TPC/AliTPCCalibVdrift.cxx

   1 /**************************************************************************
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   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
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   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
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  10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
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  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
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  17 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  18 //                                                                           //
  19 // Class describing the Vdrift dependencies on E,T,P and GasComposition      //
  20 // Authors: Stefan Rossegger, Haavard Helstrup                               //
  21 //                                                                           //
  22 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  23
  24 #include "TSystem.h"
  25 #include "TObject.h"
  26 #include "TMath.h"
  27 #include "AliTPCTempMap.h"
  28 #include "AliTPCSensorTempArray.h"
  29
  30 #include "AliTPCCalibVdrift.h"
  31
  32 ClassImp(AliTPCCalibVdrift)
  33
  34   namespace paramDefinitions {
  35
  36     // Standard Conditions used as origin in the Magbolz simulations
  37     // Dimesions E [kV/cm], T [K], P [TORR], Cco2 [%], Cn2 [%]
  38     const Double_t kstdE = 400;
  39     const Double_t kstdT = 293;
  40     const Double_t kstdP = 744;
  41     const Double_t kstdCco2 = 9.52;
  42     const Double_t kstdCn2 = 4.76;
  43     // Driftvelocity at Standardcontitions [cm/microSec]
  44     const Double_t kstdVdrift = 2.57563;
  45
  46     // Vdrift dependencies simulated with Magbolz [%(Vdrift)/[unit]]
  47     const Double_t kdvdE = 0.24;
  48     const Double_t kdvdT = 0.30;
  49     const Double_t kdvdP = -0.13;
  50     const Double_t kdvdCco2 = -6.60;
  51     const Double_t kdvdCn2 = -1.74;
  52
  53     Double_t krho = 0.934246; // density of TPC-Gas [kg/m^3]
  54                               // method of calculation: weighted average
  55     Double_t kg = 9.81;
  56 }
  57
  58 using namespace paramDefinitions;
  59
  60 AliTPCCalibVdrift::AliTPCCalibVdrift(AliTPCSensorTempArray *SensTemp, TObject *SensPres, TObject *SensGasComp):
  61   TNamed(),
  62   fSensTemp(0),
  63   fSensPres(0),
  64   fSensGasComp(0)
  65 {
  66   //
  67   //  Standard constructor
  68   //
  69
  70   fSensTemp = SensTemp;
  71   fSensPres = SensPres;
  72   fSensGasComp = SensGasComp;
  73 }
  74
  75 AliTPCCalibVdrift::AliTPCCalibVdrift(const AliTPCCalibVdrift& source) :
  76   TNamed(source),
  77   fSensTemp(source.fSensTemp),
  78   fSensPres(source.fSensPres),
  79   fSensGasComp(source.fSensGasComp)
  80 {
  81   //
  82   //  Copy constructor
  83   //
  84 }
  85
  86 //_____________________________________________________________________________
  87
  88 AliTPCCalibVdrift& AliTPCCalibVdrift::operator=(const AliTPCCalibVdrift& source){
  89   //
  90   // assignment operator
  91   //
  92   if (&source == this) return *this;
  93   new (this) AliTPCCalibVdrift(source);
  94
  95   return *this;
  96 }
  97
  98 //_____________________________________________________________________________
  99 AliTPCCalibVdrift::~AliTPCCalibVdrift()
 100 {
 101   //
 102   // AliTPCCalibVdrift destructor
 103   //
 104 }
 105
 106 //_____________________________________________________________________________
 107 Double_t AliTPCCalibVdrift::VdriftLinearHyperplaneApprox(Double_t dE, Double_t dT, Double_t dP, Double_t dCco2, Double_t dCn2)
 108 {
 109   //
 110   // Returns approximated value for the driftvelocity based on
 111   // linear Hyperplane approximation (~ Taylorapproximation of 1st order)
 112   //
 113
 114   Double_t vdrift = (dE*kdvdE+dT*kdvdT+dP*kdvdP+dCco2*kdvdCco2+dCn2*kdvdCn2);
 115
 116   return vdrift;
 117
 118 }
 119 //_____________________________________________________________________________
 120
 121 Double_t AliTPCCalibVdrift::GetVdriftNominal()
 122 {
 123   // returns nominal Driftvelocity at StandardConditions
 124   return kstdVdrift;
 125 }
 126
 127 //_____________________________________________________________________________
 128
 129 Double_t AliTPCCalibVdrift::GetVdriftChange(Double_t x, Double_t y, Double_t z, UInt_t timeSec)
 130 {
 131   //
 132   // Calculates Vdrift change in percent of Vdrift_nominal
 133   // (under nominal conditions) at x,y,z,timeSec
 134   //
 135
 136   // Get E-field Value --------------------------
 137   Double_t dE = 0; //FIXME: eventually include Field-Inhomogenities
 138
 139   // Get Temperature Value ----------------------
 140   AliTPCTempMap *tempMap = new AliTPCTempMap(fSensTemp);
 141   Double_t tempValue = tempMap->GetTemperature(x, y, z, timeSec);
 142   Double_t dT = tempValue+273.15 - kstdT;
 143
 144   // Get Main Pressure Value ---------------------
 145   // FIXME: READ REAL PRESSURE SENSOR
 146   //        through TObject *fSensPres;
 147   //        e.g. Double_t PO = fSensPres->GetValue(timeSec);
 148   Double_t p0 = 744;
 149   // recalculate Pressure according to height in TPC and transform to
 150   // TORR (with simplified hydrostatic formula)
 151   Double_t dP = p0 - krho*kg*y/10000 /1000*760 - kstdP;
 152
 153   // Get GasComposition
 154   // FIXME: include Goofy values for CO2 and N2 conzentration out of DCS?
 155   //   through TObject *fSensGasComp and calculate difference to stdCondit.
 156   Double_t dCco2 = 0;
 157   Double_t dCn2 = 0;
 158
 159   // Calculate change in drift velocity in terms of Vdrift_nominal
 160   Double_t vdrift = VdriftLinearHyperplaneApprox(dE, dT, dP, dCco2, dCn2);
 161
 162   return vdrift;
 163
 164   tempMap->~AliTPCTempMap();
 165 }
 166
 167 //_____________________________________________________________________________
 168
 169 Double_t AliTPCCalibVdrift::GetMeanZVdriftChange(Double_t x, Double_t y, UInt_t timeSec)
 170 {
 171   //
 172   // Calculates Meanvalue in z direction of Vdrift change in percent
 173   // of Vdrift_nominal (under standard conditions) at position x,y,timeSec
 174   // with help of 'nPopints' base points
 175   //
 176
 177   Int_t nPoints = 5;
 178
 179   Double_t vdriftSum = 0;
 180
 181   for (Int_t i = 0; i<nPoints; i++) {
 182     Double_t z = (Double_t)i/(nPoints-1)*500-250;
 183     vdriftSum = vdriftSum + GetVdriftChange(x, y, z, timeSec);
 184   }
 185
 186   Double_t meanZVdrift = vdriftSum/nPoints;
 187
 188   return meanZVdrift;
 189
 190 }
 191
 192 //_____________________________________________________________________________
 193
 194 TGraph *AliTPCCalibVdrift::MakeGraphMeanZVdriftChange(Double_t x, Double_t y, Int_t nPoints)
 195 {
 196   //
 197   // Make graph from start time to end time of Mean Drift Velocity in
 198   // Z direction at given x and y position
 199   //
 200
 201   UInt_t startTime = fSensTemp->GetStartTime();
 202   UInt_t endTime = fSensTemp->GetEndTime();
 203
 204   UInt_t stepTime = (endTime - startTime)/nPoints;
 205
 206
 207   Double_t *xvec = new Double_t[nPoints];
 208   Double_t *yvec = new Double_t[nPoints];
 209
 210   for (Int_t ip=0; ip<nPoints; ip++) {
 211     xvec[ip] = startTime+ip*stepTime;
 212     yvec[ip] = GetMeanZVdriftChange(x, y, ip*stepTime);
 213   }
 214
 215   TGraph *graph = new TGraph(nPoints,xvec,yvec);
 216
 217   delete [] xvec;
 218   delete [] yvec;
 219
 220   graph->GetXaxis()->SetTimeDisplay(1);
 221   graph->GetXaxis()->SetLabelOffset(0.02);
 222   graph->GetXaxis()->SetTimeFormat("#splitline{%d/%m}{%H:%M}");
 223
 224   return graph;
 225 }