Geiger Counter RAM 63

Come migliorare un buon strumento surplus

"Strumentazione"  di R.Chirio

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RAM63 con le Sonde Alfa  e Beta/Gamma

      

Luglio 2009

Questo ottimo strumento prodotto a Berlino, negli anni 70 è molto diffuso tra gli appassionati di ricerca minerali, è ancora possibile acquistarlo sul mercato del Surplus.

I due tubi a scintillazione del tipo a fotomoltiplicatore permettono di raggiungere una alta sensibilità nella lettura radiazioni, dei valori Alfa, Beta e Gamma.

 

Lo schema originale prevedeva l'uso di 4 accumulatori torcia Ni-Cd da 4A + 1 ulteriore accumulatore per la illuminazione della scala indice.

Per stabilizzare le variazioni di batteria era previsto un reostato da tarare ad ogni accensione, questo per compensare le caduta di tensione durante la scarica batteria. Era un sistema poco preciso, è possibile migliorare questa operazione usando uno stabile alimentatore lineare a basso drop-out e con rumore nullo.

 

Le modifiche apportate a questo esemplare di RAM63 comportano:

 

- Utilizzo di solo 4 Batterie a torcia (tipo C) da 1,5V oppure 4 Ni-Mh ricaricabili da 1,2V

- Realizzazione di uno stadio alimentatore in grado di fornire 4,00V in uscita, con un range alimentazione ingresso da 4,20 a 16V

- Sostituzione della lampada a filamento con un led bianco.

- Eliminazione dell'inaffidabile morsetto batteria.

- Miglioramento del ripple generale aggiungendo condensatori.

- Prelievo segnale per Buzzer e uscita segnale per sistema di acquisizione.

  
Schema originali RAM 63

RAM63_schema_principale.jpg (221758 byte)

Schema principale

RAM63_schema_sonde.jpg (191006 byte)

Schema Sonde

RAM63_schema_inverter.jpg (180226 byte)

Schema Inverter HV

(solo su ultime versioni)

Manuale tradotto in Italiano: http://dl.dropbox.com/u/5592203/Textos/Manual-Ram-63-Ital.pdf

  

 Realizzazione

La realizzazione delle modifiche comporta avere delle conoscenze di elettronica, è necessaria un'attrezzatura ed esperienza nei montaggi elettronici.

         

Non si risponde per danni a cose e persone e per un uso improprio della realizzazione.

          

 

 

 Schema elettrico alimentatore stabilizzato 4,00V  200mA

  

 

Lo schema proposto permette di avere in uscita una tensione di 4,00V tarabile precisa tramite il trimmer R1 che deve essere del tipo Cermet 10 giri.  Tutte le resistenze devono essere da 1/8W a strato metallico 1%.

L'interruttore S1 è quello rotativo generale del RAM che interrompe il positivo verso massa.

Il MosFet proposto non è critico, vanno bene tutti i tipi di MosFet a comando logico L, tensione di lavoro 60V e una corrente da 3A. Il mosfet è saldato direttamente sul CS, nel caso di tensioni ingresso, maggiori di 6V è bene che venga montato su un piccolo dissipatore.

La tensione in uscita deve essere tarata a 4,00V leggendo il valore sull'ingresso dell'inverter HV come spiegato più avanti. La tensione secondaria uscente dall'inverter HV deve avere il valore di 9,0V in caso contrario agire sul trimmer interno dell'inverter HV per avere il valore corretto.

Fuori del circuito si nota la nuova connessione per illuminare la scala dello strumento tramite Led bianco, il potenziometro R9 da 100 ohm permette di variare la luminosità del led. In questo caso la corrente nominale del led è di 60mA pari a tre led SMD in parallelo. L'interruttore S2 è quello originale per accendere la lampadina come pure il potenziometro è quello originale per tarare il valore di batteria.

  

  

 Morsettiera batteria

 La morsettiera batteria può avere ossidazioni e provocare cadute di tensione, deve essere tolta completamente, al posto verranno saldati due fili rosso/nero da 0,25mmq protetti da una guaina. 

  

 Porta batteria

 Ecco come si presenta il portabatteria solo con 4 elementi. Il cavetto con guaina proviene direttamente dall'interruttore generale e dal comune negativo.

E' tutto più semplice ed affidabile.

 

Per comodità è possibile usare un connettore maschio/femmina per interrompere il collegamento pacco batteria.

 

Chi vuole ridurre drasticamente il peso dello strumento, può eliminare del tutto il pesante gruppo batterie e portabatteria, ed adottare un porta pile in plastica ed usare 4 stilo di buona qualità. Il porta pile si può fissare sul fondo del Ram usando del velcro. 4 pile stilo danno una autonomia di oltre 50 ore.

    

 Illuminazione a led

 Ecco il led SMD montato al posto della lampadina da 1,5V.

In questo caso il led contiene tre elementi che vanno saldati in parallelo.

 

Il led va sistemato in centro dove c'era la lampadina.

Si possono anche mettere uno due led tradizionali da 5mm.

Le resistenze si possono anche montare esternamente sul percorso di alimentazione. 

 Scala illuminata

Adesso la scala viene illuminata da una forte luce bianca, ben visibile anche di giorno.

 

E' possibile montare due led distanziati per avere una migliore distribuzione della luce, come pure si possono mettere led verdi o blu per dare una sembianza più  professionale... 

         

 Alimentatore 4V

L'alimentatore finito, si presenta compatto e di piccole dimensioni.

Bisogna incollare una staffa ad L isolata per fissarlo alle viti della piastra intermedia. La posizione è possibile sotto la flangia dei trimmer di taratura.

Oppure si può anche sistemare nel vano della 5a batteria non utilizzata.

 
Qua vediamo il Mosfet sistemato direttamente sulle piste ramate che fanno anche da dissipatore.

Con 53mA di assorbimento nominale dal 6V la dissipazione è molto bassa e non ci sono problemi di riscaldamento.

 
Parziale vista dell'alimentatore sistemato sotto i trimmer, sulla destra il gruppo schermato dell'inverter HV

 
Circuito stampato principale, alzato, si nota il condensatore da 3300uF montato tra massa e il negativo del 6V, aiuta  a togliere i disturbi presenti sull'alimentazione, non è comunque indispensabile.

  

      

 Inverter HV

All'interno del gruppo schermato troviamo il circuito moltiplicatore di tensione che fornisce i 1250V per fare funzionare il tubo a scintillazione.

 

Non è possibile misurare la tensione HV con gli strumenti tradizionali, è necessario un voltmetro con altissima impedenza di ingresso. 

Per la misura dell' HV vedi il mio progetto di Voltmetro altissima impedenza.

  

Questo è la sezione a bassa tensione dell'inverter.

 

Dal filo azzurro entrano i -4,0V e dal giallo escono il -9 V, il nero è la massa.

 

Sulla sinistra si nota il trimmer per la taratura del 9V e anche del 1250V. Va girato piano con molta attenzione.

 

    

 Cavo connessione sonde

Purtroppo il cavo di connessione sonde rappresenta un problema.

E' di grosso diametro e molto rigido, il fatto di muoverlo sovente, tende a fare saltare il punto di saldatura dei vari cavi.

Si può ripristinare la connessione con un pezzo di cavo flessibile saldato per formare una piccola briglia. 

Isolare il tutto con guaina termorestringente.

Curare particolarmente il cavo centrale che rappresenta HV.

  

     

 Uscita segnale buzzer

  

 (S) questo è il punto migliore per prelevare il segnale da amplificare, sia per applicarlo al Buzzer piezoelettrico che per il contatore esterno.

Va utilizzato un circuito inseguitore ad alta impedenza per non condizionare il segnale nel punto di prelevamento.

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 Software CDV:   http://www.anythingradioactive.com/CDVCounter/help.html

Questo è un programma molto utile, che converte gli impulsi in uscita dei geiger, (prelevati sul cicalino, o sulla presa cuffia), in un grafico che riporta i valori medi letti nel tempo. Si possono settare tempi anche molto lunghi, per verificare deboli variazioni dei valori di radioattività. Il file di Help è incluso del programma. 

 

   

 Taratura 
E' utile montare due condensatori al Tantalio da 47uF 16V direttamente sui cavi provenienti dall'inverter HV. Con questa modifica il ripple presente sul 9V passa da 150mV a circa 20mV, valore più che buono per non introdurre disturbi.

Dare alimentazione al RAM 63 collegando la sonda Beta/GAmma.  

Misurare sui terminali cavo Nero (+) e Azzurro (-) il valore di 4,00V regolando il trimmer R1 presente sull'alimentatore 4V.

Verificare che tra il cavo Nero (+) e il cavo Giallo (-) ci siano almeno 9,0V

Con il commutatore principale sul primo scatto (ABGLEICH) verificare che l'indice sia in zona segno rosso, in caso contrario regolare il trimmer R25 per centrare l'indice sul segno rosso, il RAM 63 deve essere in posizione orizzontale, appoggiato su un piano.

I trimmer R1 e R6 servono a calibrare le sonde, è necessario avere una fonte di emissioni calibrata, oppure mandare un preciso segnale ad onda quadra, in caso contrario, evitare di toccarli.

 

 

 

 Commenti finali

Con queste semplici modifiche il RAM dovrebbe essere molto più stabile e con 4 batteria a torcia la durata di funzionamento è molto lunga, non è più necessario effettuare la taratura iniziale. Quando l'indice non arriverà più alla tacca rossa vuol dire che le batterie sono scariche.

Le misure migliori si effettuano con la sonda fissata sul suo supporto e i campioni vanno messi sotto la sonda nel porta campioni.

Per via del peso e della lancetta indice che è un po’ ballerina, non è uno strumento  adatto per essere portato in miniera, è meglio usarlo come strumento di analisi fisso appoggiato su un piano (tavolo).

Per ridurre peso consiglio di adottare per l'alimentazione, solo 4 batterie a stilo di buona marca, eliminando tutto il gruppo in metallo del porta batterie originale.


Sempre utili gli appunti del Proff. Andrea Bosi su radioattività e Geiger:

http://spazioinwind.libero.it/andrea_bosi/index.htm


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