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DoseRAE2

2017-06-20 (火) 23:23:54 (397d)
May 2011-

./プロトコル解析

放射線量測定器 DoseRAE2 PRM-1200

&ref(): The style ref(filename,pagename) is ambiguous and become obsolete. Please try ref(pagename/filename);

X線とγ線を測れるシンチレーションカウンタです。
シンチレーションカウンタというのは、大雑把に原理を言うと、シンチレータ(これの場合、CsIの透明な結晶)という物体に放射線が当たると発光するので、それを検出して計数するという機械です。

大きさはカードサイズで小型軽量なので、個人線量計としての用途をターゲットにしている製品のようです。身につけられるようにクリップも付いています。
1.5m落下実験だとか、IP-54準拠防水防塵など、割と丈夫です。

中央上部にあいている穴は、センサー絡みにも見えますが、ブザーのためのものです。
センサーは右下の+マークの下にあります。

スイッチの効きがイマイチ悪いのですが、個体の問題なのかそういうものなのかは分かりません。感じとしては製品の特性のようです。

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PCとはクレードルのようなものでUSB接続します。

USB-シリアル変換のCP2101を使っていてるので、PCからはシリアル接続として見えます。

注:分解した場合、保証が受けられなくなることがあります。

分解禁止のものを分解したら、サポートには出さないのがお約束です。

&ref(): The style ref(filename,pagename) is ambiguous and become obsolete. Please try ref(pagename/filename);
とりあえずバラしてみました。
センサ、バッテリ、液晶くらいです。

これ以上分解すると戻せなくなりそうなのでやめておきます。また、CsIは潮解性があるので密閉を保たないと劣化が激しくなります。

おそらく銅テープの出っ張りがシンチレータだと思います。
構造からして、この面からの入射以外には鈍そうです。

&ref(): The style ref(filename,pagename) is ambiguous and become obsolete. Please try ref(pagename/filename);
裏面にCPUがあります。

その他一般情報

別所で調べればわかることですが一応まとめておきます。
正確な情報はメーカーの情報などを見てください。

http://www.raesystems.com/
RAEsystem社。製造・販売元です。
http://www.raesystems.jp/
日本語サイトもあります。ただし、DoseRAE2については微妙に英語が混じります。

http://www.gslaboratory.com/products/raesystems/
国内代理店。
本業はSI屋さんらしくて、システム構築まで含めて考えられているようです。
ここ経由で買うと、日本語マニュアル、日本語ツールが付いてきます。独自サポートもしているようなので、より安心です。
初期設定も使いやすいように設定してから出荷しているようです。
Amazonマーケットプレイスで販売していましたが、現在は取りやめて、ヨドバシカメラでの販売になっているようです。
価格差がかなり大きいので、ちょっとオススメはしにくいです。
専門機器の一般向けの小売りの難しさを垣間見ました。個人的には好印象な会社です。

http://blog.gslab.net/raesystems/doserae2/
リンクを辿れば日本語翻訳版をダウンロード出来ます。
また、Linux用ツールがソース込みでダウンロード出来ます。
正規ルートのツールなので、参考にするなら、そちらを参考にしたほうがいいと思います。

東京都が貸与している機種なので、行政の情報・測定値がたくさんあります。また、同一機種での測定だと、測定値の比較もしやすいです。

使い方

いろいろ調べて自分なりにベストと思う使い方とかTipsを紹介します。

特定の物の線量を測りたい
カード表面の+マークの上に載せます。
ただし、このような用途にはあまり向きません。

ログ記録したい
オススメ設定は、

  • Dose datalog interval 600s

です。
ログは累積値のみの対応で、記録単位もそれほど小さくもないので、ログの記録間隔はある程度長いほうが管理がしやすいです。
0.05uSV/h程度の環境では、記録できる単位である0.1uSVまで2時間かかります。突発的に高くなっても累積値にはあまり影響しないので、短い間隔での記録はあまり意味がありません。
しかし、PCに接続してログ取得するとカウントがリセットされるようなので、そこからログの取得を開始して欲しいまでの時間を設定します。例えば、600sにすると、600s毎にログがないか調べたりすると、全く記録されなくなります。

クリップの外し方
面に対して垂直の方向に引っ張れば外れます。
力がいるので、壊しそう怖いという場合は、クリップの丸穴から小さいマイナスドライバを突っ込んで上方向に押しながらだと、小さい力で外れます。ただ、その方がむしろ傷つきそうな感じもします。

その他もろもろ

電池交換

LIR2450というコイン型のリチウムイオン電池で、規格品です。
3.6Vで、120mAhです。充電直後は4.2V、放電完了が2.75Vです。

ただし、ユーザーが交換できるようには作られていません。

どうしても交換したという人は、上の写真のところまでバラして
電池を外して付け替えれば可能です。
ただし、使われている電池はタブ付きなので、そのあたりは何とかしてください。言うまでもないとは思いますが、電池に直接のハンダ付けは禁忌です。
CR2450(LIR2450とサイズは同じ)で使える電池ホルダーが売っているので、それが使えるかもしれません。

累積でない線量のグラフ

ログ記録できるのは0.1uSV単位の累積値なので、以下のような方法になると思います。

  • 通信で取得
    0.1uSV単位でよければ、PCに繋いでいれば、定期的にパケットを送ってきてくれて、その中に現在の線量が入っているので、記録していけばグラフができます。
  • 累積値から計算
    0.1uSV単位よりも十分大きければ、単純に前回値との差分で使えます。
    そうでない場合は、なんらかの補間をします。
    0.1uSV単位で上がるタイミングをサンプルとして、補間しなおして、微分すればいいと思います。単調増加が保証されていて、結果も滑らかならいいというものでもないので、1次関数での近似が良いような気がします。
    というわけで、累積値が変わるタイミングの差分を時間で単純に割るのが、単純だし確からしいと思います。結果は階段状になります。
  • 別の方法で取得
    たとえば、液晶表示から取る方法です。
    改造すれば簡単に取れると思いますが、違う機種を買ったほうがいいと思います。
    動画撮影でOCRという手もありますが、やっぱり違う機種が・・。

ソフト

この製品を選んだ理由として、データロガーになって、USB接続でログ取得できる、という点があります。携帯したいこともあるけど、使わないときは、自動で記録して観測したいのです。
ただし、その他にも、入手性と値段の兼ね合いでこの製品になりましたので、上記の理由だけなら他にもいい製品はあります。

当初の目論見では、付属ツールをうまく活用する方法を考えていましたが、メーカーのツール ProRAE_Dosimeter が驚くほどよく落ちます。安定動作してくれないと観測には使いにくいので、予定を繰り上げて、自前で直接データ取得してみます。
あとで分かったことですが、付属ツールはドライバのバージョンが4.xでないと正しく動かないらしいです。付属のドライバにすれば問題なく動きます。

プロトコルについては別ページに分けました。
./プロトコル解析

2011/8/24追記
ジーエスラボ社のLinux用ツールが出ていました。Perlのパッケージとして基本機能がまとまっているので、自前で何かする場合は、そちらを使ったほうが良いかもしれません。

自動ログ取得

接続した状態で、PC側で定期的にログを記録してもいいのですが、ずっとPCに接続しておく必要があります。本体にログ機能があるので、それを活用します。

  • 定期的(1日1回くらいの頻度)に接続
    接続出来なかった場合は、定期的に探しに行きます(1時間に1回等)。
    • 全ログの取得
    • 全ログの削除
    • 切断

を行い、取得したログを変換します。
これなら機器を取り外してもログを記録しつづけているなら、次の接続でログが取得できますし、接続した状態で放置した場合でも勝手にログを収集できます。

使う値は、自然放射線レベルだと24時間の累積値くらいが良さそうです。それに、これなら多少ログが漏れても問題ありません。

というソフトを作成中です。

非公式 自作ツール

rae2_test_0_4_0.gif

注意事項

現物合わせで作っていますので、ファームウェアが更新された場合は正しく動かない可能性があります。

また、異常なコマンドを送ってしまう恐れもあります。その場合は機器が使用できなくなる場合や正常に動作しなくなる場合があるかもしれません。それらの損害について当方は責任を持ちませんので、ご了承の上、参考にしてください。

メーカーから開示された情報ではないので、メーカーに問い合わせないでください。

0.8.0 2011/6/27
実行ファイル filerae2_reader_0_8_0_exe.zip
ソースファイル filerae2_reader_0_8_0_src.zip

ライセンス
0.3.0までは、修正BSDライセンスに従ってください。
0.4.0以降は、Apache License Version 2.0に従ってください。
 配布条件が煩雑になるので、使用ライブラリに合わせました。

動作環境

Windows7 64bit
WindowsXP SP3 32bit

以上の環境で確認しています。
動く可能性としては、Vista, WindowsServer2003, WindowsServer2008がありますが、確認していません。

.NET FrameworkとVC++ランタイムが必要です。

  • Microsoft .NET Framework 4
  • Microsoft Visual C++ 2010 再頒布可能パッケージ(x86)

DoseRAE2は、1台でのみ確認していますので、個体差は全く考慮できていません。

ソースからのビルド
ソースからのビルドには、VisualStudio2010が必要です。
http://code.google.com/p/google-gdata/
のGoogle Data API SDKが必要です。

使い方

Googleスプレッドシートに自動アップロードするgsuploadを使う場合は、後述のgsuploaderの設定を行ってください。

まず、ポートを選んで、CONNECTを押して接続してください。
ポートが選べない場合は、PCがポートを認識していません。

リーダーを取り外さなければ、disconnectや再起動は必要ありません。好きなタイミングでデバイスを抜き差しできます。

  • Auto
    実行時間と実行ファイルを指定してボタンを押してください。
    指定された時刻に、
    ・ログの取得、ファイルへの保存
    ・ログの消去
    ・外部実行ファイルの実行
    を行います。
    Connect状態でないとログの取得に失敗します。
    Connect状態でも、機能実行しなければ、デバイスでのログ記録は定期的に行われます。
  • 実行時間
    Auto時に使います。
    .NETのRegexでの正規表現で、時分を01:23の表記法で表した文字列とマッチしたときに実行されます。
    実行に失敗した場合は、30分後にリトライします。その場合、実行時間の指定がそれよりも早いタイミングでも30分後になります。例えば、5分毎に実行するように指定していても、失敗したときの次回実行時間は30分後です。
     
    例)
    毎日1:00に実行 01:00
    毎時00分に実行 :00
    毎時00分と30分に実行 :[03]0
    2時間おきに実行 [02468]:00
    毎日0:00と12:00に実行 (00|12):00
     
    表記に誤りがある場合は、00:00として扱われます。
  • 実行ファイル
    実行ファイル名を指定します。引数は書けません。
    空でない場合、自動実行でログ取得が成功した場合(空であっても)、ログファイル名を引数として、実行ファイル名を実行します。
    プロセスは呼びっぱなしで管理していないので、正しく終了するようなプログラムを呼んでください。

AutoMode?でない場合は、個別の機能ボタンで以下の操作ができます。

  • ToCSV
    exeファイルのあるフォルダにtest.csvとしてログを出します。
    既にファイルがある場合は追記されます。
    処理中は、他のボタンが押せなくなります。
     
    本来、ログは連続して測定した単位で分かれていますが、このツールではデバイスに記録されているデータを全て連続した状態で保存します。そのため、CSVファイルでの日時が飛んでいることがあります。その部分は記録されていなかった時間帯ということになります。
  • Log Clr
    ログが全消去されます。戻せないので注意してください。
  • D Clr
    線量の累積値がクリアされます。戻せないので注意してください。

たまにパケットを拾い損ねてタイムアウト(10秒)します。
その場合はボタンを押し直してください。

バージョン履歴

  • 0.8.0 2001/6/27
    デバイスの抜き差しや通信エラーの状況によっては、通信が復旧しないことがある不具合を修正しました。
    ソースコードを整理しました。
    数日間接続したままだと受け取るデータがおかしくなる問題があるので、パケットエラーが見つかった場合は自動的に再接続するようにしました。
  • 0.7.0 2011/5/26
    パケットの途中に0x7dが含まれている場合に、終端を誤認する不具合を修正しました。
  • 0.6.0 2011/5/23
    名前がrae2_testからrae2_readerに変わりました。
    AutoMode?で毎時00分以外で実行されない不具合を修正しました。
    gsuploaderでアップロード失敗時にprev_stat.datが残らない不具合を修正しました。
    指定実行ファイルの呼び出し時の引数のCSVファイルをフルパスにしました。
    外部ファイルの呼び出しに失敗する異常終了する不具合を修正しました。
    ログの保存ディレクトリをlogsにしました。
    gsuploaderをtoolsディレクトリ以下に移しました。
    gsuploaderの計算間違いを修正しました。
    gauploaderのcnfファイルが正しく読み込まれない不具合を修正しました。
  • 0.5.0 2011/5/23
    AutoMode?で同じ時刻に複数回実行される不具合を修正しました。
  • 0.4.0 2011/5/21 集計までの自動化を実装
    GoogleSpreadSheet?にアップロードする機能を追加しました
    AutoMode?の指定時間の1分後にも実行してしまう不具合を修正しました。
    ポートの切断ができるようにしました。ポート接続・切断を非同期処理にしました。
  • 0.3.0 2011/5/20 自動機能の実験版
    自動機能については、一通り機能を実装しましたが、まだ詰めが甘いです。
    ログの保存ファイル名にタイムスタンプを追加しました。
    ログ読み込み時のサイズ表示の不具合を修正しました。
    定期的に実行する機能を追加しました。
  • 0.2.0 2011/5/19 基本機能の安定版
    機能は0.1.0と同じです。
    タイムアウトが機能していなかった不具合を修正しました。
    UIの適当な実装を直しました。
    ログの保存を非同期にしました。
    同期処理の都合で切断機能を一旦削除しました。
  • 0.1.0 2011/5/18 技術検証版
    初版。とりあえずログ取得まわりだけ実装した技術検証版。

既知の不具合
LogClr?,DClrが同期実行なので、タイムアウトすると10秒間、ウインドウが操作できなくなります。
起動時に実行時間の解説も文字列が表示されていない

今後の予定

  • デバイスの接続状態の把握(リーダーに何も乗っていない状態)
  • Auto時に時刻の自動修正

rae2_gsuploader

ログを受け取って、より正確な累積値を計算して、GoogleSpreadSheet?にアップロードするコマンドラインツールです。
rae2_testから呼び出します。
引数を1つとります。内容は、rae2_testが保存する形式のログファイル名です。

準備
GoogleSpreadSheet?であらかじめ
rae2_daily_data
という名前のスプレッドシートを作成しておく必要があります。

GoogleDocs?のユーザ名とパスワードを
rae2_gsuploader.cnf
に、
User=ユーザ名@gmail.com
Password=パスワード
と記述してください。

解説
ログを集計して、1日分の累積値を計算して、Googleスプレッドシートにアップロードします。

累積値の計算は、基本的には、ログに記録されている1日の最初の時間から最後の時間の差分です。
より正確な値にするために以下の補正を行います。
・最初の時間が0:00でない場合に、前日以前の最後のデータとの間で線形補間します。
・最後の時間から翌日の0:00までの間で、翌日以降の最初のデータを使って線形補間します。
・ログの累積値が巻き戻っている場合は、リセットがされたとみなして、巻き戻る最後の値をオフセットとして扱います。

これらの補正のために、次回の起動時に使うデータを格納したprev_state.datというファイルを残します。

累積値のリセットをした場合は、同じログを複数回処理しないでください。オフセットが狂います。
リセットすると、リセット直前のログ記録からリセットまでの累積値は算出できません。なるべく累積値のリセットをしないことをおすすめします。

値の計算に、前日以前のデータと翌日以降のデータがそれぞれ最低1つは必要です。そのため、使いはじめてから2日間のデータはアップロードされません。
なるべく正確な値にするために、ログの記録間隔は長くても1800秒程度にしてください。600秒程度を推奨します。

GoogleSpreadSheet?の例

完全に自動化して稼働している例です。毎日01時00分に更新されます。
24時間の累積値(0.1uSV単位)です。
携帯することもあるので、特定の地域の数値という訳ではなく、私の被曝量という表現が一番近いです。

図はSafariでは表示されません。

#htmlinsert(dose_graph.html)

7月後半から下がっているのは、設置場所を変えたためです。
8/2が高いのは、線源で実験したためです。

換算表

24時間あたり(×0.1uSV)1時間あたり(uSV/h)
100.042
120.050
200.083
240.100
250.104
1000.417
1200.500

コメント

  • naozo 2011-05-22 (日) 18:27:18
    オープンソースのデータ取得ツールがあってとても助かります。
  • naozo 2011-05-31 (火) 06:42:25
    0.6.0でエラーが発生してデータ取得できなくなっていたのが0.7.0で修正されていました。ありがとうございました。
  • vvp 2011-05-31 (火) 10:50:46
    安定してないバージョンですみません。
    今、アップしてない分は、ソースの整理と、排他制御の厳密化なので、0.7.0で普通に使う分には問題ないと思います。
    自分の環境構築が主題なので、誰にでも使いやすいツールにする予定はないのですが、直せる不具合(特殊な機器なので再現性が難しい)や欲しいと思える機能追加については対応いたします。
  • naozo 2011-05-31 (火) 20:38:28
    時間があれば自分が慣れているRubyでデータ取得,Googleドキュメントの更新を行うようにしたいのですが... 時間も根性もありません
  • felis_lynx 2011-06-19 (日) 19:46:01
    当方も仮想COMポートを流れるデータを解析して同様なソフトを開発しようと考えていたところでした。プロトコルの解析結果はとても参考になりました。
  • vvp 2011-06-20 (月) 12:33:42
    どういたしまして。
    自分では使わないところは記述がなかったりしますが、
    それらもメーカー純正ツールでの挙動を見ればすぐ分かると思います。
    また、後半の記述が手抜きですみません。

    参考に、私がはまった所や心配な所を紹介します。

    0x7dが終端記号だけでなく、途中のデータとしても使われる、
    という点を間違えました。

    パケットエラーとかの対処は少しノウハウが必要そうですが
    実際に稼働させながら試すしかなさそうです。

    起動時のプロトコルがやや不明です。
    純正ツールと同じ挙動になるようにしていますが、
    実際の中身はよく分かりません。
  • 張曼 2011-08-03 (水) 18:55:57
    こんにちは。弊社は中国北京にある、原子力計器などの放射線防護製品の研究、開発、生産及び販売が一体化されているハイテク企業であり
    弊社は「北京ディーエス・テク」、中国語で「北京華海核信科技有限公司」という会社であり、世界的に有名なアメリカ企業「RAE Systems社」製品の日本地域でのエージェントであります。主に放射線放射能測定器のDoseRAE 2 PRM-1200.PRM3040.PRM3020.PRM3041などを代理しております。
    ネットで貴社が放射能測定器を販売してることを知りました。貴社はPRM−1200に興味がありますか。弊社はRAEの一级理店ですので、宜しければ、弊社は魅力的な価格が提供できます。製品は今在庫があります。
    携帯番号:13671242959(0086-10-64381816)
    Website : jp.dsnuclear.com
    ファックス:010−64380048
    E-mail:ds.sale2@qq.com
    Skype :ds.sale2
  • vvp 2011-08-05 (金) 12:51:07
    残念ながら、私は販売者ではなく、ただのユーザーですので
    ご期待に応えることはできません。

    無関係な広告というわけではありませんので、ひとまず削除しませんが、
    上記書き込みが不要なようでしたらご連絡ください。

    尚、第三者が連絡を取った場合については、私は関与しませんし、
    損益についても一切責任を負いませんので、あらかじめご了承ください。
  • 高木 2011-08-23 (火) 00:36:51
    CP2101を使っているとのことですが、これは本体側に入っているのでしょうか?
    実はクレードルをなくしまして、本体の端子からどうにか充電できないか思案しております。
    CP2101が本体にあるのでしたら、本体の端子はUSBに準ずると考えています。
    できれば本体のふたは開けたくないのですが、開けるかどうか迷っている所です。
  • vvp 2011-08-24 (水) 16:44:41
    本体を外した状態でも、クレードルだけでPCとの通信は維持できるので、CP2101(RS232C-USB変換)があるのは、クレードルです。想像としては、本体端子からは3.3VレベルかTTLレベルでのシリアル信号が出ていて、クレードルでの処理と合わせて、本体とUSB接続しているのだと思います。
    電源, GND, TX, RX ではないかと思います。多分、電源端子に電圧を加えれば充電できる気がします。
    気になるのでクレードルの中身を見てみます。変換回路だけではないという予想です。
    ちなみに、クレードルがないと通信が困りそうなので、購入元かメーカーに問い合わせてみてはいかがでしょうか。
  • vvp 2011-08-24 (水) 20:34:49
    確認してみました。
    予想通りの構成で、カード裏面からみて、左から、RX, TX(本体から送信), GND, 5Vです。シールの有限の有の下がGND,限の下が5Vです。
    クレードル経由と異なる19200bpsでした。クレードルもマイコンを持っているので、クレードル経由と同じ制御で動くかどうかはわかりません。
    ちなみに、違っていて壊れても責任は持てませんので、自己責任でお願いします。
  • vvp 2011-08-24 (水) 20:48:01
    クレードルは一応別売扱いにはなっているみたいです。
    http://catalog.donwolf.com/item/radiation-detectors-2/dosimeter-for-personal-radiation-dosage-monitoring/035-0302-000?
    国内で取れるかどうかは知りませんし、$95であんまり安くはないですけど。
  • 高木 2011-08-26 (金) 19:50:22
    情報ありがとうございます。大変助かります。
    ひとまずGNDと+5Vに電流を制限しながら、電圧をかけてみようと思います。
    それで充電できないようでしたら別売のクレードルも検討してみようと思います。
    自己責任了解しました。
  • 高木 2011-08-26 (金) 21:32:45
    5V-GND間に5Vを加えた所、LCDが充電中を示す表示になりました。
    流れ込む電流は100mA程度のようです。
    これでしばらく様子を見てみることにします。
  • GSLAB 2011-10-19 (水) 12:53:00
    FiremwareのV1.12公開されました。出力線量率表示は0.01μSv/hまでになります。いろいろ楽しめるかもしれません。
    http://blog.gslab.net/?p=1051
  • vvp 2011-10-25 (火) 02:35:54
    わざわざコメントありがとうございます。単位が1/10になると、変動がわかりやすくなるので、時間軸での変化が取りやすくなって、GPS連動でGoogleMap?で色付けなんてことも考えられます。実測してみないとなんとも言えませんが、精度は考慮しないといけなそう(適当に作るとホットスポットと勘違いされそう)。あと、そのために高頻度でログを取ると、結構電池の消費とメモリが埋まるのが早いです。GPS連携とかは、簡単なデータ処理とテキスト処理なので割と簡単なので、タスクに積んでみます。
  • GSLAB 2011-10-27 (木) 23:30:26
    一時期Bluetooth、GPSモジュール内蔵のベースを作る(IPHONEのバッテリ内蔵ケースみたい)ことを考えていましたが、日本では無線通信デバイス関連製品の許可申請が大変であると知人から教わり、取りあえず断念です。いまのところ、簡易観測スポット(学校などで設置されているものと似たような)の作成はできると考えています。いろいろお忙しいと思いますが、手軽で実用なツールを作成されることを楽しみにしております。こちらも負けずに頑張ります。