Pflichtenheft: RTK-Steuerprogramm

Funktion: Z"ahlrohre (0-dimensionale Detektoren)

Dokumentversion:
1.01 (14.12.1999)

Autor:
U.Sacklowski
unter Einbeziehung der Auswertung der Zuarbeit durch die Projektgruppe99

Zustand:
in Bearbeitung
 

1. Funktionale Beschreibung

1.1 Zusammenfassung

Z"ahlrohre, die jedes durch die R"ontgenstrahlung einfallendes Photon messen und daraus die Z"ahlrate/Zeiteinheit bzgl. der gesamten Rohreingangsfl"ache ermitteln (integral und damit keine ortsaufl"osenden Detektoren) sind "uber die Software zu steuern. Dies betrifft die Auswahl eines Detektors, seine Einstellungen und das Auslesen der Me"swerte (Z"ahlrate).

Die aktuelle Z"ahlrate ist in einem Fenster anzuzeigen. Aus diesem Fenster heraus sind auch Unterfunktionen aufrufbar (PopUp-Men"u) - siehe Abbildung.

Die Unterfunktionen betreffen:

- Die Darstellungsart  (digital oder Balken)
- Erg"anzende Einstellungen zur Anzeige (Einstellungen Anzeige ...)
- Auswahl und Einstellungen des Detektors (Einstellungen Ger"at)
- Wahlweises Abspeichern der Me"swerte in einer Datei (Log-File)

Der Start dieser Programmfunktion und damit die "Offnung des Z"ahler-Fensters und die Anzeige der aktuell gemessenen Me"swerte erfolgt automatisch nach dem Programmstart. Aus diesem Fenster heraus sind obige Funktionen verf"ugbar, einschlie"slich des Schlie"sens des Fensters. Eine anderweitige Startm"oglichkeit ist "uber die Men"ufunktion: Einstellungen - Detektoren - Detektoren ... gegeben.

Vertreter der 0-dimensionalen Detektorklasse sind die beiden Szintillationsz"ahler von Radicon und von einem ehemaligen russischen Hersteller. (Siehe: Entwicklerdokumente - Pflichtenheft - Hardware.)

Das Einsatzfeld dieser Detektoren liegt bei:

- der Justage (manuelle und automatische), hier als Kontrollger"at hinsichtlich des Justagezustandes,
- der Topographie, hier als Kontrolldetektor zwecks "Uberpr"ufung unver"anderlicher Me"sbedingungen und bei
- der Diffraktometrie/Reflektometrie, hier als Me"sger"at f"ur die Ausme"sung der Probe.

1.2 Funktionen

a) Verf"ugbare Detektoren

S"amtliche an einem Me"splatz verf"ugbaren Detektoren sind in einem .ini-File (zentrales Parameter-File f"ur die Steuerung des RTK-Steuerprogrammes) zu f"uhren. Dabei existiert f"ur jeden Detektortyp ein eigener [Devicex] - Abschnitt (x: 0, 1, ...) mit den detektorspezifischen Angaben. Vorzusehen sind Abschnitte zum Detektor vom Type Radicon, vom Typ Generic (russ. SCS-Detektor) und vom Typ Test, einem fiktiven, nur von der Software unterst"utzten Detektor.
Zur gleichen Zeit unterst"utzt das Programm immer nur einen Detektor. Beim Versuch, einen zweiten Detektor, und mit ihm ein zweites Z"ahlerfenster zu "offnen, erfolgt die Fehlerausschrift: Es ist bereits ein darstellendes Fenster ge"offnet. Zum Starten eines anderen Detektors mu"s also zuvor der bereits aktive geschlossen werden.

b) Start der Z"ahlfunktion

In Punkt 1.1 wurden die beiden Startm"oglichkeiten beschrieben. Grundlage f"ur die Auswahl des zu startenden Detektors sind die Detektoreintr"age im .ini-File. Automatisch bei Programmstart wird der Detektor unter [Device0] genommen. Ist dieser nicht angeschlossen, gehts weiter zum [Device1] usw. Ist kein Detektor verf"ugbar (auch keiner vom Typ Test), erfolgt eine Fehlernachricht und es kommt zum Programmabbruch. Gleicherma"sen wird verfahren, wenn kein [Device0] - Abschnitt existiert (notwendige Voraussetzung).

Lage,Geometrie und Font des Z"ahlerfensters stehen ebenfalls im .ini-File unter Abschnitt [Counter]- x, y, dx, dy, font.
Der Name des Detektors wird in der Titelzeile des Z"ahlerfensters angezeigt (Quelle: .ini-File: [Devicex] - Name).

c) Digitale Anzeige / Balken-Darstellung

Eine digitale Anzeige (siehe Abb. in Punkt 1.1) kann einmal "uber den Font beeinflu"st werden (.ini-File: [Counter], font), zum anderen ist ihr Grad "uber eine Gr"o"senver"anderung des Fensters skalierber. Eine alternative Darstellung als Balkendiagramm ist m"oglich. Sie wird "uber die Funktion "Einstellungen Anzeige" gesteuert (siehe Punkt e). Die Balkendarstellung wird nicht mehr ben"otigt (siehe Pkt. 3: "Anderungsw"unsche, Fehler).

d) Auswahl und Einstellungen des Detektors

Dialogbox:

Aufruf "uber:
- PopUp-Men"u im Z"ahler-Fenster
- Men"u: Einstellungen - Detektoren - Detektoren ...

Feld: Zeitbegrenzung und Impuls-Begrenzung:

Begrenzungsm"oglichkeit f"ur die Me"szeit und max. Anzahl der Impulse. Die Anzahl der max. Impulse  ist dabei ein zweites Abbruchkriterium. Die tats"achliche Me"szeit kann daher geringer  ausfallen. Wird die max. Impulszahl vor Ablauf der Me"szeit erreicht, so wird diese auf die vorgegebene Me"szeit hochgerechnet, angezeigt und der Z"ahler beginnt mit Null ein neues Me"sintervall. (.ini-File: [Devicex], ExposureTime, ExposureCounts).

Feld: Me"sfehler festlegen:

Festlegung des Me"sfehlers in Prozent. Abschaltbar. - Bedeutung noch unklar. (.ini-File: [Devicex], Debug).

Feld: Sound:

Ein- und Ausschalten der akustischen Meldung der Z"ahlrate. Die Tonh"ohe steigt mit zunehmender Z"ahlrate. (.ini-File: [Devicex], Sound).
Der Sound wird vom Rechner erzeugt.

Kombinationsfenster-Feld: Detektor

Wahl des Detektors. Es werden alle Detektoren angeboten, die im .ini-File in den [Devicex] - Abschnitten (x: 0, 1, ...) unter dem Name-Feld aufgef"uhrt sind. Normalerweise sind dies Namen f"ur den Radicon- und den russischen SCS-Z"ahler und den Testz"ahler.

Feld: Fenster anzeigen: Ein- und Ausblenden des Z"ahlerfensters.

Schalter: Abbrechen: Verwerfen der aktuell eingegebenen Werte und Schlie"sen des Fensters.

Schalter: OK: "Ubernahme der aktuell eingegebenen Werte und Schlie"sen des Fensters.

Feld: Weitere Einstellungen:

Nur f"ur den Radicon SCS aktiv bewirkt es das "Offnen des Unterfensters "Settings for Radicon SCS" (Abb.). F"ur den Test-Z"ahler wird dies nicht angeboten und die entsprechenden Werte f"ur den russ. SCS-Z"ahler m"ussen offline durch ein extra Ger"at gesetzt werden.

Bemerkungen zu den Beispielwerten: diese sind falsch. Beispielhaft w"ahren folgende Werte realistisch: 430, 740 und 690 (von oben nach unten).

Felder: Lower Threshold, Upper Threshold:

Untere und obere Schwellenspannung, die den Arbeitsbereich des Detektors fixiert. (.ini-File: [Devicex], LowerThresh, UpperTresh).
Erl"auterung des Schwellenbereiches anhand eines Gas-Detektors (wie Braun Psd): Die einfallende R"ontgenstrahlung ionisiert das Gas und die dabei entstehenden Elektronen werden durch die anliegende Spannung zum Draht transportiert (siehe web-Dok.: "Uberblick; Detail-"Uberblick; Technische Grundlagen). Der Geschwindigkeit der Elektronen zum Draht h"angt dabei von der angelegten Spannung ab (Sauggeschwindigkeit). Der Schwellenbereich begrenzt nun den Bereich, in welchem (nahezu) jedes Elektron auch zum Draht gelangt, und somit die Z"ahlrate der Anzahl der einfallenden Photonen entspricht. Unterhalb der unteren Schwellenspannung kommt es zu Rekombinationen der Elektronen mit anderen Gasionen, oberhalb zu Sto"sionisationen.

Feld: High Voltage: Arbeitsspannung (Beschleunigungspannung) des Detektors. (.ini-File: [Devicex], HighVoltage).

Cancel, OK: siehe Abbrechen und OK weiter oben.

e) Erg"anzende Einstellungen zur Anzeige

Dialogbox:

Diese Angaben sind unklar und aus dem Quelltext heraus zu interpretieren. Klar ist nur das Feld: Balken-Anzahl (siehe Pkt. c). Abgesehen von der Balkenanzahl, finden sich keine Parameter im .ini-File (evtl. im Abschnitt [Counter] m"oglich).

f) Wahlweises Abspeichern der Me"swerte in einer Datei (Log-File)

Die Funktion "Log-File" gestattet, da"s ab Wahl dieser Funktion, die gemessenen Werte  in einem File abgelegt werden.

File-Name: devicex.log   (devicex : Name des aktuellen Detektorabschnittes im .ini-File)
File-Pfad: aktueller Pfad
File-Inhalt: (asscii-File), Beispiel:
     Logging Device1 starts at 24.11.1999 14:12
     22566.090
     22481.090
     22503.090
     ...

Fallbeschreibungen:

- Ist eine Datei mit diesem Namen nicht vorhanden, so wird sie angelegt, ansonsten wird am Ende der bestehenden Datei fortgeschrieben.
- Eine Fortschreibung beginnt immer mit der "Logging Devicex - Zeile".
     Bsp. f"ur eine fortgeschriebene Log-Datei:
 
   Logging Device1 starts at 24.11.1999 14:12
     22566.090
     22481.090
     22503.090
     Logging Device1 starts at 26.12.1999 10:12
     33566.000
     33481.090

- Eine Fortschreibung erfolgt auch mit dem Ausschalten und anschlie"senden Einschalten der Log-Funktion.
- Die Ausgabe der Daten endet mit dem Ausschalten der Log-Funktion, mit dem Schlie"sen des Z"ahlerfensters oder dem Schlie"sen der Anwendung.
- Ein zwischenzeitliches Ver"andern der Z"ahlerparameter schl"agt sich nicht im Log-File nieder.
 
 

2. Eingaben

Werte, Wertebereiche, Einheiten

Diese Angaben geh"oren zu einem Pflichtenheft (Anforderungsspezifikation) und sind Voraussetzung f"ur das Design und die Implementation (Datentypen, Datenbereiche, ...).

3. "Anderungsw"unsche, Fehler

- Die Balkendarstellung ist herauszunehmen
- das Fenster "Parameter f"ur Z"ahleranzeige" ist wahrscheinlich "uberfl"ussig

Fehler:
- Beim Radicon SCS werden die Angaben aus dem Fenster "Settings for Radicon SCS" nicht in das .ini-File "ubernommen

4. Offene Fragen

- Obige "Anderungsw"unsche sind abschlie"send abzukl"aren
- Fenster: Z"ahler-Konfiguration: Me"sfehler erkl"aren
- durch Sourcenanalyse beantwortbar bzw. als "Anderungangebote zu sehen:
   -- Log-File:
         .. sind Pfad und Name des Log-Files beeinflu"sbar?
         .. sollten Ma"seinheiten und Angaben zum Ende des Loggings "ubernommen werden?
   -- .ini-File:
         .. werden alle Werte mit dem Schlie"sen eines Fensters "ubernommen?
         .. welches ist die max. Anzahl der Detektorabschnitte?
   -- Detektor:
        .. wo werden die Schwellen- und die Arbeitsspannung f"ur den russischen SCS abgelegt?
        .. ist feststellbar, nach welcher Zeit die Impulsbegrenzung erreicht wurde?

- "Uberarbeitung aus softwareergonomischer Sicht ??
   -- siehe Dokument: Auswertung der Zuarbeiten zum Dokument v1.00, - 
          hier Angaben aus Pkt. 3 und bzgl. der SW-ergon. Bemerkungen zu den einzelnen Fenstern