LabVIEW info. Sharing 新館

とりあえずプログラム作成

閾値を高くすればカウントは少なくなりますが、パルス高さの頻度の指数関数的減少を使えば閾値以下の頻度も予測できるかもしれないともくろんでおりました。ある意味、ノイズフィルターの役目をさせられないかなと、思いましたが、そのためには十分なN数が必要なので結局推定するためには時間がかかるという感じでした。

まあ、係数で逃げるのが健康的なように思います。

アプリケーションっぽい具合にプログラムを組んでみました。





野外で測定するときにはiPhoneが便利ですから、PC版は車載専用でしょうか。

まだ、ファイル保存の機能、閾値の選択機能、校正機能などを追加する必要があります。

最近、Data Dashboard for LabVIEWが使えるようになりましたが、みなさま、ご存知でしたでしょうか？

ポケットガイガーの信号とノイズの違い（その2）

前回は、パルスの発生頻度に注目してノイズと信号を分離してみたい、というところで時間切れとなりました。
放射線はランダムに発生すると言われていますが、個々の原子は新旧によらず、それぞれ気ままに崩壊する性質が背景にあるということです。ノイズも気ままですが、放射線とは発生原因が異なりますので何らかの違いがあるのではないかと思ったのです。

さて、閾値を-0.04で記録したパルスの発生時刻と波高データをそのまま使って単位時間のカウント値を時系列で整理してみました。カウントとしては閾値付近のカウントが大きいので1分間を単位としてカウントしてみると200カウントぐらいになります。LabVIEWに用意されているポアソン分布の関数はXがだいたい170以上で計算不能になってしまいましたので、単位時間を10秒にしました。





平均値が大きいときには正規分布に近づくと言われていますが、確かにそんな感じです。

さて、閾値を-0.06としてパルスの波高で低いものと高いものに振り分けて見ます。波高が低い方の大部分はノイズで、高いほうにはガンマ線の信号が多く含まれていると考えられます。



パルスの頻度が少なくなるので1分間当たりのパルス数として、閾値-0.06以上の大きなパルス（負のパルス）ものだけを集めると



閾値を変化させながらポアソン分布とのMSEをとってみると-0.088がもっともポアソン分布に近いことが分かりました。


閾値-0.088のグラフは



かなり近いです。でも、頻度は1分間に0.58まで減少しています。


（続く）

ポケットガイガーの信号とノイズの違い（その１）

見たいものが信号でジャマなものがノイズとしましょう。
ガンマ線のよるパルスが信号でそれ以外はノイズと考えても悩ましい中途半端なものもありますので、合理的な線引きができればありがたいものです。

ポケットガイガーの出力をPCのマイク端子に接続してサウンド出力をモニターしていますので、数値はそのモニター値をそのまま使います。通常±0.04ぐらいで変動しているのですが、ときどきマイナス方向に鋭いパルスが出力されます。
とりあえず、閾値を-0.04としてパルスを捕らえてみました。

パルスの高さによって波形の違いを見てみます。


0.04から0.06の範囲のパルスは通常時のうねりからちょっと飛び出しているだけであやしい感じです。その次の0.06から0.08の範囲のパルスはしっかりしているような感じがします。
それでは0.06に閾値を設定すればよいのでしょうか？

「見た目で選んでどこが悪いの?」というCMは1995年のものらしいですが、まだ覚えているほどインパクトがあったのですね。

見た目だけでなく素性まで見られれば、なおよろしいのですが、うまい手は？
ガンマ線の素性といえば発生のランダム性かもしれません。一晩、閾値-0.04を下回るピークを持つ信号を拾ってみました。エネルギースペクトルが見られるかもしれないとも思ったのですが、波高で頻度をとってみると、縦軸を対数スケールにすると0.07ではっきりした折れ曲がりがあります。


0.07より高い波高では指数関数的に頻度が減少しているだけで、核種によるピークが出てくるわけではないようです。ガンマ線が電子とぶつかってエネルギーを電子に渡すコンプトン散乱だけが観察されているのでしょう。
閾値はノイズとコンプトン散乱を区別すれば良いということになるかと思います。

コンプトン散乱を起こしているガンマ線はランダムに発生しているはずですから、発生間隔の頻度を調べて見ます。

（今日はここまで）

ポケットガイガーの信号をLabVIEWで見る

ポケットガイガーは半導体でγ線を検地して、iPhone (iPod touch, iPad)のマイク入力波形を「ポケットガイガーLite」という無料アプリケーションでカウント処理をして放射線量の表示を行っているようです。

PCのマイク入力端子につなげば良いかというと、そんなに単純ではなく、一手間かかるのが良い感じです。イヤホンやマイクなどのプラグを意識することは無いと思いますが、同じ形で、同じ大きさのジャックに入ります。でも、iPhoneなどは4線タイプ、PCは3線タイプが標準的なので、差し込んでも機能しないという無法状態です。


変換アダプターがあれば良いのですが探しても見つかりません。それほど需要が無いのでしょう。4線タイプと3線タイプの延長ケーブルを買ってきて自分でつなぎなおして変換ケーブルを作りました。
アマゾンで安いのを見つければ500円ぐらいですみそうですが、思い立ったときにやってしまおうということで、近所のヤマダ電機に行って4線タイプはオーディオテクニカのAT345iS/0.5、3線タイプはエレコムのEHP-CT13G/03BKを買ってきました。

--備忘録--
プラグの根元から先端に向かって番号をつけると4線式は黒、シールド、赤、緑の順で0から3になります。3線式は黒が0、記録をとらなかったので忘れましたが茶と赤は1か2になっています。
４線式ジャックの赤と緑は無接続、黒とシールドは3線式プラグの黒と赤&茶にそれぞれ結線しました。

サウンドパレットを使ってサンプリングレートを96kHzに設定して取り込んでみました。





けっこう行けそうです。

ポケットガイガー

電力測定仲間のOさんが、昨日買ったばかりなんですけどね、と言いながらうれしそうに見せてくれたのがポケットガイガーでした。
iPod touchで放射線を測定するツールで、4000円ぐらいで買えるキットなのだそうで、しばらく品切れで手に入らない状態だったのが、やっと購入することができたとのことです。その後すぐに売り切れてまたしばらく購入できない状態になるほど人気なのだそうです。

ガイガーカウンターを作れば測りたくなって、危ないところに近づいて行きそうな気がして避けていたのですが、使っていないiPhoneも持っているし４０００円ぐらいなら良いかと
「radiation-watch.org」のブログを見ていたのですが、しばらくして注文受付状態になったので、注文しました。
届いたのが、先週の木曜日(12/1)で、翌日から岩手の盛岡まで出かけることになっていましたので急いで組み立てて、東北道を走りながら試運転を行いました。
だいたい公表されている値が出ていましたので、まじめな製品だということが確認できたような気がします。

LabVIEWの本

LabVIEWプログラミングの良い教科書は、と問われると、前にも紹介していますが、やはりこれでしょう。
マウスやキーの操作の勘所も書いてありますので、独習が好きな人に向いていると思います。

LabVIEW 2010プログラミングガイド

Robert H. Bishop / アスキー・メディアワークス

LabVIEW画像計測入門という本が出ていることはオフ会で聞いていたのですが、先ほど注文しました。届いたら簡単な感想を書こうと思います。

LabVIEW画像計測入門 (KS理工学専門書)

橋本 岳 / 講談社

配列操作について

要素がｎ個の１次元配列ｙ（i) i=0 to n-1があります。

次のようなn-1個の１次元配列を作りたいという状況になってしまいました。

ｙ(0)×y(1),y(0)×y(2), ..... ,y(0)×y(n-1)
ｙ(1)×y(2),y(1)×y(3), ..... ,y(1)×y(n-1)


y(n-3)×y(n-2),y(n-3)×y(n-1)
y(n-2)×y(n-1)

しかも計算しなければならない１次元配列がm個あるので大変





配列操作の確認です。
２次元配列から行を取り出す。１次元配列を２個の１次元配列に分割する。







要素を順番に取り出して、その要素以降の１次元配列と乗じます。これを１次元配列に連結します。





配列の指標付け使用、配列の指標付け不使用、シフトレジスタなどループ際の小技に注意です。





どうかな～。

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かなりはしょった記事でしたが理解していただいて、役にたったようです。
この程度の説明で理解できるの人は結構なLabVIEWerだとおもいます。

LabVIEWの演算

2kaさんのコメントへの回答のつもりです。
質問の意味はこんな感じですか？


LabVIEWの和とか積とかのシンプルな演算は、変数、１次元配列、２次元配列などもたいていはそのままつかえます。




多くの言語では配列の演算はループをまわして処理するのですが、LabVIEWの場合は要素同士の積を計算したいときは配列同士の積でOKです。もちろん配列の大きさが違うもの同士の場合はちょっと注意が必要ですので試してみてください。

家庭電力の無線計測システムについて

はじめに

東電福島第1原発の爆発事故の混乱の中で行われた計画停電は、関東圏で生活する者に社会の隅々まで電気をベースに成り立っているという事実を体感させました。東京電力が十分な準備も無く計画停電をあえて行った理由は家庭の電力消費は東京電力が制御できないものであるという推測からでした。これについては平成23年3月25日に経済産業省が発表した資料「「計画停電」の実施状況について」に書かれています。計画停電以外の選択肢がなかったかどうかは分かりませんが、それほど家庭の電力消費の実態把握が重要なテーマになるならば、自宅での使用電力を定量的に測ってみようと考えました。Webで検索した情報などをもとにLabVIEWとUSB-6008を使いながら試行錯誤を行いました。



More　長文注意（A4 11ページ相当）

8月10日

東電の使用電力実績と一緒に考えれば何か分かるかと思いましたが、12時から16時ごろまでの周波数の変動が大きい時間帯は使用実績はほぼフラットで、あまり参考になりませんでした。
相対的に発電量を上げると周波数が上がって、下げると周波数が下がるということらしいので、きれいに安定化させる余裕がなかったということなのでしょう。


余裕があるときはどんな変化なのかちょっと調べてみます。
8月6日は土曜日でしたが、電力使用実績からすると土曜日に稼動する企業があったからでしょうけれど、平日並みの実績でした。ただし、ピークでも4200万kWでしたから供給としては余裕があったと思います。
さて、同様の処理をしてみると、やはり安定しています。



気が緩んでいたのか、いつもの土曜日のつもりだったからか、6時37分ごろに急に周波数が低下しました。


こういうことはしょっちゅうあることなのでしょうか。