[_pv 52]

Вот, что получается его зарядили до 200 В, при емкости 4 пФ он несет 800 pQ. При импульсном нейтронном потоке этот заряд уменьшится (погасится зарядом альфа частицами) - и мы должны вот эту дельту преобразовать.

держите 200В (а может и меньшего напряжения будет достаточно?) всё время и интегрируйте ток. причём если точно знаете когда именно приходит нейтронный поток, все измерения до и после можно использовать для вычисления смещения.

 

[Petr_I 0]

Почитал я все выше написанное и понял, что Вы не совсем понимаете, как ваш детектор работает.

Если у Вас безбарьерный детектор (с p-n переходом пока серийно не делают, насколько я знаю), то работает он на тех же принципах, что и фоторезистор. То есть нейтрон взаимодействуеют с атомами алмаза и рождает электронно-дырочные пары, которые в свою очередь, создают электрический ток через кристалл.Поэтому Вам надо измерять ток.

 

Откуда у Вас беруться альфа частицы?

Откуда у Вас берется заряд (нейтрон - не имеет заряда)?

 

Дальше надо определиться, что измерять: энергию нейтрона или их количество.

Если количество, то требования по входному каскаду можно сильно снизить.

 

Размещать усилитель рядом с детектором в данном случае не очень хорошая идея, т.к. радиационная стойкость вашего кремниевого усилителя на порядки меньше алмаза, и какой тогда смысл мучиться с алмазом и платить немалые деньги. Может так случиться, что детектировать нейтроны начнет сам усилитель.

 

Усилитель Вам нужен именно преобразователь ток в напряжение или интегратор со сбросом.

С шумами бороться выбором компонентов и охлаждением на элементах Пельтье, можно даже жидким азотом, как в рентгеновских энергодисперсионных детекторах.

 

Есть еще предложение не заморачиваться и купить детектор с усилителем например тут

http://www.ural-almaz.com.ru/product2.html

[NNikolaev 0]

Почитал я все выше написанное и понял, что Вы не совсем понимаете, как ваш детектор работает.

Если у Вас безбарьерный детектор (с p-n переходом пока серийно не делают, насколько я знаю), то работает он на тех же принципах, что и фоторезистор. То есть нейтрон взаимодействуеют с атомами алмаза и рождает электронно-дырочные пары, которые в свою очередь, создают электрический ток через кристалл.Поэтому Вам надо измерять ток.

 

Откуда у Вас беруться альфа частицы?

Откуда у Вас берется заряд (нейтрон - не имеет заряда)?

 

Дальше надо определиться, что измерять: энергию нейтрона или их количество.

Если количество, то требования по входному каскаду можно сильно снизить.

 

Размещать усилитель рядом с детектором в данном случае не очень хорошая идея, т.к. радиационная стойкость вашего кремниевого усилителя на порядки меньше алмаза, и какой тогда смысл мучиться с алмазом и платить немалые деньги. Может так случиться, что детектировать нейтроны начнет сам усилитель.

 

Усилитель Вам нужен именно преобразователь ток в напряжение или интегратор со сбросом.

С шумами бороться выбором компонентов и охлаждением на элементах Пельтье, можно даже жидким азотом, как в рентгеновских энергодисперсионных детекторах.

 

Есть еще предложение не заморачиваться и купить детектор с усилителем например тут

http://www.ural-almaz.com.ru/product2.html

Я знаю эту контору. Дело в том, что необходимо фиксировать поток (то есть количество именно быстрых нейтронов). А детектор работает на принципе ядерной реакции - быстрый нейтрон взаимодействует с ядром углерода - происходит развал ядра на бериллий и альфа частицу. Используется именно этот физический эффект - а он происходит, если энергия нейтрона больше 10 МэВ. По крайней мере лучшего для мониторирования быстрых нейтронов я ничего не видел. Эффективность алмазногодетектора 2-5% - то есть он фиксирует только 2-5% потока - но и этого количества вполне достаточно для управления.

 

Охлаждение Пельтье, жидкий азот и прочее в скважинных условиях не работают. Ну а то, что можно купить это понятно - стоит задача сделать лучше и на других принципах.

 

Думаю все таки будем использовать DDC112 - снимем его характеристику при прогоне температуры +120С и будем использовать ее как поправку, а так как известно, когда пройдет поток нейтронов - остальные измерения будем использовать для анализа смещения.

 

[rudy_b 1]

Плюс делайте переполюсовку напряжения на самом детекторе. Тогда легко отличите входной ток усилителя от сигнала детектора.

[NNikolaev 0]

Плюс делайте переполюсовку напряжения на самом детекторе. Тогда легко отличите входной ток усилителя от сигнала детектора.

Спасибо - мы как раз хотели еще переплюсовку делать, что бы избежать поляризации детектора. Но это уже тонкости. Ладно как поставим эксперимент отпишу.

[Petr_I 0]

А детектор работает на принципе ядерной реакции - быстрый нейтрон взаимодействует с ядром углерода - происходит развал ядра на бериллий и альфа частицу.

 

А откуда у Вас заряд берется? Альфа частица улетает в окружающее пространство и создает заряд?

Закон сохранения заряда знаете?

 

Если Вы конкретно решили регистрировать именно заряд, то 200В будут только мешать, создавать наведенный ток от внешнего альфа, бета, гамма и пр. излучения.

Измерение заряда альфа частиц DDC112 - достойная задача:).

 

И всетаки это ток.

 

Переполюсовка от того, что Вы называете "поляризацией" не спасет.

[NNikolaev 0]

А откуда у Вас заряд берется? Альфа частица улетает в окружающее пространство и создает заряд?

Закон сохранения заряда знаете?

 

Если Вы конкретно решили регистрировать именно заряд, то 200В будут только мешать, создавать наведенный ток от внешнего альфа, бета, гамма и пр. излучения.

Измерение заряда альфа частиц DDC112 - достойная задача:).

 

И всетаки это ток.

 

Переполюсовка от того, что Вы называете "поляризацией" не спасет.

Альфа частица никуда не улетает - у нее в материалах прохождение мкм - но зато она эффективно ионизирует - то есть создает пары - дырки и электроны. А напряжение придает вектор движения - образуется течение заряда - то есть ток. Эффект возникает при энергии у нейтрона больше 10 МэВ. Почему Вы говорите, что переплюсовка не спасет от поляризации - очень даже судя по источникам. Но мне кажется, что при таких загрузках и эффекта поляризации даже не будет.

Весь вопрос в том - справится эта микросхема с таким импульсным током или нет. Решили взять DDC114 - там 2 в одном корпусе - фиксировать заряд с датчика и просто емкости расположенной рядом - потом коды вычитать - таким образом уйдем от наводки и дрейфа температурного.

[_pv 52]

Весь вопрос в том - справится эта микросхема с таким импульсным током или нет. Решили взять DDC114 - там 2 в одном корпусе - фиксировать заряд с датчика и просто емкости расположенной рядом - потом коды вычитать - таким образом уйдем от наводки и дрейфа температурного.

там тока-то 1пКл за 1мкс = 1мкА. А входы вроде до 750мкА пережить могут.

ну и всегда можно просто RC цепочкой этот импульсный ток размазать по времени, измеряется-то всё равно заряд. 100кОм & 100пф на входе там не сильно шумы увеличат. А 1мкс импульсные токи на порядок уменьшат.

два ацп в одном корпусе могут помочь с измерением помехи, но вот на одинаковость температурных дрейфов я бы не надеялся.

 

[NNikolaev 0]

там тока-то 1пКл за 1мкс = 1мкА. А входы вроде до 750мкА пережить могут.

ну и всегда можно просто RC цепочкой этот импульсный ток размазать по времени, измеряется-то всё равно заряд. 100кОм & 100пф на входе там не сильно шумы увеличат. А 1мкс импульсные токи на порядок уменьшат.

два ацп в одном корпусе могут помочь с измерением помехи, но вот на одинаковость температурных дрейфов я бы не надеялся.

А дрейф - технологически если топологию входов сделать - входы наверно идентично плывут - одновременно если два запускать. Про заряд вы правы - размазать заряд по времени интегрирования. Ну и это же инвертирующий вход - то есть в нашем случае фактически земля - то есть датчик будет работать в режиме короткого замыкания.

Изменено 19 июня, 2013 пользователем NNikolaev

[DS 0]

Есть такой опыт... С IVC102. Входной ток там порядка нескольких десятков фА. Но он стабильный, и его удалось скомпенсировать до сотен аттоампер. Основные проблемы - качественная отмывка платы и шумы. Быстро такое измерять... сомнительно. Есть на этом же принципе с прицепленным сзади АЦП (Вам уже на них указывали). Есть еще (не помню точно, как называется) сестричка IVC с меньшими шумами.

 

Он с нейтронов того, быстро со стабильностью распрощается (на таком уровне, конечно).

[Petr_I 0]

А напряжение придает вектор движения - образуется течение заряда - то есть ток.

Теперь осталось докопать в сторону темнового тока и лавинного размножения носителей заряда.

 

Почему Вы говорите, что переплюсовка не спасет от поляризации - очень даже судя по источникам. Но мне кажется, что при таких загрузках и эффекта поляризации даже не будет.

Это зависит от типа регистрируемого излучения и его энергии.

В вашем случае если детектор поляризуется, то поляризуется надолго и весь.

А насколько это будет влиять это на ваши измерния и как быстро будет релаксировать обратно покажет эксперимент.

 

Решили взять DDC114 - там 2 в одном корпусе - фиксировать заряд с датчика и просто емкости расположенной рядом - потом коды вычитать - таким образом уйдем от наводки и дрейфа температурного.

Имеет право на жизнь, только сомневаюсь, что от наводки Вы так просто избавитесь (это зависит от наводки).

С током справится, но защита от пробоя детектора нужна обязательно.

С RC цепочкой рискуете получить самовозбуждение интегратора, надо RCR.

 

Он с нейтронов того, быстро со стабильностью распрощается (на таком уровне, конечно).

Скорее с жизнью. Выносить однозначно.(вперед ногами :))

А там сразу емкость кабеля и прочие проблемы поджидают.

[NNikolaev 0]

Я так понимаю, что на зарядовые датчики емкость кабеля практически не влияет (конечно выносить надо в районе 200...300 мм от мишени). Вот например ОУ стоит в 250 мм от мишени - прибор работает с 2009 года и ни одного отказа не было по радиационному поражению и накопленной дозе. Но тут АЦП конечно потоньше изделие - вообщем я думаю эксперимент и защита водородом с бором и железом думаю спасет.

[SVNKz 1]

Ой, это я сморозил - конечно же альфа частица положительный несет заряд. Ну резистивная состовляющая у него больше - я думаю 50 МоМ. У этого АЦП - он преобразует положительный заряд -так это что надо питать отрицательным его напряжением что ли?! Вот, что получается его зарядили до 200 В, при емкости 4 пФ он несет 800 pQ. При импульсном нейтронном потоке этот заряд уменьшится (погасится зарядом альфа частицами) - и мы должны вот эту дельту преобразовать. Вообщем что то вроде дифференциального зарядового усилителя просится. А есть ли такое в природе?!

Альфа-частицы попадают на обе обкладки датчика и разность потенциалов не должна получаться. Изменяется только общий заряд кристалла относительно общей шины. Кроме этого, положительный заряд будет накапливается и в объёме кристалла, величина которого будет постоянно расти.

[DS 0]

Я так понимаю, что на зарядовые датчики емкость кабеля практически не влияет (конечно выносить надо в районе 200...300 мм от мишени).

 

Практически линейно снижает сигнал-шум.

 

 

[_pv 52]

Я так понимаю, что на зарядовые датчики емкость кабеля практически не влияет (конечно выносить надо в районе 200...300 мм от мишени).

даташит на ddc114, стр. 6 первый же график - шум от ёмкости, 20...30пФ ничего не меняет, особенно учитывая что при +125С там сосвсем не эти шумы будут точность определять.