Способ калибровки оптической системы многозазорного трекового детектора

 

Изобретение относится к методам регистрации излучений трековыми детекторами с оптическим съемом информации в долговременных экспериментах с автономно функционирующими приборами . Цель изобретения - обеспечение калибровки оптической системы сбитых зазоров в процессе длительного автономного функционирования. Для достиженин этой цели с помощью многозазорного трекового детектора регистрируют заряженные частицы. При этом прибор настраивают на запуск искровых камер, как правило, от протонов высокой энергии и регистрируют.некоторое число отобранных по энергии событий . Треки отобранных частиц должны быть прямыми, т.е. средний угол многократного рассеяния в веществе детектора должен быть значительно меньше предельной угловой точности детектора при откалиброванной оптической системе. С помощью регистрирующего устройства измеряют в изображениях треков на фотопленке в качестве геометрических характеристик отклонения координат и углов элементов трека от средних по зазорам траекторий движения частиц для выделения сбитых зазоров. По несбитым зазорам при этом восстанавливают геометрические характеристики треков в сбитых зазорах, после чего параметры преобразований из системы координат детектора в систему координат регистрирующего устройства определяют по восстановленным трекам в системе координат детектора и их изображениям в системе координат регистрирующего устройства. 3 ил. § СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 С О1 Т 5/10 фс ):pp: .-) q,, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2!) 3910893/31-25 (22) 13.06.85 (46) 23.02.87, Бюл. № 7 (71) Московский инженерно-физический институт (72) Ю.В.Озеров, В.М.Земсков и В,А.Рудько (53) 539,1.073.5 (088.8) (56) Калмыкова А.П. и др. Программа калибровки больших просмотровоизме-. рительных столов БПС-2 на линии с ЭВМ TPA-1001 „ОИЯИ, 10-8. 808, Дубна, 1975, с.3.

Гальнер А,В. и др. Разработка и изготовление систем ИК, СЗИК и

Фото гамма-телескопа "Гамма — 1".

Отчет. Гос.рег. ¹ Б 38103, М., ВНИТЦ., 1979, с. 117. (54) СПОСОБ КАЛИБРОВКИ ОПТИЧЕСКОЙ

СИСТЕМЫ МНОГОЗАЗОРНОГО ТРЕКОВОГО ДЕТЕКТОРА (57) Изобретение относится к методам регистрации излучений трековыми детекторами с оптическим съемом информации в долговременных экспериментах с автономно функционирующими приборами. Цель изобретения — обеспечение калибровки оптической системы сбитых зазоров в процессе длительного автономного функционирования, Для дости- жения этой цели с помощью многозаэорного трекового детектора регистрируют заряженные частицы, При этом прибор настраивают на запуск искровых камер, как правило, от протонов высокой энергии и регистрируют .некоторое число отобранных по энергии событий. Треки отобранных частиц должны быть прямыми, т.е. средний угол многократного рассеяния в веществе детектора должен быть значительно меньше предельной угловой точности .-.детектора при откалиброванной оптической системе. С помощью регистрирующего устройства измеряют в изображениях треков на фотопленке в качестве геометрических характеристик отклонения координат и углов элементов трека от средних по зазорам траекторий движения частиц для выделения сбитых зазоров. По несбитым зазорам при этом восстанавливают геометрические характеристики треков в сбитых зазорах, после чего параметры преобразований из системы координат детектора в систему коор-. динат регистрирующего устройства определяют по восстановленным трекам в системе координат детектора и их изображениям в системе координат регистрирующего устройотва. 3 ил.!

291913

Изобретение относится к методам регистрации излучений, а точнее к методам регистрации излучений трековыми детекторами с оптическим съемом информации.и может быть использовано для повышения угловой и координатной точности регистрации треков частиц в долговременных экспериментах с автономно функционирующими приборами (например, на борту искусственного спутника Земли), Целью изобретения является обес-печение калибровки оптической системы сбитых зазоров трекового детектора непосредственно в процессе его длительного автономного функционирования °

На фиг.1 изображена принципиальная схема прибора со стопкой широкозазорных искровых камер с оптическим съемом информации, предназначенного для долговременной работы на борту искусственного спутника Земли (ИСЗ) на фиг.2 — примерный вид восстановленного трека частицы высокой энергии в систему координат мишени регистрирующего устройства (CKP) при откалиброванной оптической .системе; на фиг.3 — вид восстановленного в CKP трека той же частицы при наличии в оптической системе нескольких сбитых зеркал.

В случае ухудшения точности, вызванного сбоем элементов зеркальной системы I (фиг,1), калибровку оптической системы прибора производят следующим образом. Включением определенной конфигурации запускающих детекторов настраивают прибор на запуск искровых камер 2 от протонов высокой энергии и регистрируют некоторое число отобранных по энергии событий с помощью регистрирующего устроиства Э. Для достижения цели калибровки треки отобранных частиц должны быть прямыми, т.е. средний угол многократного рассеяния в веществе детектора должен быть значительно меньше предельной угловой точности детектора при откалиброванной оптической системе, Для отбора событий по энергии используют известную формулу зависимости среднего угла многократного рассеяния 8 от импульса частицы

8 =(21.2/РЧ) (Х/Х ), рад., где Х вЂ” радиационная длина вешесто Я ва рассеивателя, г/см

1О

ЗО

2

Х вЂ” толщина рассеивателя, г/см

РЧ вЂ” импульс частицы, ИэВ, после чего по отклонениям искр в отдельных зазорах от среднего направления движения частицы выделяют

"сбитые" и несбитые" зазоры. Для применимости способа число "несбитыхп зазоров (т.е. тех, для которых полученные в результате предыдущей калибровки константы оптических преобразований истинны) должно быть больше двух, По искрам B "несбитых" зазорах с помощью обратного преобразования из СКР в систему координат де- тектора (СКД) восстанавливают все истинные геометрические характеристики зарегистрированных треков протонов в СКД, в том числе и в сбитых зазорах (на фиг.3 восстановленный в сбитых зазорах трек выделен пунктиром), после чего восстановленные треки (фиг,2) используют в качестве элементов мир для калибровки согласно алгоритму, используемому в способе калибровки оптических систем с помощью мир, Число отобранных для калибровки должно быть не меньше числа независимых параметров преобразований (СКД-СКР). увеличение числа событий способствует точности калибровки.

Предлагаемый способ обеспечивает точность калибровки практически не хуже, чем способ калибровки по оптическим мирам. Под точностью калибровки б обычно подразумевают среднеквадратичное отклонение экспериментальных величин от значений аппроксимирующей функции. Если вид функции преобразования СКД-СКР выбран правильно, О зависит в основном от точности установки миры б „ и точности оцифровки изображения на мишени регистрирующего устройства 6,„ б =б„ + б„

В случае калибровки с помощью мир основной вклад в ошибку вносит,, (обычно 0,2 мм).

При калибровке предлагаемым способом по трекам частиц высоких энергий величина 6",„ представляет собой точность определения истинной координаты (или угла) трека в искровой камере и определяется точностью оцифровки б„, точностью предыдущей калибровки несбитых зазоров 5 и н точностью следования искр по треку частицы 6., 1291913

Для калибровки преобразований углов данное ухудшение Е„ незначительно, так как при достаточной базе между несбитыми зазорами (1 м) даже при плохой точности восстановления координат (2 мм) получаем 0,1 что не хуже, чем в способе с применением мир. Для калибровки преобразований координат ухудшение . является значимым, однако может быть скомпенсировано увеличением числа отобранных для калибровки треков от частиц высоких энергий.

Наряду с расчетом хорошую точность предлагаемого способа калибровки доказывают по результатам его опытной проверки для прибора (фиг,1), В процессе проверки коэффициенты оптических преобразований двух зазоров сознательно искажают, для них проводят калибровку по протонам высоких энергий и получают угловую о точность 0,7 и координатную 0,3 мм, что не хуже средней точности предварительно проведенной калибровки по мирам.

То есть наряду с достижением основной цели — обеспечения калибровки оптической системы автономно функционирующего прибора, сохраняются точностные свойства, присущие способу калибровки с помощью мир.

Поэтому предлагаемый способ обеспечивает сохранение угловой и координатной точности трекового детектора с оптическим съемом информации в условиях длительного автономного функционирования, Формул а изобретения

Способ калибровки оптической системы многозазорного трекового детектора, заключающийся в том, что на фотопленке измеряют геометрические

10 характеристики изображений тестовых объектов, после чего рассчитывают параметры преобразований углов и координат из системы координат детектора в

1 систему координат регистрирующего

15 устройства с учетом истинных геометрических характеристик объекта, о тл и ч а ю шийся тем, что, с

: целью обеспечения калибровки оптической системы сбитых зазоров в процессе длительного автономного функционирования, регистрируют трековым детектором заряженные частицы, в изображениях треков частиц на фотопленке в качестве геометрических характе25 ристик измеряют отклонения координат и углов элементов трека по зазорам траекторий движения частиц и выделяют сбитые зазоры, по несбитым зазорам восстанавливают геометрические

30 характеристики треков в сбитых зазорах, после чего параметры преобразований из системы координат детектора в систему координат регистрирующего устройства определяют по восстановленным трекам в системе координат детектора и их изображениям в системе координат регистрирующего устройства.

1291913 х х

Составитель С, Кондратенко

Редактор В.Иванова Техред Л.Сердюкова Корректор Г. Решетник

Заказ 228/44 Тираж 731 Подписное

ВНИКАЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4