Εφαρμογή της Τεχνικής Lock-In Amplifier στον Έλεγχο Στεγανότητας των Ανιχνευτών NSW Micromegas

Αντωνίου, Αθανάσιος; Antoniou, Athanasios

dc.contributor.author	Αντωνίου, Αθανάσιος	el
dc.contributor.author	Antoniou, Athanasios	en
dc.date.accessioned	2018-07-11T07:20:45Z
dc.date.available	2018-07-11T07:20:45Z
dc.date.issued	2018-07-11
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/47265
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.8364
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Φυσική και Τεχνολογικές Εφαρμογές”	el
dc.rights	Default License
dc.subject	Στεγανότητα	el
dc.subject	Ανιχνευτές NSW Micromegas	el
dc.subject	Τεχνικής Lock-In Amplifie	el
dc.subject	Waterproof	en
dc.subject	Lock-in Amplifier	en
dc.title	Εφαρμογή της Τεχνικής Lock-In Amplifier στον Έλεγχο Στεγανότητας των Ανιχνευτών NSW Micromegas	el
heal.type	masterThesis
heal.generalDescription	Αρχικά μελετήσαμε το διαφορικό σήμα που προέρχεται από δυο αισθητήρες ροής μάζας (mass flow sensors) με τη χρήση της μεθόδου FRL. Για την μελέτη του σήματος αυτού, που είναι σε επίπεδο μερικών mV αξιοποιήσαμε δύο τεχνικές. Στην πρώτη περίπτωση συνδέσαμε το διαφορικό σήμα απευθείας με ένα ψηφιακό βολτόμετρο υψηλής ακρίβειας 4.5 ψηφίων, και είδαμε ότι οι μετρήσεις μας παρουσίαζαν διακύμανση στο πρώτο δεκαδικό ψηφίο. Το συγκεκριμένο βολτόμετρο έχει τη δυνατότητα να υπολογίζει αυτόματα με τη χρήση του λογισμικού του την μέση τιμή 100 μετρήσεων, με αποτέλεσμα να βελτιώνεται το σφάλμα μέτρησης και να λαμβάνουμε τιμές μεγαλύτερης ακρίβειας με διακύμανση στο δεύτερο δεκαδικό ψηφίο. Ωστόσο για τις ανάγκες του εργαστηρίου μας είχαμε ανάγκη μεγαλύτερης ακρίβειας και καταγραφής τω μετρήσεών μας απευθείας στον ηλεκτρονικό υπολογιστή με λογισμικό, για περαιτέρω αξιοποίηση και μελέτη των δεδομένων που προκύπτουν σε διάφορα επίπεδα λειτουργίας του setup του εργαστηρίου μας. Για τον σκοπό αυτό εγκαταστήσαμε στο setup του εργαστηρίου μας τον Lock-in-Amplifier της εταιρείας Signal Recovery που διαθέτει το ΕΜΠ, με στόχο να απαλλαγούμε από τον ηλεκτρονικό θόρυβο που συνυπάρχει με το διαφορικό σήμα που μελετήσαμε. Επίσης πετύχαμε και τον δεύτερο στόχο μας, μέσω του λογιστικού “Acquire Data Acquisiti Software” που διατίθεται από την εταιρεία που υποστηρίζει τον Signal Recovery' s Lock-in-Amplifier 5210 στην Ελλάδα. Με την αξιοποίηση του συγκεκριμένου λογισμικού μπορέσαμε να αποκτήσουμε on-line δεδομένα που σχετίζονται με το διαφορικό σήμα που προέρχεται από τους δυο αισθητήρες (Mass Flow Sensors), μέσω ενός συστήματος όπου είναι συνδεδεμένοι, το οπoίο αναπτύχθηκε στο εργαστήριο μας και εξομοιώνει τις διαρροές που αναλογούν στο επιτρεπτό όριο διαρροών των ανιχνευτών Micromegas που θα εγκατασταθούν στον CERN και θα ελέγχεται η στεγανότητά τους από την ομάδα μας, σε ένα ειδικά διαμορφωμένο χώρο τον BB5 του CERN. Επίσης στα πλαίσια της διπλωματικής μου εργασίας αναπτύχθηκε μια εργαστηριακή άσκηση εκπαιδευτικού χαρακτήρα για τις ανάγκες του μαθήματος Οργανολογίας που διδάσκεται από τον επιβλέποντα καθηγητή μου, δρ. Μαλτέζο Σταύρο, σε συνεργασία με την ομάδα μας, με βάση την οποία οι φοιτητές ενημερώνονται για την λειτουργία της τεχνικής LIA, και μελετάνε τα όρια επιτρεπτών διαρροών και τον τρόπο λειτουργίας των ανιχνευτών Micromegas, αξιοποιώντας την εγκατάσταση που διατίθεται στο εργαστήριο μας. Μάλιστα με την χρήση του λογισμικού ADAS που μας διατίθεται μπορούν να παρατηρούνε άμεσα τις διακυμάνσεις του ληφθέντος σήματος από τους αισθητήρες. Το διαφορικό σήμα που λαμβάνουμε μέσω του LIA είναι της τάξης μερικών Volt, απαλλαγμένο από τον υπερτιθέμενο θόρυβο, και αφορά αρχικό σήμα της τάξης μερικών δεκάδων millvolt. Έτσι είναι πολύ πιο εύκολο να εντοπιστούν οι αλλαγές που υφίσταται το αρχικό σήμα και να μελετηθούν γραφικά με μεγαλύτερη ακρίβεια, καθώς για το συγκεκριμένο σήμα που μελετάμε έχει επιτευχθεί βελτίωση του λόγου σήματος προς θόρυβο (signal to noise ratio) ίσος με 12, με αποτέλεσμα να είμαστε σε θέση να μελετάμε σήματα με μεγάλη ακρίβεια. Μάλιστα η τεχνική LIA μας δίνει την δυνατότητα μελέτης ακόμη μικρότερων σημάτων, που να αντιστοιχίζονται ακόμη και κάτω από το ελάχιστο αποδεκτό όριο διαρροών στους θαλάμους Micromegas.	el
heal.classification	Φυσική	el
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	18-06-28
heal.abstract	Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάται η ανάπτυξη προηγμένης τεχνικής έλεγχου στεγανότητας υψηλής ευαισθησίας στους ανιχνευτές NSW Micromegas. Για το σκοπό αυτό σχεδιάστηκε η πειραματική μας διάταξη στην οποία εφαρμόστηκε η τεχνική Lock-In Amplifier (LIA). Επίσης πέραν της ερευνητικής εφαρμογής της μεθόδου LIA, εγκαταστάθηκε μια άσκηση στο εργαστήριο του μεταπτυχιακού μαθήματος Οργανολογία για την διδασκαλία και εκμάθηση της LIA. Η εγκατάσταση αυτή μας έδωσε τη δυνατότητα να εξομοιώσουμε διαρροές που αντιστοιχούν στα όρια επιτρεπτής λειτουργίας των ανιχνευτών Micromegas. Η εξομοίωση των διαρροών των Micromegas έγινε εφικτή με τη χρήση ιατρικών βελονών που τοποθετήθηκαν στις επιφάνειες του κυκλώματος αερίου που διατίθεται στο εργαστήριό μας. Επίσης μελετήθηκε πειραματικά και θεωρητικά ο βέλτιστος ρυθμός διαρροών που μπορεί να επιτευχτεί στους ανιχνευτές Micromegas με την χρήση ελαστικών δακτυλίων, συνάρτηση της ασκούμενης πίεσης μεταξύ των υλικών επιφανειών που έρχονται σε επαφή μαζί του. Το υλικό που αποτελούνται οι συγκεκριμένοι ελαστικοί δακτύλιοι είναι το ίδιο με το ελαστικό υλικό που θα χρησιμοποιηθεί στην κατασκευή των ανιχνευτών Micromegas και η πειραματική μας προσέγγιση μας έδωσε ακριβή αποτελέσματα των δυνατοτήτων στεγανότητας μεταξύ των ελαστικών αυτών και των εφαπτόμενων με αυτό υλικών επιφανειών. Τέλος, υπήρξε ενασχόληση με τοπογραφία επιφανειών των υλικών που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή των ανιχνευτών Micromegas. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήσαμε το Atomic Force Microscope που διατίθεται στο κτίριο Φυσικής του ΕΜΠ, και μελετήσαμε συγκεκριμένα δείγματα υλικών δειγματοληπτικά. Η ανάλυση των δεδομένων έγινε με χρήση ενός ελεύθερου λογισμικού.	el
heal.advisorName	Μαλτέζος, Σταύρος	el
heal.committeeMemberName	Μαλτέζος, Σταύρος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	94 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true