CSNS多物理谱仪T0信号监测系统设计与实现

质子打靶时刻T0作为中国散裂中子源(Chinese Spallation Neutron Source,CSNS)多物理谱仪的初始触发信号,其高准确性和高稳定性是谱仪高效运行的前提和基础。在实验物理和工业控制系统(Experimental Physics and Industrial Control System,EPICS)平台上开发了一套CSNS多物理谱仪T0信号触发监测系统。T0信号接入T0扇出器标记高精度时间戳,采用高吞吐量的分布式发布订阅消息系统Kafka来实现大数据流量的削峰和异步通信。监测数据作为过程变量(Process Variable,PV)上传EPICS,利用Open-Falcon监控系统和可视化工具Grafana实现对数据的监测与可视化。该系统可以对T0信号的频率和T0在扇出与传输过程中的时间延迟进行实时监测,从而保证CSNS多物理谱仪的正常运行。     

基于SRIO的高速射频信号存储系统的开发

为满足CSNSRCS射频系统对短时间内大量射频信号数据记录和存储的要求,开发了基于PCI Express总线和Serial RapidIO互联通信技术的高速射频信号传输与存储系统。系统采用Xilinx FPGA作为主控制器实现协议包的解析、数据的DMA传输和动态缓存,再配合高速的SSD固态硬盘能够实现高达2 GB/s的数据传输和写磁盘存储速率。     

中国散裂中子源反角白光中子源准直器的设计与测试

为获得核数据测量所需的束斑形状及较低的实验本底,反角白光中子源需通过准直器对束流进行刮束准直。以中子开关为例,根据相关要求确定了整体的设计方案。通过将挡块一分为二的设计,解决了小直径深孔加工的难题。利用有限元分析软件,优化了真空盒的外形结构及密封方式。针对挡块的工作环境,搭建了可用于真空的高精度耐辐射移动平台。经测试,中子开关的主要技术指标均满足要求,说明设计合理。     

基于PCIE的CSNS高通量粉末衍射仪高速数据采集卡

简要介绍了用于中国散裂中子源高通量粉末衍射仪的高速数据采集系统,重点介绍了该系统中PCIE高速数据采集卡的设计.其中包括了数据采集卡的结构,各模块具体实现方式,电路设计和部分软件设计.最后给出了一些测试结果及应用.     

基于千兆以太网的CSNS RCS射频分布式控制系统架构

中国散裂中子源(China Spallation Neutron Source,CSNS)快循环同步加速器的射频系统的远程控制系统采用基于千兆以太网的分布式体系结构,其软件架构使用国际加速器界广泛使用的开源软件工具EPICS(Experimental and Industrial Control System)进行开发。系统主要由CPCI低电平控制器、高功率四极管放大器和偏流源机器状态监控网络、联锁保护系统、中控中转服务器和人机交互界面组成。论文主要介绍了该系统的基本功能和拓扑结构,以及各个组成部分软硬件的设计和实现。     

基于光纤信号传输的核电磁脉冲场探测仪的设计与实现

介绍了基于光纤信号传输的核电磁脉冲场探测仪的原理、设计研制及达到的技术性能指标。采用快速傅里叶变换技术,对核电磁脉冲信号进行频谱截断分析,确定核电磁脉冲测量所需的最小带宽,在此基础上设计了激光器电路、探测器电路。核电磁脉冲场探测仪的研制对核电磁脉冲场的防护技术研究提供了器材保障,对提高我国电子信息设备核电磁脉冲场的防护研究水平具有重要意义。     

基于CSNS壁电流探测器数据采集的定制示波器的研制

壁电流探测器是观测粒子加速器瞬时束流信息的一种重要手段。中国散裂中子源（CSNS）快循环同步加速器中安装了两个壁电流探测器,其中一个壁电流探测器用来测量束流的微脉冲信息。本文介绍了壁电流测量系统的硬件和软件,鉴于传统示波器在垂直分辨率及存储深度等方面的局限性,提出了一种定制示波器来进行壁电流的信息读取,并利用LabVIEW编程实现了20 ms内束流信息的宏脉冲读取及微脉冲结构的分析,使用同步的环高频信息分析能得出快循环同步加速器中双束团关于相位、圈数、每圈束团形状等方面的相关信息。     

基于EPICS的注入凸轨脉冲电源控制样机研制

中国散裂中子源（CSNS）快循环同步加速器（RCS）是一台高束流功率质子加速器,凸轨磁铁脉冲（BUMP）电源是CSNS注入系统的重要设备。根据CSNS工程建设的要求,需在预研阶段研制一套凸轨电源控制样机,用于研究和解决控制系统建造中的一些关键技术。注入凸轨电源样机通过横河公司生产的WE7000测量系统实现对脉冲电源的控制,根据物理设计需要可完成对电源的任意波形给定输出并实现对电源输出波形的回采显示。本文主要介绍了基于EPICS系统的WE7000设备驱动的开发,以及在此基础上研制的注入凸轨脉冲电源控制样机的应用。通过联机测试的结果表明,该样机满足对注入凸轨脉冲电源的控制要求,达到了预研目的。     

基于NiosⅡ嵌入式数据读出系统在CSNS DTL束流相位和能量测量中的应用

介绍了中国散裂中子源(CSNS,China Spallation Neutron Source)质子加速器DTL(Drift Tube Linac)束流相位和能量测量系统的数据获取系统的设计。在该系统中,基于Nios Ⅱ嵌入式系统及100 M以太网口来实现命令和数据的传输,使得该系统成为一个独立的束流相位测量及数据传输仪器系统,极大地简化了系统的结构。     

基于嵌入式IOC的CSNS真空控制系统样机研制

在EPICS软件框架下搭建了一套中国散裂中子源(CSNS)真空控制系统样机.使用MOXA嵌入式工控机运行嵌入式Linux系统,并建立相应的EPICS系统,实现EPICS与真空设备(真空计和离子泵电源控制器)的接口.真空连锁保护系统则用横河PLC实现,并在该PLC的嵌入式Linux控制器模块上建立EPICS系统,使PLC中的数据直接纳入EPICS系统中.通过测试表明,该样机实时性较高且稳定可靠.     

基于FPGA的高速串行光纤数据传输在BESIII触发系统的应用

基于FPGA内置的RocketIO高速串行收发器设计的高速串行光纤数据传输的新方法具有通道少、数据量大、传输距离远等优点,能满足现代高能物理实验的需要.本文对这种传输方法的多通道、实时数据传输进行了深入的研究,并将其应用到北京谱仪III(BESIII)触发系统中.测试结果表明:数据传输的长时间误码率好于2.3(10-16,多个通道能按照要求进行同步数据传输.该方案已经过长时间的运行考验,达到了BESIII工程的设计要求.     

Phase-stabilized RF transmission system based on LLRF controller and optical delay line

Radio frequency (RF) transmission systems with high-precision phase stability are required by the next generation of particle colliders and light sources.An RF transmission system was designed to meet this requirement.In this system,RF signal generated at the sending end is modulated onto a continuous wave (CW) optical carrier,transmitted through an optical fiber,and demodulated at the receiving end.The phase drift is detected by a digital phase monitor with femtosecond-level accuracy and compensated by a motorized optical fiber delay line (ODL).The measurement results show that the long-term phase drifts can be stabilized to within 100 fs (pk-pk),500 fs(pk-pk),and 1.8 ps (pk-pk) in a 400-meter-long optical fiber over 1 h,24 h,and 10 days,respectively.     

Radiation distribution sensing with normal optical fiber

The purpose of this study is to develop a radiation distribution monitor using a normal plastic optical fiber. The monitor has a long operating length and can obtain continuous radiation distributions. A principle of the position sensing is based on a time-of-flight technique. The monitor is sensitive to beta rays or charged particles, gamma rays, and fast neutrons. The spatial resolutions for beta-rays ( ⁹⁰Sr-⁹⁰Y), gamma-rays (¹³⁷Cs), and D-T neutrons are 30, 37, and 13 cm, respectively. The detection efficiencies for the beta-rays, gamma-rays, and D-T neutrons are 0.11%, 1.6×10 ^-5% and 1.2×10^-4%, respectively. The effective attenuation length of the detection efficiency is 18 m. In this paper, we describe the basic characteristics of this monitor     

基于Evanescent Wave吸收的光纤传感器灵敏度计算分析

基于Evanescent Wave 吸收的U形光纤传感器是比较便于实用推广,可被用于化学传感的新型传感器.对于U形光纤传感器的渐逝波穿透深度和灵敏度进行了计算与分析,并与普通直线传感器做了比较,具体讨论了影响U形传感器灵敏度的几何参数因素和灵敏度优化公式.     

基于USB的LVDS信号传输误码率测试系统

给出了一个利用USB2．0接口,两台PC机和百兆网线组成的LVDS信号传输误码率测试系统。该系统使用了随机数据源,测量了LVDS信号在30m传输距离,平均速率21．078Mbit／s条件下的误码率。给出了相应的测量图表和LVDS信号传输误码率的测量结果。该结果符合BESⅢμ子鉴别器的读出电子学系统设计要求。     

Dosimeters based on glasses with optical densities varying on irradiation

Information on the composition and sensitivity of glass dosimeters, the operation of which is based on the change in optical density caused by irradiation, is reviewed. The principal dosimetric characteristics of the Soviet dosimeter SGD-8 and the neutron dosimeter L-15 (based on sodium- and lithium-silicate glasses with nickel additives) are described; these enable doses from a few tens of roentgens to a million roentgens to be determined.Translated from Atomnaya Énergiya, Vol. 21, No. 1, pp. 38–41, July, 1966.     

一种基于Directshow的实时运动监测系统的实现

采用Directshow框架,对运动检测的传统模型提出了简化和改进,设计了一个功能较完整的运动检测Fitler,用在网络视频监控项目中,得出了实验结果.     

基于DSP的VXI-GPIB协议转换器

介绍了一种基于DSP的VXI-GPIB协议转换器.通过EPLD和DSP实现了VXI总线的消息基接口字串行协议,通过DSP对GPIB控制芯片的编程实现了GPIB总线各功能子集,VXI消息到GPIB功能子集的转换也通过DSP实现.作为一个用例,通过本模块实现了对示波器的控制.     

聚丙烯纤维对废树脂水泥固化体性能的影响

为了避免或降低放射性废树脂水泥固化体因吸水溶胀而开裂的可能性,在原配方的基础上添加了聚丙烯纤维。试验结果表明,纤维材料的掺入可有效限制固化体裂纹的增长、改善固化体的脆性,在一定程度上提高固化体的强度、抗浸泡性及抗冻融性。在水灰比0.35,湿树脂体积包容量40%,聚丙烯纤维体积掺量为0.2%时,固化体抗压强度可以达到20 MPa左右,浸出率与抗水性也均满足有关标准要求。