I sistemi di gas dei rivelatori di muoni del barrel di CMS (DT e RPC) Paolo Giacomelli - INFN Bologna.

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1 I sistemi di gas dei rivelatori di muoni del barrel di CMS (DT e RPC) Paolo Giacomelli - INFN Bologna

2 29/01/2002Paolo Giacomelli - INFN Bologna2 Il rivelatore di muoni di CMS Il sistema di rivelazione di muoni di CMS e’ costituito di 3 sotto-rivelatori: Drift Tubes (DT) nel barrel Cathode Strip Chambers (CSC) negli endcaps e Resistive Plate Chambers (RPC) come rivelatori di trigger nel barrel e negli endcaps

3 29/01/2002Paolo Giacomelli - INFN Bologna3 Rivelatore di muoni nel barrel DT chamber SuperLayer (SL) Layers Cell RPC

4 29/01/2002Paolo Giacomelli - INFN Bologna4 Parametri del gas delle DT Pressione = 1000 mbar,  p 10 mbar  t drift < 1% La miscela di gas adoperata e’ 85% Ar, 15% CO 2. Il sistema funziona a pressione costante (assoluta).

5 29/01/2002Paolo Giacomelli - INFN Bologna5 Schema del sistema di gas

6 29/01/2002Paolo Giacomelli - INFN Bologna6 DT schema sistema di gas

7 29/01/2002Paolo Giacomelli - INFN Bologna7 Schema del Mixer

8 29/01/2002Paolo Giacomelli - INFN Bologna8 Gas racks in SG

9 29/01/2002Paolo Giacomelli - INFN Bologna9 Schema di purificazione gas Le impurezze più pericolose per i rivelatori sono aria, vapor d’acqua, alogeni e siliconi. Due cartucce di purificazione in parallelo riempiti di rame attivato per l’estrazione dell’O 2. Due sieve molecolari, anch’essi in parallelo, a monte delle cartucce di rame, possono rimuovere l’H 2 0.

10 29/01/2002Paolo Giacomelli - INFN Bologna10 Pompa di ritorno del gas

11 29/01/2002Paolo Giacomelli - INFN Bologna11 DT schema distribuzione gas

12 29/01/2002Paolo Giacomelli - INFN Bologna12 DT distribuzione gas The 3 SLs of each DT are flushed in parallel. Gas enters through a manifold, inside the gas enclosure, consisting of a 2-4 m long tube having an outlet hole (diam. 2.2 mm) in front of each tube. At the other end of the drift tubes, another manifold collects the gas and bring it to the exhaust line. A gas connection is present at each end of the gas manifold to better equalize the pressure drop. Every DT has pressure and temperature sensors. Each of the 50 DTs in a wheel has its own gas supply and exhaust line. Flow is adjusted individually for each DT. Two mass flowmeters, one at the input and one at the output are present for each DT. Every wheel has a gas panel located on the side of the wheel to which all gas lines to and from the 50 DTs are connected. Flows, temperature and pressure are monitored at each gas panel.

13 29/01/2002Paolo Giacomelli - INFN Bologna13 DT Flussi e volumi gas Volumi e flussi di gas in ogni stazione delle DT

14 29/01/2002Paolo Giacomelli - INFN Bologna14 DT gas racks

15 29/01/2002Paolo Giacomelli - INFN Bologna15 DT gas racks dettagli

16 29/01/2002Paolo Giacomelli - INFN Bologna16 DT gas piping Distribution rack Copper pipes run from the chambers radially along the surface of the wheel to its perimeter, from where they run on trays to the distribution rack.

17 29/01/2002Paolo Giacomelli - INFN Bologna17 DT gas piping

18 29/01/2002Paolo Giacomelli - INFN Bologna18 Dettagli del piping nei settori 1 e 3. Le pipes DT sono mostrate in viola, le pipes RPC in verde e le pipes del cooling in blu. DT e RPC piping

19 29/01/2002Paolo Giacomelli - INFN Bologna19 Parametri del gas RPC La miscela di gas e’ 96.5% C 2 H 2 F 4 - 3.5% i-C 4 H 10 Il sistema funziona a pressione relativa,  p~1-3 mbar. Il sistema e’ lo stesso per barrel ed endcaps.

20 29/01/2002Paolo Giacomelli - INFN Bologna20 RPC schema sistema di gas

21 29/01/2002Paolo Giacomelli - INFN Bologna21 RPC Gas mixer

22 29/01/2002Paolo Giacomelli - INFN Bologna22 RPC zone verticali del gas In ogni settore le due gaps di ogni RPC hanno un circuito di gas indipendente. Le RPC in MB1 e MB2 costituiscono un circuito e MB3 e MB4 un altro.

23 29/01/2002Paolo Giacomelli - INFN Bologna23 RPC zone verticali del gas In ogni ruota l’input e l’exhaust delle due zone verticali sono tenute separate per poter regulare adeguatamente la pressione di ciascuna zona.

24 29/01/2002Paolo Giacomelli - INFN Bologna24 RPC schema distribuzione gas

25 29/01/2002Paolo Giacomelli - INFN Bologna25 RPC volumi e flussi di gas Volumi e flussi del gas nelle varie stazioni RPC di una ruota

26 29/01/2002Paolo Giacomelli - INFN Bologna26 RPC gas racks

27 29/01/2002Paolo Giacomelli - INFN Bologna27 Costo dei sistemi di gas

28 29/01/2002Paolo Giacomelli - INFN Bologna28 Costo del piping CERN Infrastructure126 kCHF DT CERN Muons150 kCHF DT Aachen 6 kCHF DT CIEMAT 6 kCHF RPC Barrel (INFN) 73 kCHF RPC FWD 93 kCHF CSC 51 kCHF Totale 505 kCHF

29 29/01/2002Paolo Giacomelli - INFN Bologna29 Costo dei distribution racks DT Bologna (INFN)162 kCHF (di cui 50k manpower) DT Aachen 73 kCHF (25) DT CIEMAT 73 kCHF (25) RPC Bari (INFN)252 kCHF (65) RPC FWD314 kCHF (65) CSC230 kCHF (80) Totale 1120 kCHF (310) Quota INFN = 414/1120 = 37% del totale Previsione di spesa: 80% nel 2002 20% nel 2003

30 29/01/2002Paolo Giacomelli - INFN Bologna30 Costo dei distribution racks

31 29/01/2002Paolo Giacomelli - INFN Bologna31 Costo della linea di analisi Seguendo la suddivisione “canonica” (2:1:1) delle spese la quota INFN e’ di 57.5 kCHF Totale = 115 kCHF

32 29/01/2002Paolo Giacomelli - INFN Bologna32 Sharing INFN dei costi DT Bologna (INFN)162 kCHF (di cui 50k manpower) RPC Bari (INFN)252 kCHF (65) Sub-Totale 414 kCHF (115) RPC Barrel (INFN) 73 kCHF Totale 487 kCHF DT Bologna (INFN) 57.5 kCHF Gran-totale544.5 kCHF Dist. Racks Piping Linea analisi Quota INFN = 544.5/1627 = 33% del totale

33 29/01/2002Paolo Giacomelli - INFN Bologna33 Richieste DT e RPC êPledge letter per il CERN di 414 kCHF  80% nell’anno 2002  20% nel 2003 57.5 KCHF per linea di analisi gas per le DT Soldi approvati finora dall’INFN 165 KCHF. 8 x165 = 132 kCHF nel 2002 33 kCHF per la linea di analisi nel 2002

34 29/01/2002Paolo Giacomelli - INFN Bologna34 Who does what?