大型重离子加速器真空系统及其挑战

中国科学院近代物理研究所从历次的大科学装置建设中,积累了大型真空腔体、超高/极高真空系统以及强流重离子加速器真空系统等设计经验。为了获得超高/极高真空系,从真空设备选择、材料处理、密封形式以及在线烘烤等方面形成了一套完整的工艺流程;在强流重离子加速器(High Intensity Heavy ion Accelerator Facility,HIAF)真空系统研制过程中,为了减小磁铁气隙尺寸,大幅度降低磁铁造价及电源运维成本,提出陶瓷内衬薄壁真空室新方法,并研制了原理性样机;为了有效控制HIAF未来运行过程中的动态真空效应,设计了束流准直器,开展了真空材料解吸率测量研究;为了解决高放射性区域真空系统的维护问题,提出了自重密封结构,同时研制了充气膨胀密封法兰;为了进一步优化高精度环形谱仪真空度,开展低温极高真空系统研究。     

超导波荡器热负荷测试装置超高真空系统

介绍了超导波荡器热负荷测试装置超高真空系统的设计、调试。通过离子泵、吸气剂泵以及系统低温冷凝面的联合抽气作用,使系统在常温下获得7.8×10-8Pa的真空度,在低温下能够获得1.7×10-8Pa的真空度,满足光源储存环真空系统1.3×10-7Pa的真空度要求。     

电子致放气测试装置的研究

材料表面吸附的气体分子在电子轰击作用下,会加速释放到真空系统中。为了测试在电子轰击下的材料放气特性,研制了一套电子致放气的测试装置。电子束发生器作为重要的组成部件,具有许多可调参数,这些参数会在一定程度上影响输出的电子束质量,进而影响电子致放气测试结果。文章首先通过实验测量了电子束斑和束流的影响因素,结果表明,聚焦电压和栅极电压对束斑的尺寸有直接的影响,而能量电压对电子束斑直径没有影响。此外,阴极电压、电子能量和栅极电压都可影响到发射电流,从而影响出射的电子束电流。为了验证装置的电子致放气测试能力,采用放气率很低的316 L不锈钢作为测试样品,比较测试其经过三次电子束轰击前后的放气特性。结果表明,经过除气的316 L不锈钢的电子致放气率可较明显地测定,且电子束轰击下放气的主要成分由N₂/CO变为H₂。     

兰州重离子加速器二极磁铁准直调节装置设计

针对兰州重离子加速器放射性束流线(RIBLL2)由于地基沉降等因素造成的传输效率较低问题,根据其上4块C型二极磁铁重量大、结构复杂、起吊困难等特点,设计了一套准直测量调节装置,对4块C型二极磁铁重新进行准直。同时利用SolidWorks三维软件建立其实体模型后导入ANSYS Workbench软件进行有限元静力学分析,查看变形情况及应力分布,确保结构稳固可靠。现场准直调节结果表明,该装置结构紧凑、承载力大且操作简单,可作为一种工具应用于其他重型结构元件的准直调节。     

真空余热回收装置的设计与计算

本文应用了工程传热及热力学原理，对真空余热回收装置的工作性能与各种因素之间的关系进行了理论分析，并给出了与之配套的真空余热回收的设计与计算。     

OCL功率放大电路的设计、制作与调试

功率放大器形式多样,高效率的功率放大器的设计与使用在现代电子技术中应用越来越广泛,本文对OCL功率放大电路的设计、制作、调试进行了客观、准确的分析,阐述了OCL功率放大电路的工作原理,对OCL放大电路的静态、动态调试进行了系统分析。     

SC200超导质子回旋加速器束流传输真空系统及控制设计

束流传输系统真空是合肥超导质子医疗设备(SC200)的重要技术保障。研究束流传输系统真空对有效保证束流传输环境和束流最终品质,使束流在合理的偏差范围内到达治疗终端有着重要作用。SC200输运线上二极铁、四级铁、校正铁、束流阻断器和束测等部件分布密集,局部机械空间紧张。在此设计输入下,束流传输系统的真空部件和真空管结构既要有利于束流传输的品质,又要确保机械安装空间和后期设备维护的便利性。SC200超导质子回旋加速器束流传输真空系统总长约65 m,动态真空要求优于5×10^-4 Pa(局部可降低为5×10^-3 Pa)。研究结果表明,SC200超导质子回旋加速器束流传输系统真空设计满足设计输入要求。     

SC200超导质子回旋加速器束流传输真空系统及控制设计北大核心CSCD

束流传输系统真空是合肥超导质子医疗设备(SC200)的重要技术保障。研究束流传输系统真空对有效保证束流传输环境和束流最终品质,使束流在合理的偏差范围内到达治疗终端有着重要作用。SC200输运线上二极铁、四级铁、校正铁、束流阻断器和束测等部件分布密集,局部机械空间紧张。在此设计输入下,束流传输系统的真空部件和真空管结构既要有利于束流传输的品质,又要确保机械安装空间和后期设备维护的便利性。SC200超导质子回旋加速器束流传输真空系统总长约65 m,动态真空要求优于5×10^-4 Pa(局部可降低为5×10^-3 Pa)。研究结果表明,SC200超导质子回旋加速器束流传输系统真空设计满足设计输入要求。     

MLC叶片位置PID控制器设计与仿真研究

针对肿瘤治疗病灶靶区的要求,描述适形放射治疗装置中多叶准直器(MLC)的结构和工作原理,设计一种针对MLC叶片位置精度的PID控制器,并进行仿真模拟,结果表明该方法能较好地满足多叶准直器叶片位置控制的精度。     

动态流导法真空校准装置的性能测试

介绍了动态流导法真空校准装置的校准原理、校准方法,测试了性能指标,校准了分离规和磁悬浮转子规.实验结果表明,校准范围为(2.6×10-7～2.4×10-1)Pa,不确定度小于1.4%,磁悬浮转子规的校准结果与德国PTB的校准结果的一致性好于1.6%.     

九龙江西溪沿岸土壤和沉积物对磷的吸附及解吸动力学测试与研究

本文研究了九龙江西溪沿岸土壤和沉积物对磷的吸附及解吸动力学。在实验条件下,沿岸土壤对磷有一定的吸附作用,其吸附规律符合交换平衡动力学方程:t/Xd(t)=t/Xd(eq)+B。在相同实验条件下,沉积物则出现了释磷现象。     

安全气囊织物动态透气性与静态透气性的测试

通过自行设计的安全气囊织物动态透气性测试装置对 2 种不同的锦纶 66 安全气囊织物进行了测试研究, 发现在高压下安全气囊织物动态透气量与压差呈线性关系. 为了与动态透气性进行比较, 还通过 CFP-1100-AI 孔径仪对上述 2 种锦纶 66 安全气囊织物进行静态透气性测试, 发现在高压下安全气囊织物静态透气量与压差呈幂律关系. 对比研究表明: 在相同压差下安全气囊织物的静态透气量大于安全气囊织物的动态透气量, 且随着压差的增加, 安全气囊织物的动态透气量与静态透气量的差值也逐渐增加.     

全无油超高真空设备的设计与调试的几点体会

着重介绍“全无油超高真空超纯表面制备和分析设备”、“分子束外延设备”“空间材料二次电子发射测试设备”的设计和调试过程中的一些体会.其中包括全无油超高真空机组的设计和方案比较;整机的结构布局形式;真空机组的布局以及主、辅泵的匹配.较为重点的叙述了升华泵的设计.这几种全无油超高真空设备的极限压力范围为4×10~(-8)—6×10~(-8)帕;真空机组的极限压力为2×10~(-8)—3×10~(-8)帕.     

弹簧蓄能激发式旋转冲击钻井装置设计测试

经济的快速发展对于石油的需求不断地增加,做好石油的开采对于保障经济的发展有着极为重要的意义。旋转冲击钻井技术能够应用于深井和超深井中,并能够有效地在现有钻井工艺条件下有效提升机械钻井速度。通过利用旋转冲击这一原理采用短螺杆马达带动冲击锤的方式在钻井面上产生周期性的冲击载荷,设计了弹簧蓄能激发式的旋转冲击方式的钻井装置通过旋转和纯机械碰撞的方式在钻井的过程中产生持续的冲击载荷。本文在分析弹簧蓄能激发式旋转冲击钻井装置结构特性的基础上对冲击效果进行了测试验证。     

双光纤保偏准直器结构研究与参数设计

双保偏光纤准直器在远距离的光纤通信系统中得到广泛的应用.本文从理论上分析了光在自聚焦透镜中的传播规律,推导出光线在自聚焦透镜中的传输矩阵,分析了自聚焦透镜斜端面的角度与准直器的插入损耗和回波损耗设计结构,并通过实际的装配进行验证.用这种方法设计的双光纤保偏准直器具有低的插入损耗(小于0.3dB),和高的回波损耗(大于60dB),己成功应用于光环行器中.     

真空变压吸附制氧装置工艺流程与安装调试

介绍了邯钢动力厂引进的真空变压吸附制氧装置的工艺流程 ,主要配套设备等 ;分析了安装过程中遇到的问题及解决方法和调试运行中的体会 ;最后简述了运行效果     

一种基于对称结构的固体材料放气率测试装置设计北大核心CSCD

为了解决小于10-8Pa·m^(3)/s的固体材料放气率测试问题,设计出一种基于对称结构的测试装置。通过对称结构的两个相同真空室分别作为样品室和空载参考室,避免了采用一个真空室先后分别测量空载时本底放气和放置样品后放气重复过程及引入的较大测量偏差;采用耐高温特殊石英材料制成的低放气率真空室,为实现放气率比较小的固体材料测试解决了真空室本底放气的限制条件;设计出用同一台真空计通过转换气路分别测量样品室和空载室内压力的对称结构,避免了原有动态流量法采用两台真空计分别测量时由于灵敏度的差异而引入的较大偏差;装置集成了标准气体流量计用于真空计的在线校准,提高了测量结果的准确性;采用的对称结构陶瓷加热炉,对样品实现25℃~1000℃范围的加热,设计的装置对材料放气量的测量范围为5×10^(-6)Pa·m^(3)/s~5×10^(-10)Pa·m^(3)/s。     

一种新型低温容器综合性能检测仪设计及应用

针对低温容器性能检测实际需求,介绍了一种新型低温容器综合性能检测仪的设计计算方法及工艺流程,并从抽真空系统、测量分析系统、环境监测系统、控制系统及工艺流程方面重点阐述其设计方法,最后介绍了基于此设计完成的产品及实际应用情况。     

流体储运装备真空测量装置设计与试验验证

目的 对新型流体储运装备真空测量装置的设计和试验进行系统研究，解决传统装置存在的量程不足、残留气体内漏等问题，验证装置漏率在环境试验中的变化，同时开展批量安装及真空测量应用。方法 运用FEM对新型真空测量装置的受力进行分析；采用氦质谱仪泄漏检测技术对环境试验前后的新型真空测量装置以及传统样品的漏率进行对比测试。结果 新型真空测量装置的初始漏率达到10-10Pa·m3/s；经过环境试验后新型真空测量装置的漏率未发生明显变化，传统装置的漏率在环境试验后明显上升。结论 新型真空测量装置所采用的热电偶&热阴极复合真空规，实现了流体储运装备夹层的真空度全量程测量，并满足易燃介质储运过程中的电气防爆要求。所增加的补抽真空结构可以有效防止真空测量装置的残留气体内漏。所采用的“CF法兰+无氧铜”密封结构具有很好环境适应性和较低的真空泄漏风险，同时也首次通过试验验证了真空测量装置的漏率在环境试验过程中的变化。     

全因子试验设计在X射线衍射法测试高应力标样残余应力值中的应用

针对X射线法测试残余应力值的主要参数——准直器直径、曝光时间和β角数量,依据6σ的DMAIC流程和全因子试验设计,研究了标准高应力试样残余应力值的测试方法。结果表明:上述参数对探测器X光子接收数量、衍射峰强度和峰背比的大小有较大影响。为提高测试精确度和重复性,在满足检测效率的前提下,可选择较小的准直器直径、较长的曝光时间和较大的β角数量进行残余应力测试。对于标准高应力试样,选择2mm准直管、3s曝光时间和11个β角参数测定的残余应力值与标准值最为接近。