Development and implementation of an impulse shape analysis software bundle for radiation detectors

Tematem niniejszej pracy było przygotowanie pakietu oprogramowania umożliwiającego akwizycję danych podczas eksperymentów fizycznych opierających się na detekcji promieniowania jonizującego. Podstawowe rozwiązania tego typu polegają na estymacji energii danego impulsu, a następnie utworzeniu stosownego histogramu. Przy braku filtracji sygnału z przetwornika ADC, ostateczny wynik może okazać się zbyt niskiej jakości, aby mógł być wykorzystywany w dalszej analizie. Biorąc pod uwagę, że w trakcie pomiaru dostępny jest tylko zdigitalizowany przebieg czasowy każdego zmierzonego impulsu, warto skorzystać z dodatkowych informacji. Cechą charakterystyczną tego projektu jest dodanie nowej warstwy filtracji, której zadaniem jest przeanalizować dany impuls oraz opisać go zdefiniowanymi parametrami. Są one następnie używane do rozróżnienia impulsów poprawnych od szumu.Niniejszy projekt, oprócz wprowadzenia wspomnianej warstwy abstrakcji, zakłada utworzenie dodatkowych modułów pomocniczych, np. modułu związanego z obsługą urządzenia pomiarowego, wyznaczeniem energii impulsu, czy też podglądem statystyk pomiaru w czasie rzeczywistym. Celem pobocznym był również rozwój funkcjonalności oferowanych przez istniejące już oprogramowanie, na przykład obsługę wyliczania statystyk w czasie rzeczywistym, czy wizualizację danych.Niniejsza praca została podzielona na kilka sekcji. Pierwsza z nich omawia tło teoretyczne związane z projektem. Następnie przedstawiono tematykę tworzenia oprogramowania z użyciem najnowszych technologii oraz wzorców projektowych. Skupiono się również na warstwie interfejsu użytkownika, a także omówiono najistotniejsze kwestie implementacyjne. Ostatecznie, zaprezentowano budowę i działanie aplikacji wraz z przykładem zastosowania.

The aim of this thesis was to prepare a software bundle used for data acquisition during physical experiments based on detection of ionizing radiation. The most common solutions estimate the energy of a given impulse and store that information in the form of a histogram. If the signal from the ADC converter is not refined, the final quality of the result may be too low to be used in further analysis. The basis of operation is the fact that during the measurement process, the digitalized signal is available. An appropriate data model can be created and used during impulse classification in order to distinguish valuable data from background noise.This project introduces several new abstraction layers in addition to existing software. For instance, it was necessary to create a special algorithm in order to communicate with and control the newly created measuring device. Another module is focused on the determination of impulse energy with supplementary analysis process in order to obtain the parameters used in model creation and classification. The secondary objective was to improve and expand the capabilities of actual software such as providing real-time statistics and data visualisation.The document has been divided into several chapters. The first one explains the theoretical background related to the project. Then, the most relevant software development techniques are presented, especially topics connected to the modern technologies and design patterns. The main part of the document concentrates on the graphical user interface and discusses the most important issues encountered during the implementation. The end contains a short summary along with a reference to the objectives set.