Stato del Rivelatore Mu di LHCb
Sommario
• Stato produzione camere
• Stato centri di produzione
• Piano per le GEM M1R1
• Stato elettronica
• Finanze
• Conclusioni
G. Carboni - Stato del Rivelatore Mu – 17.05.2004
1
MUON SYSTEM OVERVIEW
FE/LNF
LNF
CA/LNF
PNPI
PNPI
PNPI
FI
FE
LNF
FE
CERN
CERN
FE
FE
CERN
CERN
FE
FE
LNF
Production Center Color Coding: time increases from red to violet/blue
X : completed
G. Carboni - Stato del Rivelatore Mu – 17.05.2004
2
PNPI
GLUING
(4 TABLES)
Wire bars
PNPI
PNPI
MWPC prod
CR Test
CERN
Cathodes
LNF
GLUING
(2 TABLES)
LNF
LNF
MWPC prod
CR Test
PZ
Internormal
GLUING
PANELS
(2 TABLES)
FE
MWPC prod
RM2
FI
GLUING
(2 TABLES)
G. Carboni - Production Plan – 20.11.2003
G. Carboni - Stato del Rivelatore Mu – 17.05.2004
CR Test
FI
MWPC prod
9
3
Produzione pannelli
• La produzione a Internormal procede bene. I tre stampi sono installati.
Si dovrebbero poter raggiungere i 20 pannelli/giorno preventivati.
• Sono stati ordinati i C.S. (catodi e barre) per almeno il 50% delle prime camere in produzione
a FE, LNF e almeno il 20% per FI, PNPI
• Lo yield di pannelli entro le specifiche di spessore è del 96-97 %
• La supervisione di LNF comporta circa 1 viaggio/settimana presso la Internormal.
Il CERN è responsabile dei propri pannelli.
• Il pannellometro installato a Internormal da Roma 2 funziona bene. Si stanno
sistemando gli ultimi problemi di interfaccia utente in modo che la ditta possa
usarlo in modo autonomo.
Alcuni tipi di pannelli (con pad piccole) dovranno tuttavia essere misurati “a mano”.
• Per i pannelli di M1 (Honeycomb) si stanno esplorando diverse strade
• PNPI ha al momento pannelli per 40 camere. Si pensa a un totale di 4 spedizioni di circa 800
pannelli ciascuna.
G. Carboni - Stato del Rivelatore Mu – 17.05.2004
4
Panel requirements:
- 95% of the panel area: thickness
within +/- 90 mm
- 100% of the panel area: thickness
within +/- 180 mm
In this batch for PNPI
only 22 panels out of 104
show some point out of
thickness specification
(+/- 90 mm) but only
in an area well below 5%
G. Carboni - Stato del Rivelatore Mu – 17.05.2004
5
Precision gluing of bars to panel
HV bar PCB
Panel
Bars glued to cathode
Wire fixation bar
PCB
panel
wire
panel
wire
G. Carboni - Stato del Rivelatore Mu – 17.05.2004
Gluing is done in the Production site
excepted FE, whose panels are glued in PZ
6
Gluing is the main bottleneck in production:
it is mandatory to have at least 2 tables
HV bars arrive now preassembled
with components (R,C)
G. Carboni - Stato del Rivelatore Mu – 17.05.2004
7
G. Carboni - Stato del Rivelatore Mu – 17.05.2004
8
MWPC production
Production now running in
three centers
LN Frascati
300
250
200
150
100
50
0
Ju
l-0
3
O
ct
-0
3
Ja
n0
Ap 4
r04
Ju
l-0
4
O
ct
-0
4
Ja
n0
Ap 5
r05
Ju
l-0
5
O
ct
-0
5
Ja
n0
Ap 6
r06
Nominal speed shown to be
achievable in LNF and CERN
(however not yet sustained)
Nominal 2.5 ch/week
PNPI-1
Ju
l-0
3
O
ct
-0
3
Ja
n0
Ap 4
r04
Ju
l-0
4
O
ct
-0
4
Ja
n0
Ap 5
r05
Ju
l-0
5
O
ct
-0
5
Ja
n0
Ap 6
r06
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
G. Carboni - Stato del Rivelatore Mu – 17.05.2004
Nominal 1 ch/week
CERN
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
M
on
t
Se h
p03
D
ec
-0
3
M
ar
-0
4
Ju
n04
Se
p04
D
ec
-0
4
M
ar
-0
5
Ju
n05
Se
p05
D
ec
-0
5
M
ar
-0
6
Nominal 5 ch/week
9
5/(w ork days required)
Rate (ch/week)
LNF: Production Rate
3.0
2.5
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
date
Closing
Closing
date
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
Chamber number
31-mar-04
21-mar-04
11-mar-04
01-mar-04
20-feb-04
10-feb-04
31-gen-04
6
7
8
9
10
11
G. Carboni - Stato del Rivelatore Mu – 17.05.2004
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Chamber
22
10
MWPC production: other sites
Production still to start in three centers:
 Ferrara: pre-series production starting now, PRR on 8 June ’04,
late by several months
 Firenze: clean room and tooling nearly ready, pre-series not yet started,
PRR on 29 June ’04, late by several months
 PNPI-2: after finishing CMS production area to be converted, start-up planned for
autumn this year, also late by several months
We will only know the actual production rate for 5 centers by summer 2004.
The chamber construction and installation plan will be revised this summer, taking into
account the experience with the production centers.
Status 30 April 04:
Overall the production of chambers is late by ~ 5 months
3.5% of chambers produced (LHCC milestone 10% was in March 04)
G. Carboni - Stato del Rivelatore Mu – 17.05.2004
11
PNPI site
G. Carboni - Stato del Rivelatore Mu – 17.05.2004
12
Ferrara site
filo.wav
G. Carboni - Stato del Rivelatore Mu – 17.05.2004
13
Test delle camere finite
• Per
le camere LNF si utilizza la stazione con sorgente Cs137 costruita da Roma1
• Una persona di Roma 1 sul posto
• Metodo rapido e molto efficiente
• Per FE e FI il programma prevedeva solo il test con cosmici a Roma 2
• l’idea originale era che dall’estate prossima le schede di Front-end finali (CARDIAC)
sarebbero state pronte e quindi da Roma 2 sarebbero uscite le camere finite e testate
• il ritardo nella produzione dell’elettronica di FE sarà invece di quasi 1 anno
• si è considerato di effettuare i test con le schede ASDQ (che sono disponibili in numero
sufficiente) ma la procedura è molto inefficiente
• Si è deciso quindi di costruire e installare altri due tavoli Cs137 a Firenze e Ferrara
• Firenze costruirà il suo
• Roma 2 costruirà il tavolo che sarà installato a Ferrara
• Nel frattempo Roma 2 assicura il test coi cosmici e gli ASDQ che continuerà poi a
campionatura.
• Richiesta di finanziamento aggiuntiva
G. Carboni - Stato del Rivelatore Mu – 17.05.2004
14
Produzione delle GEM
M1R1 sarà equipaggiata con camere 3-GEM 20x24 cm2. Per ridondanza vi sono due strati
di camere, per un totale di 24 3-GEM.
• Addendum al TDR in preparazione
• Responsabilità costruttiva: 50% Cagliari e 50% LNF
A CA vi è disponibilità della camera pulita usata da Alice
• Parte progettuale
LNF: progetto meccanica, pad, catodi, distribuzione elettrica, materiale
CA: progetto schede FE, disegno GEM e contatti col produttore
• Tempi
2004: approvvigionamento materiali (100% GEM, 50% altro)
e inizio produzione a ottobre-novembre
2005: resto materiale e fine produzione marzo-aprile
2006: sistema gas
• Costo
• rivelatori
70 k€ (39 k€ 2004, 31 k€ 2005)
• sistema di gas open-mode
28 k€ (2006)
• consumi, inventariabile
60 k€
• HV e FE Boards vanno nel sistema generale
• SJ
• si richiede lo sblocco di 26 k€ SJ a CA per l’ordine dei fogli di GEM
G. Carboni - Stato del Rivelatore Mu – 17.05.2004
15
Altri (non secondari) argomenti
• La progettazione e gli ordini per la costruzione dei filtri in ferro procedono
(CERN). Il carrello à stato spedito dal produttore in Bulgaria.
• La progettazione della meccanica di supporto delle stazioni da
parte di Frascati e CERN procede anch’essa
• Si sta convergendo sugli ultimi elementi delle camere, in particolare i supporti, i
connettori HV e la distribuzione delle basse tensioni.
• Ci sono idee sul sistema di HV, che vorremmo concretizzare in vista
delle richieste di settembre
G. Carboni - Stato del Rivelatore Mu – 17.05.2004
16
Stato dell’Elettronica
Milestones presentate alla Comprehensive Review lo scorso gennaio
Causa l’allungamento dei tempi di fonderia l’ Engineering Run in ottobre 2004
sarebbe stato incompatibile con l’installazione dell’elettronica e delle camere
(che inizia a settembre 2005)
Si è pertanto deciso di anticiparlo a fine giugno-inizio luglio 2004
G. Carboni - Stato del Rivelatore Mu – 17.05.2004
17
Si chiede di utilizzare
i fondi CARDIAC
del 2004 per le SPB
e di anticipare al 2004
parte dei fondi SPB 2005
Il prototipo delle schede di FE CARDIAC è in corso di fabbricazione (30 schede)
La produzione delle schede CARDIAC viene spostata integralmente al 2005
A luglio partirà la produzione delle schede SPB (50 % quest’anno)
G. Carboni - Stato del Rivelatore Mu – 17.05.2004
18
DIALOG – g o DIALOG 1.0
SYNC – b
La versione definitiva è stata inviata
il 10 Nov 2003 ed è sotto test da circa 1 mese
Si sono osservati due problemi
1.
sincronismo del clock
2.
trasmissione dati I2C
Soglie individuali per ogni canale ASD
(16 CARIOCA, 2 ASDQ)
 20 DAC 2.5 mV res
 line driver 24kW x 16
 line driver 1kW x 2
G. Carboni - Stato del Rivelatore Mu – 17.05.2004
I test sono ormai esaustivi (sia su banco che nelle
schede ODE) e le correzioni sono completate
In programma adesso un esteso periodo di
simulazione del layout prima dell’NRE
di fine giugno
19
Full Chain Test
Comprende la catena completa di elettronica fino alle ODE e al trigger
DIALOG
TB
IB
SB
ODE (SYNC)
TX-RX ottica
TX-RX al trigger
Cominciato a febbraio terminerà a giugno.
I test sono tutti OK.
A settembre vi sarà la validazione
dei componenti sotto radiazione
G. Carboni - Stato del Rivelatore Mu – 17.05.2004
20
Considerazioni finanziarie
G. Carboni - Stato del Rivelatore Mu – 17.05.2004
21
SOMMARIO RICHIESTE AGGIUNTIVE 2004
(oltre agli sblocchi dei SJ dedicati)
Capitolo
Sezione
FI
camera pulita
10 k€
FE
camera pulita
3.5 k€
Consumi
LNF
MWPC, GEM
25 + 13 k€
CA
GEM
15 k€
Gara supporto
80 k€
GEM
16 k€
MWPC
206 + 96 k€
Roma 1
SPB per PZ
62 k€
CA
FEB  SPB
-25 k€
FE
Laser + varie
12.5+14.5 k€
LNF+CA
Leakage, Sonde
12 k€
FI
motori spare
2 k€
LNF
Attrez. MWPC
4 k€
Roma 2
Tav. sorgente
12 k€
LNF
CORE
Invent.
Apparati
G. Carboni - Stato del Rivelatore Mu – 17.05.2004
TOT
TASCHE r.n.
e “crediti”
72.5 k€
60 k€
435 k€
50 k€ M&O-B
Rimandati al 2005
124 k€ (recupero
residui gare catodi
e pannelli)
41 k€
20 k€
16 k€
40 k€
22
Stima delle necessità per completare la costruzione delle MWPC (ancora qualche
incertezza su Faraday cages, connettori HV e pannelli Honeycomb)
Nella tabella sono comprese le assegnazioni ancora SJ del 2004
Per INFN (k€)
Per PNPI (k€)
Cornici
60
50
Faraday Cages
60
50
Distr. HV
CORE (kCHF)
2004 (k€)
110
150
60
50
110
150
60
50
36
36
45
36
Honeycomb M1
50
50
63
50
Catodi
96
96
120
96
Pannelli
30
30
38
Altri elementi e
contingenza
100
100
125
Totale
Tot (k€)
532
2005 (k€)
30
~ 690
50
352
50
180
L'INFN partecipa nella money matrix con 1820 kCHF alla costruzione delle camere. Il CERN con
380 kCHF (il filo e il materiale delle sue camere).
G. Carboni - Stato del Rivelatore Mu – 17.05.2004
23
Ad oggi l'INFN ha erogato 1480 kCHF di CORE per la costruzione delle camere:
se aggiungiamo i 690 kCHF necessari (vedi tabella precedente) e i 380 kCHF Cern arriviamo a
2550 kCHF contro i 2200 previsti.
 extracosto di 350 kCHF
Motivi dell’extracosto :
- abbiamo speso di più per le preserie: i costi (201 kCHF) sono stati piu` alti (~50%) trattandosi
di ordini piccoli e una frazione non trascurabile e` andata in sprechi di inizio produzione.
- nei 2200 kCHF dichiarati era considerata una percentuale molto bassa di spare (ora circa il 10%)
e non c'erano i pannelli speciali in honeycomb per M1 light (~ 50 kCHF)
- qualcosa non era previsto (ad es. le Faraday Cage e connettori HV costano più del previsto)
Possibili riduzioni CORE
- INTAS dovrebbe sopperire per ~60 kCHF alle spese di produzione al PNPI
- se considerassimo MOF-B i costi delle camere spare, il CORE si ridurrebbe di ~ 200 kCHF
- altri risparmi possibili ? meccanica (no); sistema gas (sembra difficile, anche se si potrebbe
pensare di abbandonare il sistema di ricircolo); sistema HV (non sembra possibile);
elettronica (e` presto per fare previsioni dettagliate)
Considerazioni generali
- E presto per dire che ci sara` necessariamente un overcosto rilevante
- La “Contingenza” INFN non e` ancora del tutto esaurita
- L’INFN ha spostato sul DAQ 370 kCHF avanzati dal trigger. In caso di necessita`, visto la stato
complessivamente buono di LHCb, il finanziamento si potrebbe spostare sul MU
- Al momento non ci pare che si debba pensare ad interventi particolari (staging HV…) e
soprattutto non vorremmo essere rallentati
G. Carboni - Stato del Rivelatore Mu – 17.05.2004
24
SOMMARIO CORE Rivelatore MUONI
Filo
Preserie
Preserie FE
Preserie LNF
Gara pannelli
Catodi FE
ANNO
2002
2003
2003
2003
2003
2003
PROPOSTE
Sez.
LNF
LNF
FE
LNF
LNF
FE
kEuro Assegn
kEuro Core + IVA Core kFS
20
17 + 3
25
80
67 + 13
100
30
25 + 5
38
30
25 + 5
38
221
200 + 21
300
715
610 + 105
915
TOTALE
1416
2004
INTAS
Meccanica Supporto
Alimentatori e crate
Elettr. IB ODE etc
Trasm-ric. Ottico
Materiale MWPC
Chip production run
GEM
FEBoards --> SPB
Serv Board
ELMB
SPB
G. Carboni - Stato del Rivelatore Mu – 17.05.2004
LNF
LNF
LNF
LNF
LNF
LNF
CA
CA
CA
RM1
RM1
PZ
30 SJ
50 SJ + integr 80
4+4
100+50 SJ
50 SJ
50+50 SJ + integr 206 + 96
100 SJ
26 SJ + integr 16
- 25 -->
9
42.5
40 + 25 + integr 37
33
25
Muon funding
CORE (MoU)
Common Fund
CERN
INFN
PNPI +specRussia CERN
Total
Det. COST
Cost- MoU
200
4850
560
5610
6930
Extra
400
340
600
-130
1210
Cern-Russia
M&OB
Total
110
110
130
400
540
5450
540
6930
7060
7450
IPOTESI DI SUDDIVISIONE DELLE SPESE
ITEM
MWPC material
Mechanics
Tooling and assembly PNPI-1
Tooling and assembly PNPI-2
Gas system
HV system
GEM
MWPC system
Electronics
kFs
INFN
2200
250
530
230
340
410
100
4060
3000
G. Carboni - Stato del Rivelatore Mu – 17.05.2004
1820
190
230
180
180
100
2700
2750
CERN+CF
380
60
20
PNPI+specR Spare/M&O-B Overcosti
(~200 ) --->
+ 350
510
- 60 ?
160
200
820
120
30
540
130
26
Conclusioni
• La produzione delle camere è cominciata con successo anche se con sensibili ritardi
• L’esperienza di Frascati ha dimostrato che lo schema adottato per la produzione è
valido e ben dimensionato per gli scopi prefissati. In particolare la possibilità di
raggiungere 2.5 camere/settimana è realistica.
• Occorre ora verificare se si potranno tirare le stesse conlcusioni per i centri di
FE e FI che hanno un impianto di produzione differente
• Desta qualche preoccupazione la produzione a PNPI.
• All’inizio dell’estate saremo in grado di fare delle proiezioni più precise e
le confronteremo con la schedula di installazione.
• L’elettronica è OK, a parte il ritardo nella disponibilità delle schede di Front-end
che ci obbligherà a rivedere la fase di montaggio dell’elettronica e del
commissioning
• Dal punto di vista finanziario gli extra costi sembrano non eccessivi.
G. Carboni - Stato del Rivelatore Mu – 17.05.2004
27
Installation summary
M2-M3
M4-M5
2
0
0
5
Installation
Periods
CERN
PNPI
5.09-14.10
16.06
6.06
28.11-23.12
M2-M3
16.01-24.02
M4-M5
M1
FE
17.10-25.11
M1
2
0
0
6
LNF
5.10
13.10
FI
PNPI2
30.03
5.07
22.02
8.03
4.11
15.11
27.02-26.05
2.06-12.06
6.03
2.03
End of production dates according to initial planning
“a rischio” causa ritardi
G. Carboni - Stato del Rivelatore Mu – 17.05.2004
28
G. Carboni - Stato del Rivelatore Mu – 17.05.2004
29
G. Carboni - Stato del Rivelatore Mu – 17.05.2004
30
Richieste aggiuntive per tavoli sorgente
Costruzione Apparati
• Tavolo di test con sorgente radioattiva per Firenze e Roma 2 ( per Ferrara)
• Tavolo + sistema di assi con relative movimentazioni 4 - 5 k€
• due motori comandabili via seriale (con software)
2 k€
• 1 PC dedicato alla misura
1.5 k€
• Piombo per schermatura + varie
1 k€
• Sorgente 10 mCi
O(k€)
Totale circa 10 k€ a sezione + IVA  12 k€
FAI
• 6 mesi per Roma 2 da impegnare nella “vestizione” e nel test con cosmici
(e successivamente con sorgente) delle camere ricevute da FE e FI
G. Carboni - Stato del Rivelatore Mu – 17.05.2004
31
Roma 2 CR Test Station
G. Carboni - Stato del Rivelatore Mu – 17.05.2004
32