Testy drutów

Do dalszej produkcji modułów trafiają te panele, które przejdą pomyślnie dwa testy:

  • Pomiar prądów upływności.
  • Pomiar naprężeń drutów w słomkach.

Prądy upływności (tzw. prądy ciemne) to prądy mierzone bez źródeł promieniowania. Większość prądów ciemnych ma wartości rzędu kilku nA. Do pomiaru wykorzystuje się technikę pośredniego wyznaczenia prądu upływności (Rys.1) przez pomiar spadku napięcia na dużym (2GΩ) oporniku (R), podłączonym szeregowo do drutu. Różnica napięć (HV – V) podzielona przez opór układu pomiarowego da nam wartość prądu ciemnego (I). Druty o niższej jakości wykonania lub ewentualne zanieczyszczenia w środku słomki powodują, że odczyt wartości wysokiego napięcia (V) na oporniku jest znacząco niższy od napięcia podawanego z zasilacza (HV). Najczęściej w takim przypadku pomaga ponowne przeciągnięcie drutu przez słomkę lub przedmuchanie słomki sprężonym powietrzem.


Rys.1

Na Rys.2 i Rys.3 pokazano przykładowe wyniki pomiarów prądów upływności dla dwóch połówek modułu.


Rys.2

Rys.3

Badając naprężenie drutów eliminuje się słomki w których położenie drutu może odbiegać od środka geometrycznego słomki w wyniku zbyt słabego naciągu drutu. Technika takich pomiarów polega na zmierzeniu częstotliwości drgan (f) lub okresu drgań (T) drutu w zakresie częstotliwości 0-300 Hz. Urządzenie pomiarowe (Rys.4) wysyła krótki (0,8 ms) impuls prądu (~130mA) wzdłuż drutu umieszczonego w prostopadłym do drutu polu magnetycznym (silny magnes – Rys.5, B ≈ 0,05 T). Siła Lorentza powoduje mechaniczne drgania drutu a drgania te indukują silę elektromotoryczną ε ~ cos(ωt). Urządzenie testujące mierzy wartość ε i na tej podstawie oblicza częstotliwość drgan drutu f = ω/2π.


Rys.4

Rys.5

Jeśli częstotliwość f jest równa pierwszej harmonicznej drgań drutu, wtedy naprężenie drutu F wynosi:

,

gdzie:
promień drutu r = 0,00127 cm,
gęstość drutu ρ = 19,253 g/cm3,
wartość przyspieszenia ziemskiego g = 0,000980665 cm/ms2.

Po podstawieniu tych wartości do wzoru dostajemy:

Mierzone wartości napreżeń drutów powinny zawierać się w przedziale F = 70±15 G. Wszystkie druty które nie spełniały tych warunków były wymieniane. Rys.6 i Rys.7 przedstawiają przykładowe wyniki pomiarów dla dwóch połówek modułów.


Rys.6

Rys.7