livan_progetto_mdt

MDT Status Report
•Stato della produzione
•Servizi
•Elettronica
•High and Low Voltage
•Test beam
•Test RFI al CERN
M. Livan
Commissione Nazionale I
M. LivanLecce
- Pavia 26-9-2003
CSN I - Lecce 26-9-2003
1
Stato generale
• La produzione delle camere MDT è a regime in tutti i siti
(Friburgo e Bejing non hanno ancora iniziato, ma devono
produrre poche camere). Michigan ha appena terminato la
produzione
• L’ equipaggiamento delle camere con i servizi e
l’elettronica non è ancora a regime a causa della
indisponibilità di alcuni componenti (tubetti per la
distribuzione del gas, mezzanini, CSM, alcune piattaforme
di allineamento)
• La preparazione dell’ area per il preassemblaggio MDTRPC in BB5 è quasi ultimata. Sono iniziati i lavori di
preparazione dell’ area per il test delle camere BIL al 283.
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CSN I - Lecce 26-9-2003
2
Stato della produzione (1-9-03)
MDT Chamber Production (w/o EE)
1200
1000
Bare MDT
Plan Bare MDT
MDT with FC
Plan MDT with FC
Final MDT
Plan Final MDT
Ready for Installation MS
No. Chambers
800
600
400
200
0
gen-00
gen-01
M. Livan - Pavia
gen-02
gen-03
Time
gen-04
CSN I - Lecce 26-9-2003
gen-05
gen-06
3
Stato della produzione 1-9-03
MDT/CSC Chamber production: Status
MDT
Greece - BIS
Boston - EI, EM
Univ. Michigan - EM
Univ. Washington - EI, EM
Dubna/Munich - BOS/BOF
Frascati - BML
Cosenza/Roma - BIL/BIR
Dubna - BMS
Protvino - EO
Nikhef - BOL
Cosenza, Pavia - BIL/BIR
Freiburg - BOG
Beijing - BEE, BIS8
Sum
Fraction produced (w/o EE)
Fraction produced (with EE)
M. Livan - Pavia
Production
bare MDT
90
65
79
74
70
76
40
62
107
63
29
0
0
755
69.1%
65.3%
planning
bare MDT
87
62
69
67
52
64
41
52
95
61
35
0
0
685
62.7%
59.2%
1-Sep-07
production
MDT with FC
0
49
78
74
0
13
16
0
24
2
3
0
0
259
23.7%
22.4%
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planning
MDT with FC
0
46
62
61
0
7
6
0
28
2
2
0
0
214
19.6%
18.5%
Production
final MDT
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.0%
0.0%
planning
final MDT
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.0%
0.0%
4
Frascati
• Frascati
– 96 camere BML ( circa 28000 tubi)
– 23000 tubi prodotti
– 76 camere prodotte
– Buoni risultati della tomografia
– 12 camere completate con schede hedgehog e distribuzione gas (ripartenza a giugno 2003 per problemi tublets)
– Piano 2004:
• Primavera: fine costruzione camere
• Estate: fine equipaggiamento camere
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5
Frascati (stato al 1-9-03)
Frascati (96 BML)
100
No. Chambers
80
Bare MDT
Plan Bare MDT
MDT with FC
Plan MDT with FC
Final MDT
Plan Final MDT
Ready for Installation MS
17/01/2005
60
40
20
0
gen-01
M. Livan - Pavia
gen-02
gen-03
Time
CSN I - Lecce 26-9-2003
gen-04
gen-05
6
Cosenza
Length(mm)
Camere
Tipo
N. Tubi
Fine Produzione
19728
Luglio 03
2648
76
BIL1/2/3
BIR1
1531
32
BIM1
BIR2/3
8448
Luglio 04
1082
8
BIR4
2304
Ottobre 04
• Filatura e QA/QC parziale per Pavia e Roma I
• Produzione tubi 2648 mm terminata: prodotti 19728 tubi (buoni) + 900
spares
• Produzione tubi da 1531 mm appena iniziata. Già prodotti > 10%
• > 50% tubi testati per lunghezza, gas leaks, tensione meccanica e HV
• 20% tubi testati per locazione filo
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7
Pavia
• Pavia
– 31 camere prodotte, 25 da produrre
– 6 camere con servizi e certificate per tenuta gas
– Sistema test cosmici operativo
– 6 camere tomografate
– Fine assemblaggio: Novembre 2004
– Problemi di condizionamento:
• Nei mesi di giugno e luglio perso circa un mese per problemi al
condizionamento del capannone (e quindi della camera bianca)
• Parziale recupero del ritardo continuando il lavoro per tutto il
mese di agosto
• Nuovo contratto di manutenzione con Rockwell in fase di
definizione. (Controllo ed intervento anche da remoto e durante i
weekends)
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8
Metodo per riparazione fili rotti (PV)
• Gli inserti centrali di entrambi gli endplug del tubo con il filo rotto
vengono asportati mediante fresatura; vengono estratti i locatori ed il
filo rotto. Il foro viene quindi filettato ed il tubo rifilato utilizzando
speciali inserti centrali filettati avvitati sul endplug. Il tutto viene
quindi bloccato con Araldite AY103.
• Dopo la rifilatura la tensione del filo può essere misurata anche nei
layer interni con il sistema CAEN SY502.
• Testato il procedimento su circa 10 fili del Modulo 0 (filmato
disponibile)
• Vari gruppi interessati a utilizzare il metodo
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Cosenza - Pavia (stato al 1-9-03)
Cosenza/Pavia (56 BIL/R)
60
Bare MDT
Plan Bare MDT
MDT with FC
Plan MDT with FC
Final MDT
Plan Final MDT
Ready for Installation MS
50
15/11/2004
No. Chambers
40
30
20
10
0
gen-01
M. Livan - Pavia
gen-02
gen-03
Time
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gen-04
gen-05
10
Roma I e III
•
•
•
•
•
•
•
•
Roma I
39 camere assemblate, 21 da assemblare
10 camere tomografate
Fine assemblaggio: novembre 2004
Roma III
16 camere con servizi: (8 tubetti in acciaio e 8 in ottone)
16 camere certificate per tenuta gas
16 camere testate con cosmici
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11
Cosenza - Roma I e III (stato al 1-9-03)
Cosenza/Roma (60 BIL/R)
70
Bare MDT
Plan Bare MDT
MDTwith FC
Plan MDT with FC
Final MDT
Plan Final MDT
Ready for Installation MS
60
No. Chambers
50
15/11/2004
40
30
20
10
0
gen-01
M. Livan - Pavia
gen-02
gen-03
Time
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gen-04
gen-05
12
Servizi
• Sistema distribuzione gas
– Polmoni quasi tutti consegnati
– Tubetti: consegnata solo preproduzione.
• Pesante ritardo nell’ equipaggiamento delle camere
• Gabbie di Faraday
– Quasi tutte consegnate
– Livello di rumore molto buono
• Cablaggio della camera
– Progettazione ultimata
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Elettronica MDT (overview)
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14
Hedgehog Cards
•
•
Hedgehog HV: prodotte circa 50 % (7000 schede). Fine produzione aprile
2004. Responsabilità INFN
Hedgehog segnale: prodotte circa 5000 schede. Fine produzione maggio 2004
BIL con gas system, hedgehog
di segnale e mezzanino
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EIL, HV side con Faraday cage
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15
Mezzanino, CSM, MROD
• Mezzanino: produzione di ASD, AMT3 e PCB completata.
Procurement componenti completato. Inizio produzione settembre
2003. Fine produzione per aprile 2004.
• CSM:
– Motherboard: test in H8 positivo. Inizio preproduzione ottobre
2003. Inizio produzione dicembre 2003. Fine produzione per aprile
2004.
– CSM: certificazione per radiation tolerance in corso. PRR prevista
per novembre 2003. Inizio produzione previsto per aprile 2004.
Fine produzione per settembre 2005.
• MROD: Sistem test in H8 OK (dopo la soluzione di svariati problemi).
PRR prevista per novembre 2003. Inizio produzione marzo 2004. Fine
produzione luglio 2005.
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Electronics Production Schedule
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High Voltage System
• Modularità ridotta ad 1 canale per MDT mantenendo 1
cavo per multilayer per restare nei costi CORE.
• In questa nuova configurazione necessario uno splitter HV
1 a 2 per ogni camera (incluso nei costi)
• Layout: distributori in UX15, generatori in USA15
• Test rad-hard e B OK per sistema CAEN
• PRR dei cavi entro il 2003. Ordine inizio 2004, fine
consegna nel luglio 2004
• PRR del sistema ed inizio procedure per la gara entro la
fine del 2003
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Low Voltage System
• Progetto attuale: 1 canale per MDT per rispettare regole ATLAS. Costo
del sistema 800 k€, superiore al costo CORE
• Soluzioni.
– Adottare il sistema del Tilecal. Il sistema è progettato per
funzionare fino a 200 G e non a 1000 G. Il progettista è convinto di
poterlo modificare schermando il trasformatore di ingresso. Fino
ad ottobre non sarà disponibile alcun prototipo per test in campo
magnetico. In ogni caso si renderebbe necessario riprogettare tutta
la parte meccanica e di raffreddamento ( svariati mesi-uomo). Non
esiste una stima globale dei costi (prodotti solo prototipi del
convertitore DC-DC e dell’ interfaccia ELMB)
– Ridurre la modularità ad 1 canale per ogni 2 MDT. Costo < 500 k€.
Consentirebbe di avere un sistema affidabile entro I tempi previsti
(fine 2005). Test per verificare se la connessione è fattibile previsto
nella seconda settimana di ottobre in H8.
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MDT System test in H8
•
Rilevante attività di tutti i gruppi italiani sul fascio H8
– Una sezione del barrel. 2 BIL (Pavia, Roma), 2 BML (LNF), 2 BOL
(NIKHEF)
– Una fetta del sistema endcap. EIS1, EIL1, EMS2 (Boston), EML2
(Seattle), EOS3, EOL3 (Protvino)
– Goals:
• Test dei sistemi di allineamento barrel & endcap
• Test meccanico delle wheels
• Procedure di installazione delle camere
• Assemblaggio ed interferenza con RPC (BML, BOL)
• Funzionamento MDT con elettronica finale
• Performance in funzione di diverse composizioni della miscela di gas
(O2, H2O,…)
• Test e sviluppo di software “ATLAS like”: DAQ, Event Filter, Data
Monitoring, DCS, Allineamento, Conditions DB, Tracking
• Primo tentativo di presa dati integrata (Pixel,Tiles, MDT)
• Performance in presenza di background di g ( CO60 g da 1 MeV 170
MBq)
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21
H8 Test beam
• Risultati
– Installazione camere Barrel: incontrati alcuni problemi. Esperienza
molto utile in vista del progetto finale delle atrezzature di
installazione.
– Allineamento: installato il reference system. Tutti i sensori hanno
funzionato.
– Nuova elettronica:
• Letti 12 MDT con 156 mezzanini (3744 canali), 12 CSM1 e 2
MROD
• Parecchi problemi incontrati nel commissioning.
• Il sistema funziona senza problemi da metà luglio
completamente integrato con il DAQ
• Sopportati senza problemi rates fino a 1 kHz.
• Nessun impatto significativo sul rumore dato dalla presenza
degli RPC
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H8 test beam
PERSINT event display con hits di MDT ed RPC
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Risultati Test beam H8 del 2002
• Note ATLAS pubblicate:
– Study of the MDT drift properties under different gas conditions .
– Geant4 Simulation and Comparison with Reconstructed Muon Events at
the H8 Testbeam .
– MDT performance in the presence of a high photon background - results
•
from studies at the Gamma Irradiation Facility and X5 test beam in
summer 2002 .
– Results from Tests of the Muon Endcap Alignment System in the H8
Beam Line.
– Test of the Barrel Alignment System Using Straight Tracks in the 2002 H8
Muon Test Beam .
Pubblicazioni NIM in preparazione.
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Programma 2004 ad H8
• Ultimo test prima dell’ installazione
• Combined test beam: una slice completa di ATLAS
• Setup per il Muon System
– 1 camera dietro TileCal
– 1 torre proiettiva Barrel (6 MDT + RPC)
– 1 settore End cap (6 MDT + TGC)
• Programma
– Trigger di muoni e tracking di precisione
– Ricostruzione combinata con Inner Detector
– Misura della distribuzione angolare dei m di bassa energia all’
uscita di TileCal
– Integrazione di trigger, HLT e DAQ con gli altri rivelatori
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25
X5 Test beam
• Scopo del test
– Studio degli effetti della distribuzione seriale del gas, in
particolare sotto irraggiamento
– Studio della procedura di autocalibrazione e degli
algoritmi di tracciamento in presenza di alto
background di fotoni
• Gruppi coinvolti. Cosenza, Friburgo, Roma I e Roma III
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26
X5 Setup
• 1 camera BIL con distribuzione
seriale del gas (3 tubi in serie)
• 2 bundles di tubi a 45° che si
incrociano nel beam spot
– Lunghezza dei tubi come
BIL
– 4 layers di 6 tubi
– Distribuzione del gas
completamente seriale (i 6
tubi di ogni layer sono in
serie)
• Supporto rotante
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X5 test beam
• Fascio di m di 100 GeV
• Sorgente di Cs di circa 700
GBq, g da 662 keV, assorbitori
per variare l’ intensità della
sorgente
• Area sperimentale piccola ed
estremamente occupata.
Installazione complessa dato
anche il poco tempo
disponibile.
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28
X5 Test beam
• Condizioni di background
– Il livello di background dipende dallo spessore dell’
assorbitore posto di fronte alla sorgente.
• Abs = fattore di assorbimento
• Abs1 = sorgente a massima intensità
• Abs 2 = sorgente a intensità 1/2
– Con la camera BIL runs a
– Abs1 -> 450 kHz/tubo -> 550 Hz/cm2
– Abs5 -> 200 kHz/tubo -> 250 Hz/cm2 ATLAS max.
– Abs10 -> 120 kHz/tubo -> 130 Hz/cm2 100 Hz/cm2
– Abs20 -> 70 kHz/tubo -> 70 Hz/cm2
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Programma 2004 ad X5
• Test MDT ad alto rate (1 kHz/cm2) e carica totale integrata di circa 100
mC/mese (circa 1.5 della massima dose in ATLAS)
• Scopo:
– Studi di aging (vedi problemi di aging visti lo scorso anno) ed
ulteriori test dei sistemi di distribuzione del gas (parallelo - seriale)
– Test e validazione dei componenti del sistema di distribuzione del
gas previsto per ATLAS
• Hardware:
– 1 multilayer BIS (completamente parallelo)
– 2 bundles già in uso (parallelo-seriale)
– Prototipo del sistema finale di ricircolo del gas
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30
Problemi di aging
Z= ~5 cm
•
•
•
Z= ~40 cm
•
•
•
•
Z= ~130 cm
•
M. Livan - Pavia
Al tempo del TDR: miscela ternaria
Ar(91%) - N2(4%) - CH4(5). Messi in
evidenza problemi di aging
Miscela attuale Ar-CO2 93-7
Nel 2002 scoperta perdita di guadagno a
causa di baffi sul filo che contengono O e
Si
Effetto presente solo quando si usa il
sistema di ricircolo
Dipendenza da z della lunghezza e densità
di baffi
Nessun deposito anodico o catodico
Causa probabile: presenza di silicone (Si-OCh-X)
La molecola è rotta vicino all’anodo e si
creano catene Si-O che si attaccano all’
anodo
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31
Preassemblaggio al CERN e test RFI in BB5
• Da ottobre 2003 a fine dicembre previsto assemblaggio a
BB5 di 20-30 stazioni MDT-RPC BML
• A causa di problemi nella disponibilità di componenti (cavi
RPC, elettronica di trigger, mezzanini,…) è in studio una
schedula alternativa che anticipa al 2003 il lavoro di
equipaggiamento delle camere MDT e ritarda l’ inizio del
preassemblaggio MDT-RPC in modo che la schedula
generale rimanga inalterata.
• Entro l’ estate 2004 assemblaggio di tutte le stazioni BML
• In ottobre sarà assemblata un’ altra stazione MDT-RPC
BML per approfondire i dettagli e mettere a punto il
sistema di test
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BB5 Timing chart
Chamber
BML
BML
BMS
BOS/F/G
BOL
ch/day/line
1
0.3
1
1
1
Assembly line
BB5-1
Clean area
BB5-2
Cosmic stand *)
Work description
Assembly of RPCs and MDT on Common support + cabling of RPC + cosmic test of RPCs + MDT (2 days/RPC)
Assembly of gas stuff, leak test
Assembly of RPCs and MDT on Common support + cabling of RPC + cosmic test of RPCs + MDT (2 days/RPC)
Assembly of RPCs and MDT on Common support + cabling of RPC + cosmic test of RPCs + MDT (2 days/RPC)
Assembly of RPCs and MDT on Common support + cabling of RPC; cosmic test of RPCs + MDT (2 days/RPC)
2003
Nov
BML
2
BML
BML
5
5
Oct
Chamber type
expected no.
Chamber type
expected no.
Type
expected no.
Type
No. of ch/day
Type
No. of ch/day
BML
1
Dec
BML
8
BML
6
BML
1
Jan
BML
10
BML
1
Feb
BML
15
BML
1
2004
Jun
Jul
BML
BOF
4
15
Mar
BML
15
Apr
BML
20
May
BML
20
BMS
10
BMS
20
BMS
20
BMS
20
BMS
14
BOS
20
BML
1
BMS
1
BML
1
BMS
1
BML
1
BMS
1
BML
1
BMS
1
BOS
1
BMS
1
BOS
1
BOS
1
Aug
Sep
BOG/S BOL
20
20
Oct
BOL
20
Nov
BOL
25
Dec
BOL
15
BOG/S
20
BOS
20
BOS
11
BOL
16
BOL
1
BOS
1
BOL
1
BOS
1
BOL
2
BOS
1
BOL
2
*) Cosmic stand assumed to accommodate three assembled stations at a time
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33
Test RFI per BIL Bd.283
• Nella hall 283 saranno testate 116 camere BIL INFN) e
126 camere BIS (Grecia)
• Preparazione sito di test negli ultimi mesi del 2003 in
collaborazione con I colleghi greci
• Test effettuati da febbraio a novembre 2004
• Test di HV, rumore elettronico, tenuta del gas, sensori di
allineamento, temperatura e campo magnetico
M. Livan - Pavia
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Bd. 283 Timing chart
Chamber
days/ch
BIS
2.5
1
1
1
BIL/BIM/BIR
Assembly
line
Cosmic
stand *)
195 Preparation of MDT, mounting of electronics, tests, cosmic test
50 Test of all components, cosmic test
Preparation of gas components (Done in Greece in three labs)
116 Preparation of MDT, test of all components, cosmic test
Aug
Sep
2003
Oct
Nov
Dec
Chamber type
expected no.
Chamber type
expected no.
Tech.
Phys.
Type
expected no.
Tech.
Phys.
Jan
BIS
Feb
BIS
Mar
BIS
Apr
BIS
May
BIS
4
16
16
16
16
4
2
4
2
BIL
10
3
2
4
2
BIL
12
3
2
6
2
BIL
14
3
2
6
2
BIL
14
3
2
BIS
2
BIL
1
BIS
2
BIL
1
Type
No. of ch/day
Type
No. of ch/day
2004
Jun
Jul
Aug
Sep
Oct
Nov
BIS
10
BIS
BIS
BIS
10
20
20
6
2
2
2
2
2
BIL
BIL
BIL
BIL
BIL
14
14
14
14
10
3
3
3
3
3
2
2
2
2
2
RFI [C]
People
Work description
RFI [C]
2
days
RFI [A]
People
at CERN
78
50
128
116
Jul
Clean area/283
283
Total
BIS
2
BIL
1
BIS
2
BIL
1
BIS
2
BIL
1
BIL
1
BIL
1
*) Cosmic stand assumed to accommodate 3 BIS and/or BIL chambers in parallel;
typically one chamber stays 20 hrs in the stand
M. Livan - Pavia
CSN I - Lecce 26-9-2003
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Conclusioni
• Produzione in serie in tutti i siti italiani ai ritmi previsti
• Installazione dei servizi camere in ritardo a causa dei
ritardi nella consegna di componenti (tublets, mezzanini,
CSM …..)
• Grosso impegno dei gruppi italiani nei test beam di H8 ed
X5
• Notevole impegno a partire da Settembre 2003 per la
preparazione dell’ installazione
M. Livan - Pavia
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