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TAKAさんの毎日が発見・ブログ
アマチュア無線の機器製作を中心にした日常の活動記録です (by Taka JA2GRC、このブログはFC2_BLOGを使わせていただいてます。)
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PMT proj その30
 さて、PMT部分の遮光性の確保もほぼ行けそうなので、いよいよシンチレータを取り付けてみました。



こちらに、PMT proj 関連記事の目次が有りますので、他の記事もご覧ください。


 ネットにはPINフォトダイオードにシンチレータを取り付ける例は沢山ヒットするのですが、PMTに取り付ける例は余りヒットしません。 有っても、かなり専門的に加工したシンチレータの例で、取り付け作業の部分は余り詳しく記述されて居ません。 大学や研究機関の情報が多くて、おそらくは、この取り付け作業は、専門業者がやっているのでしょう。 とは言え、何とか取り付けないと行けないので、PINフォトダイオードの例を参考にトライしてみます。

 シンチレータの潮解性と、鏡面仕上げの部分の取り扱いに特に注意しなければならないようです。 用意した物はこんな物です。 今までの作業で散らかった机の上を片付けて作業を開始します。 テフロンテープは近くのホームセンターで入手しました。 爪楊枝はシリコンオイルを僅かに取り出して塗るための物です。

120608_pmt_proj_167.jpg

 シンチレータは秋月のCsI(Tl)の1cm角の物です。 結合面の対角がちょうどPMTの直径にピッタリです。 シンチレータそのものは密封容器に乾燥剤と共に入れてあります。 テープで保護されていますが、このテープはそのまま使える様にはなっていません。 側面部分を剥がさないと、鏡面部分が剥がせない様になっているので、結局、全部剥がさないと使えません。

120608_pmt_proj_168.jpg

 シンチレータの取り付け作業は、以下の様な手順でやりました。
・まずは、手の湿気がくっつかない様に薄手のゴム手袋をして作業します。
・次にテフロンテープを適当な長さに切って、シンチレータの側面を覆います。
 このとき、鏡面仕上げの面は触らない様に注意します。
・次にシリコンオイルを爪楊枝の先に1滴取り、シンチレータの鏡面部分に薄く塗り広げます。
 可能な限りシリコンオイルの量は少ない方が良いと思います。
・このシリコンオイル面をPMTのヘッド部分に貼り付けます。 空気が入らない様に慎重に貼り付けます。
 1辺をくっつけて、斜めにしながらゆっくりとくっつけていくとうまくいくと思います。
 上手くくっつけば、シリコンオイルだけでPMTのヘッド部分に貼り付いています。
・最後はテフロンテープでシンチレータが動かない様に固定します。
 私の場合は、シンチレータにテフロンテープを十字になる様に貼り付け、その4つの先をPMTの側面に引っ張る
 様に貼り付けます。 余り無理に引っ張るとシンチレータが動いてしまいますので、シンチレータがPMTのヘッ
 ドの中央に来る様に抑えながら貼り付けていきます。 そして、PMT管壁に貼り付けたテフロンテープがはげな
 い様に、同じくテフロンテープでぐるぐる巻きにします。 シンチレータの部分までそのままぐるぐる巻きに
 します。 テフロンテープに皺が出来ますと、乾電池ケースが入らなくなりますので、皺が出来ない様に、良く
 広げてテフロンテープを貼り付けていきます。

 この上にアルミ箔を巻きますので、テフロンテープを巻いた状態ではスムーズに乾電池ケースが入る状態でないと駄目です。 できあがったら、シンチレータの密着具合やPMTの中心位置に貼り付いているか十分に確認しておきます。 この部分が性能に大きく影響するようですので、慌てずに慎重に仕上げておきます。

120608_pmt_proj_169.jpg

 さて、問題ない様だったら、PMTとシンチレータ全体をアルミ箔ですっぽり覆ってしまいます。 アルミ箔で覆った後に乾電池ケースを被せますので、アルミ箔は、二巻きぐらい、こちらも皺の出来ない様に、PMT管面にしっかり押しつけて巻きます。 うまく巻けたら、シンチレータ側を適当な長さに切って、折り曲げておきます。 リード線側は、なるべくリード線に押しつける様にフォーミングしておきます。 これで、乾電池ケースを被せればOKです。

120608_pmt_proj_170.jpg

 こうして、乾電池ケースまで入れ込んだ物を、ベース基板に挿すと、こんな感じになります。

120608_pmt_proj_171.jpg

 さて、ショートなどがないか確認して、いよいよ火入れをします。 既にLEDパルス光で動作確認していますので、何らかの動作はすると思いますが、レベルがどれぐらいの物かは、不明ですから、ここでも慎重にやります。 LEDでの実験時と同じように、アノード負荷は1MΩ、ダイノード間電圧は100V、全体電圧は1100Vで試してみます。

 と、見ていたら、早速、パルスが見えています。 特段の線源を近づけなくても、結構な頻度でパルスを発生しています。 流石にLEDパルス光の様に一定レベルではありませんが、低いレベルの物から、大変大きなレベルの物まで沢山のパルスが見えています。 試しに、マントルを近づけてみますと、更に激しくパルスが発生しますので、シンチレータの光を捉えているのは間違いなさそうです。 シンチレータって結構強い光を発しているのですね。 たまたまなんですが、LEDで試した光量がほぼ同じオーダーの光になっていましたね。 今後のテスト時の参考になりそうです。

120608_pmt_proj_172.jpg

 所々、下向きの小さなパルスが乗っているのはDC-DCのノイズだと思います。 信号レベルよりは遙かに小さいのですが、せっかくここまで綺麗な信号が取り出せていますので、せっかくなら、このDC-DCのノイズをもう少し抑えておきたいですね。
コメント
この記事へのコメント
Re: タイトルなし
Hiroshiさん、コメントありがとうございます。

何とか、信号を検出できました。

これから、信号処理系、および、装置としての纏めに取りかかりたいと思います。

引き続き、お気づきの点が有りましたら、コメントをよろしくお願いいたします。
2012/06/08(金) 20:56 | URL | Taka (ja2grc) #-[編集]
PMT動作おめでとうございます。一発動作素晴らしいですね。
各ブロックごとに入念なチェックをされているので、本人としては当然の結果でしょうが。

パソコンのサウンド回路を使うにはパルス幅が小さいですね。200μsくらいしたほうが良いかと思います。
パルス幅伸長回路とサウンド回路の20kHzのLPFで、DCノイズは無視できると思います。

私はPINダイオードと同じCsIシンチレータで食品の放射能検査にチャレンジしているところですが、茶葉あたりだと8時間くらい測定しないと、安定したデータになりません。

PMTだったら、もっと短時間に測定可能なので、うらやましいです。
2012/06/08(金) 15:50 | URL | Hiroshi #-[編集]
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