IEKP-KA/2013-4 - Institut für Experimentelle Kernphysik - KIT

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26 4. Testsensoren Auslesechips auf der Kühlplatte des Teleskops. Insgesamt wurden zwei Module hergestellt. 4.5.1. Anforderungen Folgende Anforderungen wurden bei der Konstruktion an das Modul gestellt: • Aufnahme von MSSD, Pitchadapter, APV-Hybrid; • Fixierung durch Verschraubung an der Kühlplatte in vorhandenen Gewinden; • Wärmeleitende Bodenfläche für optimale Kühlung bestrahlter Sensoren; • Reduzierung der Masse im Bereich der Teilchenspuren auf ein Minimum zur Vermeidung von Streuung; • Kompakte Bauform für den flexiblen Einbau in verschiedene Experimente und die Möglichkeit, das Kühlsystem und den Trigger der ALiBaVa Stationen zu nutzen; • Flexible Positionierung auf der Kühlbrücke der ALiBaVa Station je nach untersuchter Region 4.5.2. Aufbau Kernelement des Moduls ist eine 3 mm dicke Kupferplatte, auf der eine Platine zur Aufnahme von MSSD, Pitchadapter und Temperatursensor sowie einer Platine für den APV- Hybriden und seinem Pitchadapter angebracht wurde. Zusätzlich enthält die Kupferplatte eine Fuge, die die flexible Montage des Moduls mithilfe von zwei M3 Schrauben auf der Kühlbrücke der ALiBaVa-Station ermöglicht. Die Aufteilung der Bauteile auf zwei Platinen ermöglicht es, die Platinen unabhängig voneinander auszuwechseln. Kupfer wurde wegen seiner hohen Wärmeleitfähigkeit von 420 Wm −1 K −1 (bei 50 ◦ C) [GM03] als Trägermaterial gewählt. Die Kupferplatte wird von einem Rahmen aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) eingefasst. GFK wurde gewählt, da es einen niedrigen Wärmeleitkoeffizient besitzt und vergleichsweise einfach zu verarbeiten ist. Dieser Rahmen ermöglicht durch angebrachte Bohrungen die Fixierung auf der Kühlplatte des Teleskops. Ein geringer Überstand der Kupferplatte nach unten garantiert ihren Kontakt mit der Kühlplatte. Für den Betrieb mit einer radioaktiven Quelle in der Umhausung der ALiBaVa-Station kann eine Quellenbrücke auf den Rahmen aufgeschraubt werden (Siehe Bild 6.1 auf Seite 36). Die Quellenbrücke ermöglicht die Positionierung einer radioaktiven Quelle mit einem Kollimator direkt über der zu untersuchenden Region des MSSD. An der Unterseite des Moduls kann ein Element aus GFK angebracht werden, um beim Betrieb des Moduls auf der Kühlbrücke der ALiBaVa-Station den nicht aufliegenden Teil der Kupferplatte gegen die deutlich wärmere Trockenluft in der Umgebung zu isolieren. Die Abbildung 4.3 zeigt ein MSSD-Modul, die Abbildung 4.4 zeigt eine schematische Darstellung der Einzelteile eines Moduls. Im Anhang finden sich auf den Seiten 85 bis 88 die Konstruktionspläne für das Modul sowie der Schaltplan und das Platinenlayout für die MSSD-Platine.
4.5. MSSD Modul 27 Abbildung 4.3.: MSSD Modul in Originalgröße: Im oberen Bereich befindet sich der APV- Hybrid, im unteren Bereich befindet sich die Platine mit dem MSSD. Auf der rechten Seite sind die Anschlüsse für die Spannungsversorgung und den Temperatursensor zu erkennen.
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