SIMON:Sistema Visual de Monitoreo Remoto y Detección Automática
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1. Conversion factor gain 1 13 Bias 2908 Readout noise 14 3 e Saturation 70768 5 e 100s Dark Current Growth 10 3 ADU 2MHz 2CH BOTTOM Conversion factor gain 1 20 Bias 2908 Readout noise 14 06 e Saturation 75152 4 e 100s Dark Current Growth 10 3 ADU Tabla 3 Caracter sticas de Ganancia y Ruido para el MODO 2 2MHz ICH Conversion factor gain 1 18 Bias 865 8 Readout noise 20 5 e Saturation 76309 4 e 100s Dark Current Growth 5 6 ADU Maximum Linearity Error 0 083 96 Tabla 4 Caracter sticas de Ganancia y Ruido para el MODO 3 500kHz 1CH Conversion factor gain 1 38 Bias 942 6 Readout noise 13 4 e Saturation 89137 0 e 100s Dark Current Growth 5 6 ADU Maximum Linearity Error 0 081 96 2 PROGRAMA DE MANEJO El programa de control de la c mara FLI se encuentra contenido como una opci n m s del programa gen rico de manejo de las c maras del OAN SPM Este programa se inicia seleccionando el icono python CCD de la ventana Instrumentacion La Figura 3 muestra la portada inicial del programa de manejo de los CCDs del OAN SPM Una vez en este portal en la secci n CCD Type seleccionar Finger Lakes Inst FLI Luego elegir el instrumento a utilizar Instrument elegir telescopio adecuado en Telescope dar el nombre del observador en Observer Name y por ltimo dar Continue Los valores de estos par met2. La sheva plug se conecta con la computadora de control donde se encuentra el programa de manejo El programa de control de la computadora sheva plug reside en una tarjeta de memoria instalada en su exterior La c mara FLI requiere para su operaci n un voltaje de 12 VCD que se proporcionan a trav s de una fuente de alimentaci n La fuente de alimentaci n del CCD y la computadora Sheva plug se encuentran montados en una misma tableta en la platina del telescopio como se muestra en las Figuras 9 y 10 ALIMENTACION 112VAC CCD FLI 112 VAC I I I I i USB 2 0 SHEVA PLUG COMPUTER Figura 8 Diagrama esquem tico de la conexi n de la c mara FLI del OAN SPM 11 Figura 9 Fuente de alimentaci n caja negra superior con LED verde y computadora de interfaz Sheva Plug caja inferior blanca para la c mara FLI del OAN SPM Figura 10 Acercamiento a la computadora de interfaz Sheva Plug inferior de la c mara FLI del OAN SPM A la izquierda de la Sheva Plug puede verse la conexi n del cable de internet cable azul y el cable de USB 2 0 cable negro que se comunica con la c mara En la parte derecha se puede apreciar el cable blanco de conexi n a 112 VAC El LED Rojo derecha indica el estado activo de la Sheva Plug y el LED azul izquierda indica la actividad de la computadora 12 4 SISTEMA DE ENFRIAMIENTO La Figura 11 presenta el s
3. flujo se hicieron desconectando las mangueras y midiendo los flujos con un matraz de vidrio de 0 5 litros y un cron metro 24 M s informaci n del circulador de puede encontrar en la p gina web http www spscientific com Thermal Management Equipment Recirculating Chillers RS Recirculating Chiller A MM A A Figure B1 RS Series Recirculating Chiller FTS PS Industries Resultados Cuando se conecta a la c mara a la salida de sta se tiene un flujo de s lo 0 54 litros por minuto Es decir el flujo se reduce en un factor de 5 2 al pasar por la c mara de enfriamiento Entonces nos avocamos a averiguar la causa de esta reducci n en el flujo que debe ser producida por una obstrucci n en el sistema de enfriamiento de la c mara La entrada y salida al Proline Liquid Cooler PLC es a trav s de conectores Quick Connect Double Bulk Head QCDBH que se sellan al retirar los conectores en las mangueras La Figura 2 muestra el PLC una vez que se remueve la tapa de la parte posterior de la c mara La conexi n est hecha con tubos de cobre Para llegar al dedo frio se conectan a trav s de un tubo de mayor di metro al que se la ha hecho una ranura y soldado una caja de secci n transversal rectangular para producir un flujo laminar en el dedo fr o del detector Desconectamos los conectores QCDBH y comprobamos que existe una restricci n al paso del aire a trav s del sistema de enfriamiento Por lo tanto concluimos que
4. de 6 de di metro y otra de 7 de di metro En la parte Sur del tubo hacia el Este hay un juego de tres roscas en las dos de abajo del lado Oeste va un rect ngulo de plomo y en la rosca derecha un plomo cuadrado Ver Figura 15 16 Figura 15 Contrapesos necesarios en la parte sur del telescopio de 84cm para montar la c mara FLI y POLIMA 5 Enel yugo de Ascensi n Recta colocar una pesa de 5 de di metro por 1 4 de ancho Ver Figura 16 1 Figura 16 Contrapeso necesarios en el yugo del 84cm para montar la c mara FLI y POLIMA 17 5 2 MEXMAN C MARA FLI 1 Lleva dos placas separadoras entre la MEXMAN y el guiador La c mara FLI va directo al instrumento y su electr nica va al Sur Los conectores el ctricos de la c mara FLI van hacia el norte y los conectores de las mangueras hacia el sur Figura 17 Manera de montar la c mara FLI en el telescopio de 84cm y MEXMAN 2 Enla parte superior del tubo del telescopio montar 4 contrapesos al Norte 1 largo al Sur 1 largo al Este 1 largo al Oeste 1 largo Ver Figura 18 y Figura 19 18 Figura 18 Contrapesos necesarios en la parte superior del tubo del telescopio de 84cm para montar la c mara FLI y MEXMAN Note los contrapesos largos en el Norte Este y Oeste Bp E B Figura 19 Contrapesos necesarios en la parte superior del tubo del telescopio hacia el SUR de 84cm para montar la c mara FLI y MEXMAN 3 Las posiciones de las pe
5. existe un bloqueo en alguna parte del sistema y no en los conectores QCDBH 25 Figura B2 Secci n del ProLine Liquid Cooler una vez que se remueve las tapa inferior del c mara FLI Conector O DEH TET Back Plane Figura B3 Acercamiento a la regi n de intercambio de calor donde puede verse la transici n del tubo a la caja de secci n rectangular para el enfriamiento del CCD 26 Pruebas T rmicas El fabricante de la c mara indica en sus especificaciones que el sistema de enfriamiento termoel ctrico puede alcanzar gradientes de entre 65 y 68 grados cent grados por debajo de la temperatura ambiente Para las pruebas t rmicas se utiliz el equipo descrito anteriormente Las mangueras estaban aisladas t rmicamente en toda su longitud Seg n las especificaciones del fabricante el FTS puede mantener la temperatura del l quido que circula en el intervalo de 45 a 35 grados cent grados con una precisi n de 0 1 grados cent grados tenemos la opci n de lograr hasta 45grados cent grados El modelo que tenemos s lo puede enfriar y no puede calentar el l quido Para las pruebas de la c mara se utiliz el programa de utiler as de la c mara para el sistema operativo Windows Con esta utiler a se puede fijar la temperatura de operaci n del CCD set point El programa despliega la temperatura que se logra en el CCD la temperatura en el back plane y el porcentaje de uso de la celda Peltier Tabla B1 Resultados
6. 1 La tasa de enfriamiento del sistema termoel ctrico est limitada de fabrica a 10 C min por lo que para alcanzar una temperatura de operaci n de 50 C por debajo de la temperatura ambiente tomar entre 5 y 6 minutos pero es conveniente esperar un poco m s para lograr la estabilidad t rmica El cuerpo de la c mara no tiene la capacidad de hacer el vac o en la f brica el recinto fue purgado y se llen de un gas inerte Tambi n tiene instalado en su interior un elemento secante La corriente oscura t pica medida fue 0 5 e pixel seg 9 30 C y la distribuci n del ruido es aleatoria Los histogramas del bias son de tipo gaussiano distribuidos alrededor de su valor medio Las caracter sticas generales de la c mara FLI del OAN SPM se resumen en la Tabla 1 La caracter sticas proporcionadas por el fabricante se encuentran en el Ap ndice A TABLA 1 CARACTER STICAS GENERALES DE LA C MARA FLI DEL OAN Sensor CCD3041 Tama o del Arreglo del CCD 2048 x 2048 pixeles Tama o de Pixel 15x15 um M ximo Enfriamiento del CCD 50 C debajo de la Temperatura Ambiente Velocidad de Lectura 16 bit 500kHz y 2M Ez seleccionable Ruido de Lectura T pico 8 e RMS 1 MHz No linealidad 196 Estabilidad de la temperatura en el CCD 0 1 C Condiciones de Operaci n 30 C a 45 C 10 a 90 Humedad R Compa a Fabricante del CCD Fairchild Grado d
7. CD se encuentran obstruidas por la montura del analizador es decir la imagen se encuentra enmarcada en una penumbra El c rculo blanco en la Figura 6 indica el rea libre de penumbra para cualquier posici n angular del polarizador y donde se puede ubicar el objeto de estudio Para la correcta orientaci n de las im genes en el cielo estas deben rotarse 90 grados e invertir el eje Y Estas operaciones ya est n incluidas en los despliegues de las im genes de la interfaz Do 0 200 400 600 800 1000 Figura 6 Imagen completa del CCD en el filtro R del blazar PKS1510 089 obtenido con POLIMA y la c mara FLI del OAN SPM El ngulo del polarizador en esta imagen es O grados Note el rea de penumbra en los bordes de la imagen El c rculo blanco es el rea libre de penumbra pues al girar el polarizador a las posiciones de 45 y 135 grados las esquinas del CCD quedar n obstruidas Los par metros de este c rculo est n contenidos en el archivo home observalpolima2 cfg cuyo contenido es x 1024 y 1034 r 504 extra 0 donde x y amp r son las coordenadas del centro del c rculo de radio r todos los valores en pixeles que encierra la regi n de la imagen libre de penumbra producida por la montura del analizador Estas coordenadas est n dadas en el valor real por ejemplo si tenemos un binning de 2x2 estas corresponder n al centro en 512 517 y radio 252 en un bining de 3x3 centro estar en 256 256 y radio 125 etc En este c rc
8. Manual de Usuario de la C mara FLI para POLIMA Versi n 1 03 11 de Agosto de 2011 David Hiriart Enrique Colorado Francisco Lazo Jorge Valdez y Gerardo Guisa Instituto de Astronom a Universidad Nacional Aut noma de M xico Km 103 Carretera Tijuana Ensenada Ensenada B C M xico NDICE 1 INTRODUCCIO Na Aa 2 2 PROGRAMA DE MANEJO cee eere en rreiis 6 2 1 IM GENES SIN PROCESAR DE LA C MARA FL 10 3 INSTALACI N ELECTRICA cccccccceccececuseeeesenceseesn ens 11 4 SISTEMA DE ENFRIAMIENTO c eere 13 5 MONTURA MEC NICA Ree rere rre rrr nete 15 STE AMARA PEISPOLIM Aot eret eee ee hee es 15 52 C MARAFLIHMEXMAN i a 18 6 CONCLUSIONES a a da DR uri 21 APENIICE O O 22 AP NDICE Bi q E tad unghie spice oU sU 24 AP NDICE O rio id A dA edu toi aad en 29 1 INTRODUCCI N En este reporte presentamos los resultados de la evaluaci n a la c mara Finger Lakes Instruments FLI su programa de control el sistema de enfriamiento por l quido y la manera de montarlo en el telescopio de 84cm con el polar metro de imagen POLIMA y la rueda de filtros MEXMAN del OAN SPM La Figura 1 muestra una imagen de la c mara FLI sta es una c mara tipo CCD de la serie ProLine de la compa a Finger Lakes Instruments La c mara est basada en un detector CCD Fairchild F3041 back illuminated de 2048x2048 pixeles con dimensiones de 15x15um en cada pixel La Figura 2 muestra la curva d
9. ante un nuevo enfriador por l quido se instal y se tuvo una mejora de un factor de 2 en el flujo sobre el flujo del sistema original Lo que nos lleva a concluir que el sistema original s ten a una obstrucci n Sin embargo a n el nuevo enfriador ten a cierta restricci n Jorge Valdez instal en el CCD FLI la placa enfriadora del Pixel Vision Ver fotograf a anexa As obtuvimos nuevamente una ganancia de un factor de 2 en el flujo Para las pruebas de medici n del flujo utilizamos el circulador y enfriador del Pixel Vision con una temperatura controlada de 7 C pero notamos cierta condensaci n de humedad en la carcaza Enrique Colorado averigu como controlar los par metros de operaci n del circulador desde un puerto serie Hicimos mediciones de corriente oscura para temperaturas del CCD desde O a 45 C Vimos que la corriente oscura no se mejora considerablemente si el CCD se enfr a m s all de 30 C Esta es la temperatura de pruebas del fabricante Encontramos que el CCD logra un gradiente de aproximadamente 60 C por debajo de la temperatura ambiente De los dos puntos anteriores decidimos probar el CCD a la temperatura de 30 C y con agua circulando a la temperatura ambiente Se adquiri una bomba centr fuga 3 MD SC de 1 12 H P Se instal con las mangueras que ya se ten an y se logr un flujo de 1 88 litros min El fabricante recomienda de 1 89 a 3 78 litros min Este flujo se mantiene a n cuando la diferencia
10. ara evitar los esfuerzos en los conectores Figura 12 Manera de soportar las mangueras de la c mara FLI en el telescopio de 84cm del OAN SPM para evitar esfuerzos en los conectores Para conectar la manguera emp jela en el conector hasta escuchar activarse el cerrojo La conexi n de las mangueras en la c mara es indistinta Para desconectar las mangueras de enfriamiento de la c mara FLI se recomienda mandar el telescopio a la posici n de PONER LONA desde la consola de control del telescopio Esto permitir drenar la manguera de retorno y disminuir los derrames en ambas mangueras Utilizar una cubeta limpia para recoger cualquier derrame Desconectar las mangueras de los conectores jalando hacia el exterior junto con el seguro Una vez sueltos ambos extremos interconectarlos entre s con un pedazo de manguera para evitar derrames La c mara FLI fue adquirida con la opci n de enfriamiento por l quido Cuando se empez a utilizar la c mara se encontr que el disipador de calor en la parte posterior de la c mara presentaba una fuerte restricci n al flujo del l quido Se hicieron varias pruebas en el laboratorio mismas que se presentan en el Ap ndice B y el Ap ndice C Se recibi un nuevo intercambiador de calor del fabricante pero aun as no se lograba el flujo requerido por lo que se decidi instalar un nuevo disipador que se ten a disponible Con el sistema descrito en esta secci n se logr obtener el flujo adecuado y
11. aras con detector CCD del OAN que incluye las caracter sticas nicas a la c mara FLI del OAN SPM lado derecho de la interfaz La Figura 5 muestra la ventana gr fica de control de las c maras del OAN SPM La parte izquierda es com n a todas las c maras y la columna derecha es exclusiva de la c mara FLI En la columna m s a la derecha en la secci n Temp se fija la temperatura de operaci n del CCD para ello debe de teclearse la temperatura en grados cent grados en la ventana debajo del bot n Set Temp y luego oprimir ese bot n usando el rat n En la ventana inferior se mostrar la medici n de la temperatura de la parte posterior de la etapa termoel ctrica que ser aproximadamente la temperatura del l quido refrigerante que circula para enfriar el sistema Adem s en el mismo campo se presentar del porcentaje usado de la etapa termoel ctrica su valor deber estar entre el 70 y 80 Los valores de todos estos par metros son guardados en el encabezado de los archivos de las im genes La secci n Channel permite seleccionar uno de los tres modos de operaci n de la c mara FLI del OAN SPM Por ltimo la secci n Others contiene las opciones Roi to Pola Do stadistic y Do Dark subtract Antes de explicar cada una de estas opciones daremos unas explicaciones preliminares La Figura 6 muestra una imagen adquirida utilizando POLIMA Debido al peque o tama o del analizador de polarizaci n utilizado las orillas del C
12. de alturas entre la bomba 29 y el CCD es de aproximadamente 3 metros Enfriamos el CCD a 30 C y tomamos mediciones de darks y bias que analizaremos posteriormente La bomba y la c mara estuvieron encendidas por 7 horas La temperatura del CCD se mantuvo sin cambios en 30 C aunque la temperatura del extremo caliente lleg a casi 30 C y ah se mantuvo Temperatura ambiente 22C La carcaza no mostr condensaci n ni tampoco se not que sta se enfriara por abajo de la temperatura ambiente m s bien estaba un poco m s caliente que el ambiente No se registr un aumento perceptible en la temperatura del agua El porcentaje utilizado de la celda Peltier fue de 87 Observamos que la termalizaci n de la placa caliente con el fluido le lleva casi una hora por lo que debe darse ese tiempo al CCD para estabilizarse t rmicamente antes de ser utilizado En resumen el sistema de enfriamiento esta ahora funcionando a los flujos que recomienda el fabricante y el cambio de bomba sumergible a externa evita introducir una fuente de calor en el l quido de enfriamiento Del domingo 29 de mayo al domingo 3 de junio tendr una temporada de observaci n con POLIMA Benitez y aprovechar para continuar con las pruebas Participaron en esta labor David Hiriart Francisco Lazo Jorge Valdez Gerardo Guisa y Enrique Colorado Sin m s por el momento reciban un cordial saludo Atte David Hiriart 30 Figura C1 Secci n del ProL
13. de las pruebas t rmicas Set Point Temperatura Temperatura Celda Peltier AT C CCD C Back plane C 0 0 0 0 5 9 13 5 9 5 0 5 0 Tal 21 12 1 10 0 9 6 7 1 29 16 7 20 0 20 0 7 4 42 27 4 30 0 29 8 8 4 61 38 2 40 0 39 9 8 7 81 48 6 42 5 42 5 12 6 88 55 1 45 0 45 1 12 9 96 58 0 En el FTS se fijo la temperatura a 4 grados cent grados y se hizo circular el l quido a la c mara Se eligieron varios set points en el intervalo desde O a 45 grados cent grados y se registraron las temperaturas del CCD el back plane y el porcentaje de la celda Peltier utilizado que reporta el programa La Tabla B1 muestra los resultados obtenidos junto con el gradiente de temperatura entre el back plane y el CCD que se logr La Figura 4 muestra la gr fica del gradiente de temperatura en funci n del porcentaje utilizado de la celda Peltier de los resultados presentados en la Tabla B1 27 40 AT C 20 F 5 o 3g 45 pp 5S 9 9 453 S Era 20 40 BC eo 100 Peltier Figura B4 Gradiente de temperatura entre el CCD y el back plane como funci n del porcentaje usado de la celda Peltier para la c mara ProLine PL3041 UV Para esta prueba tambi n medimos las temperaturas del l quido en el sistema recirculador cuando se elige el set point a 4 grados cent grados A la entrada del CCD se tiene 2 grados cent grados y en el recipiente del circulador a donde r
14. e eficiencia cu ntica del detector en funci n de la longitud de onda Figura 1 La c mara FLI del OAN SPM Los conectores el ctricos se muestran al frente y los conectores del sistema de enfriado por l quido se encuentran en la parte posterior Front UV Enhanced Broadband 100 90 40 QE Percentage PL3041 Quantum Efficiency 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 Wavelength nm Figura 2 Curva de eficiencia cu ntica en porcentaje QE Percentage en funci n de la longitud de onda Wavelength EI CCD de la c mara FLI del OAN SPM tiene la opci n UV Enhanced que mejora su respuesta en el ultra violeta EL CCD de la c mara FLI es enfriado por un sistema termoel ctrico La programaci n de control del fabricante permite fijar una temperatura m nima de enfriamiento del CCD de 50 C Sin embargo el sistema s lo puede alcanzar hasta 50 C por debajo de la temperatura ambiente Por las condiciones clim ticas del OAN SPM se recomienda utilizar una temperatura de operaci n del CCD de 30 C Esto garantiza que el sistema de control pueda mantener la temperatura del CCD en el intervalo indicado por el fabricante 0 1 C Para remover el calor del sistema termoel ctrico se hace uso de l quido refrigerante Por el momento el l quido utilizado es agua que se hace circular desde un recipiente contenedor a la c mara por medio de una bomba centr fuga externa al tanque de almacenamiento ver Figura 1
15. el CCD Est ndar Tipo de CCD Back Illuminated Color Monocromo Monocromo Cantidad de Pixeles 4 2 x10 pixeles Longitud Diagonal del CCD 43 4 mm Linear Full Well 100 000 e Corriente oscura t pica 0 5 e pixel seg 9 30 C Anti Blooming No Di metro del obturador 65 mm Aperturas del obturador garantizadas 1 000 000 Tipo de disparo de integraci n remoto Est ndar Voltaje de operaci n del Sistema 12 VCD Comunicaci n USB 2 0 Dimensiones 157 48 x 157 48 x 96 52 mm El CCD puede trabajar a velocidades de lectura seleccionable de 500 kHz y 2 MHz Para una mayor velocidad de lectura el CCD puede tener binning en renglones o columnas y puede ser le do en uno o dos canales As la c mara FLI del OAN SPM tiene tres modos de operaci n e MODO 1 Dos canales con 2 MHz de velocidad de lectura e MODO 2 Un canal con 2 MHz de velocidad de lectura e MODO 3 Un canal con 500 kHz de velocidad de lectura Se recomienda utilizar el MODO 3 de operaci n ya que el ruido de lectura es menor Las caracter sticas de ganancia y ruido especificadas por el fabricante en cada uno de estos modos se muestran en las Tablas 2 3 y 4 Mediciones de bias ganancia ruido de lectura y corriente oscura fueron hechas nuevamente en las instalaciones del IAUNAM y concuerdan en un 6 a los valores reportados por el fabricante Tabla 2 Caracter sticas de Ganancia y Ruido para el MODO 1 2MHz 2CH TOP
16. ema de enfriado de la c mara e incluir una v lvula a la salida de la bomba para evitar derrames al hacer la desconexi n de las mangueras 3 Cambiar a una mezcla de glicol y agua como enfriador del sistema para evitar el congelamiento cuando baje la temperatura ambiente por debajo del punto de congelaci n del agua 21 AP NDICE A CARACTER STICAS DEL CCD FLI PROPORCIONADAS POR EL FABRICANTE Finger Lakes Instrumentation Quality Assurance Test Summary FLI Library Version FLI Software Development Library for Windows 1 52 FLITEST Version 2 36 SC Serial Number PL0143610 Sensor designation F3041 Lab ambient temp 23 1 CCD Test Temp 30 Basic Functions CCD temp sensor OK Base temp sensor OK Shutter opens fully OK Shutter closes fully OK CCD Chamber Desiccant installed OK Purged OK Noble Gas Back fill OK Window clean on both surfaces OK CCD free of dust Yes Performance Cooler can achieve dT greater than 50 0C Cooler is rate Yes 10 00 C min Cooler Tests Pass Noise distribution is random Yes Bias frame histogram is Gaussian Yes Standard test target appearance OK Yes Specific Tests Power Supply voltage 11 8 AUX Connector Pin 4 voltage 0 0 External Trigger Working AUX Pin 1 Working OK AUX Pin 2 Working OK 22 Gain and Noise Measurement 2MHz 2CH TOP Conversion factor gain 1 13 Bias 2908 Readout noise 14 3 e Saturation 70768 5 e Horizontal Binning Test Pas
17. etorna el l quido enfriador fue de 7 1 grados cent grados set point del CCD de 5 0 El fabricante del FTS indica que la temperatura en la aplicaci n puede ser diferente de la que se elige en el set point del circulador Conclusiones 1 Existe una obstrucci n al paso al flujo del l quido de enfriamiento en la c mara FLI 2 El m ximo gradiente de temperaturas encontrado fue de aproximadamente 60 grados cent grados 3 El sistema de enfriamiento puede ser utilizado en esta c mara pues proporciona los flujos requeridos por la FLI en las diferentes alturas en las que queda montado en el telescopio y adem s puede mantener el l quido en el intervalo de temperaturas de 40 a 35 grados cent grados El instrumento cuenta con una interfaz de RS232 que permite el manejo del mismo facilitando su control autom tico desde un punto remoto 28 AP NDICE C INFORME PARCIAL DE LA ETAPA DE ENFRIAMIENTO Mensaje enviado a Michael Richer Leonel Guti rrez y Juan Manuel N ez por David Hiriart el 26 de mayo del 2011 conteniendo un informe parcial de la etapa de enfriamiento la c mara FLI del OAN SPM Buenas tardes Este es un informe parcial del estado del CCD FLI Un informe m s detallado se enviar posteriormente Hab an surgido dudas respecto al sistema de enfriamiento por l quido de este CCD pues no se lograban los flujos indicados Se encontr que el sistema de enfriamiento esta obstruido parcialmente Recibimos del fabric
18. ine Liquid Cooler con el intercambiador de calor de la c mara Pixel Vision sustituyendo al original de la c mara FLI Compare con la Figura B2 31
19. io Una vez que el campo ha sido identificado la opci n puede ser apagada para obtener una mayor velocidad de adquisici n 2 1 IM GENES SIN PROCESAR DE LA C MARA FLI A diferencia de las otras c maras del OAN SPM la c mara FLI no trabaja a temperatura criog nica Esto hace que se tenga una contribuci n t rmica en las im genes sin procesar que las hacen diferente a las que estamos acostumbrados en las otras c maras del OAN que presentan un ruido t rmico m nimo La Figura 7 muestra una imagen adquirida con la c mara FLI del OAN SPM sin restar la imagen de la corriente oscura La Figura 6 se muestra la misma imagen pero que ha sido procesada restando el campo de corriente oscura y dividida por un campo plano Como podr verse de la comparaci n de ambas figuras la diferencia es notoria 1500 2000 2500 3000 3500 4000 Figura 7 Imagen sin procesar en el filtro R del blazar PKS150 090 obtenido con POLIMA y la c mara FLI del OAN SPM El ngulo del polarizador en esta imagen es O grados Compare esta misma imagen con la misma imagen pero procesada que se presenta en la Figura 6 10 3 INSTALACI N EL CTRICA La Figura 8 muestra el diagrama esquem tico de la forma de instalar la c mara FLI del OAN SPM La c mara se controla a trav s de un puerto USB 2 0 Para hacerlo compatible con el manejo por Internet se utiliz una computadora sheva plug que funciona como una interfaz entre la comunicaci n USB 2 0 e Internet
20. istema de circulaci n del l quido refrigerante de la c mara FLI del OAN SPM El flujo que se logra con este sistema es de 1 9 litros por minuto El flujo puede medirse en la manguera de retorno utilizando un vaso graduado en volumen y un cron metro El l quido utilizado actualmente es agua La manguera que se utiliz es de 3 8 que est libre de estrangulamientos El agua que circula en el intercambiador de calor de la c mara es propulsado por una bomba centrifuga El agua est contenida en una cubeta de pl stico de 5 galones La cubeta y la bomba est n ubicadas en una repisa de madera en el suroeste del piso de telescopio a una altura aproximada de 80 cm para evitar la presi n hidrost tica extra producida por la gravedad debido a la diferencia de alturas entre la bomba y la c mara La bomba se conecta directamente a un tomacorriente en la pared y se puede quedar encendida todo el tiempo Figura 11 Cubeta y bomba circuladora para el enfriamiento por l quido de la c mara FLI en el telescopio de 84cm del OAN SPM La manguera que conduce el l quido pasa a trav s del hueco del eje de AR en el telescopio de 84cm Para evitar estiramientos de la manguera la catenaria de sta despu s de pasar por el agujero de AR debe ser tal que la manguera alcance a tocar el piso Las entradas del 13 l quido al CCD est n localizadas en el lado sur de la c mara La Figura 12 muestra como se sujeta la manguera a la platina del telescopio p
21. na tasa de flujo de 1 89 a 3 78 litros min 0 5 a 1 0 galones minuto Un flujo mayor al indicado no permite la transferencia de calor al l quido y uno menor no permite sacar el flujo el calor a trav s del l quido Por otro lado el fabricante advierte que si se utilizan tasas de flujos por arriba de los indicados puede provocar que el sistema de enfriamiento tenga fugas y que har a invalida la garant a Durante las temporadas de enero y febrero del 2011 con esta c mara se pudo observar que no se lograban los gradientes de temperatura indicados por el fabricante y que adem s el flujo a trav s de la c mara era reducido por lo que se decidi hacer pruebas al sistema de enfriamiento por l quido de esta c mara Pruebas de Flujo Equipo Se utiliz un sistema de recirculaci n y enfriamiento de l quido Kinetics Thermal System KTS Modelo RS33AL00 RS Series Recirculating Chiller FTS PS Industries conectado a la c mara a trav s de mangueras de 4 57 metros de largo y con un di metro de apertura de 3 8 pulgadas El modelo que tenemos del sistema TFS contiene una bomba centrifuga que seg n el fabricante produce un flujo de 2 galones por minuto a un presi n de 4 psi En las pruebas de flujo encontramos que el sistema de recirculaci n produce a una altura de 0 51 metros sobre la salida del circulador un flujo de 2 82 litros minuto en un contenedor abierto A una altura de 1 62 metros se tiene un flujo de 1 56 litros minuto Las pruebas de
22. ros ser n utilizados en los valores respectivos de los encabezados en los archivos de las im genes adquiridas Adem s iniciar la venta de interfaz gr fica correspondiente al instrumento seleccionado al dar Continue oan ccds py CCD Type Finger Lakes Inst FLI fl Instrument polarimetro A polarimetro Telescope Telescope e Ensenada Observer Name Observers Unknown Continue Figura 4 Portada inicial del programa de control de los CCD del OAN SPM eq fli IA OAN UNAM v4 16B By E Colorado v amp OS E FLI CAMERA IA OAN UNAM Exit Temp CCD Type CCD Temp Objects and Filters Set Temp fli Object 30 Image Size E Xorg 0 Xsize 2048 Base Power i Filters e None Yorg 0 Ysize 2048 Channel aa z M 2MhzE 1Chan Full Frame Get Ds9 Roi Exposure Time slol ars SSS AA X Binning 1 YBinning 1 TENUES Frames E V Roi to Pola Move Telescope Type of Exposure Do stadistic Roi to Center Roil to Roi2 Object Do Dark substract Bias Dark Others Flat Arc Restart IRAF DS9 Run Macro Movie loadmacro image Work Directory and filename Directory home observa imagenes Last Image image fit Base Name spm Header Fits Comment System Messages Mensajes Progreso 0 Almost Ready Waiting for CCD Response CCD fli Observer Unknown Instrumento polarimetro CCD INIT Fli Server Finger Lake Instruments Figura 5 Interfaz grafica para el control de las c m
23. s Bias Drift Test Pass 100s Dark Current Growth 10 3 ADU Passed Linearity Test Passed 2MHz 2CH BOTTOM Conversion factor gain 1 20 Bias 2908 Readout noise 14 06 e Saturation 75152 4 e Horizontal Binning Test Pass Bias Drift Test Pass 100s Dark Current Growth 10 3 ADU Passed Linearity Test Passed 2MHz 1CH Conversion factor gain 1 18 Bias 865 8 Readout noise 20 5 e Saturation 76309 4 e Horizontal Binning Test Pass Bias Drift Test Pass 100s Dark Current Growth 5 6 ADU Passed Maximum Linearity Error 0 083 Linearity Test Passed 500kHz 1CH Conversion factor gain 1 38 Bias 942 6 Readout noise 13 4 e Saturation 89137 0 e Horizontal Binning Test Pass Bias Drift Test Pass 100s Dark Current Growth 5 6 ADU Passed Maximum Linearity Error 0 081 96 Linearity Test Passed Camera Build Information IC G J M G Camera Passed 29 AP NDICE B REPORTE DE LAS PRUEBAS AL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO POR LIQUIDO DE LA CAMARA FLI David Hiriart Enrique Colorado Antol n C rdova Jorge Valdez y Francisco Lazo Ensenada B C a 28 de febrero de 2011 Antecedentes En los ltimos meses de 2010 se adquiri una c mara ProLine PL3041 UV de Finger Lake Instruments FLI con la opci n de enfriamiento por l quido para ayudar al enfriamiento termoel ctrico Peltier La opci n de enfriamiento por l quido en esta c mara llamada Proline Liquid Cooler o PLC debe tener u
24. sas deslizables que van en las barras de los costados del telescopio son la del Noreste NE va a una distancia de 48 4 la del Suroeste SO va a una distancia de 64 19 4 En la parte Sur del tubo hay dos roscas en la de abajo va una pesa de 6 de di metro amarilla ver figura 18 5 En la parte Sur del tubo hacia el Este hay un juego de tres roscas en la de arriba va un plomo octagonal y en las dos de abajo del lado Este va un cuadrado de plomo y al Oeste va un rect ngulo de plomo ver figura 20 Figura 20 Contrapesos necesarios en la parte sur del telescopio de 84cm para montar la c mara FLI y MEXMAN 6 Enel yugo de Ascensi n Recta lleva una pesa de 5 de di metro por 1 2 de ancho similar que en el POLIMA ver figura 16 7 NOTAS para la configuraci n de contrapesos con este instrumento se quit la lona de la tapa del tubo del telescopio y se puso tapa al contacto del lado Oeste 20 6 CONCLUSIONES Hemos encontrado que la c mara FLI es un sistema robusto y confiable que puede ser utilizado para prop sitos cient ficos en el OAN SPM y que ha sido avalado por varias temporadas en las que los usuarios est n conformes con el desempe o del sistema y con el programa de interfaz de usuario de la c mara Quedan pendientes algunas mejoras al sistema como son 1 Corregir la montura de la computadora Shev Plug y la fuente de alimentaci n de la c mara 2 Robustecer las conexiones del sist
25. ulo se realiza todas las operaciones de procesado de imagen De ser necesario estos valores pueden ser cambiados por el usuario Roi to Pola Esta funci n permite ubicar en el centro del c rculo del polar metro el centro geom trico de la regi n seleccionada con la opci n region del ds9 y que se indica en la pantalla de despliegue de la imagen El programa mueve el telescopio acordemente para lograr esto Do stadistic Cuando esta opci n es seleccionada se realiza la estad stica en el c rculo de POLIMA libre de penumbra El programa escribir la estad stica calculada en la venta de mensajes de la siguiente manera Si se hace la estad stica en el ROI se escribir n los resultados en el siguiente formato en la regi n de comentarios ESTADISTICA Max 50888 Min 2600 Average 25479 Std Dev 235 donde Max y Min son los valores m ximos y m nimos de los pixeles Average es el valor promedio de los valores de los pixeles en el ROI Std Dev es la desviaci n est ndar los pixeles La opci n Do stadistic puede ser desactivada para obtener una mayor velocidad de adquisici n de las im genes Do Dark subtract Cuando se selecciona se realiza la substracci n de la imagen de corriente oscura Darkd fits a la imagen reci n obtenida El usuario deber obtener esta imagen con el mismo tiempo de integraci n y binning de la imagen que ser restada Esta funci n permite identificar m s r pido los campos a los que apunta el telescop
26. una buena operaci n de la c mara 14 5 MONTURA MEC NICA La c mara FLI fue comprada para el proyecto del Telescopio ptico Rob tico TORO y para utilizarse con POLIMA Debido a la crisis por la falta de c maras tipo CCD en el OAN SPM por el momento es posible utilizarlo en el telescopio de 84 cm con la rueda de filtros MEXMAN En el futuro se planea construir un nuevo POLIMA de dos haces que podr hacer tambi n imagen directa en filtros de banda ancha UBVRI y entonces la c mara FLI s lo podr utilizarse en ese instrumento y en el telescopio de 84 cm 5 1 POLIMA C MARA FLI 1 La c mara FLI se monta en POLIMA sin ning n separador Los conectores el ctricos de la c mara van hacia el norte y los conectores de las mangueras hacia el sur ver Figura 13 Figura 13 Manera de montar la c mara FLI en el telescopio de 84cm y POLIMA I 15 2 En la parte superior del tubo del telescopio lleva 4 contrapesos ver Figura 14 al Norte 1 largo al Sur 1 largo al Este 1 largo al Oeste 1 largo Figura 14 Contrapesos necesarios en la parte superior del tubo del telescopio de 84cm para montar la c mara FLI y POLIMA 3 Las posiciones de las pesas deslizables que van en las barras de los costados del telescopio son la del noreste NE va a una distancia de 35 la del suroeste SO va a una distancia de 46 74 4 En la parte Sur del tubo hay dos roscas en la rosca de abajo poner dos pesas en forma de herradura una
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