Motherboard design for an X-ray beam profile monitor system
Malin, Jussi (2012)
Malin, Jussi
Savonia-ammattikorkeakoulu
2012
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201204244974
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201204244974
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli kehittää emolevy 64-kanavaiseen röntgensäteilyn profiilinmittauslaitteistoon. Röntgensäteilyn mittalaitteistoa käytetään hiukkaskiihdyttimen elektronisuihkun profiilin mittaukseen ja suuntaamiseen. Tavoitteena oli suunnitella ja valmistaa piirilevyt, jotka mahdollistavat luotettavan ja suurinopeuksisen röntgensäteilyn profiilin mittauksen ja digitalisoinnin. Suunnittelu tehtiin PADS-suunnitteluohjelmistolla Havaijin yliopiston mittalaitelaboratoriossa.
Työ on osa Japanin KEKB-hiukkaskiihdyttimen päivitystä SuperKEKB-kiihdyttimeksi. Päivityksen tarkoituksena on nostaa hiukkaskiihdyttimen elektronisuihkun energia 20 kertaa alkuperäistä laitetta korkeammaksi. Tämä voidaan saavuttaa joko nostamalla elektronisuihkun intensiteettiä tai kohdistamalla elektronisuihku pienemmälle pinta-alalle. KEKB-päivityksessä käytettäväksi menetelmäksi valittiin elektronisuihkun pinta-alan pienentäminen. Tämän seurauksena elektronisuihkun poikkipinta-ala vähenee mikrometrialueelta nanometrialueelle. Tällä hetkellä mittauslaitteistot eivät pysty tunnistamaan nanometriluokan objekteja, minkä vuoksi on kehitettävä uusi laitteisto elektronisuihkun profiilin mittausta varten.
Työn tuloksena syntyi toimiva emolevy sekä laitteiston vaatimat vahvistin- ja digitalisointipiirilevyt. Työssä saavutettiin kaikki emolevylle asetetut vaatimukset.
Seuraava kehitysaskel tulee olemaan 128-kanavainen mittalaite, joka tuplaa kanavamäärän. Pääpaino seuraavan sukupolven laitteen kehityksessä on entistä nopeampi ja laajempi elektronisuihkun mittaus yhdessä nopeamman ja tarkemman AD- muunnoksen kanssa. Seuraavan sukupolven laitteen mittaustarkkuuden ja nopeuden suunnittelukriteerit päätetään tässä työssä tehdyn laitteen käyttökokemusten ja suorituskyvyn perusteella.
Työ on osa Japanin KEKB-hiukkaskiihdyttimen päivitystä SuperKEKB-kiihdyttimeksi. Päivityksen tarkoituksena on nostaa hiukkaskiihdyttimen elektronisuihkun energia 20 kertaa alkuperäistä laitetta korkeammaksi. Tämä voidaan saavuttaa joko nostamalla elektronisuihkun intensiteettiä tai kohdistamalla elektronisuihku pienemmälle pinta-alalle. KEKB-päivityksessä käytettäväksi menetelmäksi valittiin elektronisuihkun pinta-alan pienentäminen. Tämän seurauksena elektronisuihkun poikkipinta-ala vähenee mikrometrialueelta nanometrialueelle. Tällä hetkellä mittauslaitteistot eivät pysty tunnistamaan nanometriluokan objekteja, minkä vuoksi on kehitettävä uusi laitteisto elektronisuihkun profiilin mittausta varten.
Työn tuloksena syntyi toimiva emolevy sekä laitteiston vaatimat vahvistin- ja digitalisointipiirilevyt. Työssä saavutettiin kaikki emolevylle asetetut vaatimukset.
Seuraava kehitysaskel tulee olemaan 128-kanavainen mittalaite, joka tuplaa kanavamäärän. Pääpaino seuraavan sukupolven laitteen kehityksessä on entistä nopeampi ja laajempi elektronisuihkun mittaus yhdessä nopeamman ja tarkemman AD- muunnoksen kanssa. Seuraavan sukupolven laitteen mittaustarkkuuden ja nopeuden suunnittelukriteerit päätetään tässä työssä tehdyn laitteen käyttökokemusten ja suorituskyvyn perusteella.