KC761能谱仪日常进度(含设计变更公告)专用帖
虎哥2022/07/07核技术与核仪器 IP:四川

由于在开发过程中发现少量与预想不同的地方,截止2022年7月6日,已知包括如下变更:

1、目标原始数据分辨率由“争取7%”调整至争取8.5%,又调整至10%(662keV)。

2、闪烁体由10×10×10mm调整至25.4×10×10mm,即扩大至2.54cm3,以提高对高能(>1MeV)射线的敏感度,提高峰康比。

3、整机厚度加厚1.5mm,以使面板为平面。

4、推荐射线来向由设备背面,调整至设备顶面(与面板垂直),以便腾出空间来加长晶体,同时使读数方向与射线来向不在同一直线上,适应这类仪器的使用场景。

截止7月6日,预计发货时间推迟至8月30日。

[参考]内测/预售专帖XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/t/87726 

*本文延续记录了整个KC761项目的实施过程,随着研究的进展,KC761x的性能逐步提升。截止2024年3月,KC761A能量分辨率提升至8.2%,kc761B提升至7.4%。若不考虑良率,最低录得了6.6%的分辨率,达到了最初目标。低能下限均推进至低于9keV。

[修改于 7个月21天前 - 2024/04/04 14:38:18]

来自:物理高能技术 / 核技术与核仪器
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~~空空如也
虎哥 作者
2年4个月前 IP:广东
906317

陶总师已经趁还没封完,把开发环境搬回家了。

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虎哥作者
2年0个月前 修改于 2年0个月前 IP:四川
911104

此机生产环节多,难度大,但还不至于倒班。现在主要是写软件,写软件就需要搞清许多规律。

比如

不论是晶体还是SiPM,都存在严重的温飘。在整个设计温度范围内,漂移可达200%,且不线性。

但能量刻度,至少在出厂时要控制到漂移小于5%(室温时1%)。

这就需要做很多测试。

弄得用高低温箱都要排队,前几天还罢工了一个,后来火速修好了。

下图:窖藏的古董都搬出来,温度补偿搞了十几天才算初有成效,预计还要一周。

20221123_155952.jpg

能谱这东西,不像频谱有晶体做参考。除非放一个校验源在里面,或者利用自然背景中的谱线(慢),否则没有什么天然准的东西。

稳谱的LED也能飘百分之几十,大家都在飘,没有不飘的。

不知道其它仪器如何解决这个问题,指标如何。或许,我们调子唱得太高,扯到蛋了。

下周要做真空冲击试验,因为这是一个气密的仪器,气压频繁变化会改变传感器内的应力,可能影响能量刻度,需要掌握它的规律。跟KC的其它仪器一样,KC761里面带气压计。

这些工作必须在发货前完成,并写入传感器中的存储器。我们低估了难度(也可能是提了不合理的要求),叠加疫情影响,导致研发时间大大超过预期,研发成本也显著超过预算。

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虎哥作者
1年10个月前 修改于 1年10个月前 IP:四川
914589

1月16日没有发货,因为发现软件上的问题,导致关机后漏电流超标,修复了一天。采取修复措施后,又发现有时关机困难,关机后需等待半分钟才能开机等新问题,明天还需研究。

再次强调,强烈反对用户去寻找、购买放射性物质。对于一般人来说,监测生活中的辐射风险,在特殊情况下用以保护自己的安全,就是本机的唯二用途,不要试图挪作它用或者开展危险活动。

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虎哥作者
2年4个月前 IP:四川
905481
引用qwe发表于3楼的内容
把晶体做的很厚会不会影响低能射线探测效率呢?虽然似乎对于此仪器应用场景,提高对高能的灵敏度更重要一些...

晶体大了光子路径长,对产生于晶体表面附近的光子的损耗可能稍有微不足道的增加。

但晶体变大了收的面积不是更大了吗。

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虎哥作者
2年4个月前 IP:四川
905508
引用twz562发表于8楼的内容
实属加量不加价,体积大了探测效率会增高不少,但分辨率可能会有所下降,先定个小目标,10%!其实我自己...

会提高分辨率,一般来说5㎝以下加大晶体对分辨率有益。

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虎哥作者
2年4个月前 IP:四川
905670

大家要对该机的整备质量(总重量)有心理准备。

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虎哥作者
2年4个月前 IP:四川
905820

长闪烁体。安装方式有重要改进。

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虎哥作者
2年4个月前 IP:四川
905831

此晶体在X光下的表现

能谱晶体在X光下的发光.mp4 点击下载


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虎哥作者
2年4个月前 修改于 2年4个月前 IP:四川
906169

疫情一天天严重,今天开始半封,不准去餐馆现场吃饭了。

20220726_174623.jpg

前几天龙泉驿区出了一点防疫上的偏差,导致疫情猛扩了一截,本来以为塑胶厂要被封,结果那个型号的病毒传播力不太行,很快就灭了,看来壳子有希望做出来。

没想到随后来了个传播力比较牛逼的型号,出现了超级传播者,还是干物流的,一个人传了五六十人,现在已经封到眼皮底下了。

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2年4个月前 IP:四川
906261

封锁,停业

不过大家放心,陶总师已经把实验电路随身携带了😂

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2年4个月前 IP:广东
906317

陶总师已经趁还没封完,把开发环境搬回家了。

20220729_232104.jpg

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2年3个月前 修改于 2年3个月前 IP:广东
906867

过去两周一直在解决分辨率不足的问题,尚未获得可靠的结论。

γ谱、α谱的分辨力都比预期低得多,而他们并没有用到共同的设计,因此让人费解。

LED闪光谱在PIN上与预期相同,但PIN上的α谱却比预期宽三倍,无法解释。

LED闪光谱在SiPM上比预期宽一倍,SiPM可能有些问题。会员支援了进口的、靠谱的SiPM,下周测试。

除传感器外,其余部分问题不大。

不过就连外壳的T1时间都已经推到9月初了,因此发货时间会再次推迟。

工业限电(官方说法叫有序用电)已经两周了,现在靠“有序”已经扛不住了。

-2cf8103125dc6af0.jpg

气温连续突破历史最高峰,下周还将继续突破。同时,长江流域持续干旱,水电站缺水。似乎“屋漏偏逢连夜雨”不太适合形容这种情况。

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2年3个月前 修改于 2年3个月前 IP:四川
906869

下图:SiPM(国产)的LED闪光谱,可见谱形过胖。不用管波形上的下冲,那是因为极零相消电路并未根据LED闪光的形状进行相应的调整,在该测试中不会影响分辨率。

20220812_173736.jpg

下图:PIN管的LED闪光谱,半峰宽优于2%,属于正常水平。波形是成形电路之前测得,在本测试中不会提升分辨率。

20220812_175404.jpg

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2年3个月前 IP:四川
906895

就是用LED发脉冲。本机所有传感器都采用了LED稳谱技术。

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2年3个月前 IP:四川
907448

继续抱歉,目前预计需要延期到9月底。

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2年3个月前 修改于 2年3个月前 IP:四川
907709
引用VickyCR发表于24楼的内容
SiPM的信号读出电路用的用CSP还是I-V转换?

CSP是什么,为什么需要I-V转换,你的意思SiPM本身的接法是I-V转换吗…

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虎哥作者
2年3个月前 IP:四川
907710

模具厂已经停工两个多星期了,现在还没来电…

到现在连壳子的样品都还没拿到 sticker

电路板的最终版已经下厂了

因为调试电路耽误了时间,软件还只完成了底层,上层用户UI还没开始。

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虎哥作者
2年3个月前 修改于 2年3个月前 IP:四川
907781

今天成都疫情又爆发了。截止目前,成都局实验室有2人所住小区被封。实验室附近多处楼宇、小区被封,最近的就在隔壁。

据说有多处游泳池、水上乐园出现病例,在全城排查去过的人。

关于技术问题,

目前经试验,2.54方的晶体除高能响应稍好之外,分辨率并不比1方的晶体好。

由于单个SiPM本身的分辨率在5~6%水平(见20楼实测数据),因此SiPM的性能和晶体品质对分辨率都有重大影响。

经对比国产3×3SiPM和进口6×6SiPM(KCer支援),

对同一个晶体,国产3mm的分辨率13%,进口6mm分辨率约11.6%。由于进口3×3断货,没有测试同面积的SiPM,难以区分是面积问题还是品质问题。

但是若换成2个国产3×3并联,分辨率立即提升至11.2%。

(以上数据凭记忆,可能不准确)

因此,在晶体品质无法提高的情况下,增加SiPM的数量是迅速提升分辨率的最有效办法。

设计变更:增加至2支SiPM并联。

看来成本又得增高了。

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虎哥作者
2年3个月前 IP:四川
907820

情况日渐严重,被封人数增加至3人。

左盼右盼,就到了个这个橡胶盖子,还只是T0样品。

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虎哥作者
2年3个月前 IP:四川
907928

截止昨天,被封人数陡增至8人。

高新区没有宣布静态但胜似“静态”,导致SMT厂被封,另一产品就地停工。好消息是模具厂来电了,并且暂未被封。

控制板就这样了,有意思的是,在某些驱动电压下,单色液晶屏能显示蓝色,不知是啥原理。

20220831_154843.mp4 点击下载


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虎哥作者
2年3个月前 IP:四川
908000

模具厂员工已经吃住在工厂,坚持闭环生产,可能不久以后能拿到T0样品。

PCB厂上午员工卷铺盖回家了。

陶总师又提了一大口袋东西回去,开启居家开发模式。

华强北似乎解封了,但没让他们发货,因为发来也无法接收。若干快递走到最后一个点位,就没了音讯。

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虎哥作者
2年2个月前 IP:四川
908193

已经封城第7天了。

目前,省外的加工供应商基本正常运转。深圳封城可能影响进度,很多通用器件还没采购。

关于外壳颜色的投票见:

第一轮:XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/t/88157

第二轮:XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/t/88158

传感器的超声波焊接设备已经到了,不过到货当天就封城了。

我在家里写说明书。

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虎哥作者
2年2个月前 IP:四川
908270

昨天进实验室拿东西顺便拍了一张,不知道这东西效果怎么样,不过由于改进了设计,传感器外壳无需气密,能焊上就行。

20220909_230011.jpg

封锁还在继续,情况多有反复。深圳封城最让人抓狂,上个星期封华强北,供应商还可以溜进库房发货。这些天封人,供应商们都在家里劳动改造,小区都溜不出去。

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虎哥作者
2年2个月前 IP:四川
908459

目前看来国庆前发货没希望。

成都明天中午12点“全面”解封,然而表局实验室在严封范围内,不但不解封,连门都不让出。大多数小伙伴居住地也没有解封。

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虎哥作者
2年2个月前 修改于 2年2个月前 IP:四川
908530

今天复工。

拿到了迟到的外壳的T0版,还好没翻大车,有几个小问题,至少需要修模一次。

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水密似乎没太大问题,没有深水容器,随便泡泡,达到IP65是没问题滴。

20220919_185937.jpg

裸芯片的PIN管,真是特别容易掉灰。。

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虎哥作者
2年2个月前 修改于 2年2个月前 IP:四川
908720
引用S.D.P发表于37楼的内容
感觉按这个速度,十一假期后发货有望啊,超级期待

十二月也是十一假期后啊😂

目前电路还没生产,部分芯片因设计原因可选型号很少,从国外进口周期也比较长,现在还在路上。

香港失去地位之后,管供应链比以前累多了。

软件刚进展到可以开始UI的程度,不过软件可以后期升级,内测用户基本能用就可以发。

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虎哥作者
2年2个月前 IP:四川
908772

传感器弄好了。

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虎哥作者
2年2个月前 修改于 2年2个月前 IP:四川
908809

耐摔是要考虑的基本防护性能,但不保证摔了还准。

今天没有值得注意的进展。

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虎哥作者
2年2个月前 IP:四川
908853

今天遇到了一些低频磁场干扰问题。

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虎哥作者
2年1个月前 修改于 2年1个月前 IP:四川
909016

键盘。。。又翻车了

这家模具厂,毫无设计能力,留不住一个设计人才。

因此,就配弹性臂这点小事,能翻车两次。前不久才废了一套模具重新做。。。

看来大云云需要全部设计好了交给厂家,一个尺寸都不准改。

等这些厂子折腾好,恐怕还需要一点时间。

可能这是硅胶厂的常态吧。之所以选这厂,是因为他们自己的加工能力很强,价格也就收个加工钱。而淘宝上大多数号称定制的卖家,其实没有加工能力,就是收了单子转包给这些厂吃差价,但好处是,他们自己要关心一下设计。

做塑料模具的厂设计能力就比较强,不然吃不了这碗饭。

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虎哥作者
2年1个月前 修改于 2年1个月前 IP:四川
909017
引用虎哥发表于45楼的内容
今天遇到了一些低频磁场干扰问题。

这个问题影响PIN探测器,PIN的灵敏度是fA级别的,太不抗干扰了,设计有铁磁屏蔽,但只能解决局部辐射干扰,传导干扰(以及先辐射到其它电路再传导进去)依然控制不到可以容忍的水平。有可能不能以PIN为准进行大剂量告警,因为容易因干扰而误报,比如靠近劣质节能灯啥的。

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虎哥作者
2年1个月前 IP:四川
909165
引用bd7jac发表于51楼的内容
塑料壳的内壁贴一层带自粘的锡纸或者铜箔试试能否有效?真有效的话可以考虑内层喷金属漆。

无线电测试仪器用这个办法有效。

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虎哥作者
2年1个月前 IP:四川
909280

大云云已经重新画了键盘,发给厂家重做模具,要求厂商直接按图纸做,一个尺寸都不准改。

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2年1个月前 修改于 2年1个月前 IP:四川
909344
引用bg7dgh发表于56楼的内容
想在自建房楼顶设置一个长期监测点,使用POE网线供电,外层加防水保护壳,想知道机器可以耐夏天高温和冬...

有没有觉得KC最近改版比较少,因为工程师们去写云平台去了 sticker

但是数据不会公开展示,只有自己能看。

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虎哥作者
2年1个月前 修改于 2年1个月前 IP:四川
909422

楼上各位可能对静电放大器缺少概念,总之这些级别屏蔽对它来说跟没有也没多大区别。现在能做到勉强可以用,容易误触发。如果不能管控环境,就不要开启PIN探测器。出厂时会把β门限调高至150keV左右,以规避机内干扰引起的误计数。90Sr之类的好几百k的β是可以测的。

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虎哥作者
2年1个月前 IP:四川
909487

本周无值得注意的进展。

目前量产的零件,传感器内的电路板到齐了。壳子T1因供应商延误,推迟至下周。

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2年1个月前 修改于 2年1个月前 IP:四川
909577

我的活已经干完了,现在是大云云和陶总师在加油。

今天外壳T1回来了,对过去发现的问题解决得很好。存在的问题是电池盖因防水密封的原因,非常紧,不拆背夹根本别想抠下来,所以换电池会比较麻烦,不打算解决这个问题了。如果嫌不方便,可以把密封橡胶圈拆了,除了不防水之外,一切都好。

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虎哥作者
2年1个月前 修改于 2年1个月前 IP:四川
909591

第一批生产的几百套电路板都已到货。发现几处疏忽,需要批量飞元件。目前软件只完成了20%,已抽调陈大师来协助突击软件。外壳除了极紧之外,有几个可修可不修的小问题,还是打算再修模一次,然后做表处,T2预计月底交付,验证后立即量产。发货可能要11月中下旬,此时间较为可靠。

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虎哥作者
2年1个月前 修改于 2年1个月前 IP:四川
909679

第一次用国产固态电容,委托供应商在嘉立创采购,然后翻车了。

标准的有铅回焊工艺,其它元件都挺好,就这电容有大约20%炸了,剩下的容量也差不多折半。只有拆了换进口的,几百套,太费事了。

用固态电容的目地就是为了这机器能存放十年不坏。多花了钱,没想到制造了麻烦。

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2年1个月前 修改于 2年1个月前 IP:四川
909749
引用西葫芦发表于76楼的内容
固态电容并不体现在长寿命啊,要长期储存,有充足冗余的钽电容仍旧是比较好的选择,电解现在也不错

厂商正式文件上,几乎都没有给定固态电容常温下的寿命指标,只给出额定温度下的寿命,其给定方式通常是2000h,而普通铝电解是1000h。

普通铝电解会给定某种可靠度下的寿命预估公式,按那些公式计算,一般常温下工作年限不超过10年。

宣传资料上一般讲,固态电容的高温寿命与普通电解持平,但在常温和储存情况下的寿命明显变长,可达数倍。

但厂商不给确切数据的原因,可能是因为这种电容上市还不到30年,目前只能根据加速老化数据推测,比如105℃下2000h,95℃下7000h,寿命增加的趋势明显比普通电解大。

固态电容也会出现短路等故障,特别是寿命终止时常表现为漏电流增大,这是它的问题。显然短路或漏电,比开路的危害大。

普通钽电容存在的问题是,若放十年不用,拿出来一通电就着火是比较容易发生的事情,普通钽电容尤其不适合需要长期储存的设备。不过我从未见过军机里面的银色金属壳钽电容发生过异常,即使是60年代生产的。

由于国货暂时不争气,现在已经换成松下的固态钽电容。需要指出的是,这里说的国货特指民用的、某厂商的货架产品,正如上文所述,显然有特别牛逼的国货,只不过不太容易买到,或者用不起。

近日无值得报导的进展。


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虎哥作者
2年1个月前 IP:四川
909761
引用rainyuoko发表于81楼的内容
mlcc电容,1210封装的6.3v能做到100uf,25v能做到47uf,看图上钽电容也就10v ...

1210封装的MLCC电容,科创内部标准是最大许用容量47μ,容量不足。

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虎哥作者
2年1个月前 修改于 2年1个月前 IP:四川
909778
引用西葫芦发表于79楼的内容
银色壳的钽电容,无论是固钽还是湿钽都见过坏的了。。。  不过就仪器而言,许多钽电容降额不足(比如HP...

电池漏液,神仙都救不了。而且由于没有硬开关,机器关机后也会有微弱漏电的。故不应带电池存放。

不过听说铁锂干电池似乎不漏液?如果有不漏液的电池的话,倒是可以尝试,关机漏电应该十年漏不完。

根据产线排期,预计下周开始进行电路批量调测。目前模具已送表处,所有塑料件在下周量产。这回模具只微调了两次就能投产,大云云真是太厉害了。

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虎哥作者
2年1个月前 IP:四川
909912

由于陶总近期主要在写代码,所以没有可供发布的消息。

20221101_191621.jpg

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虎哥作者
2年0个月前 IP:四川
910228

M3.02大大已开挂。原理决定,硅光电倍增管会受温度环境温度的严重影响,所以近期已开始跑温度曲线,拟合补偿函数。目前可通过数控硬件补偿的范围,高温可到55℃左右,精度良好。超出此范围采用软件补偿,精度稍低。低温比较好办。这种单色液晶屏高温表现不好,但从省电考虑又不得不用它。综合考虑,仪器最高工作温度定为65℃。

20221109_155718.mp4 点击下载

然后,壳子T2的样品长这样。

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2年0个月前 IP:四川
910281

今天塑胶厂又停了一整天电,所以预期中的首次小批量并没有实现。

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虎哥作者
2年0个月前 修改于 2年0个月前 IP:四川
910356

还可以,正式发布后这种配置的版本会涨价,本次众筹产生了很大的亏损。

下周一堆人要出去学习,可能会耽误几天,不过大云云会留在实验室验收外壳,软件开发工作会正常进行。

疫情又起,工程组有人被拖去集中隔离了,据说被拉到了一个县上的养老院。

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2年0个月前 修改于 2年0个月前 IP:四川
910536

1、山寨阻燃实验,满足我们的要求。

20221117_030323.mp4 点击下载

2、顶部传感器窗口有一处因困气引起的瑕疵,由于时间缘故,前几百套产品不再解决。如果介意,可以张贴标签把它盖住。

20221117_033642.jpg

3、由于补偿不足,电池盖过紧难装,需重做部分模瓣,时间有限,前几百套产品不再解决。目前拆装电池盖需借助撬棍并使用蛮力,或者不装密封圈。

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虎哥作者
2年0个月前 修改于 2年0个月前 IP:四川
910642

11月内发货无望,元旦前发货问题不大。

生产是没有什么问题了,然而软件还有许多事必须发货前做完。因为根据以前各类设备的数据统计,大约一半左右的用户终身不会再升级软件,这些“半成品”流通出去,会给我局形象带来不良影响。

20221118_175823.jpg

45171AE1E3A51A9FBD343EF60E655726.jpg

20221119_164745.jpg

壳子颜色是网友票选的。

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2年0个月前 IP:四川
910708

疫情在迅速恶化。目前被封人数3。注塑厂在管控区,不过幸好打了一个小批量,内测应该够了。


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虎哥作者
2年0个月前 修改于 2年0个月前 IP:四川
910785

761是按大宗产品设计的,目的是将大家日常测试辐射的水平直接推进一个时代,就像当年的901那样。基于这个目的…,不会为了一个罕见的需求,给自己添一大堆麻烦。如果需要外接探头的多道,建议考虑@TubeChip404同学的产品

20221123_013639.jpg

目前防疫形势严峻。与以往略有不同,我局的一些同学正开心的上着班,结果家被封了,搞得宿舍都住不下了。

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虎哥作者
2年0个月前 IP:四川
910926

今天家被封的人数继续增加,超过宿舍容量,现在已经拿出了库存铁床,仓库办公室都住上人了,再增加就只有住机房或者打地铺了。

晚上需要抢被子,解决方案是开空调加热,每人只盖一层。

20221124_212937.jpg

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2年0个月前 IP:四川
911020

山寨的感觉

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虎哥作者
2年0个月前 修改于 2年0个月前 IP:四川
911104

此机生产环节多,难度大,但还不至于倒班。现在主要是写软件,写软件就需要搞清许多规律。

比如

不论是晶体还是SiPM,都存在严重的温飘。在整个设计温度范围内,漂移可达200%,且不线性。

但能量刻度,至少在出厂时要控制到漂移小于5%(室温时1%)。

这就需要做很多测试。

弄得用高低温箱都要排队,前几天还罢工了一个,后来火速修好了。

下图:窖藏的古董都搬出来,温度补偿搞了十几天才算初有成效,预计还要一周。

20221123_155952.jpg

能谱这东西,不像频谱有晶体做参考。除非放一个校验源在里面,或者利用自然背景中的谱线(慢),否则没有什么天然准的东西。

稳谱的LED也能飘百分之几十,大家都在飘,没有不飘的。

不知道其它仪器如何解决这个问题,指标如何。或许,我们调子唱得太高,扯到蛋了。

下周要做真空冲击试验,因为这是一个气密的仪器,气压频繁变化会改变传感器内的应力,可能影响能量刻度,需要掌握它的规律。跟KC的其它仪器一样,KC761里面带气压计。

这些工作必须在发货前完成,并写入传感器中的存储器。我们低估了难度(也可能是提了不合理的要求),叠加疫情影响,导致研发时间大大超过预期,研发成本也显著超过预算。

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刘 虎

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