Valomonistinputkien kalibrointilaite

Abstract

Tässä insinöörityössä tutkittiin kahden eri valmistajan valomonistinputkien kalibrointia LED-valonlähteen avulla sekä valmistettiin kalibrointilaitteen testikappale. Insinöörityössä suunniteltiin ja rakennettiin laite, jolla valomonistinputkien kalibrointi voidaan hoitaa nopeasti ja luotettavasti. Aiemmin valomonistinputket kalibroitiin valmistettavassa laitteessa. Tämä tapa on kuitenkin hidas teollista sarjatuotantoa varten, minkä lisäksi kalibroinnissa on paljon muuttujia, jotka vaikuttavat kalibrointitulokseen.

Aluksi kokeiltiin käyttää LEDiä hyvin pienellä, mikroampeerien suuruisella virralla. Jotta laitteen suorituskykyä sekä vakautta voitaisiin parantaa, kokeiltiin fotodiodin avulla takaisinkytkettyä LED-valonlähdettä. Tämän kytkennän tarkkuus ja vakaus eivät kuitenkaan riittäneet tähän käyttötarkoitukseen. Lopulta LED-valonlähde toteutettiin aiempaa tasavirtalähdettä suurempia virtoja käyttävän tasavirtalähteen avulla, jolloin laitteen suorituskyky on ensimmäistä valonlähdettä parempi vakauden kuitenkin ollessa riittävä.

Kalibrointilaitteen vakautta testattiin useita vuorokausia kestävän testiajon avulla. Myös laitteen käyttöturvallisuus on otettu huomioon, sillä laite sisältää korkeajännitteisiä osia sekä laserin. Laitteelle tehtiin käyttöohjeet tuotannon työntekijöitä varten, sekä kalibroinnin tarkastus- ja uudelleenkalibrointiohjeet.

In this thesis PMTs (Photomultiplier Tube) from two different manufacturers were calibrated using a LED light source. A PMT calibrator was designed and constructed. This PMT calibrator is faster and more reliable than old calibration style.

First, the LED was driven with very small constant current of few to hundreds of microamperes. To increase the performance and stability of the LED light source, a fotodiode feedback was experimented with. Unfortunately this solution was not stable and accurate enough for this application. Finally, the LED light source was constructed using a constant current source which could produce up to few milliamperes. With this light source the calibrator has better performance compared to the first light source, while the stability and accuracy are still reasonable.

The result of this thesis is a calibrator that can be used to calibrate and test photomultiplier tubes. The calibrator was placed in endurance test for several days to verify its stability. Also the operating safety of the device is noted, as the calibrator has high voltage parts and a laser. The calibrator is in test use at production. Operating instructions were made for production workers, and also calibration check and re-calibration instructions were made.