Tyskland – Instrumenter til kontrol af fysiske karakteristika – V391 Imaging u. Diff. Detector System

I ramme af et forskningsprojekt skal en mobil måleopstilling til kombineret neutronendiffraktion og neutronbilledebehandling til anvendelse inden for faststofbatteriforskning installeres på Institut Laue-Langevin i Grenoble. For denne måleopstilling skal en neutronendetektor og et choppersystem inklusive software og workstation til billedebehandling anskaffes. Herunder oplyses de nødvendige krav og de deraf følgende apparatspecifikationer. Udskrevet bliver:

1. Detektor til billedebehandling med neutroner

• Optisk opløsning - Detektoren skal opnå en opløsning på mindst 1M billedpunkter, eller ved en aktiv areal på 20 mm x 20 mm en effektiv pixelstørrelse på 20μm x 20μm. Denne værdi kan opnås gennem superopløsning. Her skal sensoren råde over mindst 256x256 fysiske pixler.

• Udskiftelig scintillator - Detektoren vil potentielt blive anvendt på forskellige beam-lines, således at scintillatoren skal være udskiftelig for at enten optimere effektivitet eller lokalopløsning. Ved de medleverede scintillatorer skal en effektivitet på mindst 50% ved 4Å kunne opnås, ved en lokalopløsning på mindst 30μm (eller 60μm line-pairs ved 10% modulationsoverførselsfunktion).

• Portabilitet - Det endelige system skal være portabel, således at målinger kan foretages på forskellige institutter, samt at en let sammen- og nedmontering sikres. Detektoren skal sammenmonteret ikke veje mere end 30 kg, være stødsikker og transportabel i en medleveret kuffert.

• Krav til kamerasystemet - For at opnå fleksibilitet, samt et kompakt og let design, skal udlæsningen ske over en kamera, der tæller enkelte lyskvant. Eksempler herpå er Timpix3 baserede kameraer (Telesto fra firmaet ASI) eller event-kameraer fra Prohesee, koblet til MCP-billedeforstærkere. Her skal kameraet opfylde følgende kriterier:

- For bølgelængder fra 400nm – 550nm skal en kvanteforbrugseffektivitet på mindst 15% opnås (i gennemsnit).

- Sensitivitet over for enkelte lyskvant, f.eks. MCP-billedeforstærkere i chevron-konfiguration.

- Sensorstørrelse på maksimal 30 mm x 30 mm til anvendelse af kommercielt tilgængelige objektiver.

- Kameraet skal råde over en C-mount eller M-mount forbindelse til kommercielle objektiver.

- En kontinuerlig pixel-eventrate i listmode-format på mindst 40 MHz skal opnås.

- Pixeludlæsningstotid må maksimalt være 1 μs.

- For en enkel integration skal kameraet foretage dataoverførsel over en Ethernet-grænseflade.

- Datapakker skal kunne indstilles tidligt fra 0,1s til 10s pr. datapakke.

- Kontinuerlig dataoptagelse uden datalukninger.

- Optagelse af eksterne trigger-signaler til synkronisering med en tidlig opløsning på mindst 1 μs til anvendelser med time-of-flight neutroner.

- Tidstempelning af enkelte pixler med en tidlig opløsning på mindst 1 μs.

2. Neutronchoppersystem

• Fermi chopper system op til 20Hz drejefrekvens.

• 3D-udskrevet BPE-multikanalchopperindsats.

• BPE-indsats med 100 mm diameter og en multikanalstruktur af 0,5 mm × 0,5 mm kanaler på et areal af 30 mm × 30 mm.

• Energiopløsning på mindst 10% ved 4Å og en flyvningstrækning af 10 m.

• Motor og styringsenhed inklusive.

3. Server og software

• Støtte til styresystem: Ubuntu 22.04 LTS

• Automatiseret datareduktion, der kan styres eksternt, og som tilbyder neutron-events i list-mode samt i tiff-stacks for monokromatiske samt time-of-flight neutronmålinger.

• Indstilling af parametre:

o Pulse-shape diskrimination for neutron/gamma

o Pulse-height diskrimination for neutron/gamma

o Tilpasningsmulighed af parametre for forskellige scintillatorer: Optimeringer for sted eller tidlig opløsning og trigger-effektivitet skal være mulig for at kunne tilpasse systemet ved skift af scintillator.

• Softwareopdateringer (opdatering, fejlrettelse, ydeforbedring af en version) gratis mindst inden for garantien

• Softwareopgraderinger (udvidelse, nye funktioner, muligvis ny struktur) gratis mindst inden for garantien

• Kundestyret/ programmeringsmulighed for kamera/datapakker

4. Leveringsomfang

• Dokumentation: Software manuals og 3D-modeller af kameraet i STEP-format

• Brugsanvisning (Engelsk)