Detektorkontrollsystem

Die Aufgabe des Detektorkontrollsystems (DCS) ist es, einen sicheren Betrieb des Experiments sicherzustellen. Für den PANDA Luminositätsdetektor muss das DCS die folgenden System überwachen und steuern:

• Hochspannungs-Versorgung
• Niederspannungs-Versorgung
• Kühlung und Temperaturmessung
• Vakuumsystem
• Lineare Verfahreinheit

Um die Spuren der elastisch gestreuten Antiprotonen mit hoher Präzision messen zu können, wird der Übergang zwischen dem Strahlrohr und dem Detektorvolumen mit einer dünnen aluminisierte PET-Folie realisiert. Auf der einen Seite reduziert sich so die Vielfachstreuung im Material, auf der anderen Seite muss sicher gestellt sein, dass keine großen mechanischen Belastungen auf diese Folie wirken. Das Strahlrohr selbst wird evakuiert, so dass der Druck im Inneren bei ca. \(1 \cdot 10^{-9}\) mbar beträgt. Daher muss auch das Volumen des Luminositätsdetektors evakuiert werden. Hier reicht ein Druck von \(1 \cdot 10^{-6}\) mbar aus. Damit die PET-Folie während des Abpumpens nicht einseitig einen Überdruck erfährt, verwenden wir ein differentielles Pumpsystem, welches von unserem Detektorkontrollssystem überwacht und gesteuert wird.

Die verwendeten HV-MAPS benötigen für den Betrieb sowohl eine Hochspannungsversorgung (\(\sim 70-80\) V) als auch eine Niederspannungsversogung (1.8 V). Diese beiden Versorgungsspannungen müssen im laufenden Betrieb ebenfalls überwacht werden um den Betrieb des Detektors sicher zu stellen. Abweichungen im Stromverbrauch können z.B. Indikatoren für Veränderungen im Sensor durch Strahlenschäden sein. Schwankungen in der Spannung selbst können die Funktionalität der Sensoren beeinträchtigen. Da die Sensoren im Vakuum betrieben werden, wird zudem eine aktive Kühlung und Messung der Temperatur benötigt, um die Erwärmung der Elektronik entgegenzuwirken. Das DCS überwacht die Temperatur der Sensoren und regelt entsprechend das Kühlsystem, damit die Sensoren nicht überhitzen. Sollte das Kühlsystem einen Fehler ausweisen, werden sofort sämtliche Spannungsversorgungen abgeschaltet um die weitere Wärmeentwicklung im Detektor zu stoppen.

Alle vom DCS gesammelten Daten werden in einer Datenbank gespeichert und können jederzeit abgerufen werden. Ausserdem wird jede Abweichung der überwachten Parameter registiert und ggf. wird die Schicht-Crew über ein Alarmsystem informiert um auf Probleme reagieren zu können.