光纤放疗机质检系统设计与研究

设计、构建了一种利用稀土发光材料制成的光纤传感器的质检系统,主要用于各种射线放疗仪的日常质量检测。该质检系统主要由填装有稀土发光材料的光纤X射线探针、信号检测系统组成,光纤X射线探针用于检测和转化射线信号。进行了光纤X射线探针稀土发光材料选择实验。同时还进行了质检仪不同温度、不同水深下测量试验以及多种光纤金属帽屏蔽实验等,对比现有的电离室的相关数据并分析其差异性。     

基于单孔包层与薄膜组成FP干涉仪腔的新型光纤应力传感器研究

本文研究了一种新型基于单孔包层与薄膜组成Fabry-Perot(FP)干涉仪腔的光纤应力传感器,单孔的一个表面为45°以使光线传输从横向转到纵向,从而使一半的包层与有机薄膜组成FP干涉仪腔。采用频率多路复用的方法获得了11个传感器复用在一个系统的频谱。在采用合适的不同有机薄膜厚度的情况下,系统能集成更多的光纤传感器。研究结果表明该新型的基于单孔的光纤传感器在核工业领域实时监测方面具有潜在应用。     

大亚湾RPC电子学系统USB光纤传输测试板设计

主要介绍了应用于大亚湾反应堆中微子振荡实验RPC电子学系统中的USB光纤传输测试板,它主要用于测试光纤传输性能以及模拟、VME插件功能,以便在工程中期可以对其他部分进行测试.文章内容包括板子的硬件设计,FPGA的主要逻辑设计,光纤部分的测试以及工程测试小系统的建立.目前该USB光纤传输测试板已经用于RPC电子学系统研制的测试检验.     

BEPCII直线定时系统光信号收发器的研制

定时系统为BEPCII直线电子枪、调制器和正电子源等设备提供精确的同步触发信号。因光纤介质的传输损耗低，使用光纤收发器传输同步触发脉冲信号，不但可以实现信号的远距离传输，同时保障了信号的电气隔离，增强了系统抗噪声能力。目前，自主研发的OTB件已经投入了BEPCII的直线定时系统的运行，结果表明系统性能达到并优于定时系统的设计指标。     

β射线光纤成像系统

介绍了一个用塑料闪烁光纤组成的二维射线成像系统。用＾９０Ｓｒ放射源的β射线照射不同图案的准直器得到了清晰的图像，初步结果表明该成像系统的空间分辨率好于１ｍｍ。     

基于光纤珐珀结构的耐高温应变传感器研究

为了研制一种适用于反应堆一回路高温环境下机械测量的微型应变传感器,基于光纤珐珀（FP）结构光学原理、解调原理和封装技术研究,提出传感器的热机耦合模型,设计出一种基于光纤FP结构的耐高温应变传感器及其解调系统,并对其在常温空气中和高温中压水环境中进行动态测试。研究和测试结果表明,该高温光纤FP应变传感器及其解调系统能够在高温、中压以及水环境下稳定工作,且应变传感器的测量工作范围为0～4000με,解调系统速度达到5 kHz。本研究设计的高温光纤FP应变传感器及其解调系统能够用于反应堆一回路高温环境下的应变测量,从而为反应堆一回路高温环境下的监测提供了一种有效的监测方法。     

高压线性光纤隔离系统研制

高压供电系统中,需要实现高压主回路与控制、测量系统之间的信号隔离传输,光纤隔离传输不但在电气上可满足高压绝缘要求,且具有较强的抗电磁干扰能力。介绍了利用光纤进行模拟信号高压隔离传输的两种方法及隔离传输系统的结构,给出了模拟信号隔离传输的设计方案。实验结果表明,该光纤隔离系统较好地利用了光发射器线性工作段,实现了供电系统测试电路与被测电路间模拟信号的高电位隔离传输。     

BEPCⅡ直线定时系统光信号收发器的研制

定时系统为BEPCⅡ直线电子枪、调制器和正电子源等设备提供精确的同步触发信号.因光纤介质的传输损耗低,使用光纤收发器传输同步触发脉冲信号,不但可以实现信号的远距离传输,同时保障了信号的电气隔离,增强了系统抗噪声能力.目前,自主研发的OTB插件已经投入了BEPCⅡ的直线定时系统的运行,结果表明系统性能达到并优于定时系统的设计指标.     

EAST中性束注入器电源故障实时监测系统设计

为实现对EAST中性束注入(Neutral Beam Injection,NBI)器电源系统在线运行状态进行实时监测,论文提出了一个基于FPGA、百兆以太网和C#用户终端的全光纤组网实时故障态监测系统解决方案。系统对中性束注入装置各电源的故障态以及输出波形进行实时采集和组网传输,并拥有用户终端进行监测和控制操作,在中性束装置实验运行测试中获得了较好的结果。系统对于大量分散信号的分布采集和远程监测系统设计具有一定参考价值。     

14 MeV快中子照相用光纤转换屏研究

快中子照相技术因其超强的样品透视能力而成为射线无损检测技术近年来研究的热点,转换屏是中子照相装置的关键部件。光纤转换屏是一种新型的快中子照相转换屏,较大程度兼顾了光纤阵列的高探测效率和荧光屏的高成像质量,具有很好的应用前景。本文以D-T加速器为中子源,用ZnS和环氧树脂以及光纤研制了快中子照相光纤转换屏,耦合科学级CCD数字成像系统,进行了快中子数字照相技术研究,获取了不同光纤排列方式的光纤转换屏积分曝光图像,同时测量了快中子荧光屏和塑料闪烁体等其他快中子照相用转换屏的发光效率,实验结果表明,光纤转换屏的发光效率高于其他类型转换屏的。     

激光吸收光谱法实时监测原子蒸气密度

采用固体激光器泵浦环形染料激光器作为光源,通过激光吸收光谱法对钆原子蒸气密度进行实时监测。应用光纤远距离传输提高光路稳定性,采用多步吸收光程技术,并引入参考光消除激光功率不稳定因素影响。实验结果表明：采用该方法建立的原子蒸气密度实时监测系统标准误差约为4%,可为激光同位素分离过程提供可靠数据,从而提高分离效率。     

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。     

核数据获取系统中高速数据传送方法的研究

在核数据获取和分析系统中,需要将瞬态参数快速转换,存入内存或外存,这需要一个高速传送接口及相应的软件来支持、本文提出了几种设计方法,并就各方法进行比对研究,对于某些方法还给出了具体应用实例。     

Design of data transmission for a portable DAQ system

Field Programmable Gate Array （FPGA）, combined with ARM （Advanced RISC Machines） is increasingly employed in the portable data acquisition （DAQ） system for nuclear experiments to reduce the system volume and achieve powerful and multifunctional capacity. High-speed data transmission between FPGA and ARM is one of the most challenging issues for system implementation. In this paper, we propose a method to realize the high-speed data transmission by using the FPGA to acquire massive data from FEE （Front-end electronics） and send it to the ARM whilst the ARM to transmit the data to the remote computer through the TCP/IP protocol for later process. This paper mainly introduces the interface design of the high-speed transmission method between the FPGA and the ARM, the transmission logic of the FPGA, and the program design of the ARM. The theoretical research shows that the maximal transmission speed between the FPGA and the ARM through this way can reach 50 MB/s. In a realistic nuclear physics experiment, this portable DAQ system achieved 2.2 MB/s data acquisition speed.     

采用非能动余热排出系统实验数据对RELAP5程序的评价

利用非能动余热排出系统1∶10原理性实验台架的稳态实验与启动实验数据,对RELAP5/MOD3.2程序进行评估。结果表明：对于本原理性实验系统,RELAP5/MOD3.2程序过低估算了蒸汽流速对蒸汽凝结换热系数的影响,因而,程序中垂直管内的蒸汽凝结换热系数偏小,计算结果与实验结果偏差大。对RELAP5/MOD3.2程序垂直管内蒸汽凝结换热模型进行了修正,修正后的计算结果与实验值基本吻合。评价结果表明：采用RELAP5/MOD3.2程序对该类型的非能动余热排出系统进行计算,需对程序中垂直管内的蒸汽凝结换热模型进行修正。     

基于PCI总线的工业CT高速数据采集软件设计

在工业CT数据采集中，由于有大量的数据要进行传输，因此选择快速总线来提高数据的传输速率是非常重要的。PCI局部总线是一种高通过率的I／O总线，它具有高性能、数据完整性和软件兼容性好等特点，使用PCI总线可以有效地进行高速数据传输。在Windows95／98平台下，基于PCI总线控制器S5933，利用VtoolsD开发工具及Visual C＋＋语言和汇编语言，实现了DMA功能的数据传输驱动软件，实验证明软件性能满足设计要求，因此该软件设计是成功的。     

The Microvax-Based Data Acquisition System for D?

A large array of MicroVAX computers will be used for high-speed data acquisition and online filtering in the D0 experiment at Fermi National Laboratory. We describe this system, as well as several smaller data acquisition systems now operational, with particular emphasis on the control and communication software. The computers in this array will run under VAXELN.     

多路小信号处理与QDC门信号产生逻辑插件的研究

介绍了一种最近研制成功的多路小幅度信号处理快电子学逻辑插件,它可接收≥40mV的小幅度输入信号而产生32路标准ECL互补输出逻辑信号。该插件的输出信号主要用作QDC的门控信号。该插件还具有多路触发鉴别功能。该插件的研制成功为重离子核物理实验高速、高密度、高稳定性多参数数据获取提供了良好的基础。     

重离子治癌加速器高速实时数据传输系统研制

分析了重离子治癌专用加速器对部分同步数据和过程数据的传输要求,提出并实现了一种高速率、可纠错、远距离的实时数据传输系统,以提高加速器同步和控制的效率和可靠性。系统优化了传统系统的硬件配置和布局。采用PXI、FPGA、SDRAM与远距离千兆光纤模块相结合的系统构架,替代了原数据传输过程中低速、近距离、抗干扰性不强的数据通路和处理器件。软件上,通过对两片FPGA的编程,在系统后端实现了PXI接口和DMA相结合的方式与加速器服务器进行数据交互;在系统前端实现了800 MHz载波100 MHz基带信号的实时、远程、高速串行帧传输。通过该数据传输系统,保证新加速器系统的同步事例、电源波形等实时数据在服务器和远端控制器之间的高效传输。     

基于PXI Express的托卡马克同步数据采集系统设计

随着J-TEXT装置的发展,原有的数据采集系统在稳定性、模块化、采样率等方面已不能满足装置运行的需要,所以需建立一套新的数据采集系统来满足实验需求。本文介绍了基于PXI Express的托卡马克分布式高速同步数据采集系统的设计与实现。系统的采集单元由PXIe机箱NI PXIe-1062Q、PXIe控制器NI PXIe-8133和高速同步数据采集卡NI PXIe-6368组成,兼容ITER CODAC最新标准,具有良好的机械封装性、模块化程度高和高采样率等优点。系统采用同步差分采集方式采集实验数据,并将数据存储于核聚变领域通用的MDSplus数据库中。测试和使用结果表明,系统能在2 MSps采样率下连续稳定工作,可较好地满足装置运行的需要。