TNG: Manuale di vuoto e criogenia Roque de Los Muchachos
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1. Manuale di vuoto e criogenia Luglio 2000 F Ghinassi R Cosentino 3 3 Regolamento per i riempimenti di azoto degli strumenti Il personale incaricato dei riempimenti di azoto e il seguente TURNO DIURNO TURNO NOTTURNO Alberto Galli Gianni Tessicini Candido Carmona Juan Carlos Guerra Carlos Gonzalez Rosa Dominguez Carlos Riverol Ines Perez Luis Riverol Ogni giorno occorre un incaricato per il turno diurno e uno per il turno notturno Per il turno notturno l incaricato sara l operatore notturno previsto da schedula Per il turno diurno occorre una schedula mensile in cui ogni settimana a rotazione vi sia un responsabile dei riempimenti diurni tra i tecnici sopra elencati Il responsabile diurno non e tenuto ad eseguire di persona il riempimento se impossibilitato ma e tenuto ad organizzare i turni e a controllare gli orari dei rempimenti Se il responsabile diurno per uno o piu giorni non e presente e tenuto a nominare in tempo un sostituto Gli orari dei turni sono GIORNO 9 30 15 30 NOTTE 17 00 1 00 Il responsabile di ciascun turno e tenuto a Essere presente al telescopio all inizio del proprio turno Essere CERTO di quale strumento debba essere riempito in caso di dubbio contattare i responsabili della criogenia Francesca e Rosario Controllare ALL INIZIO DEL TURNO sulla tabella in Nasmyth A l orario dell ultimo riempimento e riempire lo strumento che lo necessita Riempire2. o far riempire nel caso del responsabile diurno da un altro TNG Manuale di vuoto e criogenia Luglio 2000 F Ghinassi R Cosentino tecnico autorizzato lo strumento che lo necessita durante tutto il proprio turno ad intervalli MASSIMI di 12 ore per OIG LRS e SARG e 9 ore per ARNICA Alla fine del proprio turno controllare l orario massimo del riempimento successivo se tale orario cade prima dell inizio del turno successivo riempire nuovamente lo strumento Al presentarsi di qualsiasi problema riscaldamento brinatura dello strumento mancanza di azoto ecc contattare immediatamente i responsabili della criogenia Francesca Ghinassi per Arnica e Rosario Cosentino per OIG LRS e SARG Il responsabile del turno diurno e inoltre tenuto a controllare la quantita di azoto disponiblie e nel caso occorra contattare Francesca o direttamente Cecilio per un nuovo rifornimento ad ogni rifornimento di azoto da parte degli inglesi annotare sull apposita tabella la data del rifornimento la quantita indicativa di azoto portato 1 4 1 2 3 4 1 di bombolone la durata del rifornimento 30 min 1 ora 1 ora e mezzo Il respossabile notturno in caso di necessita grossi problemi al telescopio condizioni metereologiche avverse ecc e autorizzato a fare l ultimo riempimento dell azoto alle ore 1 00 e ad andarsene a letto 4 Istruzioni per l uso delle pompe da vuoto TNG Manuale
3. sicuramente il caso del riempimento serale o notturno precedente alle osservazioni prima di procedere al riempimento ruotare il derotatore fino a raggiungere la posizione in cui Arnica si trovi alla sinistra dello stesso posizione corrispondente a 118 gradi per gli encoders in modo da avere il collo eccentrico di Arnica in basso Cio al fine di evitare di riempire troppo lo strumento e quindi di avere fuoriuscite di azoto durante la rotazione del derotatore Nel caso invece il derotatore non venga mosso nelle ore successive al riempimento come normalmente avviene per i riempimenti diurni posizionare il derotatore in modo da avere il dewar di Arnica alla destra con la bottiglia eccentrica per l azoto verso l alto questa posizione corrisponde a 62 gradi per gli encoder del derotatore TNG Manuale di vuoto e criogenia Luglio 2000 F Ghinassi R Cosentino 3 2 Accorgimenti per la sicurezza personale Tutte le operazioni che richiedono l utilizzo di azoto liquido necessitano di una certa accortezza e conoscenza di questo elemento al fine di preservare la propria sicurezza L Azoto e l elemento che costituice la maggior parte dell aria che ci circonda e che respiriamo a condizioni ambiente esso si trova quindi allo stato gassoso e costituisce un elemento assolutamente neutro per la nostra respirazione non e di nessuna utilita per i nostri polmoni ma non rappresenta nemmeno un pericolo Quando e allo stato liquido
4. a pressione ambiente si trova alla temperatura di 77 K quindi a pressioni di circa 1 atmosfera raggiunge una temperatura di circa 200 C Questa sua bassissima temperatura ne costituisce il pericolo nel suo utilizzo Quando dell azoto liquido bagna un qualche corpo solido puo congelarlo molto rapidamente rendendolo cos estremamente rigido e di facile rottura Se una quantita modesta di azoto viene a contatto con la nostra pelle il calore di quest ultima lo fa evaporare istantaneamente creando cosi una pellicola gassosa tra la pelle stessa e l azoto liquido che impedisce il formarsi di ustioni da freddo La caduta di azoto sul nostro corpo diviene invece estremamente pericolosa quando sono i nostri indumenti a bagnarsi questi si congelano immediatamente e se mantenuti a contatto con la pelle possono provocare gravi ustioni Per tutti questi motivi si raccomandano le seguenti norme di sicurezza indossare sempre un paio di guanti di pelle per esempio indossare sempre gli appositi occhiali protettivi nel caso levarsi immediatamaente gli indumenti bagnati dall azoto guanti compresi non abbandonare mai la bombola dell azoto in fase di carica maneggiare con estrema cura e delicatezza i corpi congelati dall azoto per esempio il tubo di silicone in cui passa il liquido perche estremamente fragili se possibile attendere che si siano scaldati evitare di bagnare con l azoto componenti elettronici TNG
5. di vuoto e criogenia Luglio 2000 F Ghinassi R Cosentino e per il raffreddamento degli strumenti Data la loro delicatezza le operazioni di pompaggio e raffreddamento degli strumenti devono essere eseguite esclusivamente da tecnici autorizzati Pompa j Turbomolecolare l hi me Valvola Neto prevuoto l za Figura 4 1 sistema da vuoto per OIG TNG Manuale di vuoto e criogenia Luglio 2000 F Ghinassi R Cosentino 4 1 Utilizzo della pompa di OIG 4 1 1 Procedura di accensione 1 Collegare l utilizzatore valvola relativa al dewar da pompare valvola dewar attraverso l apposito tubo Fig 1 Fig 2 Fig 3 Fig 6 2 Assicurarsi che la valvola di prevuoto Fig 1 sia chiusa 3 Accendere la pompa rotativa Fig 4 4 Attendere qualche minuto ed aprire la valvola di prevuoto 5 Aprire la valvola dell utilizzatore Fig 1 6 Attendere che il display Fig 5 segni valori di pressione inferiori a 5 x 10 mbar e dopo aprire la valvola del dewar la pressione aumentera momentaneamente 7 Attendere che il display segni nuovamente valori di pressione inferiori a 5 x 10 mbar ed accendere la turbomolecolare 8 Dopo circa due ore la pressione dovrebbe raggiungere valori di Dewar OIG Mosaico di 2 X EEV 4280 2 5 x 10 mbar Dewar LRS Loral 7 0 x 10 mbar Dewar ARNICA 5 0 x 10 mbar Dewar SARG Mosaico di 2 X EEV 4280 1 5 10 mbar 9 Dopo almeno 2 ore per OIG LRS e SARG ed almeno 5
6. la pressione nel segunte modo per alzarla occorre aprire la valvola per la pressione automatica ed effettuare il prelievo a valvola aperta nel caso che la pressione non si sia innalzata di quanto desiderato richiudere la valvola per la regolazione automatica ed aprire quella per la regolazione manuale fino a raggiungere il valore desiderato quindi richiuderla per abbassarla occorre chiudere la valvola per la pressione automatica o manuale nel caso siano aperte e se non basta aprire la valvola per la fuoriuscita di gas finche la pressione non abbia raggiunto il valore desiderato e IN CASO DI EMERGENZA o una volta terminato il prelievo aprire la valvola per la fuoriuscita di gas e lasciarla aperta e Chiudere le valvole di regolazione della pressione auto e manuale eventualmente aperte e Chiudere la valvola di ucita dell azoto liquido NOTE Se in cupola e presente una forte umidita e possibile che si formi del ghiaccio sulle parti raffreddate Si possono per esempio ghiacciare le leve delle valvole del dewar da 200 L oppure la parte mobile in ottone della cannula impedendo cosi il loro corretto movimento In tal caso e consigliabile utilizzare il phon situato nell armadio in sala Nasmyth A e provvedere allo scongelamento Nel caso lo strumento da raffreddare sia Arnica e sia collocato sul derotatore appurare se quest ultimo debba essere mosso nelle prime ore succussive al riempimento In caso positivo questo e
7. ore per ARNICA alle suddette pressioni e possibile iniziare la procedura di raffreddamento del dewar vedi paragrafo relativo 10 Appena la pressione comincia a scendere rapidamente chiudere la valvola del dewar 11 Continuare il raffreddamento e contemporaneamente procedere allo spegnimento del sistema da vuoto 4 1 2 Procedura di spegnimento 1 Chiudere la valvola del dewar dovrebbe essere gia chiusa 2 Chiudere la valvola dell utilizzatore 3 Chiudere la valvola di prevuoto 4 Spengere la turbomolecolare 10 TNG Manuale di vuoto e criogenia Luglio 2000 F Ghinassi R Cosentino 5 Attendere qualche minuto quindi spengere la rotativa Termometro di Arnica Valvola di Arnica Controller della pompa adi A Figura 4 3 dewar Arnica 11 TNG Manuale di vuoto e criogenia Luglio 2000 F Ghinassi R Cosentino Figura 4 4 rotativa Figura 4 5 sistema di controllo turbomolecolare 12 TNG Manuale di vuoto e criogenia Luglio 2000 F Ghinassi R Cosentino 1 Rotativa 2 Valvola di prevuoto 3 Vacuometri 4 Pompa Turbomolecolare 5 Valvole Utilizzatori 6 Valvole Dewar Figura 4 6 schema a blocchi del sistema da vuoto 13 TNG Manuale di vuoto e criogenia Luglio 2000 F Ghinassi R Cosentino 4 2 Utilizzo della pompa di Arnica 4 2 1 Procedura di accensione LEDS INDICATORI DIPOTENZA Figura 4 7 controllo pompa di Arnica 1 Accertarsi ch
8. TNG Manuale di vuoto e criogenia Luglio 2000 F Ghinassi R Cosentino TNG Manuale di vuoto e criogenia Roque de Los Muchachos Febbraio 2001 F Ghinassi R Cosentino Document available at http www tng iac es TNG Manuale di vuoto e criogenia Luglio 2000 F Ghinassi R Cosentino 1 Sommario 1 SOMMARIO alri 1 2 INDICE DELLE FIGURE 1 3 ISTRUZIONI PER EFFETTUARE I RIEMPIMENTI DI AZOTO 2 3 1 Procedura di prelievo dal dewar da 200 litri ersrrrrrrereeizizioreeizeneereeizeneoreeizeneenenzene 4 3 2 Accorgimenti per la sicurezza personale sorsrrcrrereeizizeereeizen ee cere enen iene iz ezio renizinee zenzero 6 3 3 Regolamento per i riempimenti di azoto degli strumenti esrrrrrrereeizecioreeezeneeneoneoe 7 4 ISTRUZIONI PER L USO DELLE POMPE DA VUOTO E PER IL RAFFREDDAMENTO DEGLI STRUMENTEI 1 sr rrcrerrenieninnie 8 4 1 Utilizzo della pompa di OIG orrrrrrrrerereceere re rzeneoreeizeniereeezeneereninen iero renizeneo nen ezeneonenizeneee 10 4 1 1 Procedura di accensione iii 10 4 1 2 Procedura di spegnimento ie 10 4 2 Utilizzo della pompa di ArniCA rrrrererericirierececenie re ezeneereeizen iene rezineenerenezeneoneeezeneonenzeneee 14 4 2 1 Procedura dlaccensione aan aerea 14 4 2 2 Procedura di spegnimento e 15 4 3 Procedura per il raffred
9. cominciare solo se lo strumento ha raggiunto un vuoto ragionevole lt 10 Inoltre e opportuno durante tutta la procedura controllare che la temperatura del rivelatore non scenda troppo rapidamente e che non risalga una volta scesa e Accendere il termometro Fig 3 e porre la scala di Kelvin all inizio della procedura segnera 285 K e Riempire di azoto la bottiglia esterna ossia quella con il collo eccentrico e Attendere 30 45 minuti e Riempire di nuovo la bottiglia esterna e Attendere 30 45 minuti e Riempire ancora la bottiglia esterna e riempire parzialmente la bottiglia interna quella con il collo centrale e Attendere circa 1 ora e Riempire entrambe le bottiglie completamente e Attendere circa 2 ore e poi riempire di nuovo le due bottiglie e Lo strumento e correttamente raffreddato quando la temperatura del rivelatore ha raggiunto i 77 K Se alla fine di questa procedura cio non e avvenuto continuare a riempire le due bottiglie ogni ora circa finche non si raggiunge la temperatura voluta 16 TNG Manuale di vuoto e criogenia Luglio 2000 F Ghinassi R Cosentino 4 4 Procedura per il raffreddamento di OIG LRS e SARG da caldo e Mettere il dewar sotto pompa se non lo e gia e La procedura di raffeddamento puo cominciare solo se lo strumento ha raggiunto un vuoto ragionevole lt 10 e Riempire di azoto la bottiglia dell azoto e Attendere 45 60 minuti e Riempire di nuo
10. damento di Arnica da calda rersrrerrererisrricresioresrerioreneo 16 44 Procedura per il raffreddamento di OIG LRS e SARG da caldo oecrrrrrrnree 17 4 5 Raffreddamento e pompaggio di SARG ocrrrerrrrrerrerereererizeneneneerereneneneerenin ee seneneeneneeeee 18 2 Indice delle figure Figura 1 1 dewar di Ania clibiiiaala 3 Figura 1 2 estremo libero della cannula per i riempimenti dei dewar 3 Figura 1 3 vista dall alto del dewar da 200 4 Figura 2 1 sistema da vuoto per DIG curia 9 Figura 2 2 dewar OIG liebe 11 Figuta 2 3 dewar ATHICA stonato caliente 11 Fig ra 24 rolaliva ili lalla 12 Figura 2 5 sistema di controllo turbomolecolare i 12 Figura 2 6 schema a blocchi del sistema da VUOto i 13 Figura 2 7 controllo pompa di Arnica 14 Figura 2 8 sistema da vuoto collegato ad OIG 17 Figura 2 9 Contenitore del dewar di SARG vista laterale 18 Figura 2 10 Contenitore dewar di SARG vista frontale 18 TNG Manuale di vuoto e criogenia Luglio 2000 F Ghinassi R Cosentino 3 Istruzioni per effettuare i riempimenti di AZOTO L azoto liquido viene utilizzato per raffreddare alcune parti es rivelatore ottica dei seguenti strumenti OIG nasmyth A ARNICA nasmyth A LRS nasmyth B SARG nasmyth B alla sin
11. e la pompa sia alimentata dalla tenzione di 220 V 2 Accertarsi che la valvola su Arnica sia chiusa 3 Accendere la pompa primo interruttore su 1 4 Dare START secondo interruttore I leds si accendono tutti e si acconde pure il led lt 27000 5 Attendere che i leds accesi diminuiscano e si accenda il led 27000 a questo punto si e creato un vuoto sufficientemente spinto sulla linea che va dalla pompa verso la valvola di Arnica 6 Aprire la valvola di Arnica molto lentamente facendo attenzione al numero di leds di potenza accesi se se ne accendono piu di tre o quattro interrompere l apertura della valvola senza pero richiuderla ed attendere finche i led ricominciano a spengersi quindi continuare ad aprirla 7 Ripetere l operazione del punto precedente fino ad arrivare a valvola completamente aperta quindi lasciare il sistema in questo stato a meno di problemi o differenti disposizioni 14 TNG Manuale di vuoto e criogenia Luglio 2000 F Ghinassi R Cosentino 4 2 2 Procedura di spegnimento 1 Chiudere la valvola di Arnica 2 Dare STOP terzo interruttore 3 Spengere la pompa primo interruttore su 0 4 Se necessario staccare l alimentazione di 220 V dalla pompa 15 TNG Manuale di vuoto e criogenia Luglio 2000 F Ghinassi R Cosentino 4 3 Procedura per il raffreddamento di Arnica da calda e Mettere Arnica sotto pompa se non lo e gia e La procedura di raffeddamento puo
12. i di regolazione J Estremo da collocare vi nella bottiglia Figura 3 2 estremo libero della cannula per i riempimenti dei dewar TNG Manuale di vuoto e criogenia Luglio 2000 F Ghinassi R Cosentino 3 1 Procedura di prelievo dal dewar da 200 litri Yalvola per uscita di azoto Cannula di uscita di azoto Yalvola per pressione manuale Valvola per pressione auto Yalvola per fuoriuscita gas Figura 3 3 vista dall alto del dewar da 200 e Collocare l estremo libero della cannula fig 1 2 nel contenitore che si vuole riempire ed agganciare le apposite mollette ne sono sufficienti due al supporto di ottone sul collo della bottiglia e Regolare la profondita di penetrazione della cannula all interno della bottiglia attraverso le due viti poste sul estremo libero della cannula avendo cura di farla entrare il piu possibile e Aprire la valvola di uscita dell azoto e Chiudere la valvola per la fuoriuscita di gas e Controllare la pressione sul manometro e la fuoriuscita di azoto dalla cannula questa non avviene se la pressione non supera almeno 0 5 bar scala rossa sul manometro ed avviene in modo troppo violento se supera 1 5 bar Occorre mantenersi all interno di quest intervallo di valori 0 5 1 5 bar per TNG Manuale di vuoto e criogenia Luglio 2000 F Ghinassi R Cosentino ottenere una corretta fuoriuscita del liquido ed evitare condizioni di lavoro pericolose e Regolare
13. istra dello spettrografo In particolare OIG LRS e SARG hanno una bottiglia atta a contenere l azoto che occorre riempire ogni 12 ore massimo ARNICA ha due bottiglie per l azoto che occorre riempire ogni 9 ore massimo la notte e ogni 12 ore massimo il giorno Prima di riempire i suddetti strumenti e fondamentale accertarsi che essi si trovino gia alla temperatura di lavoro T 10 C se lo strumento viene riempito una volta che per qualche motivo si e scaldato e soprattutto ha perso il vuoto si possono arrecare gravi danni al suo rivelatore Per conoscere la temperatura a cui si trova il chip di OIG LRS e SARG occorre leggerla sul VME dello strumento da gate super attraverso il comando glob 76 dopo aver fatto il boot del CCD con il comando Strumento Vme Comando OIG VMEOIG Idboot 2 LRS VMEOIG Idboot 4 SARG VMESARG ldboot 3 Oppure direttamente da interfaccia aprendo telemetry one shot e leggendo la temperature CCD essa deve mantenersi a valori intorno a 143 K 120 C Per conoscere invece la temperatura a cui si trova il chip di Arnica occorre leggere il termometro che e situato vicino allo strumento stesso scatola azzurra vedi Fig 3 essa deve mantenersi intorno ai 76 K 197 C TNG Manuale di vuoto e criogenia Luglio 2000 F Ghinassi R Cosentino Termometro Collo bottiglia centrale Supporto cannula bottiglia eccentrica Valvola Dewar Figura 3 1 dewar di Arnica Vit
14. vo la bottiglia e Attendere circa 2 ore e poi riempire di nuovo la bottiglia e Lo strumento e correttamente raffreddato quando la temperatura del rivelatore ha raggiunto i 120 K Se alla fine di questa procedura cio non e avvenuto continuare a riempire le due bottiglie ogni ora e mezzo circa finche non si raggiunge la temperatura voluta qn SS Figura 4 8 sistema da vuoto collegato ad OIG 17 TNG Manuale di vuoto e criogenia Luglio 2000 F Ghinassi R Cosentino 4 5 Raffreddamento e pompaggio di SARG Il dewar di SARG e montato dentro una scatola isolata termicamente con l esterno Il riempimento del dewar deve essere effettuato attraverso il foro visibile nel coperchio della scatola Figura 4 9 e Figura 4 10 Il pompaggio va fatto smontando il coperchio della scatola e collegando il tubo della pompa all apposita valvola Il Dewar NON deve essere smontato t Foro per il riempimento Coperchio o re REX Figura 4 10 Contenitore dewar di SARG vista frontale 18 TNG Manuale di vuoto e criogenia Luglio 2000 F Ghinassi R Cosentino 19
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