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M. Livan - Pavia CSN I - Lecce 26-9-2003 1

MDT Status Report

•Stato della produzione•Servizi•Elettronica •High and Low Voltage•Test beam•Test RFI al CERN

•Stato della produzione•Servizi•Elettronica •High and Low Voltage•Test beam•Test RFI al CERN

M. LivanCommissione Nazionale I

Lecce 26-9-2003

M. LivanCommissione Nazionale I

Lecce 26-9-2003


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 MDT-RPC in BB5 è quasi ultimata. Sono iniziati i lavori di preparazione dell’ area per il test delle camere BIL al 283.


Stato della produzione (1-9-03)MDT Chamber Production (w/o EE)

0

200

400

600

800

1000

1200

gen-00 gen-01 gen-02 gen-03 gen-04 gen-05 gen-06Time

No. C

ham

bers

Bare MDTPlan Bare MDTMDT with FCPlan MDT with FCFinal MDTPlan Final MDTReady for Installation MS


Stato della produzione 1-9-03

MDT/CSC Chamber production: Status 1-Sep-07

Production planning production planning Production planningbare MDT bare MDT MDT with FC MDT with FC final MDT final MDT

Greece - BIS 90 87 0 0 0 0Boston - EI, EM 65 62 49 46 0 0Univ. Michigan - EM 79 69 78 62 0 0Univ. Washington - EI, EM 74 67 74 61 0 0Dubna/Munich - BOS/BOF 70 52 0 0 0 0Frascati - BML 76 64 13 7 0 0Cosenza/Roma - BIL/BIR 40 41 16 6 0 0Dubna - BMS 62 52 0 0 0 0Protvino - EO 107 95 24 28 0 0Nikhef - BOL 63 61 2 2 0 0Cosenza, Pavia - BIL/BIR 29 35 3 2 0 0Freiburg - BOG 0 0 0 0 0 0Beijing - BEE, BIS8 0 0 0 0 0 0Sum 755 685 259 214 0 0Fraction produced (w/o EE) 69.1% 62.7% 23.7% 19.6% 0.0% 0.0%Fraction produced (with EE) 65.3% 59.2% 22.4% 18.5% 0.0% 0.0%

MDT


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 (ri-

partenza a giugno 2003 per problemi tublets)– Piano 2004:

• Primavera: fine costruzione camere• Estate: fine equipaggiamento camere


Frascati (stato al 1-9-03)Frascati (96 BML)

17/01/2005

0

20

40

60

80

100

gen-01 gen-02 gen-03 gen-04 gen-05Time

No. C

ham

bers



Cosenza

Ottobre 042304BIR481082

Luglio 048448BIM1BIR2/3

321531

Luglio 0319728BIL1/2/3 BIR1

762648

Fine ProduzioneN. TubiTipoCamereLength(mm)

• 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


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)


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


Cosenza - Pavia (stato al 1-9-03)Cosenza/Pavia (56 BIL/R)

15/11/2004

0

10

20

30

40

50

60


No. C

ham

bers



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


Cosenza - Roma I e III (stato al 1-9-03)Cosenza/Roma (60 BIL/R)

15/11/2004

0

10

20

30

40

50

60

70


No. C

ham

bers

Bare MDTPlan Bare MDTMDTwith FCPlan MDT with FCFinal MDTPlan Final MDTReady for Installation MS


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


Elettronica MDT (overview)


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

EIL, HV side con Faraday cageBIL con gas system, hedgehog di segnale e mezzanino


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.


Electronics Production Schedule


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


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.


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 γ ( CO60 γ da 1 MeV 170

MBq)


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


H8 test beam

PERSINT event display con hits di MDT ed RPC


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.


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 µ di bassa energia all’

uscita di TileCal– Integrazione di trigger, HLT e DAQ con gli altri rivelatori


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


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


X5 test beam

• Fascio di µ di 100 GeV• Sorgente di Cs di circa 700

GBq, γ da 662 keV, assorbitori per variare l’ intensità della sorgente

• Area sperimentale piccola ed estremamente occupata. Installazione complessa dato anche il poco tempo disponibile.


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

– Abs10 -> 120 kHz/tubo -> 130 Hz/cm2

– Abs20 -> 70 kHz/tubo -> 70 Hz/cm2

ATLAS max.100 Hz/cm2ATLAS max.100 Hz/cm2


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


Problemi di aging

• 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-O-

Ch-X)• La molecola è rotta vicino all’anodo e si

creano catene Si-O che si attaccano all’ anodo

Z= ~5 cm

Z= ~40 cm

Z= ~130 cm


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


BB5 Timing chart

Chamber ch/day/line Work descriptionBML 1 Assembly of RPCs and MDT on Common support + cabling of RPC + cosmic test of RPCs + MDT (2 days/RPC)BML 0.3 Assembly of gas stuff, leak testBMS 1 Assembly of RPCs and MDT on Common support + cabling of RPC + cosmic test of RPCs + MDT (2 days/RPC)BOS/F/G 1 Assembly of RPCs and MDT on Common support + cabling of RPC + cosmic test of RPCs + MDT (2 days/RPC)BOL 1 Assembly of RPCs and MDT on Common support + cabling of RPC; cosmic test of RPCs + MDT (2 days/RPC)

Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov DecChamber type BML BML BML BML BML BML BML BML BOF BOG/S BOL BOL BOL BOLexpected no. 2 8 10 15 15 20 20 4 15 20 20 20 25 15Chamber type BML BML BMLexpected no. 5 5 6Type BMS BMS BMS BMS BMS BOS BOG/S BOS BOS BOLexpected no. 10 20 20 20 14 20 20 20 11 16

Cosmic stand *) Type BML BML BML BML BML BML BML BML BOS BOS BOL BOL BOL BOLNo. of ch/day 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2Type BMS BMS BMS BMS BMS BOS BOS BOS BOSNo. of ch/day 1 1 1 1 1 1 1 1 1

*) Cosmic stand assumed to accommodate three assembled stations at a time

BB5-2

20042003

BB5-1

Clean area

Assembly line


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


Bd. 283 Timing chart


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

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