ビーム損失検出器からの信号を処理する装置「Libera BLM」の販売開始
Dream News 2021年12月17日 15:00:00
Libera BLMは、ビーム損失検出器からの信号用のプロセッサです。他の同様のBLMシステムとは対照的に、単一電子から注入中に通常発生する巨大な損失までの範囲の損失を検出します。その高い時間分解能（8 ns）と50オームの入力終端のおかげで、サブターンとパルス内の損失に関する詳細な洞察を提供します。ハイインピーダンス入力終端に切り替えると、非常に小さな損失を検出できます。
この機器は、最大4つのビーム損失検出器に接続し、電力とゲイン制御電圧を提供します。
◆Libera BLMの利点
・ ポータブルシステム、展開と使用が簡単
・ コンパクトで頑丈なデザイン
・ 完全なシステムのためのPower over Ethernet
・ 再構成可能な処理スキーム
・ さまざまなインターフェイス対応（EPICS、TANGO、HTTP、MATLABなど）
◆インターフェース
・ EPICS：libera-ioc
・ TANGO：libera-ds
・ MATLAB / LabVIEW：libera-telnet-server
・ HTTP / WEB：libera-http-プラグイン
・ C ++：libera-mci
・ PYTHON：libera-pymci
TANGOユーザー向けのグラフィカルユーザーインターフェイスは、AtkPanelツールによって自動的に構築されます。EPICSユーザーには、EDM、caQtDM、CSSなどのさまざまなオプションがあります。
◆Libera BLMの機能
ビーム損失検出器（通常は光電子増倍管）からの信号は、通常、単極パルスまたは負極性のパルス列です。
処理は2つの一般原則に分けられます。
・ バッファモード
・ カウントモード
両方のモードのデータを並行して使用できます。緩衝化モード、生サンプリングされたデータは、トリガ・イベント（自動トリガまたは外部）の際にバッファに格納されます。デジタル信号処理には、DCオフセットの除去、積分/平均化間隔、および生のADCサンプルに適用されるADCマスクが含まれます。デシメートされたデータは、SUMおよびAVGバッファーに格納され、次の図に従って連続SAデータストリームにストリーミングされます。
計数モード、生サンプリングされたデータを連続的に（8 NS）は、様々な絶対的または相対的な閾値のために監視されます。A / Dコンバータが基準クロックにロックされている場合、フィルパターンの選択された部分のみを監視する最大2つの設定可能な検出ウィンドウを調整することができます。次の図によると、出力は2つのカウンターストリームです。
同じ機器に最大4つのビーム損失検出器が接続されている場合、アルゴリズムは、同じ時間枠内のすべての検出器で損失が検出されたかどうかを自動的に検出できます。これは同時計数モードと呼ばれます。4つのチャネルのそれぞれについて同時計数がカウントされ、4つの同時計数データストリームが生成されます。
◆Libera BLMのインターフェース
・ メモリーカードスロット。
・ シリアルコンソール（Micro-B USB）。
・ 1000Base-T CuGbE接続およびPower-over-Ethernet用のRJ-45
・ USBスロット。
・ ビーム損失検出器に接続するためのSMAコネクタ
・ LEMO同軸、さまざまなトリガー信号に使用
・ ビーム損失検出器の電源およびゲイン制御用のRJ-256/6
◆Libera BLMの設定例
Libera BLMは、標準のフラットケーブル（6本のワイヤ）を介して、最大4つのビーム損失検出器に電力とゲインの制御電圧を提供します。光電子増倍管（PMT）の内部で高電圧が発生します。PMTからリベラBLMへの出力信号は、標準の50オーム同軸ケーブルを介して提供いたします。
ビーム損失検出器は、電磁シャワーにさらされる必要があります。シンチレータは、検出器の上部、上部から約11cmにあります。真空チャンバーを基準とした検出器の向きは、試験後に決定するものとします。通常、垂直または水平に配置され、真空チャンバーに直接取り付けられます。Libera BLMはトンネルの外に設置されています。ビーム損失検出器のケーブル長は、最大100メートル（テスト済み）の範囲です。
◆Libera BLMのハードウェア機能と仕様
・ 入力チャンネル：4
・ 入力周波数範囲：～35 MHzの大信号帯域幅、～50MHzの小信号帯域幅
・ 整合インピーダンス 50オーム/ 1モーム、ソフトウェアで選択可能
・ 最大入力信号：+/- 5 V @ 50オーム、+/- 1.25 V @ 1 MOhm
・ A / D変換：125 MHz、14ビット
・ 電源：Power-over-Ethernet（＜15 W）
・ タイミング信号：電気、3入力
・ 出力チャネル：4x電源（最大+/- 15 V）
・ 4xゲイン制御（最大+12 V）
・ ビーム損失検出器：外形寸法（H x W x D）mm：約220 x 25 x 25（フィッティングホルダーなし）
・ 重量：約150 g（リードカバーなし）
・ 動作温度：+ 10°C～ + 40°C
・ シンチレータロッド 材料タイプ：ScionixのEJ-200、ガンマ線検出
・ 長さ：100 mm直径：～22 mm
・ 光センサー Hamamatsu 10721-110
・ 供給電圧：（5 +/- 0.5）V
・ 入力電流：最大2.7 mA
・ ゲイン制御電圧：最大1.1 V立ち上がり時間：0.57 ns
・ 暗電流：1 nA（標準）
・ ピーク感度波長：400 nm
・ 寸法（H x W x D）mm：50 x 22 x 22
◆代表的な利用事例および応用
・ 低損失検出：高い入力インピーダンスと高いゲインを使用して、単一電子損失という低いボリュームを検出
・ 強力で高速な損失検出：注入中の強い損失の検出（通常）
・ 自動損失検出：自動バッファストレージの調整可能なしきい値
・ 構成可能な処理パラメーター：ADCオフセット補償、積分および平均化ウィンドウ長、低検出ウィンドウ、および個々のチャネル遅延
・ カウントモード：損失カウントの静的しきい値と動的しきい値のどちらかを選択。カスタムリカバリ時間としきい値を適用
・ 一致損失の検出：同時損失イベントについては、最大4つのチャネル
・ 損失値のキャリブレーション：生の損失値を現在のゲイン設定（減衰、光センサーの動的ゲイン、および光センサーの静的ゲイン）補正
・ 事後データストレージ：専用メモリバッファは、事後トリガーイベントの直前にデータを格納することが可能
・ 光センサー制御：電源を供給し、ゲイン制御電圧を最大4つの独立したチャネル調整
◆Instrumentation Technologiesについて
Liberaの装置は、Instrumentation Technologies Companyによって開発・製造されています。1998 年に設立された同社は、ガレージベースのスタートアップから、Libera および Red Pitaya 製品で知られる確立された企業へと成長し、バイオセンサー、計測器、プロセス制御のためのセンターオブエクセレンス （COBIK） を立ち上げました。
アクセラレータコミュニティでは、Libera（リベラ）として知られています。技術革新、品質、信頼性、すべてにおいて、優れていると評価されています。Libera製品は、ハードウェアと ソフトウェアを強力な測定器に変えて 様々なビームパラメータを測定します。これらの測定は、粒子加速器の性能を最適化するためにフィードバックループで使用されます。加速器によってニーズは異なります。しかし、Liberaの装置は再構成可能でモジュール化されているため、様々なエンドユーザーの要求に対応することができます。
【ポジティブワン株式会社について】
社名 ポジティブワン株式会社（POSITIVE ONE CORPORATION）
所在地 〒150-0043 東京都渋谷区道玄坂１－１２－１ 渋谷マークシティ・ウエスト22F
所在地 〒651-0087 兵庫県神戸市中央区御幸通8-1-6神戸国際会館 22F
ＵＲＬ https://www.positive-one.com
ポジティブワン株式会社は、「サービスモデル」のための「ものづくり（IoT端末側から）」の仕様設計から開発製造に至るまでのワンスポットソリューションを提供いたします。
今までの半導体関連を取り巻くエンベデッドのプレイヤは、自社開発をしたコア製品を販売することにフォーキャスをしているため、サービスモデルや仕様にあった製品を提案することは難しいかったです。ポジティブワンは、海外の有力な最先端技術会社と提携し、多様化する仕様に対応できる商社機能、自社のハードウエアからソフトウエアの開発製造、そして、テストから認証サービスのための第三者試験機関との提携と支援サービスにより、多様にあったサービスに対応できます。企画段階での仕様作成、技術的な問題定義や解決、最先端技術の導入に選ばれます。それは、IoT端末以外、自動車、医療、産業機器などの安全性や信頼性を求められる分野での経験や実績を積んでいます。
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