Studio, progettazione e realizzazione di un sistema di acquisizione dati e di controllo relativo al prototipo del detector per la diagnostica delle linee di luce da ondulatore del Sincrotrone Elettra

L’intento di questa tesi è quello di rappresentare, efficacemente, non soltanto i risultati ma anche l’esperienza maturata durante un anno di studio e lavoro nell’ambito di un tirocinio universitario svoltosi presso l’azienda Sincrotrone Trieste S.C.p.A., nel Laboratorio di Diagnostica Linee di Luce (DLL) del Settore Esperimenti.

Il lavoro della presente tesi è inserito all’interno dell’ambito più ampio rappresentato da un nuovo progetto di sviluppo (Research & Development), in atto presso l’azienda, che ha lo scopo di realizzare un prototipo di un detector per la diagnostica della radiazione di sincrotrone di nuova concezione.

Il sensore sviluppato è un rilevatore di posizione del fascio di luce prodotto dal sincrotrone. E’ progettato, per essere compatibile con le condizioni di ultra alto vuoto presenti all’interno della camera di prova dove è stato poi installato. Utilizzando un complesso sistema di lenti elettrostatiche si ottengono in uscita dei segnali proporzionali alla posizione dell’asse del fascio di luce.

L’obiettivo di questa tesi consisteva nella realizzazione del sistema di controllo del sensore e della camera di prova. Le alte tensioni di polarizzazione delle lenti elettrostatiche, i parametri delle condizioni del vuoto, i motori di posizionamento del sensore, i parametri caratteristici del sincrotrone sono solo alcuni esempi del molteplice e variegato sistema da controllare. Inoltre la tesi ha riguardato l’acquisizione dei segnali in uscita dal rilevatore di posizione.

Varie modalità diverse di acquisizione sono state sviluppate curandone sia la parte hardware che quella software, per garantire la possibilità di effettuare tutte le misure richieste dal programma di caratterizzazione del prototipo sotto test.

Il sistema, denominato M.A.C.S. (Monitor Acquisition and Control System) è stato perciò progettato per garantire un’elevata accuratezza nell’acquisizione dei segnali, anche in presenza di un ambiente circostante particolarmente rumoroso dal punto di vista elettromagnetico.

Il lavoro effettuato per questa tesi è stato poi utilizzato sul campo per verificare, attraverso una serie articolata di misure, il funzionamento corretto del prototipo e lo studio teorico e di simulazione che ha preceduto la sua realizzazione.
Pertanto il sistema di controllo ha dovuto soddisfare le seguenti esigenze: accuratezza, flessibilità, affidabilità, robustezza e buon rapporto qualità-prezzo.

Gli studi e le analisi preliminari, alle scelte effettuate per definire il sistema da utilizzare, hanno tenuto conto delle esperienze e dei modi di lavoro propri degli ambienti della ricerca scientifica nel campo della fisica.

Grande impegno è stato speso per l’adozione di nuove idee e scelte tecnologiche e per garantire contemporaneamente la compatibilità con i sistemi installati preesistenti.