Saksa – Fysikaalisten ominaisuuksien mittausvälineet – V391 Imaging u. Diff. Detector System

Tutkimushankkeen yhteydessä on asennettava Institut Laue-Langevinissa Grenobleissa mobiili mittausjärjestelmä yhdistyneelle neutronidiffraktiolle ja neutronikuvaukselle, jota käytetään kiinteiden akkujen tutkimuksessa. Tämän mittausjärjestelmän on hankittava neutronidetektori ja choppersysteemi, mukaan lukien ohjelmisto ja työasema kuvaukselle. Seuraavassa esitellään tarvittavat vaatimukset ja niistä johtuvat laitteistovaatimukset. Julkistetaan:

1. Neutronikuvaukselle tarkoitettu detektori

• Optinen resoluutio - Detektori on saavuttava vähintään 1M kuvapisteen resoluution, tai 20 mm x 20 mm aktiivisella alueella 20 μm x 20 μm tehoisen pikselin. Tämä arvo voidaan saavuttaa superresoluutiolla, jossa sensorin on oltava vähintään 256 x 256 fyysistä pikseliä.

• Vaihdettava szintillaattori - Detektori voidaan käyttää eri beam-lines, joten szintillaattori on vaihdettava, jotta voidaan optimoida joko tehokkuutta tai paikannusresoluutiota. Toimitettavien szintillaattorien on saavutettava vähintään 50% tehokkuus 4Å:ssa, 30 μm paikannusresoluutiolla (tai 60 μm linjoja 10% modulaatiovälityskyvyllä).

• Käsittelevä - Lopullinen järjestelmä on portabeli, jotta se voidaan käyttää eri instituutioissa, ja sen on helppo purkaa ja rakentaa. Detektori ei saa painaa kokoonpanossa enempää kuin 30 kg, se on iskuherkkä ja siinä on mukana kuljetuskofferi.

• Kamerajärjestelmän vaatimukset - Jotta saavutetaan joustavuus, kompakti ja kevyt rakenne, on kuvaus toteutettava kameralla, joka laskee yksittäiset valon kvantit. Esimerkkejä ovat Timpix3-pohjaiset kamerat (ASI:n Telesto) tai Prohesee:n tapahtumakamerat, jotka on yhdistetty MCP-kuvavahvistimiin. Kamera on täyttävä seuraavat kriteerit:

- Aallonpituuksilla 400 nm – 550 nm on saavutettava vähintään 15% kvantteffektiviys (keskiarvo).

- Herkkyys yksittäisille valon kvantille, esim. MCP-kuvavahvistimet Chevron-konfiguraatiossa.

- Sensorin koko on enintään 30 mm x 30 mm kaupallisten objektiivien käytön vuoksi.

- Kameralla on C-mount tai M-mount liitäntä kaupallisiin objektiiveihin.

- Pikselitapahtumien jatkuva tapahtumataajuus listmode-muodossa on vähintään 40 MHz.

- Pikselin lukuaika/tot-aika on enintään 1 μs.

- Helppoon integrointiin kameran on toteutettava datansiirto Ethernet-liitännällä.

- Aikajärjestelmän datapaketit ovat säädettävissä 0,1 s - 10 s per datapaketti.

- Jatkuva datan tallennus ilman katkoksia.

- Ulkoisten trigger-signaalien tallennus synkronointiin vähintään 1 μs aikaresoluutiolla Time-Of-Flight neutronitutkimuksissa.

- Yksittäisten pikselien aikaleimat ovat vähintään 1 μs aikaresoluutiolla.

2. Neutronichoppersysteemi

- Fermi choppersysteemi 20 Hz pyörimismäärällä.

- 3D-tulostettu BPE-monikanava-chopper-levy.

- BPE-levy 100 mm halkaisijalla ja 0,5 mm x 0,5 mm kanavilla 30 mm x 30 mm alueella.

- Energiaresoluutio on vähintään 10 % 4 Å:ssa ja 10 m lentomatkalla.

- Moottori ja ohjauslaitteisto mukaan lukien.

3. Palvelin ja ohjelmisto

- Käyttöjärjestelmätuki: Ubuntu 22.04 LTS

- Automaattinen datan vähentäminen, joka voi ohjata ulkoisesti ja tarjoaa neutronitapahtumat listmode- sekä tiff-stack-muodossa monokromaattisille sekä Time-of-Flight neutronitutkimuksille.

- Parametrien asetukset:

o Impulssimuodon diskriminointi neutronille/gamma

o Impulssikorkeuden diskriminointi neutronille/gamma

o Parametrien säädettävyyttä eri szintillaattoreille: Optimoinnit paikalle tai aikaa ja trigger-effektiivisuutta on mahdollista, jotta järjestelmä voidaan säädellä szintillaattorin vaihdon yhteydessä.

- Ohjelmisto-päivitykset (päivitykset, virheiden korjaus, suorituskyvyn parantaminen) ilmaiseksi vähintään takuun aikana.

- Ohjelmisto-päivitykset (laajennukset, uusia toimintoja, mahdollisesti uusi rakenne) ilmaiseksi vähintään takuun aikana.

- Asiakkaan puoleinen kameran/datapakettien ohjaaminen/ohjelmointi.

4. Toimitus

- Dokumentaatio: Ohjelmistokäyttöoppaat ja kameran 3D-mallit STEP-muodossa.

- Käyttöohje (Englanniksi)