Low-level software pro ovládání detekční jednotky a charakterizaci radiačního pole

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F01732731%3A_____%2F25%3AN0000003" target="_blank" >RIV/01732731:_____/25:N0000003 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

<a href="https://advacam.com/projekty/vysledky/2025SWR001/" target="_blank" >https://advacam.com/projekty/vysledky/2025SWR001/</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Low-level software pro ovládání detekční jednotky a charakterizaci radiačního pole

Popis výsledku v původním jazyce

Software bude sloužit k základnímu ovládání detekční jednotky monitorovacího zařízení AdvaDose a k charakterizaci radiačního pole. Zaměříme se na zpracování surových dat z detekční jednotky AdvaDose, aby bylo možné provést spektrální charakterizaci radiačního pole a jeho částicových komponent. Software bude také počítat počet částic ionizujícího záření za danou dobu jak celkově, tak i odděleně pro jednotlivé částicové složky smíšeného radiačního pole Firma Advacam v tuto chvíli disponuje dvěma velkými softwareovými aplikacemi: • Pixet pro ovládání detektorů a náběr dat • TraX Engine – nově vyvíjený software pro analýzu dat (pocházejících z detektorů firmy Advacam) Zároveň se firma zatím nepodílela na žádném projektu, který by vyžadoval dlouhodobé měření a vyhodnocování dat v reálném čase. Proto bylo potřeba vytvořit nový softwareový balíček spojující běh Pixet a TraX Engine, který by zajišťoval mimo jiné také dlouhodobou stabilitu detektoru, recover funkce i čistotu dat. Skript je napsán v jazyce python 3.12 a jednou za 10 až 20 měření se provádí několik typů kontrolních testů: • Stability • Critical state • Suboptimal state Součástí kontroly stability je systémový monitor, který obsahuje například test na teplotu CPU, kapacitu RAM a kapacitu disku. Dále je kontrolována stabilita detektoru například pomocí testu na leakage current senzorem detektoru. Přesažení určité hodnoty je následováno chybovou hláškou a zalogováno do textového souboru, případně pozastavením nebo úplným zastavením běhu. Následuje část testující kritický stav zařízení, kde kritickým můžeme nazvat takový stav, který vede k fatálnímu erroru. Nejdůležitějším je zde test teploty čipu detektoru. Obecně v případě přesažení určité teploty program pozastaví běh navázaných softwareových aplikací, periodicky provádí další měření teploty a pokud za určitou dobu neklesne pod stanovenou mez, proběhne abort. Dalším typem kontrolních testů jsou suboptimální stavy, které definujeme jako takové, které nemají na průběh měření fatální vliv a lze se z nich dostat pomocí odpojení a opětovného připojení detektoru. To je zopakováno celkem třikrát, test je proveden znovu a při pozitivním výsledku měření pokračuje. Kromě výše zmíněných se provádí také digitální test readout chipu (odezva pixelu bez přítomnosti signálu ze senzoru musí být nulová) následované případným zamaskováním pixelu s odezvou, znovupřipojení spadlé nebo zamrznuté aplikace a maskování šumících pixelů. Pokud zařízení i systém projdou všemi testy, surová data z proběhnutého měření se uloží a poté vyhodnotí programem TraX Engine. Zde je součástí pre-processingu tvorba clusterů s aplikací kalibrace a korekcí, výpočet clusterových parametrů a proměnných a tvorba histogramů. V průběhu processingu se pak rozpozná typ detekované částice a radiační pole. Součástí post-processingu je směrová a koincidenční analýza, Comptonova kamera, vygenerují se fyzikální a dozimetrické veličiny a jejich časový vývoj s ohledem na klasifikaci radiačního pole (toky, dávkové příkony a tak dále). Kompletní výstup programu TraX Engine je uložen a zobrazí se vizualizace, která je na Obrázku 1. Pro potřeby zkušebního provozu zařízení bylo vybráno zobrazení kumulativního počtu částic, zobrazované veličiny lze ale prakticky libovolně navyšovat nebo měnit v rámci výstupů, které jsou v TraX Engine nyní implementovány.

Název v anglickém jazyce

Low-level software for controlling the detection unit and characterizing the radiation field.

Popis výsledku anglicky

The software will be used for basic control of the AdvaDose monitoring device detection unit and for radiation field characterization. We will focus on processing raw data from the AdvaDose detection unit to enable spectral characterization of the radiation field and its particle components. The software will also count the number of ionizing radiation particles over a given time, both overall and separately for individual particle components of the mixed radiation field Advacam currently has two large software applications: • Pixet for detector control and data acquisition • TraX Engine – newly developed software for data analysis (from Advacam detectors) At the same time, the company has not yet participated in any project that would require long-term measurement and evaluation of data in real time. Therefore, it was necessary to create a new software package combining the Pixet and TraX Engine, which would ensure, among other things, long-term detector stability, recovery functions and data purity. The script is written in python 3.12 and several types of control tests are performed every 10 to 20 measurements: • Stability • Critical state • Suboptimal state The stability check includes a system monitor, which includes, for example, a test for CPU temperature, RAM capacity and disk capacity. The detector stability is also checked, for example, using a test for leakage current by the detector sensor. Exceeding a certain value is followed by an error message and logged in a text file, or by pausing or completely stopping the run. This is followed by a part testing the critical state of the device, where critical can be called a state that leads to a fatal error. The most important here is the detector chip temperature test. Generally, if a certain temperature is exceeded, the program pauses the running of the associated software applications, periodically performs further temperature measurements and if it does not fall below the specified limit within a certain time, an abort occurs. Another type of control tests are suboptimal states, which we define as those that do not have a fatal effect on the measurement process and can be overcome by disconnecting and reconnecting the detector. This is repeated three times in total, the test is performed again and if the measurement result is positive, the measurement continues. In addition to the above, a digital test of the readout chip is also performed (the pixel response without the presence of a signal from the sensor must be zero) followed by possible masking of the pixel with a response, reconnecting a crashed or frozen application and masking of noisy pixels. If the device and system pass all the tests, the raw data from the measurement is saved and then evaluated by the TraX Engine program. Here, pre-processing includes the creation of clusters with the application of calibration and correction, the calculation of cluster parameters and variables and the creation of histograms. During processing, the type of detected particle and radiation field are then recognized. Post-processing includes directional and coincidence analysis, Compton camera, physical and dosimetric quantities and their time evolution are generated with respect to the classification of the radiation field (fluxes, dose rates, and so on). The complete output of the TraX Engine program is saved and the visualization shown in Figure 1 is displayed. For the needs of the test operation of the device, the display of the cumulative number of particles was selected, but the displayed quantities can be practically arbitrarily increased or changed within the outputs that are currently implemented in TraX Engine.

Druh

R - Software

CEP obor

—

OECD FORD obor

20201 - Electrical and electronic engineering

Projekt

<a href="/cs/project/FW12010062" target="_blank" >FW12010062: AdvaDose - Uživatelsky přívětivé monitorovací zařízení</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2025

Kód důvěrnosti údajů

C - Předmět řešení projektu podléhá obchodnímu tajemství (§ 504 Občanského zákoníku), ale název projektu, cíle projektu a u ukončeného nebo zastaveného projektu zhodnocení výsledku řešení projektu (údaje P03, P04, P15, P19, P29, PN8) dodané do CEP, jsou upraveny tak, aby byly zveřejnitelné.

Interní identifikační kód produktu

2025SWR001

Technické parametry

Popis výsledku v původním jazyce výsledku

Ekonomické parametry

SW je nezbytnou součásti Monitorovacího zařízní Advadose - Nový typ detektoru vyvinutý v rámci projektu bude široce uplatnitelný ve vědeckých a průmyslových aplikacích, ve kterých se pracuje s radioaktivním zářením. Vzhledem k existujícímu portfoliu zákazníků ADVACAM a tržnímu trendu se očekává velký zájem uživatelů i zákazníků o tak významnou inovaci především v oblasti dozimetrie. Nezanedbatelnou tržní příležitostí budou i bezpečnostní aplikace a ochrana obyvatel. Očekává se výrazný nárůst poptávky iniciovaný využitím SPCD technologie v průmyslu i vědeckém výzkumu a vznik nových aplikací, obzvláště v dozimetrii, která využijí výhod nově vyvinutých detektorů (rychlost, spektrální zobrazení a spektrální rozsah, citlivost na různé druhy radiace, rozlišení atd).

IČO vlastníka výsledku

01732731

Název vlastníka

ADVACAM s.r.o.