A apresentação está carregando. Por favor, espere

A apresentação está carregando. Por favor, espere

VI WORKSHOP DE FÍSICA e ASTROFÍSICA DE NEUTRINOS 2009

Apresentações semelhantes


Apresentação em tema: "VI WORKSHOP DE FÍSICA e ASTROFÍSICA DE NEUTRINOS 2009"— Transcrição da apresentação:

1 VI WORKSHOP DE FÍSICA e ASTROFÍSICA DE NEUTRINOS 2009
V ENCONTRO DO PROJETO NEUTRINOS ANGRA Propostas para Fontes de Alta Tensão para Tubos Fotomultiplicadores do Detector Neutrinos Angra Gabriel Luis Azzi 1 Mário Vaz da Silva Filho 2 1 Laboratório Eletrônica - CAT - CBPF 2 LAFEX – CBPF

2 Requisitos para a alimentação de PMTs
Tópicos Requisitos para a alimentação de PMTs Protótipos Realizados das Fontes de Alta Tensão Positiva e Negativa Resultados Obtidos, Conclusões e Perspectivas

3 Estabilidade e rendimento altos.
Ponto de partida Necessidade de fontes de alta tensão para alimentar tubos fotomultiplicadores – PMT com tensões positivas ou negativas, nas faixas de a volts a 3 mA e a a 0,5 mA, respectivamente. As fontes de alta tensão tem conversores CC-CC com: Ruído e consumo baixos, Estabilidade e rendimento altos.

4 Motivações Fontes Comerciais: - Custo mais alto Nosso protótipo:
- Modificações e manutenção difíceis - Informações do fabricante insuficientes - Falta de peças de reposição no mercado - Protegidas com resina epoxi Nosso protótipo: Modular e Adaptável Baixo custo Manutenção fácil Monitoramento remoto Confiabilidade e taxa de falhas adequados

5 Requisitos da Alimentação para PMTs
O ganho do PMT é função da alta tensão aplicada no PMT: K é uma constante N é o n° de dinodos  depende do material do dinodo, entre 0.6 e 0.8 1 G = K. V N  O ganho é muito sensível à variação da alta tensão, e da temperatura. Para medidas de precisão com a PMT é preciso que a fonte de alta tensão apresente: - Alta estabilidade e regulação de linha e carga, - Alta estabilidade com a temperatura, - Baixo ripple. É necessário também controle ou monitoração da temperatura. 1 Knoll G. Radiation Detection and Measurement John Wiley Sons, 1999

6 Projeto da Fonte Chaveada
Diagrama de Blocos

7 Protótipo de fonte de alta tensão positiva - 1
Especificações: Tensão de saída: 1700V a 2300V Corrente de saída máxima: 3mA Tensão de Alimentação: 10V a 14V Consumo máximo de potência: 6,9 W Tensão de ondulação (ripple) < 10mV Regulação de linha < 0,1% Regulação de carga < 0,2% Estabilidade: melhor que 0,1% Eficiência: rendimento melhor que 80%

8 Protótipo da fonte de alta tensão positiva - 2

9 Protótipo da Fonte Positiva - 3

10 Protótipo da Fonte Positiva

11 Estabilidade da Fonte Positiva:
1º Ensaio: com PMT V entrada = 12Volts Período: 96 horas Temperatura: 25 °C Estabilidade: ± 0.1% Gráfico da estabilidade na primeira hora de funcionamento 2º Ensaio: com carga p/ 2mA V entrada = 12Volts I saída= 2mA Período: 14 horas Temperatura: 21°C Monitoramento: digital - LabView Estabilidade: ± 0.1% Gráfico da estabilidade no período de 14 horas

12 Rendimento da Fonte Positiva
a) Para correntes de carga diferentes: b) Para tensões de entrada diferentes: Condições: Ventrada= 12 Volts HV= 1900 Volts Condições: I saída= 2mA HV=1900 Volts

13 Ensaios com a Fonte Positiva no teste da Hamamatsu 5912
AngraNote Test Setup to Measure Gains of the Angra Photomultipliers Using the Single Photoelectron Technique AngraNote Measurements of Signals from Muons Crossing Vertically and Horizontally the Hamamatsu R5912 PMT W. Raposo, M. Vaz - CBPF, Rio de Janeiro, Brazil L. Villasenor - UMSNH, Morelia, Mexico

14 Protótipo de fonte de alta tensão negativa - 1
O projeto é idêntico ao do protótipo da fonte de altas tensões positivas. Difere quanto ao dobrador de tensão com filtro capacitivo que fornece tensões negativas e a realimentação para estabilização da tensão de saída.

15 Protótipo de fonte de alta tensão negativa - 2
Especificações: Tensão de saída: -500V a -1000V Corrente de saída máxima: 0,5mA Tensão de Alimentação: 10V a 14V Consumo máximo de potência: 0,5 W Tensão de ondulação (ripple) < 10mV Regulação de linha < 0,1% Regulação de carga < 0,2% Estabilidade: melhor que 0,1% Eficiência: rendimento melhor que 80%

16 Protótipo Final de fonte de alta tensão negativa - 3

17

18 Trabalhos em Andamento
Implementação da lógica de controle por meio de microcontroladores PIC e/ou DSP’s. Utilização de componentes em tecnologia SMD; Melhoria da estabilidade e do ripple. Optimização do lay-out e encapsulamento, aperfeiçoando a imunidade a ruídos (EMI);

19 Trabalhos em Andamento
Criação da interface com o computador para o monitoramento das leituras das tensões e correntes de entrada e saída da fonte de alta tensão

20 Trabalhos em Andamento

21 Conclusões -1 Projetou-se e construiu-se fontes de alta tensão positivas e negativas na faixa de utilização esperada para os tubos fotomultiplicadores – PMTs do detector Neutrino Angra. As fontes foram usadas no CBPF em testes de PMTs ( dois anos com a Hamamatsu R5912 e um ano com a H7546A) que duravam vários dias, sem nenhuma falha, mantendo-se a estabilidade melhor que 0,1%. Custo das partes é inferior a 200 reais. Determinou-se as características principais das fontes, que apresentaram baixo ruído, alta estabilidade e regulação, baixo consumo, e um rendimento de cerca de 84%, para carga nominal, adequados a PMTs. Está na hora de interagirmos com o grupo da Bahia para concluir o monitoramento e controle remotos.

22 Fonte de Alta Tensão Negativa na Bandeja

23 Questões Poderemos usar um sistema de no-break com banco de baterias seladas alimentadas por um carregador / retificador de 220 Vac ? Teremos um canal de tensão alimentando uma ou mais PMT? ( agrupar PMT por ganho, uso de splitters com ajuste de tensão individual) Usaremos o cabo de alta tensão para conduzir sinal ? ( redução do número de cabos com o uso de splitters ) Quais as PMT ? Esperamos especificações de tensões máxima e mínima, consumo, ruído/estabilidade da tensão, limitações para correntes e tensões, tudo isto para poder completar o projeto das fontes de alta tensão do detector Neutrinos Angra.


Carregar ppt "VI WORKSHOP DE FÍSICA e ASTROFÍSICA DE NEUTRINOS 2009"

Apresentações semelhantes


Anúncios Google