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项目将Metrology Company放在3D地图上

高精度三维测绘支持安装新的科研横梁运输线。

去年,费米国家加速器实验室(FERMILAB)承包了确切的计量,以便在其位置为“主要注射器环部分MI-10”所知的项目上工作。Friedsam的Horst Friedsam,Fermilab的一致性和计量部门负责人,精确地领导了一周的项目,涉及现有设备的3D映射,以产生数据以支持额外的梁输送线的放置和安装。

Fermilab是一家高能粒子加速器实验室,伊利诺伊州巴特维亚,伊利诺伊州堡垒从世界各地的超过5,000名科学家合作,以进行开拓研究,操作粒子加速器,以及科学支持美国工业的实验和开发技术。它与供应商的仪器池中购买和租用的设备进行了完全的关系,以及作为现场工作的计量服务,如本扫描项目,如此。

精确的计量在主喷射器加速器的部分10中进行了扫描,该扫描位于隧道中,其位于下面的隧道,其圆周以约2英里的圆周。主喷射器加速质子粒子梁,从8个GEV(Giga-Elector-volts)助力器到120 GEV,随后将其爆炸成静止目标以产生世界上最高强度的中微子束。

最近,Fermilab一直在努力在一个新的地下中微子实验(沙丘)上,为南达科他州南达科他州的地线提供地球的地幔提供一个中微射束,距离酒店约有800英里。该项目采用地下2英里的研究设施,对需要从宇宙射线事件屏蔽的中微子实验特别有用。

DUNE是一个用于中微子科学和质子衰变研究的实验,利用了以前独立的世界范围内的努力,利用了费米实验室的兆瓦中微子束设施,并与南达科塔州铅市的桑福德地下研究设施(SURF)合作。DUNE的目标是实现关于中微子的革命性发现,确定中微子的属性、产生生命所需重元素的超新星的动力学以及质子衰变的可能性。

为了向沙丘收集器提供中微子爆炸,需要在现有的光束线基础设施内拟合的新光束传输线。结果,需要扫描主要喷射器安装设备的大部分,包括沿着光束路径支撑输送线和其他部件的大量加工机械结构。数据对新光束元件的设计和定位以及用于可视化潜在的组件来说至关重要。机械和过程组件的供应商将获得对其工程工作初始阶段的数据的访问。

为了完成这一任务,需要对当前安装的主喷射器的一大部分进行3D点云收集、全CAD建模和照片覆盖。

Fermilab的对齐和计量部门在整个实验室综合体中维持高精度控制网络。对于扫描过程,与特殊激光扫描仪目标一起使用Leica ScanStation P20超高速3D扫描仪,修改为适合现有的控制网络点。选择确切的Metrology的Leica Scanstation P20为其高精度和低扫描噪声组合,加上其环境规格。IP54机箱对恶劣的工业环境特别有用。

来自Bernsten International的RSL300激光扫描仪目标标记被安装在同心到1.5英寸半径的钢制半球体上,与Exact Metrology激光跟踪器巢相连。在亚毫米水平上确定的控制网络的坐标被提供给精密计量,以全球注册相对于费米实验室系统的所有扫描。因此,最终产品输出提供了整个站点使用的公共坐标系中所有扫描对象的信息。

被选中来协助这一过程的软件是徕卡旋风(Leica Cyclone),它可以生成设备建模和truview——一个支持网络的全景点查看器,允许用户在网络上查看、移动、缩放、测量和标记点云数据。

为了进行扫描,双单元被定位,高和低,使用测量磁铁沿波束路径50英尺的间隔。扫描时间通常为3到4分钟,扫描一段半英里长的区域需要持续一周的时间。总的来说,这个项目持续了将近2个月,在最终向费米实验室团队展示之前进行了扫描、成像和数据分析。Exact Metrology团队成员Michael Trudeau负责日程安排和执行,而Jacob Willis是该项目的首席应用工程师。

由于该项目所涉及的物理距离,Fermilab提供了实际测量师坐标指向确切的团队,因此距离涉及对地球曲率的补偿。

中微子源和远端探测器之间800英里的距离是为DUNE计划的对称性破坏研究和测量其他中微子特性的最佳选择,这些特性可能有助于揭示宇宙的起源。

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