2011/05/31

専門家向け資料

Professional-Guide

Last update: 2017/1/30

Radiation-watch.orgプロジェクトは開発成果をクリエイティブ・コモンズ(CC BY 3.0)ライセンスの元でオープンソース化しています。以下では、ポケットガイガーの回路図、仕様、ソースコード、実験結果を、順次公開します。これらは全世界において、商用・非商用を問わず自由に再配布・改変・公開することができます。なお一部のコンテンツは英語またはオランダ語のみとなります。

Creative Commons License
POCKET GEIGER by Radiation-Watch.org is licensed under a Creative Commons Attribution 3.0 Unported License.

技術資料 / Technical Documents

We would like to take this opportunity to thank you for the voluntary contributions of Mr. Ing. T.P. Kuipers, Dr.Ichimiya, Drs. Ing. Cees van't Wout and Mr. Frans J.M. Bader.
Those reports and data are disclosed with permission of the experimenters.



ケースの開け方
How to open the case.





ポケットガイガーの回路図・設計図 Circuit diagrams and CAD data of PocketGeiger series.


ポケットガイガーType1回路図
PocketGeiger Type1 Circuit Diagram

ポケットガイガーType1ガーバーデータ
PocketGeiger Type1 Gerber-formatted PCB Data

ポケットガイガーType5回路図
PocketGeiger Type5 Circuit Diagram


ポケットガイガーType2/3/4/5金型図面
CAD Data of Plastic-injected Case for Types 2, 3, 4 and 5





ポケットガイガーType3/4/5とマイコン(Arduino、PIC)の接続方法
How to connect PocketGeiger Types 3, 4 and 5 with Microcomputers such as Arduino and PIC.


Type5

ポケットガイガーType5はマイコン接続専用に開発されています。Type5は、DC3~9Vの幅広いレンジで起動します。なるべくノイズのない、安定化された電源(USB電源や電池など)を使って下さい。
You should supply non-noise DC 3 to 9V power source into PocketGeiger Type5 module.

Type5のリリースノート(記事)をこちらからご覧いただけます、併せて参考にしてください。
You can also check release note for Type5 device.

Type5を利用した組込システムの制作事例をこちらからご覧いただけます。
You can also check various, sample implementations using Type5 device.

ポケットガイガーType5インタフェース仕様
PocketGeiger Type5 Interface Specification


ポケットガイガーType5 - ARDUINO接続方法
How to connect PocketGeiger Type5 with ARDUINO


ポケットガイガーType5マイコン接続方法
How to connect PocketGeiger Type5 with Microcomputers

ARDUINOサンプルプログラム(Windows通信ソフト付き)
ARDUINO sample program with Windows monitoring application


Type4

ポケットガイガーType4をマイコンと接続するためには、10~15V及び、40~50Vの、二系統のDC電源が必要です。ノイズのない安定化された電源(電池など)を使って下さい。またマイコンとの接続には、抵抗値の修正が必要です。
You should supply two types of non-noise DC power into PocketGeiger Type4 module; one is 10 to 15V and another one is 40 to 50V, and should swap a resistor on Type4 PCB.


ポケットガイガーType4テストピン配置図
PocketGeiger Type4 Testpin Specification


ポケットガイガーType4マイコン接続方法
How to connect PocketGeiger Type4 with Microcomputers


Type3

ポケットガイガーType3をマイコンと接続するためには、9VのDC電源が必要です。ノイズのない安定化された電源(電池など)を使って下さい。またマイコンとの接続には、抵抗値の修正が必要です。
You should supply non-noise DC 9V power source into PocketGeiger Type3 module, and should swap a resistor on Type3 PCB.

ポケットガイガーType3テストピン配置図
PocketGeiger Type3 Testpin Specification


ポケットガイガーType3マイコン接続方法
How to connect PocketGeiger Type3 with Microcomputers


ポケットガイガーType6とPCやMacとのシリアル接続方法
How to connect PocketGeiger Type6 with PC or Mac via USB Serial connection


  • Type6のシリアル通信プロトコル / USB Serial protocol for PocketGeiger Type6
    • 開始方法 / HOW TO START
      1. PC -> Type6: "S"
      2. Type6 -> PC: "S\r\n"
      3. Type6 -> PC: ">(Signal),(Noise)\r\n" for every 100msec, where () is CPM
    • 終了方法 / HOW TO STOP
      1. PC -> Type6: "E"
      2. Type6 -> PC: "E\r\n" end of measurement
Macとの接続方法について検証されているブログ(Virtual Android PocketGeigerType6 誕生): https://kojimatak.wordpress.com/

ポケットガイガーType6 Androidアプリのソースコード
Pocket Geiger Type6 Android APK source code.



http://radiation-watch.sakuraweb.com/share/PocketGeigerType6_for_Android.zip

ポケットガイガーをベースとしたシンチレーション検出器の作成
Creating a Scintillation Detector based on POKEGA.


ポケットガイガーをベースにシンチレーション検出器を作成されている方のページです。

Type4/5の応答特性試験結果 / Dose rate response of Types 4 and 5

Co-60, Cs-137およびBa-133線源を使ったポケットガイガーType4/5の応答特性に関する調査結果です。


出典:野崎 雄太、藤淵 俊王、寺﨑 健人、村﨑 裕生、倉本 卓、梅津 芳幸:自作ワイヤレス線量モニタリングシステムによるガンマ線、線量測定の基本特性評価、第10回九州放射線医療技術学術大会(2015.11、宮崎)

Performance testing based on Hp(10) scope by Mr. Ing. T.P. Kuipers in the Netherlands

 - Measurement range: using Cs-137 ( 0.1uSv/h - 200mSv/h ) and Co-60 (186uSv/h - 4.7mSv/h)
 - Direction dependence: at the degree of -45, 0 and +45
 - Spectral software testing: using Am-241 and Co-60
 - Energy efficiencies: using H-3, C-14, Am-241, Cs-137, Ni-63, Cl-36, Co-60, Sr-90, Tc-99 and Fe-55



You can see and download the raw document including all experimental data of this section (Google docs).
Fig.1-1 Measurement range using Cs-137





Fig.1-2 Testing facilities



Calibration testing using Cs-137 supervised by Dr.Ichimiya in KEK

- Cs-137 (2.02MBq), 0.16uSv/h - 2.34uSv/h


Fig.2-1 Sensitivity of the Smart Radiation Detector for gamma particles


Fig.2-2 Experiment Scene


You can see and download the raw document including all experimental data of this section (Google docs).





Certification from the Dutch Metrology Institute tested by Drs. Ing. Cees van't Wout and Mr. Frans J.M. Bader based on H*(10)

- Cs-137 ( 0.58uSv/h - 739uSv/h ) with copper shield
- Sr-90 / Y-90 ( 4.46mGy/h ) with and without copper shield

Fig.3-1 Results for linearity and reprehensibility of the detector


Fig.3-2 Certification from the VSL



You can see and download the raw document including all experimental data of this section (Google docs).





Dutch Journal of RadiationProtection (Issue 2, 2011, ISSN 1879-9620)

You can see and download the full-text of the article. (Dutch only)



Considerations

- The detector shows linear response for Cs-137 but will be saturated in high dose rate over 10mSv/h because of the sampling rate (44.1khz).
- We don't have to care about the saturation in consumer use.
- We have to write the dependency in the user's manual especially for users who are going to measure a pollution level such as soil.
- The analyzer function should be improved.
- The detector has high sensitivity for mid and high energy beta radiation, for example Cl-36 or Sr-90, so a copper shield should be installed when we calibrate and measure dose rate in uSv/h.
- It seems that the response curve will be flatten by using copper filter although a number of samples are limited.

Noted by Yang, Radiation-watch.org engineer, Aug 13, 2011


References

[kitaguchi] H.Kitaguchi, H  Miyai S.Izumi and A.Kaihara: Silicon Semiconductor Detectors for Various Nuclear Radiations, IEEE TRANSACTIONS ON NUCLEAR SCIENCE, VOL  43, NO.  3,  JUNE 1996
[hamamatsu] Si photo diaode applications (Japanese only)
[tjerk] Kuipers, Tjerk et al.: Feasibility studyof a low cost wireless ionizing radiation sensor network, Proceedings of Third European IRPACongress 2010 June 14-16
[kitaguchi] Hiroshi Kitaguchi et a.l: SEMICONDUCTOR RADIATION DETECTOR, United States Patent 4879466, Nov.7, 1989
[harvard] Alpha, beta and gamma penetration and shielding, Harvard Natural Sciences Lecture Demonstrations

サポート

オンラインマニュアル / Online manuals
プログラム / Programs


一般注意事項 / General Information

空間線量を測定する場合
Measuring air dose rate

テーブルや脚立の上など、安定した場所に置いて測定します。ポケットガイガーは、どちらの面が上でも構いません。振動を与えると誤動作することがあるため、測定中は手を触れないで下さい。なおポケットガイガーType3/4には振動検出回路が内蔵されているため、振動を検知すると測定が自動的に一時停止します。
Put them onto the stable place such as a table or a chair.  It can be placed either on the front or the back. Do not touch them during measurement to prevent false counting because of vibration.




土壌やサンプルの汚染度を測定する場合
Measuring radioactive pollution for a sample such as soils.

土壌や採取サンプルを密閉容器に入れて、ポケットガイガーを乗せます。このとき、センサー面を下にすることで、サンプルとセンサーの距離を近くすることができます。
Keep the sample in an airtight container and put Pocket Geiger on it sensor-side down.

センサー面の見分け方 / How to find the sensor-side
  • Type1: 「FRISK」と書かれた面 / Adverse side of FRISK case
  • Type2: 刻印「○」のある面 / Ring-shaped, die stamped side
  • Type3: 刻印「○」のある面 / Ring-shaped, die stamped side

ポケットガイガーでは、極度に汚染されたものでない限り、食品の汚染度を測定することはできません。食品から出る放射線はとても弱いため、空間放射線に埋もれてしまうためです。食品放射能を測定したい方は、ぜひポケットガイガー正規代理店の運営している「信州放射線ラボ」をご利用ください。
You cannot measure radioactive pollution for food using Pocket geiger, unless it extremely contaminated.


Pro版の操作方法(iPhone/iPod/iPad用)
Pro version (for iPhone, iPod and iPad)

Pro版では、GPSによって線量情報を地図上に共有したり、測定に関する専門的なグラフの表示・保存を行うことが出来ます。詳しい使い方は、Pro版マニュアルを参照してください。
Pro-version supports GPS-based dose rate mapping, logging and some special graphs. Check Manual for Pro-versionCurrently, Lite and Pro version do not support Type3.




ノイズ対策について
False detection generated by vibration noise.

ポケットガイガーは、次のような場合、衝撃や振動によるノイズを誤検出します。
Pocket Geiger malfunctions because of false counting for external noise as below.
  • 測定中に画面をキャプチャしたり、メール・電話の着信があった場合 / Melody signaling by screen capturing, incoming call or message.
  • 充電しながら測定した場合 / Battery charging while measurement.
  • Type1/3において、9V電池の電圧が不足(8.5V以下)している場合 / Low battery <8.5V (on Type1 or 3)
  • ケースを強く握った場合、ケースを持った手を動かした場合 / Touching the case
  • 本体が置かれた机を動かしたり、叩いた場合 / Shaking the table
  • 自動車の振動や大きな騒音が加わった場合 / Big sound such as cars or motorcycles
  • 近くで雷が鳴っている場合、カメラのフラッシュ(ストロボ)がたかれた場合 / Electronic flash or thunder.
  • 近くに電磁波ノイズを出す機器がある場合(IH調理機、バイク、芝刈り機など) / Electromagnetic wave-source such as IH cooking heaters, motorcycles or mowers.

画面中にノイズ警告(NOISE)が現れた場合は、正確な測定が出来ていません。【Clear】ボタンを押して、再度計測し直して下さい。ノイズ警告が現れていなくても、上記のような原因によって誤検出をすることがありますので、注意してください。
The detector is very sensitive for big sound or impact shock. When such noise has been detected, you can see Noise warning on Counter log, then clear all logs by touching Clear.


トラブルシューティング / Trouble Shooting

●アプリケーションの競合
Application conflict

VoIPアプリケーション(050 plusなど)や、マイク入力を使うアプリケーションが起動していると、ポケットガイガーを正しく認識することができません。マルチタスクのスマートフォンをお使いの方は、再起動をするか、ポケットガイガー以外のアプリケーションを全て停止させてから測定を行ってください。
You should restart your smart phone or kill all processes except PocketGeiger to avoid that they may disturb the process, before measurement.


ケーブルの不適合
Unmatched cable

ポケットガイガーに付属しているケーブルを、他のモデルのポケットガイガーで使用しないでください。ケーブルは以下の仕様になっており、異なるケーブルは互換性がありません。
The cable bundled with Pocket Geiger is exclusive to the model.


放射線について / Radiation Basics

●日本全国の平均的な放射線量について
Average air dose-rate in Japan.




放射線の基礎知識について
Basic knowledge for radiation protection

放射線について勉強してみませんか?Radiation-watch.orgプロジェクトでは、以下のサイトを推奨します。
We recommend following sites for your education (written in Japanese).


以下のような基礎を身に付けた上で測定を行うと、放射線についてより深く理解することができます。
Please study following items.
  • 放射線、放射性物質、放射能の違い / Difference of radiation, radioactive material and radioactivity 
  • α線、β線、γ線の違い / Alpha, Beta and Gamma radiation
  • シーベルトとベクレルの違い / Bq and Sv
  • ガイガーカウンターとシンチレーション式線量計の違い / GMT and scintillator
  • β線遮蔽はなぜ必要なのか? / Why Beta-radiation shield is needed?
  • 内部被曝と外部被曝の違い /  internal exposure and external exposure
  • 自然放射線の量 / natural background
  • 積算被曝量の計算方法 / total dose calculation

コミュニティのご紹介 / Our Community

ユーザーが自主的につくっている「みんなでつくるFAQ」「ポケガはどのように放射線を測定しているのか?」も、ぜひご覧下さい。質問やご意見をお持ちの方は、ぜひFacebookグループに投稿して下さい。
If you have any questions or suggestions, don't hesitate to post to our  Facebook group  in English.

性能について / About accuracy of PocketGeiger


「感度」について
Sensitivity of PocketGeiger

ポケットガイガーでは、定期校正不要で安価な線量計を実現するために、「PINフォトダイオード方式」を採用しています。そのためシンチレーターやガイガーミュラー管を使った高価な線量計と比べると感度が低く、測定に時間がかかります。
PocketGeiger requires much time to get reliable readings compared with Scintillation or GeigerMuller based detectors.

Type4/5は2分程度で測定可能です。
Standard measurement time is 2min on Types 4 and 5.


なお、放射線は空間中にランダムに存在するため、どんな測定器においても必ず誤差(counting error)が生じます。一般にこの誤差は、測定時間を長くするほど小さくなります。
Radiation sensors detect radiation particles which is random-distributed in an environment. So there is statistical uncertainty (counting errors) to measure radiation level. The error will shrink depending on measurement time.

Captured images were written in Japanese on the webpage, but the App is available in English, when you use an iOS device in English or non-Japanese settings.

ポケットガイガーでは、線量率(uSv/h)と同時に必ず誤差範囲(±値)を表示することで、ユーザに正しい情報を伝えるよう設計されています。
In Pocket Geiger App, Statistical error range (1 sigma) is always displayed after +- sign to show exact information of the counting errors.



「精度」について
Consumer reports about accuracy of PocketGeiger

ポケットガイガーでは、十分な時間をかけて測定すれば、価格が100倍以上の線量計と比べても遜色のない高精度な結果を得ることができます。
Pocket Geiger has great accuracy compared with scintillation detector which is about a hundred times the price.

貸出サービス / Free circulation service

ポケットガイガーの測定結果に疑問のある方、他の線量計との比較検討を行いたい方のために、当プロジェクトでは以下の機種を準備しております。ご希望の方には、郵送にてお貸し出しをしております。
If the readings from Pocket Geiger are doubtful for you, we will lend you following radiation detectors. (Sorry! This operation is for Japan area only currently)

  • 機種: エステーエアカウンター、エアカウンターS
  • 期間: 到着より1週間
  • 費用: 無料 (送料のみご負担ください)
  • 申込: お問い合わせフォームからお願いいたします

ユーザーによる比較レポート / Users' reports

以下では、ポケットガイガーのユーザーによる実測レポートをご紹介します。他社の高性能線量計や、政府・自治体のモニタリングポストの値と、ポケットガイガーの測定値を比較されています。なお、これらの投稿は全てFacebookコミュニティから、許可を得て引用しています。
You can see consumer reports about an accuracy of Pocket Geiger series. All topics have been cited from our Facebook group.

【2013年1月5日の投稿】

.福島市内に設置してあるモニタリングポストとポケットガイガー測定結果比較写真です。上の写真でモニタリングポストの値は「0.134jSv/h」です(※ポケットガイガーは0.13uSv/h)。除染と線量率の関係から、モニタリングポストが民家に近いほど線量が高い傾向にあるようです。(中略)ポケットガイガーの性能は、すごいとしか言いようがありません。
In park-area in Fukushima-pref. On the top side of the picture, dose-rate reading on public monitoring post is 0.134uSv/h and PocketGeiger shows almost same reading (0.13uSv/h). On the bottom and left side, PocketGeiger shows 0.25uSv/h where the monitoring post shows 0.24uSv/h, and on the bottom and right side, PocketGeiger shows 0.33uSv/h where the monitoring post shows 0.325uSv/h.


【2012年10月15日の投稿】

福島市渡利 花見山公園入り口駐車場。
地区の除染を施工中でやや線量は下がってきています。
Watari-area in Fukushima-prefecture.
PocketGeiger Type4 versus official monitoring post.
Radiation level is decreasing day by day
thanks for decontamination. 

【2012年4月19日の投稿】

近くの小学校(震災で校舎が使えなくなったので児童はいません)には
モニタリングポストが2台並んでいます。
片方は太陽の出ている時間しか表示していないのですが、
もう一つのほうは裏に小さな表示パネルがあります。
数値は前回の幼稚園より若干高めです。
高さ1mで20分測定。
We can see two monitoring posts in elementally school.
One is solar-powered. I measured at the level of 1m for 20min.
(Pocket geiger vs two official Monitoring Posts, 2012.4.19)

【2012年2月19日の投稿】
市内の学校や幼稚園、保育園に放射線モニタリングポストが
設置されていたので、校正替りに測定してみました。
数値はほぼ同じでした。
学校や幼稚園は表土除去が終わっていて、かなり低い数値です。
  • 測定時間30分
  • 高さ 約1メートル
I measured radiation level using PocketGeiger near a monitoring post 
in a kindergarten, at the level of 1m, for 30min. Radiation level seems 
low because decontamination operation has been carried out.
The readings are quite the same.
(PocketGeiger vs public monitoring post, 2012.2.19)


【2012年2月26日の投稿】(福島県伊達市)
自宅近く公園内文科省リアルタイム測定ポイントでの計測です。
  • F社計測器: 0.453uSv/h
  • ポケットガイガーType2: 0.42uSv/h(10分計測)
前日の降雪で若干低めに出ているようですね。

Government monitoring post shows 0.453uSv/h and PocketGeiger
shows 0.42uSv/h for 10min measurement, near a park.
(Government monitoring post vs PocketGiger2, 
Date-city, Fukushima-pref., 2012.2.26)


【2012年1月29日の投稿】(神奈川県横浜市)

横浜市内自宅内の数値です。
(HORIBA Radi vs PocketGeiger1, 
Yokohama-city, Kanagawa-pref.,2012.1.29)

【2012年2月19日の投稿】(神奈川県横浜市)

RadiとType2と比べてみました。
(HORIBA Radi vs PocketGeiger2,
Yokohama-city, Kanagawa-pref.,2012.1.29)

【2012年4月6日の投稿】

被災県半額1850円で購入しました.
日立アロカ製の線量計を借りたので,比較してみましたが,
  • アロカ(ALOKA) 0.0754usv/h 
  • ポケガ(PocketGeiger) 0.08usv/h 
でした.数10万円の計測器と遜色ないと思います
(時間分解能は違います,アロカ20sec).

アルミホイルをたたむのが大変そうでしたので,
銅テープ(NITTO)を適当に畳んで約0.5mm厚程度にして巻いています.
20分間の平均値は,
  • アロカ(ALOKA) 0.0852usv/h
  • ポケガPocketGeiger 0.08usv/h±0.02
でした.

I get PocketGeiger Type1 KIT for special price on disaster area,
and also borrowed HITACHI ALOKA's high-spec scintillation counter. 
HITACHI ALOKA shows 0.0754uSv/h and PocketGeiger shows 0.08uSv/h.
I know that sensitivity of them are different but PocketGeiger has 
same accuracy compared with HITACHI ALOKA which is hundreds of 
thousands of yen (about 5,000USD). 
(ALOKA vs PocketGeiger, 2012.4.6)

【2011年12月12日の投稿】
昨日、ECOTESTのTERRA-P+と御一緒させていただいたのでアップしておきます。
写真は計測開始14分ごろですが、その後も安定して同じような値を示してました。

(EcoTest Terra-P+ vs PocketGiger, 2011.12.12)


【2012年1月6日の投稿】(福島県館野町)
年末年始に福島の実家へ帰省してました。
実家は福島市飯野町、福島第一原発から直線で50kmです。
庭に溜まった落ち葉から高さ1mのところで、
エアカウンターと一緒に測定しました。
何回か測ってみたところ、
  • 家の外は1μ~、
  • 中は0.4μ以下
といった感じです。
その他、実家周辺、福島市(60km)北部の飯坂温泉(70km)、
原発から南へ20kmの警戒区域外などで測定してきました。

(AirCounter1 vs PocketGeiger, Tateno-city, Fukushima-pref.,
50km area from the melt-down accident, 2012.1.6)

【2012年2月14日の投稿】(兵庫県神戸市)
神戸市内の某バス停にて約20分間の計測です。
  • 地上高50〜60センチくらい。
  • 天候 小雨。
  • 使用機種 ポケットガイガーとエアカウンター(初期型)
(AirCounter1 vs PocketGiger, ,at bus stop in Kobe-city, 
Hyogo-pref., 2012.2.14)

【2012年1月27日の投稿】(米国カリフォルニア州)

カリフォルニアの原子力発電所San Onofre Nuclear Generating Station 
(SONGS)で、放射線防護技師として働いている方から、
ポケガの使用レポートが届きましたので、許可を得て掲載いたします。
現地でも正常に動作しており、
業務用の線量計と同じ値を示しているとのことでした。
(PocketGeiger vs BICRON, reported by radiation protection specialist
at SONGS nuclear power plant, California, USA, 2012.1.27)

2012年2月10日の投稿】
アロカのPDR-111をお借りできたので一緒に測ってみました。
福島北部の室内(PDR-111は昨年の12月にメーカー校正済みの物です。)
PDR-111は、ポケガとエアーカウンターの中間の値となりました。
(ALOKA PDR-111 vs PocketGeiger,
Indoor, North area of Fukushima-prefecture, 2012.2.10)


【2012年2月28日の投稿】
rdtxproとの比較です。
ポケガタイプ1です。
(RDTX-PRO vs PocketGiger1, 2012.2.28)


【2012年3月28日の投稿】(福島県郡山市)

郡山市、昨日の保育園の一角で見つけたマイクロホットスポット。
  • 土の上に置いて計測。
  • 原発から60キロ。
  • 保育園の雨トイのところの土です。
数機種で測りましたが、計測値はほぼ同じでした。
ポケガの性能はすごいと実感しました。
100倍以上値段が高い計測器と、遜色ありませんでしたよ。
この場所は、30センチ掘っても7μSV程度ありました。
ここは、特別な場所ではありません。
郡山市内の保育園です。
今回見つけたホットスポットは、ちゃんと除染して帰って来ました。
数値を下げるために土を除去しました。
50センチほど掘って、やっと下がるほどの汚染状況でした。
(A micro hot-spot has been detected by PocketGeiger,
on the ground in a nursery, 60km from the nuclear plant,
Koriyama-city, Fukushima-pref., 2012.3.28)

【2012年2月8日の投稿】(兵庫県神戸市)

神戸市内マンション8階床上1mにて測定しました。
  • 写真左上 ポケットガイガーにて1時間12分測定
  • 写真右上 ポケットガイガーにて23分の測定
  • 写真左下 GAMoVにて21分の測定
  • 写真右下 ガイガーFUKUSHIMAにて20分の測定
(PocketGeiger vs Geiger FUKUSHIMA and GAMoV,
Kobe-city, Hyogo-pref., 2012.2.8)