză nu este pe deplin elucidată. Putem spune că ele sunt cele mai strălucitoare fenomene din zona spectrului electromagnetic din Univers. Originea lor nu este pe deplin elucidată. Se presupune că sursa lor este reprezentată de stele foarte masive, care mor, transformându-se în găuri negre.

Sursele exploziilor gamma se află la miliarde de ani lumină distanță de Terra și eliberează, în foarte scurt timp, o cantitate de energie mai mare decât cea emisă de Soare pe parcursul întregii sale vieți.

În ziua de 27 aprilie, la ora 7:47 UTC, telescopul spațial Fermi (care supraveghează Universul în zona radiațiilor gamma ale spectrului electromagnetic)a înregistrat o puternică explozie gamma în zona constelației Leo (Leul), care a primit numele de GRB 130427A. Radiațiile gamma detectate de către telescopul spațial aveau o energie de cel puțin 95 Gev (gigaelectronvolți) de circa trei ori mai mare decât cea mai puternică explozie gamma detectată vreodată de către telescopul spațial Fermi. Un alt aspect important este legat de faptul că această explozie gamma a durat câteva ore, ceea ce reprezintă un alt record pentru acest tip de fenomen. Aceasta a fost detectată și de către telescopul spațial Swift, specializat în observarea exploziilor gamma, care a putut stabili cu precizie poziția exploziei."

http://stiintasitehnica.com/stiri/o-explozie-gamma-record/index.html

[radhoo]

Salut Arhanghelul,

Am atasat graficele din acel moment. Noi suntem in GMT+3, deci 7:47UTC e 10:47 GMT+3.

[radhoo]

La un an dupa ce constructia initiala a fost finalizata, am avut in sfarsit timpul necesar pentru cateva imbunatatiri. Placa de test a fost inlocuita cu un PCB nou nout, realizat prin metoda transferului de toner. Am pierdut o zi doar pentru design, alta pentru realizare, si inca una pentru repararea micilor probleme si pentru implementarea modificarilor in software:

Arata mult mai bine, nu credeti? Iata o comparatie. Ma mir ca a functionat bine timp de un an!

Transformatorul de ferita a fost reutilizat, pentru ca a demonstrat o buna eficienta. Desigur ca nici nu m-am grabit sa rebobinez altul, cand secundarul are 600 de spire , sarma 0.1 - nu e tocmai usor, avand in vedere ca le fac manual. Dar aproape ca am ajuns sa il refac, deoarece am avut cateva probleme cu invertorul. Pana la urma am gasit problema - tranzistorul invertorului a fost in oglinda, din cauza unui simbol gresit in eagle (varianta CBE in loc de EBC). Dar s-a remediat usor, fara a strica placa.

Am adaugat trei senzori aditionali pentru a detecta ploaia si pentru calitatea aerului (MQ9B pentru gaze inflamabile, si Sharp GP2Y1010 pentru cantitatea de praf/particule in aer). MQ9  s-a dovedit o sursa semnificativa de caldura (din cauza sistemului de detectie cu filament), asa ca a trebuit sa-l mut mai de parte de senzorii de temperatura:


Au fost probleme si pe partea de soft: modificarile pentru noii senzori, modificarile pentru noul PCB (schimbari in ordinea pinilor, nou cristal de 8mhz fara de cel de 16mhz, alti timpi, tensiunea de lucru schimbata si ea la 3.3V de la 5V - probleme la conversiile ADC din cauza Vref-ului, etc),  si alte modificari si pe partea de server pentru a adapta baza de date mysql la noile citiri,  dar si pentru a desena graficele datelor noi. Dar iata ca in sfarsit totul functioneaza si graficele snzorilor noi se pot vedea aici, in timp real:

Detector ploaie (0 nu ploua, 1 ploua):


MQ9, gaze combustibile in aer: metan, vapori hidrocarburi, alcool, etc:


Sensor de praf:


Acesta e modul meu de a ura "la multi ani acestui proiect", acum , la un an dupa prima implementare  :101 , in care a strans 22MB de date .

Mai multe poze aici: http://www.pocketmagic.net/2012/10/diyhomemade-geiger-counter-2/#131029