Test setup development for DeNuSa project
Salmela, Otto (2022)
Kandidaatintyö
Salmela, Otto
2022
School of Engineering Science, Laskennallinen tekniikka
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022060141779
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022060141779
Tiivistelmä
The aim of this thesis is to document the test setup developed for a charge sensitive preamplifier as part of the DeNuSa project. DeNuSa or Detectors for nuclear safetym decommissioning and diagnostic applications is a project by LUT university’s physics department and Helsinki institute of physics’ detector laboratory. The project is partly funded by Business Finland and its aim is to develop a new commercial radiation detector. This thesis covers the basics of how charge sensitive preamplifiers work and are tested as well as the exact test instruments and software used.
The component tested was part of a prototype assembly of the final radiation detector. The test setup developed simulated the preamplifier input using a square wave generator and a test capacitor. This setup generates repeating current spikes similar to what a detector would produce when detecting radiation.
The test setup reads the preamplifier output with an oscilloscope and the waveform data is uploaded to a PC for further analysing. The test setup developed was functional and can be used for further testing in the DeNuSa project. However the oscilloscope used only supported an older PC software that probably resulted in bugs when trying to upload waveform data to a PC. The bugs were a nuisance and resulted in having to repeat the same measurements multiple times. Tämän työn tarkoitus on dokumentoida testausjärjestelyjen kehittäminen varausvahvistimelle osana DeNuSa projektia. DeNuSa eli Detectors for nuclear safety, decomissioning and diagnostic applications on LUT yliopiston fysiikan laitoksen ja Helsinki institute of physicsin detector laboratoryn projekti. Projekti on osittain Business Finlandin rahoittama ja sen tavoite on kehittää uusi kaupallinen säteilynilmaisin. Tämä työ käsittelee varausvahvistimien toimintaa ja testausta sekä esittelee testauksessa käytetyt mittalaitteet ja ohjelmistot.
Testattu komponentti oli osa lopullisen säteilynilmaisimen prototyyppiä. Kehitetty testausympäristö simuloi varausvahvistimen syötettä signaaligeneraattorilla ja testi kondensaattorilla. Tämä laitteisto luo toistuvia virtapiikkejä. Nämä virtapiikit muistuttavat virtapiikkejä, joita säteily detektori lähettää havaitessaan säteilyä. Testiympäristö luki varausvahvistimen ulostulon oskilloskoopilla, josta aaltomuotodata siirrettiin tietokoneeseen jatkoanalyysiä varten.
Työssä kehitetyt testausjärjestelyt olivat toimivia ja niitä voidaan käyttää jatkossa osana DeNuSa projektia. On kuitenkin huomionarvoista, että testausjärjestelyissä käytetty oskilloskooppi tuki ainoastaan vanhaa ohjelmistoa. Vanha ohjelmisto on todennäköisesti syypää bugeihin joita kohdattiin, kun aaltomuotodataa yritettiin siirtää tietokoneeseen. Tämä hidasti testausta, sillä joitain mittauksia jouduttiin toistamaan.
The component tested was part of a prototype assembly of the final radiation detector. The test setup developed simulated the preamplifier input using a square wave generator and a test capacitor. This setup generates repeating current spikes similar to what a detector would produce when detecting radiation.
The test setup reads the preamplifier output with an oscilloscope and the waveform data is uploaded to a PC for further analysing. The test setup developed was functional and can be used for further testing in the DeNuSa project. However the oscilloscope used only supported an older PC software that probably resulted in bugs when trying to upload waveform data to a PC. The bugs were a nuisance and resulted in having to repeat the same measurements multiple times.
Testattu komponentti oli osa lopullisen säteilynilmaisimen prototyyppiä. Kehitetty testausympäristö simuloi varausvahvistimen syötettä signaaligeneraattorilla ja testi kondensaattorilla. Tämä laitteisto luo toistuvia virtapiikkejä. Nämä virtapiikit muistuttavat virtapiikkejä, joita säteily detektori lähettää havaitessaan säteilyä. Testiympäristö luki varausvahvistimen ulostulon oskilloskoopilla, josta aaltomuotodata siirrettiin tietokoneeseen jatkoanalyysiä varten.
Työssä kehitetyt testausjärjestelyt olivat toimivia ja niitä voidaan käyttää jatkossa osana DeNuSa projektia. On kuitenkin huomionarvoista, että testausjärjestelyissä käytetty oskilloskooppi tuki ainoastaan vanhaa ohjelmistoa. Vanha ohjelmisto on todennäköisesti syypää bugeihin joita kohdattiin, kun aaltomuotodataa yritettiin siirtää tietokoneeseen. Tämä hidasti testausta, sillä joitain mittauksia jouduttiin toistamaan.