Diese Software dient zur Aufzeichnung und Analyse kurzer Pulse, die in Detektoren zum Nachweis von Myonen aus der Kosmischen Strahlung entstehen, z.B. den Szintillatorplatten des CosMO-Experimtens des Netzwerks Teilchenwelt, http://www.Teilchenwelt.de, oder im Kamiokanne-Experiment (ein Wasser-Cherenkov-Detektor mit Auslese mittels einer Photoröhre).
Die Daten werden mit einem modernen USB-Oszilloskop (PicoScope der Firma PichoTechnology) aufgenommen. Ein Puffer-Manager sammelt und verteilt die aufgezeichneten Pulsformen an Consumer-Prozesse, die sie in Echtzeit anzeigen oder die Daten analysieren.
Die Analyse der aufgezeichneten Pulsformen verläuft in drei Schritten:
Dazu wird der Signalverlauf um den Triggerzeitpunkt mit einem
Musterpuls verglichen und das Signal akzeptiert, wenn die Form gut
übereinstimmt und eine Mindestpulshöhe überschritten wird.
Als nächstes werden Pulse auf allen aktiven Kanälen in der Nähe des Triggerzeitpunkts gesucht. Bei mehr als einem angeschlossenen Detektor wird ein aufgezeichnetes Ereignis akzeptiert, wenn mindestens zwei in zeitlicher Koinzidenz auftreten.
Im optionalen dritten Schritt werden weitere Pulse auf allen aktiven Kanälen gesucht und die Zeitdifferenz zum Triggerzeitpunkt festgehalten. Solche Pulse treten auf, wenn ein Myon aus der kosmischen Strahlung nach Durchgang durch den bzw. die Detektoren gestoppt und das aus dem Zerfall entstandene Elektron registriert wird. Die registrierten individuellen Lebensdauern folgen einer Exponential-Verteilung mit einer mittleren Lebensdauern von 2,2 µs, die auf diese Weise bestimmt werden kann.
Die Software bietet Echtzeit-Anzeigen der Myon-Rate und
der Detektorsignale sowie von Histogrammen der Pulshöhen
und der Myon-Lebensdauern. Zusätzlich können Mehrfach-Pulse
als Rohdaten der registrierten Pulsformen oder
als Bilder im .png-Format gespeichert werden.
Die Datanaufnahme und Analyse wird über die grafische Oberfläche
(./CosmoGui.py xxx.daq) oder über die Kommandozeile
(./runCosmo xxxx.daq) gestartet.
Die benötigten Information zur Konfiguration des USB-Oszilloskops,
der Pufferverwaltung und für die Pulsanalyse werden in
Konfigurationsdateien im .yaml-Format bereit gestellt.
Die für eine spezielle Konfiguration verwendeten Dateien sind in einer Datei im .yaml-Format mit der Endung .daq enthalten.
Das folgende Beispiel gilt für den Kamiokanne-Detektor:
# file Kanne.daq ----------------------
# configuration files for Kamiokanne
DeviceFile: config/PMpulse.yaml # Oscilloscope configuration
BMfile: config/BMconfig.yaml # Buffer Manager config.
PFfile: config/PFKanne.yaml # Pulse Filter config.
Die Konfigurationsdateien werden in die grafische Oberfläche
geladen und können dort editiert werden.
Über die grafische Oberfläche kann ein Name für die Datennahme
festgelegt werden. Alle für eine Datennahme (einen sogenannten
Run) benötigten Konfigurationsdateien und die Programmausgaben
werden in einem eigenen Verzeichnis abgelegt, deren Name aus dem
Namen für die Datennahme und dem Startzeitpunkt abgeleitet wird.
Nach dem Start eines Runs startet die grafische Oberfläche des
Puffer-Managers und die in der Konfiguration festgelegten
Echtzeit-Anzeigen. Über die Kontrollflächen des Puffer-Managers kann
die Datennahme pausiert (Pause), wieder aufgenommen (Resume) oder
beendet werden kann (Stop und EndRun). In gestopptem Zustand werden
die Ausgabedateien geschlossen, aber alle Fenster bleiben noch geöffnet,
so dass Grafiken betrachtet oder gespeichert und statistische Information
ausgewertet werden können. Wird der Run beendet, verschwinden alle Fenster.