LabVIEW info. Sharing 新館:ポケットガイガー

カテゴリ：ポケットガイガー

• とりあえずプログラム作成
  [ 2011-12-24 23:15 ]
• ポケットガイガーの信号とノイズの違い（その2）
  [ 2011-12-18 11:23 ]
• ポケットガイガーの信号とノイズの違い（その１）
  [ 2011-12-11 22:13 ]
• ポケットガイガーの信号をLabVIEWで見る
  [ 2011-12-05 19:21 ]
• ポケットガイガー
  [ 2011-12-05 18:13 ]

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。