Automatisiertes Industrie-PC Testsystem für Photonenzähler
Photek ist ein führender Hersteller von Bildverstärkern, ultraschnellen Photomultipliern (PMT) und Photonenzählern für den Einsatz in Forschung und Wissenschaft. Die Systeme von Photek werden in außergewöhnlichen Experimenten eingesetzt, zum Nachweis einzelner Photonen, für das Timing von Lichtimpulsen mit Anstiegszeiten schneller als 100ps, für Vakuum Flugzeitmessungen, für ultraschnelle Kameras, die in der Lage sind, Bildraten von 1 Milliarde Bildern pro Sekunde zu erreichen, als auch für die Detektorversorgung im weltbekannten Large Hadron Collider am CERN. Photek entwickelt auch kundenspezifische Sensoren für die Raumfahrt, von denen einige sich in der Erdumlaufbahn befinden und andere auf dem Weg zum Pluto sind! Photek ist auch am EWG-finanzierten Projekt BioLISME beteiligt, mit der Zielsetzung, einen Biosensor basierenden schnellen Nachweis von Listera Monocytogenes Bakterien in Lebensmitteln zu entwickeln. Die Listera Monocytogenes Bakterien können beim Menschen starke Infektionen bewirken und speziell in der Schwangerschaft beim Fötus schwere Schädigungen erzeugen.
Anforderung und LösungDie Herstellung der Detektoren findet innerhalb temperaturüberwachter Vakuumkammern statt, in denen auch die Hochspannung für die Aufbereitung der Komponenten sowie der nötige hochvoltige Gleichstrom für die Herstellung der Fotokathode und für den Betrieb der Elektronenkanonen zur Verfügung stehen. Der ursprüngliche Herstellungsprozess wurde von einem Fertigungsingenieur durchgeführt, der manuell die Spannungen, die Temperatur und die gemessenen Ströme überwachte und protokollierte. Während des 7 Tage dauernden Herstellungsprozesses des Detektors führte er dann die notwendigen Anpassungen von Strom, Spannung und Temperatur durch. Dieser manuelle Herstellungsprozess war inkonsistent und führte zu erheblichen Schwankungen in der Produktqualität. Dies führte dazu, dass Photek sich entschied, ein automatisiertes System für die Überwachung und Steuerung des gesamten Herstellungsprozesses einzusetzen, damit die Konsistenz der Fertigung durch die Beseitigung menschlicher Fehler optimiert und damit die Produktqualität gesteigert wird.
Als Lösung lieferte Amplicon ein 19"-Rackmount-Testsystem mit LCD-Touchscreen, einem leistungsfähigen und ausfallsicheren Industrie Computer der Ventrix 6000 Serie, Windows XP und LabVIEW als grafische Entwicklungsumgebung. Verschiedene Messtechnikkarten und eine GPIB-Schnittstelle für die Systemintegration zusätzlicher Messgeräte komplettierten das maßgeschneiderte 19"-Rack mit 39HE Bauhöhe.
Die Aufgabe der analogen Ausgangs-Karte ist die Kontrolle der kundenspezifischen Hochspannungsnetzteile. Die Konstantstromquellen und das Picoamperemeter wurden über die GPIB-Schnittstelle in das System integriert. Die Vakuumkammer muss während des Herstellungsprozesses auf bestimmte Temperaturen erhitzt werden, diese Vorgänge werden mit einer Relais-Karte gesteuert. Die Temperaturüberwachung erfolgt mit Hilfe eines USB-Thermoelementmessgeräts. Eine unterbrechungsfreie Notstromversorgung (USV) garantiert den laufenden Betrieb auch wärend kurzer Stromunterbrechungen.
Das ErgebnisDer Lösungsweg und die Performance des Testsystems von Amplicon überzeugte Photek in dem Maße, dass seitdem mehrere Systeme gekauft wurden, aller Vakuumstationen zur Automation. Martin Inglin, Technischer Direktor bei Photek, kommentierte: "Das Testsystem von Amplicon erfüllte exakt unsere Vorgaben und hat dazu beigetragen, dass eine signifikante Verbesserung der Produktqualität eintrat. Mit dem neuen 24-Stundenbetrieb konnten wir auch die Zyklen des Herstellungsprozesses reduzieren, wodurch sich zusätzliche Kosteneinsparungen ergaben".
Weitergehende Informationen stehen im Internet unter www.pc-messtechnik.biz zur Verfügung
Autor: Friedel Hacker (Dipl.-Ing.)
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