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Vermessung der Befestigung des KATRIN-Spektrometertanks

Der Hauptspektrometertank von KATRIN (KArlsruhe TRItium Neutrino Experiment) am Institut für Kernphysik des KIT ist mit einer Länge von 23 m, einem Durchmesser von 10 m und einem Volumen von 1250 m³ der weltgrößte Ultrahochvakuumbehälter und dient dem Nachweis der Masse des kleinsten Elementarteilchens, des Neutrinos.

 

     
Verteilung der Elektrodenmodule  Befestigung der Elektrodenmodule  KATRIN-Hauptspektrometer

 

In den Spektrometertank wurde ein Schienensystem eingebaut, an dem 248 vorgefertigte Elektrodenmodule befestigt werden sollen. Da bei der Montage der Elektrodenmodule nur minimale und aufwändige Justiermöglichkeiten bestehen, wurde in einer ersten Vermessung die Lage der Befestigungsbolzen der Schienen und in einer zweiten Vermessung die Lage der montierten Schienen mit Hilfe eines Laser Trackers überprüft.

 

     
Montage des Laser Trackers an einem Tank-Stutzen Gerüstsystem im Inneren des Tanks Vermessung der Befestigungsbolzen mit Hilfe einer "Vektor-Bar"

 

Es wurde ein Konzept zur geometrischen Kontrolle der Schienen mittels eines Laser Trackers entwickelt und umgesetzt, das Formabweichungen im Submillimeterbereich aufdeckt. Besondere Schwerpunkte waren dabei die Entwicklung und Prüfung eines Mess-Adapters für die Befestigungsbolzen und eines Mess-Schlittens für die Schienen sowie eines Mess- und Auswerteverfahrens zur indirekten kinematischen Bestimmung der Schienenachse. Die Messergebnisse werden grafisch dargestellt und erlauben so eine intuitive Justierung der Befestigungsschienen vor dem Einbau der Elektrodenmodule.