Dosimeterentwicklung mit dem Dosepix-Pixeldetektor

Der Dosepix ist ein speziell auf die Anforderungen mobiler Strahlungs-Dosimetriemessungen angepasster Hybrid-Pixeldetektor. Durch die enge Kombination von Sensormaterial und spezieller integrierter Schaltungselektronik (ASIC) ist dieser Detektor u.a. ein Beispiel für sogenannte Smart-Sensors.

Für die Verarbeitung der zahlreichen Informationen mehrerer dieser Detektoren wurde eine Auswerteelektronik sowie in Zusammenarbeit mit der Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften die dazugehörige Firmware auf Basis eines energiesparenden Gecko Mikrocontrollers entwickelt.

Der neuartige Dosepix ist ein am CERN entwickelter 16 x 16 Hybrid-Pixeldetektor mit einer 12,25 mm² kleinen Sensorfläche. Der moderne Chip vereint die aktive Siliziumdetektorfläche mit einem intelligenten ASIC, der die enorme anfallende Messdatenmenge um ein Vielfaches reduziert.

Die Grundlage der Auswerteelektronik bildet ein energiesparender Giant Gecko GG11 ARM Cortex-M4 32-Bit Mikrocontroller. Im Rahmen der Entwicklung wurde ein Platinendesign zur Auslese von bis zu vier unterschiedlich gefilterten Dosepix-Pixeldetektoren erstellt. Die ausgelesenen Messdaten in Form von 16-Bin Spektren werden von allen Detektoren direkt in der implementierten Software ausgewertet und zu einem Dosiswert verrechnet.

Mehrere Nutzer- und Kommunikationsschnittstellen (Display, remote-webbrowser, Alarm, etc.) wurden realisiert, um den Anforderungen an moderne Kommunikationstechnik und Fernüberwachung nachzukommen.

Abb.: Einzelner Hybrid-Pixeldetektor Dosepix (links), Dosepix inklusive Auswerteelektronik und Kommunikationsschnittstellen (rechts).

Ansprechpartner

J. Roth, Fachbereich 6.3, Arbeitsgruppe 6.35

M. Lebbing, Fachbereich 6.3, Arbeitsgruppe 6.35

J. Koll, Referat Z175