北京同步辐射1W1B XAFS的实验控制和QXAFS的实现

1W1B的实验控制系统包括准直镜、单色器和聚焦镜的电动控制,光闸和束流位置监测器的控制,前狭缝和出口狭缝的电动控制,以及Labview开发的实验采谱软件等.利用新的实验控制系统可方便地进行光束线上各光学元件的姿态调整、束流监控、设置实验条件和采谱,为用户提供方便的实验环境.在1W1B X射线吸收精细结构谱(XAFS)实验站上除了可实现常规的透射、荧光和电子产额XAFS实验外,还发展了快速XAFS实验方法(QXAFS),可在2 min左右的时间里采集到信噪比较好的XAFS谱;随着采谱效率的进一步提高,可望在一些原位反应和对时间分辨要求较高的实验中得到应用.     

北京同步辐射1WIB XAFS的实验控制和QXAFS的实现

1W1B的实验控制系统包括准直镜、单色器和聚焦镜的电动控制，光闸和束流位置监测器的控制，前狭缝和出口狭缝的电动控制，以及Labview开发的实验采谱软件等。利用新的实验控制系统可方便地进行光束线上各光学元件的姿态调整、束流监控、设置实验条件和采谱，为用户提供方便的实验环境。在1wlBx射线吸收精细结构谱(XAFS)实验站上除了可实现常规的透射、荧光和电子产额XAFS实验外，还发展了快速XAFS实验方法(QXAFS)，可在2min左右的时间里采集到信噪比较好的XAFS谱；随着采谱效率的进一步提高，可望在一些原位反应和对时间分辨要求较高的实验中得到应用。     

一种新型荧光XAFS探测器的研究

劳埃(Laue)型荧光X射线吸收精细结构(XAFS)探测器是一种新型的探测器,它具有能量分辨好、计数率高和接收面积较大等优点,对于高光通量场合的痕量元素XAFS实验具有很高的灵敏度,有很好的应用前景。本文介绍了该探测器的原理和结构,将Laue型荧光分析器与PIN型光电二极管组合成荧光XAFS探测器,在北京同步辐射装置(BSRF)的IWIB-XAFS实验站上研究了这种探测器的位置敏感性,并将其应用于浓度400μg/gZnO(混合ZrO2)／蔗糖的Zn的K边XAS测试,在Zn的K边XANES(0—50eV)处,与Lytle探测器相比,显示出好的信噪比和能量分辨率,为该探测器在生命科学、环境科学的应用提供基础。     

BL14W1光束线XAFS实验站极低浓度数据采集系统

介绍上海光源BL14w1XAFS光束线实验站的极低浓度数据采集系统.该系统采用XFlash5040硅漂移固体探测器配合气体电离室、电流放大器及数据采集卡等仪器设备,以及用Labview软件编写的控制和采集程序.对Fe浓度为5.0μg/g的FeCl3水溶液样品和1 nm厚的Ni薄膜样品进行了XAFS谱的测量.测量结果表明...     

BSRF 4W1B束线及XAFS实验站改进

本文介绍了BSRF4 W1B束线及XAFS实验站八五改造工程的目标，主要工作，及改进后该实验系统达到的各项主要技术指标及运行状态。     

基于Labview的XAFS光束线实验站数据采集系统

本文介绍应用Labview软件、气体电离室、电流放大器及数据采集卡等仪器设备构成的同步辐射XAFS(X-ray absorption fine structure)光束线站(BL14W1)数据采集系统.该系统利用NI公司开发的新模块DSC module(Datalogging and Supervisory Control Module),实现了在Labview和EPICS(Experimental and Physics Industrial Control System)两个软件系统间数据的快速交换,使光束线控制的标准化和实验站用途的多样化有机结合.用Labview编写了数据采集软件,使该线站成功实现步进(step-by-step)模式和快扫(QXAFS)模式下的XAFS谱的采集.     

IK220计数卡在XAFS线站数据采集系统改造中的应用

上海同步辐射光源BL14W1 XAFS线站采用IK220高速计数卡建立了QXAFS快速扫描系统。该系统简化了原有控制系统的结构,能快速直接的读取单色器端的能量值,解决了采集过程中单色器端数据与电离室ADC端数据间的同步获取问题,成功实现了快速XAFS谱采集。改进后的系统最大限度的使用了实验站现有的硬件设备,并可在普通XAFS实验方法和QXAFS实验方法间随意转换。     

基于EPICS的硬X微聚焦实验站数据采集系统

上海光源(SSRF)硬X射线微聚焦实验站在EPICS(Experimental Physics and Industrial Control System)软件环境下建立的控制和数据采集系统已成功用于微束X射线荧光分析、微束透射X射线吸收精细结构(XAFS)和微束荧光XAFS等实验.使用和测试结果表明:该系统用户界面简捷、控制及数据采集的功能完整、可靠性高、能极大提高实验效率.     

利用数据采集卡实现快速XAFS

在北京同步辐射实验室的1W1BXAFS实验站上利用工业控制中的数据采集技术建立了快速扫描XAFS实验方法。探讨了实验方法与各种实验参数：如单色器移动速率、采样次数、设备通信方式等的制约关系,以及获得最佳实验条件的途径。新方法可在数十秒的时间尺度内得到扩展X射线吸收精细谱,近边谱的时间可以更短,从而有可能应用于一些与时间过程有关的原位实验中。作为一个应用实例,用快速扫描X射线吸收精细结构谱(QXAFS)测量了非晶硒在快速加热过程中的结构变化。     

多功能组合同步辐射束线光束探测器

光束探测器是同步辐射束线工程技术的重要组成部分,用以监测x光束线的位置、强度及空间分布等参数,因而对束线的准直、性能分析及实时监测具有重要意义。基于北京同步辐射实验室1W1B—XAFS束线工程项目,我们研制开发了一种应用光电二极管的光束探测器。该探测器与固定光阑、铍窗组合为一体,结构简单可靠,造价低,主要用于X光束线的准直及束流强度实时监测。1W1B—XAFX束线运行两年以来,探测器工作正常,达到了设计的目标。本文介绍了该种束流探测器的结构原理,及由此构成的一套完整的束流监测系统。同时也讨论了探测器的工作模式及测试结果。     

基于LabVIEW的高能量分辨谱仪数据采集系统

在上海光源BL14W1线站,成功搭建一套基于Lab VIEW的高能量分辨谱仪运动控制和数据采集系统,该光谱仪系统可以实现高能量分辨荧光探测X射线吸收谱(High Energy Resolution Fluorescence Detected X-ray Absorption Spectroscopy,HERFD-XAS)、X射线发射谱(X-ray Emission Spectroscopy,XES)和共振X射线发射谱(Resonant X-ray Emission Spectroscopy,RXES)等主要实验功能,分辨率达到亚电子伏。硬件系统采用上海光源统一的VME运动控制硬件系统和硅漂移固体探测器;软件系统采用Lab VIEW编写用户操作界面,利用DSC(Data logging and Supervisory Control Module)模块实现与运动控制使用的实验与物理工业控制系统(Experimental and Physics Industrial Control System,EPICS)系统的数据交换。利用基于该运动控制和数据采集系统的光谱仪,开展了Mn化合物和Th O2锕系化合物的实验。结果表明,该系统可以满足高能量分辨率实验的需求。     

基于PowerPC MPC5200B处理器的通用高速DAQ模块RAIN100B的设计与实现

基于Freescale公司的400MHz的32位PowerPC微处理器MPC5200B,清华大学工程物理系核系统与控制教研室结合核电子学数据采集系统的需求和特点,设计和研制了RAIN100B的通用高速DAQ模块,能够单模块提供不低于90Mbps的数据带宽,并且成功地使用在了医学物理图像数据采集、GEM探测器数据读出以及大亚湾反应堆中微子实验时钟系统CCG板等核电子学系统中。论文讨论RAIN100B模块的设计原理和具体实现细节,并对几次应用过程和结果进行了讨论。     

BES MDC束流测试的DAQ系统

BES MDC束流实验为检测MDC探测器、电子学硬件及DAQ系统提供了一个综合实验环境.以Atlas TDAQ为基础构建实验的软件平台,并对其中关键组件作了修改以满足束流试验的要求,尤其增强了软件的稳定性和健壮性,为以后BES DAQ系统的研制取得宝贵的经验.     

PandaX-nT暗物质探测实验读出电子学预研系统的研制

PandaX-nT升级对电子学系统提出了诸多新的挑战,如更多的通道数、高速高精度的波形数字化、灵活的触发算法和更高的数据带宽要求等。本文介绍一种为未来PandaX-nT暗物质直接探测升级实验预研的读出电子学系统。该电子学系统主要由前置放大电路模块、波形数字化模块（FDM）、数据获取模块（DAQ）和时钟分发模块等组成。FDM集成8路14 bit@ 1 GS/s ADC,具有较高集成度,可实现对探测器信号波形数字化,并通过光纤与DAQ通信。DAQ可汇总多块FDM数据,实现全数字化的触发算法,并通过基于TCP协议的千兆以太网与计算机通信,保证了数据传输的可靠与稳定。目前已完成了整个读出电子学系统设计,并对整个电子学系统进行了功能验证,以及与探测器进行了初步的联合测试。整个电子学系统具有较高的可扩展性,并能实现更复杂的触发算法,能满足下一代升级的需求。     

高密度塑料闪烁体探测器的数据获取系统设计

由中国科学院近代物理研究所承担的塑料闪烁体探测器研究项目,其目标是开展空间粒子探测、重构入射电子轨迹、区分电子和光子、鉴别重离子。为配合该探测器测试工作,设计了一套完备的数据获取电路(DAQ)与上位机软件。DAQ接收4块前端电子学(FEE)板的数据,可完成360路电子学通道的数据读出;接收上位机的控制命令并分发给各FEE;接收探测器的击中信息并产生触发信号;接收FEE的遥测数据并传给上位机。该DAQ与上位机通过USB总线和RS232总线实现实时通信。上位机软件基于LabWindows/CVI软件平台开发,实现对FEE电子学系统的控制、数据读取与保存,以及FEE系统运行状态参数信息的实时显示。该数据获取系统电路结构紧凑、功能完善,上位机软件具有良好的人机交互界面。经现场实际运行,DAQ与上位机软件满足设计要求,目前已成功应用于塑料闪烁体探测器读出电子学测试系统。     

原位XAFS表征双金属纳米催化剂PtCo/C在工作状态下的结构变化

用两步还原法制备的Pt Co/C(10 wt%Pt)纳米催化剂具有与商业催化剂Pt/C(20 wt%Pt)接近的催化反应活性,使贵金属Pt的用量减少了50%。利用上海光源BL14W1线站的质子交换膜燃料电池(Proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)原位X射线吸收精细结构谱(X-ray absorption fine structure,XAFS)实验装置,在以该Pt Co/C作为燃料电池的阴极催化剂,以Pd/C作为阳极催化剂的条件下,原位表征Pt Co/C在工作状态下的结构变化,Pt Co/C的非原位XAFS数据没有观察到Pt-Co合金成分,发现存在显著的Co-O键和Co-O-Co键贡献,且与Pt/C相比,Pt的氧化程度更高且具有更短的Pt-Pt金属键长,说明Pt Co/C中的Co主要以氧化物种形式存在,且Co的存在影响着活性成分Pt的结构。原位XAFS数据表明随着电压的逐渐降低,Pt Co/C中Pt和Co的氧化程度降低,揭示了在催化反应过程中Pt的d电子向过渡金属Co的转移过程。     

DAQ software architecture for Aleph, a large HEP experiment

The Aleph experiment has over 700000 electronics channels and is expected to generate over 500 Mbytes of data per second. The data acquisition system (DAQ) has been designed to process information from different parts of the detector in parallel using a large number of processing elements. The authors describe the architecture of the software used to implement the readout functions and to configure the system for data acquisition. The software environment, data-flow architecture, control-flow architecture, FASTBUS management, Aleph resource manager, and Aleph partition manager are discussed