BESⅢ气体慢控制系统的工程化实现和可靠性研究

北京正负电子对撞机BESⅢ的二期改造工程是国家的重点工程,其中北京谱仪BESⅢ的慢控制系统负责整个北京谱仪的安全运行,本文从工程设计的角度出发,阐述了气体慢控制系统的结构、控制原理和软件设计,并对系统的可靠性作了一定的分析.     

BESⅢ离线系统和性能测试

本文介绍了BESⅢ离线数据处理软件系统的构成以及数据处理的主要流程;给出了利用工具软件TAU(Tuning and Analysis Utilities)对系统性能进行的测试结果,据此结果估算了BESⅢ实验所需的计算资源,并且与BESⅢ设计报告的相关部分进行比较,说明了BESⅢ计算机环境的设计基本满足BESⅢ离线数据处理的要求.     

BESⅢ次级顶点重建专用工具的开发

BESⅢ事例顶点重建专用工具采用Kalman滤波方法对物理事例顶点产生的径迹进行拟合,使得产生在束流管内的事例顶点的径迹参数和相关的误差矩阵得到准确的修正,从而使得次级顶点的重建结果更加正确,得到更加精确的物理结果。经过数据分析检验,该工具性能可靠。     

基于LabVIEW的BESⅢ漂移室宇宙线实验慢控制系统

BESⅢ漂移室宇宙线实验中需要对漂移室的气体比份、高压、电子学电压电流、风扇转速、温湿度等多种参量进行精确复杂的控制或长期监测,从而实现对探测器的建造质量进行全面测试,并将其各项指标调整到最佳状态.这要求我们在没有现成软件可用的情况下短期内从无到有开发出一套功能复杂灵活、点数庞大、稳定可靠、界面友好完善的大型探测器慢控制系统供物理学家们对探测器进行各种复杂的参数控制与监测.本文介绍了基于LabVIEW开发的BESⅢ漂移室宇宙线实验慢控制系统的设计方案及其具体实现方法.     

一总线在北京谱仪实验模型BESⅢ Slow Control中的应用

介绍了北京正负电子对撞机国家重点工程中,BESⅢ Slow Control在全新北京谱仪中的重要性,并对通过在三个探测器：Muon RPC、量能器EMC、漂移室MDC实验模型中的具体实例应用,介绍了慢控制主要采用的一总线技术。     

BESⅢ实验离线数据管理系统的设计和实现

北京正负电子对撞机Ⅱ(BEPCⅡ)上的北京谱仪Ⅲ(BESⅢ)是用τ-粲物理研究的一台大型通用磁谱仪,它将产生PB量级的实验数据.主要研究BESⅢ实验数据在离线数据处理和物理分析过程中的管理.首先分析了BESⅢ离线数据管理系统的需求,然后详细介绍基于J2EE和Web技术的数据管理系统的整体软件架构和各个系统模块的功能实现.最后,给出了BESⅢ数据管理系统的硬件构成、软件部署以及测试结果.     

BESⅢ实验数据并行处理的研究

北京谱仪Ⅲ(BESⅢ)是北京正负电子对撞机Ⅱ(BEPCⅡ)上的一台大型通用磁谱仪,用于τ-粲物理实验研究。BESⅢ离线数据处理系统将实验获取的探测器原始数据转换为适合于物理分析的数据。主要研究了BESⅢ实验数据的并行计算处理。针对目前计算机的多核CPU硬件结构,采用多线程编程技术,实现了BESⅢ离线数据处理事例级别的多线程并行计算。性能测试表明多线程并行处理能够有效地提高运算速度,同时减少内存消耗。     

BESⅢ中的卡尔曼径迹拟合

基于卡尔曼滤波方法,开发了漂移室径迹拟合算法.在软件中仔细处理多次散射、能量损失等物质效应,处理磁场不均匀性的影响,考虑重力下垂、单丝空间分辨和其他刻度因素.描述了漂移室径迹拟合软件包的设计实现、主要算法,并用模拟样本对算法及其相关参数进行了优化.对其性能进行的研究表明,拟合结果的各种分布是合理的,本软件对径迹参数、误差矩阵以及动量分辨率都有所改善,对低动量的强子径迹更为明显,从而对BESⅢ物理结果有较为显著的影响.     

BESⅢ在线直方图软件的设计与实现

在线直方图软件是BESⅢ数据获取系统的重要组成部分.介绍了在线直方图软件的主要需求.通过对主要组件的设计和实现,描述了在分布式环境中如何产生、传输和收集直方图,还特别介绍了通过xml配置数据库实现的灵活简便易扩展的配置方式.     

基于DIANE的BESⅢ分布式离线数据处理

北京谱仪Ⅲ(BESⅢ)是北京正负电子对撞机Ⅱ(BEPCⅡ)上用于τ-粲物理研究的大型通用磁谱仪。BESⅢ实验数据经过离线处理系统重建后才能用于物理分析。论文主要研究了BESⅢ分布式离线数据处理。基于DIANE软件,建立了一个分布式系统用于数据的事例级分布式处理。该系统在漂移室刻度的应用表明,性能能够满足BESⅢ实验的需求。     

一种γ辐照装置安全联锁系统的设计

为了改进一座γ辐照装置的安全性能,使之符合相关标准的要求,设计了一种基于可编程控制器的联锁系统.通过梯形图编程设计实现了顺序巡视、延时、异常报警等功能.结果表明:可编程柔性设计有利于完善系统的安全性.     

BESⅢ EMC台阶模式的研究与实现

主要介绍BESⅢ EMC在线台阶模式的相关研究与实现.详细描述在线台阶模式中的两种数据分析算法、关键模块及其功能.并对两种算法在有无束流影响下的结果和优劣进行了比较分析.该系统用于BESⅢ数据获取系统中对探测器电子学通道进行噪声水平监测,正常取数时对数据进行零压缩.     

BESⅢ离线软件的性能研究

BESⅢ离线软件系统的性能监测和分析,对优化BESⅢ离线软件,提高CPU和内存利用率具有重要的意义.基于Gaudi框架提出并实现了一套切实可行的性能监测服务,并利用该服务对BESIⅢ的模拟和重建过程进行了性能检测和分析.     

基于EPICS的粒子加速器辐射安全联锁PLC系统设计

粒子加速器是一种研究粒子结构的高能物理研究装置,在加速器调试和运行过程中,会形成瞬发辐射,一套稳定可靠的辐射安全联锁系统是粒子加速器保护人员安全的必备设施.本文以高能同步辐射光源为例,介绍了一种基于EPICS的辐射安全联锁系统,该系统以横河PLC作为联锁控制器,可以保证系统的稳定可靠和可扩展性;用加速器控制行业十分流行...     

BES Ⅲ束流管应力场的有限元分析与实验研究

束流管位于北京谱仪Ⅲ（BES Ⅲ）中心位置,是最小壁厚为0.6 mm的真空薄壁夹层圆管。新一代北京正负电子对撞机（BEPC Ⅱ）在运行时将会有更多的高次模辐射（HOM）和同步辐射（SR）热负荷作用于束流管的内表面,使束流管内产生辐射热应力。本文从数值模拟和实验两方面对BES Ⅲ束流管应力场进行研究,结果表明,束流管在一端完全固支一端轴向自由的约束条件下,当内部辐射热负荷达到最大值750 W时,束流管各零部件--铍管、铝放大腔、过渡银环、铜管、不锈钢法兰的最大应力分别为21.9、6.9、5.0、9.1、24.4 MPa,束流管整体安全系数为11.0。目前束流管正在安全运行,保证了BEPC Ⅱ的正常工作和BES Ⅲ的精确粒子探测。     

BESⅢ时间起点计算软件的排除噪声方法研究

主要阐述了噪声对BESⅢ重建软件中主漂移室快重建径迹算法和事例起始时间算法的影响,以及如何排除噪声的方法.经过修改后,在噪声水平60%情况下J/(￠)→anything事例,效率可以达到99%以上,误判率在1%以下.     

BESⅢ读出系统测试与研发中的前端电子学模拟

介绍了BESⅢ读出系统测试与研发中利用MVME2431单板计算机对前端电子学的模拟实现。叙述了BESⅢ前端电子学系统的功能及模拟其系统的目的;着重介绍模拟所采用的技术路线和实现办法,并对电子学模拟的整体性能进行了客观评估。     

BESⅢ飞行时间计数器束流实验的模拟研究

利用GEANT4软件包模拟了BESⅢ TOF模型束流实验,模拟结果和实验结果进行了比较,并解释了ESR膜作包装材料比用铝膜作包装时间分辨反而差的现象,以及5cm厚的闪烁体比4cm和6cm厚的闪烁体时间分辨好的实验结果.     

BES Ⅲ束流管温度场的数值模拟及实验研究

束流管安装在北京谱仪（BES Ⅲ）子探测器漂移室的内筒,新一代北京正负电子对撞机（BEPC Ⅱ）在运行时将会有更多的同步辐射和高次模辐射热负荷作用于束流管的内表面,过高的热量和过大的温度变化幅度将会影响漂移室的正常粒子的探测。本文对束流管温度场进行了有限元数值模拟和实验研究,并对漂移室内筒的内壁面温度进行了数值分析。结果表明,当束流管内壁辐射热负荷在0～750 W变化时,设定束流管的中心管冷却油和外延管冷却水的进口温度分别为291.4 K和291.6 K,可将漂移室内筒的内壁温度控制在292.8~293.9 K,满足（293±2）K的要求,保证了BES Ⅲ的精确粒子探测和BEPCⅡ的正常运行。