CCRPC report # 05
S. Morganti
Catania 18 Settembre 2002
Sommario
Status Produzione
Produzione Volumi di Gas (1)
Dal 10-5-2002 al 31-08-2002 assemblati 860 volumi di gas in 50
giorni lavorativi (ATLAS, CMS, OPERA, BaBar, ARGO)
17 gap/day in media
Il piano di produzione può essere confermato e per ora non
necessita correzioni.
Tolti BaBar e Opera (produzioni occasionali nel periodo di
riferimento) c’é ancora qualche motivo di rallentamento per i tre
esperimenti in produzione costante (ATLAS, CMS, ARGO)
Un Report dettagliato delle attività a GT , aggiornato settimanalmente, è disponibile
sul sito della commissione: http://babar.roma1.infn.it/~morganti/ccrpc/
GT stop per problemi con i distanziali
passaggio da 1 a 2 tipologie & bakelite
grafico aggiornato settimanalmente su
http://babar.roma1.infn.it/~morganti/ccrpc
Produzione Volumi di Gas ATLAS
•Sostanzialmente in schedula.
•Ciclo di produzione globale (*) definito e a regime per il 90%
•produzione/selezione della bakelite
•produzione dei gas volume
•procedure di test a GT
•calendario spedizioni a Lecce
(*) richiesta specifica di ATLAS
bakelite
•Accumulato qualche ritardo per problemi
di consegna della bakelite.
GT stop per problemi con i distanziali
bakelite
bakelite
•Ciclo di produzione/test dei volumi di
gas OK, in corso di realizzazione la parte
relativa agli assemblaggi delle RB2
grafico aggiornato settimanalmente su
http://babar.roma1.infn.it/~morganti/ccrpc
Produzione Volumi di Gas CMS
Produzione Volumi di Gas ARGO
•Accumulato un ritardo significativo
allo startup di Maggio per problemi
di qualità della bakelite (fuori
misura e/o spessore maggiorato)
•Non contribuisce in maniera
significativa ai controlli sulla qualità
della produzione
bakelite
•Ciclo di produzione/test dei volumi
di gas OK, Riorganizzata la linea di
assemblaggio RPC nei locali del
ex-laboratorio BaBar.
grafico aggiornato settimanalmente su
http://babar.roma1.infn.it/~morganti/ccrpc
Produzione Volumi di Gas (2)
•Ritardo complessivo:
=-7% (141/1934 volumi di gas al 31/08/2002)
•ATLAS
•CMS
•ARGO
= -3 gg di produzione ATLAS standard
= - 9 gg di produzione CMS standard
= -19 gg di produzione ARGO standard
Non siamo in una situazione critica ma è opportuno pensare e
sperimentare diverse Strategie di recupero...
Produzione Volumi di Gas (3)
•Riciclaggio: sperimentato con soddisfazione da ATLAS.
•Non lo si può (non è conveniente) applicare sempre.
•Giornata “lunga”: già sperimentata un paio di volte da GT. Con un
turno spezzato di 10 h (6:12, 14-18) si può quasi raddoppiare la
produzione giornaliera. Per adottare questa soluzione in modo
sistematico bisogna programmare per tempo la creazione di un buffer
di materiale semilavorato (lastre grafitate e con pet, cornici etc... ).
Questo approccio coinvolge anche esperimenti “on time” e richiede che
tutti e tre gli esperimenti abbianoi piani di produzione dettagliati
(consegna materiali, variazioni di tipologia etc..) che prevedano questa
eventualità.
Ovviamente nulla si recupera se gli esperimenti non fanno uno sforzo
ulteriore per garantire i tempi di consegna della bakelite, verificare la qualità
dei materiali, pianificare con cura le strategie di swop da una tipologia
all’altra
Controllo qualità
ATLAS e CMS hanno definito i loro protocolli “a regime”
per il controllo della qualità della produzione.
In parte complementari, assicurano, complessivamente
un grado elevato di controllo degli standard produttivi.
Per renderli completamente efficaci bisognerebbe:
1.
uniformare tra gli esperimenti i QC a cura di GT sui materiali
e le lavorazioni
2. concentrare queste informazioni in modo che un unico
soggetto (un volontario della commissione rpc ?) possa
avere una visione aggiornata e completa della qualità della
produzione
Controllo qualità (2)
QC
Camera
Sacrificale
ATLAS
Una per ciclo di oliatura.
Test alta pressione
Apertura di tutte le
camere scartate nei test
standard
Analisi chimiche, una per
ciclo di oliatura, di un
campione di olio e di olio
polimerizzato
Ispezione visiva delle
camere sacrificali
Controllo a campionamento
alla Babar (test a bassa
pressione e push) di un
volume di gas per giorno di
produzione o tutta la
giornata in caso di scarti
Test in pressione a 20
mBar su tutte le camere
prodotte
Test su tutte le camere
prodotte in due fasi:
In argon prima della oliatura
(@ 2.5 KV)
Con miscela binaria dopo
l’oliatura (@10 KV)
Caratteristica tensionecorrente su tutte le
camere prodotte prima e
dopo l’assemblaggio in
panini (freon @ 8 KV)
difetti costruttivi
visibili, pulizia
Olio
contaminanti,
polimerizzazione
Incollaggi
tenuta dei distanziali,
e delle cornici
(leakage)
Correnti
difetti costruttivi,
qualità dei materiali e
delle lavorazioni,
CMS
GT
Test colla 4 volte
per ciclo di
incollaggio, test in
depressione
(leakage)
Controllo qualità (sviluppi
futuri)
I test di HV sono l’unico strumento che abbiamo per identificare
difetti di costruzione o nei materiali, anche invisibili ai test
distruttivi, che possono compromettere il funzionamento o la vita
media di un volume di gas.
ATLAS e CMS già prevedono test di HV su tutte le gap prodotte.
Interessante lavoro di ATLAS per definire un test in grado di
sollecitare la camera (mini-aging) per evidenziare subito problemi
di instabilità osservabili altrimenti solo sul lungo periodo.

E’indipendente dal regime di funzionamento finale del volume di gas,
potrebbe essere introdotto come test standard automatico nel
normale ciclo produzione.
Inizia ad esserci ora abbastanza statistica per definire classi di
problemi e correlarli a difetti di produzione o della materia prima.
Test di affidabilità per l’HV
Giulio Aielli
Motivazioni del test
Lungo funzionamento previsto per camere a bassa
resistività, studiato fin’ora con test di ageing su un
piccolo numero di rivelatori.
Evidenziate sporadicamente instabilità di corrente di
funzionamento e leakage di HV => screening di massa
per individuare eventuali esemplari patologici nella
produzione e rimuoverne le cause.
Misura di importanti parametri di qualità del rivelatore: R
totale rivelatore; rho media delle lastre di bachelite; non
linearità della caratteristica ohmica
Giulio Aielli
Modalità del test
Test in Argon puro: burn-in + test precoce preoliatura. In questo test:

si misurano alcune caratteristiche del rivelatore come la
resistenza complessiva di bulk (spacers + cornici) e quella
dei piatti di bakelite

Si effettua un burn-in in termini di carica integrata per
evidenziare instabilità delle proprietà elettriche dei materiali

Si individuano rivelatori patologici pima dell’oliatura.
Test finale con miscela binaria (C4H10+TFE)
Test di HV leakage e di isolamento
Giulio Aielli
Test in Ar puro
Monitoraggio di corrente in regime di streamer
autosostenuto per verificare la stabilità a lungo termine.
Il test viene effettuato con le modalità di un burn-in con
durata di circa 2-3 giorni.
HV=2500 V  I ~ 200 microA/m^2 a 22 °C
Misura periodica di tutta la caratteristica V-A per
l’estrazione di parametri del rivelatore da monitorare
Giulio Aielli
Pure Argon test: a new ageing techinque
1000
•Filled with pure Ar: self streamer
regime. Streamers are produced in
cascade untill the field decrease
under a critical value. As the field
is restored the process repeats
•Sparks are not produced because
of the resistive nature of the
electrodes.
Current (microA)
•10x10 cm^2 detectors (NG & OG)
100
10
1
0.1
0
1000
2000
3000
4000
0.01
0.001
Applied Voltage (V)
L’argon è un metodo molto semplice per sollecitare la camera
senza danneggiarla dal momento che la tensione applicata è
molto bassa (circa 2500 V) e l’Ar essendo un gas nobile non ha
attività chimica. (presentato a Aging Phenomena in Gaseous
Detectors, Hamburg 2001)
Caratteristica V-A in Ar puro
1000
100
Current (microA)
10
1
500
1000
1500
2000
0.1
0.01
0.001
applie d voltage (V)
• Crescita lineare dominata dal termine ohmico di bulk
2500
Series1
Series2
Series3
Series4
Series5
Series6
Series7
Series10
Series11
Series12
Series13
Series16
Series17
Series18
Series19
Series20
Series21
Series22
Series23
Series24
Series25
Series26
Series27
Series28
Series29
Series30
Series31
Series32
Series33
Series34
Series35
Series36
Series37
Series38
Series39
Series40
Series41
Series42
Series43
Series44
Series45
Series46
Series47
Series48
•Ginocchio di accensione
•Fase dominata dalla resistività degli elettrodi
•Camere patologiche
Giulio Aielli
Esempi di dati estraibili dal test
distribuzione della resistività media
della bakelite di una camera
Distribuzione resistenza della
camera
R (Mohm)
Estratto dalla slope
ohmica iniziale
M
or
e
39
38
0
11 0
50
12 0
00
13 0
50
13 0
50
0
M
or
e
95
00
00
75
55
00
00
35
0
0
35
1
35
2
31
3
27
4
23
5
8
7
6
5
4
3
2
1
0
15
Frequency
6
15
Frequency
7
19
8
rho (Gohm cm)
• Estratto dalla slope lineare ad
alta corrente
Giulio Aielli
Test con miscela binaria
Scanning in tensione previsto dopo il test in Ar e
dopo l’oliatura per misura correnti in condizioni
operative:


con miscela 95% TFE +5% Ibu
HV fino a 10 KV
Necessario per verificare il rivelatore fino al punto
di lavoro.
Test rapido: parallelo e semi automatizzato
Siamo in attesa del gas alla G.T. Per testare le 23
BOS dopo il test in Ar.
Giulio Aielli
Discriminazione di camere BOS (1.5 m2) nel test finale
Alcune camere
estremamente
patologiche
non sono qui
rappresentate e
costituiscono
generalmente
circa il 2%
delle camere
analizzate
Giulio Aielli
Test di leakage per l’HV
Evidenzia difetti in particolare nel cordone di colla e
nell’isolamento in generale.
Test già effettuato su camere di ATLAS ed
evidenziate alcune perdite
Consiste nel leggere i segnali prodotti da una camera
tensionata indotti su un opportuna “antenna“ di
massa costituita per es. Da una spazzola di sottili fili
di rame.
I dettagli tecnici e la collocazione del test rispetto alla
produzione sono ancora da definire.
Giulio Aielli
GT
GT seguita a evolversi aumentando qualità e capacità
produttiva:




Macchina per bollinatura gap
Macchina per il taglio dei pannelli di strip
Spostati assemblaggi di Argo in un nuovo locale
Predisposta area assemblaggio CMS, in fase (finale) di
realizzazione le attrezzature specifiche per l’assemblaggio delle
RB2
La fornitura delle strip di ATLAS non è ancora a regime... ma
non disperiamo di risolvere anche questo aspetto....
Conclusioni
La produzione dei volumi di gas è praticamente a regime e il
piano di produzione sostanzialmente rispettato.
Ci sono ancora margini di miglioramento e ottimizzazione in
particolare riguardo alla gestione del QC di GT e alla analisi
complessiva dei test realizzati dai singoli esperimenti
Per qualche lavorazione (es: il lavaggio delle lastre) bisogna
definire il protocollo di controllo e uso (analisi chimiche dei
solventi, frequenza di refill etc..)
A un anno esatto dal “test di produzione” voluto dalla
Commissione uno le speranze di portare a termine questa
impresa sono decisamente aumentate....
A.A.A.
Nuovo “commissario generale” cercasi . Automunito, bella
presenza, disposto a viaggiare. Richiesta conoscenza scolastica
del ciociaro scritto e parlato. Sede di lavoro: Frosinone e
provincia.