基于双腔探头的流强精确测量

上海同步辐射光源(Shanghai Synchrotron Radiation Facility,SSRF,简称上海光源)作为中国第三代同步辐射装置,在为用户提供研究平台的同时,也在不断优化top-up运行模式,包括研究多束团注入以及注入效率优化等。而注入效率的优化需要精确测定注入束团的电荷量。由于ICT(Integrating Current Transformer)信号易受噪声干扰,分辨率不足1%,尤其在低电荷量注入时,分辨率将进一步降低,因此本文提出利用腔式探头分辨率高的特性,使用双腔探头检测注入流强的方案,并着重研究探头信号的采集处理方法。在上海光源高能输运线上完成的初步束流实验结果表明:注入流强的相对测量精度最好可以达到0.03%,满足储存环注入效率精确测量的要求。     

数字BPM电子学在束流位置测量中流强依赖性研究

在BPM测量系统中,流强依赖(BCD)是影响BPM测量精度和可靠性的一个重要因素,本文通过对BPM信号处理链路分析、BPM计算方法的研究,探索在BPM测量过程中产生流强依赖的主要原因;并利用Matlab模拟实验、实验室测试、实际束流测试,找到解决BPM测量流强依赖的方法。研究结果表明,BPM信号处理通道的非线性、ADC的直流偏置是产生BPM测量流强依赖的两个主要因素。本文经过对BPM射频信号处理电路改进,对BPM信号算理算法的优化工作,解决了自研数字BPM电子学的流强依赖性问题。     

束流位置探头用于束团电荷量测量的数值仿真研究

加速器常用的束流位置探头为电磁耦合型,其输出信号包括束流位置信息和束团电荷量信息.本文采用数值仿真方法研究探头电极和信号与束流位置之间的关系,基于Matlab开发一个用于仿真计算探头电荷量标定系数的软件包.对上海光源储存环束流位置探头的仿真结果表明,探头流强标定系数在2.5 mm半径内差值小于千分之二,在此精度范围内可认为流强标定系数为常数.     

NEC 14C测量AMS系统离子源升级

为提高样品测量效率,对MC-SNICS多靶位铯溅射负离子源进行了升级改进.改进后的离子源采用球面电离器代替原有的锥面电离器,对供铯系统也进行了比较彻底的改造,通过参数优化,12C-引出流强最大可达近150 μA,比原有离子源提高了1倍以上.流强的提高增加了加速器的束载效应,导致纹波变大,对测量稳定性造成一定影响.通过增加主分析磁铁后的光阑孔径和优化束流传输,可使AMS保持高的测量精度,同时对测量本底未产生大的影响.     

SHINE超导波荡器磁场点测量霍尔探头位置标定

正在建设的上海硬X射线自由电子激光装置（Shanghai HIgh repetitioN rate XFEL and Extreme light facility,SHINE）将利用40台周期长度为16 mm、磁长度为4 m、净气隙高度为4 mm的真空内超导波荡器,以产生垂直线极化的自由电子激光。霍尔探头磁场测量是目前测量波荡器场图最可靠的测量方法之一,而霍尔探头灵敏中心的定位精度是影响磁场测量精度的主要因素之一。本文介绍了这些超导波荡器的磁场点测量系统,以及霍尔探头灵敏中心的高精度位置标定。通过翻转安装有霍尔探头与角锥棱镜的磁测滑车,可分别标定霍尔探头灵敏中心以及角锥棱镜顶点和磁测滑车翻转轴的横向间距,从而获得霍尔探头灵敏中心彼此之间的横向距离,以及霍尔探头灵敏中心与角锥棱镜顶点之间的横向距离。该方法的标定精度好于±10μm,能满足该超导波荡器磁场测量的要求。     

脉冲线测量波荡器磁场的研究

介绍脉冲线测量波荡器磁场一、二次积分分布的原理和一套较高精度的脉冲线测量系统的研制，分析了传感器、实验环境、线的张力和波的反射性等因素对测量精度的影响。该系统对5周期波荡器模型的磁场测量结果与高精度Hall探头测量值作了比较，结果满意。     

PSD位置测量系统在波荡器磁场测量中的应用

位置敏感探测器(Position Sensitive Detector,PSD)是一种基于横向光电效应(x和y方向)的光电位置敏感器件,可直接探测到入射光斑的能量中心位置,在波荡器磁测中可用于获得霍尔探头测量过程中的横向位置变化。为了在狭小或封闭空间内实现对波荡器(尤其是真空内波荡器)磁场进行高精度的测量,我们设计并搭建了测试系统,对导轨直线度(x和y方向)进行了测量。实验结果表明,该位置测量系统具有5μm的测量精度,可以满足霍尔探头在波荡器磁测过程中的位置精度要求。     

兰州重离子加速器冷却储存环磁场测量系统

文章涉及兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL CSR)的磁场测量系统。对霍尔片点测量系统、积分长线圈测量系统和谐波线圈测量系统的构成、控制与获取系统,以及新建成设备和探头的结构特点、参数作了详细描述。本测磁系统的精度和重复性完全满足CSR大型高精度磁铁测量的需要,已经完成了对CSRm注入线所有二极磁铁和四极磁铁的测量,正在进行其它各类磁铁的测量。     

上海光源储存环直流流强监测系统设计

上海光源储存环调试运行需要一个分辨率达到微安量级的直流流强监测系统.为此设计完成的硬件系统包含一个Bergoz公司NPCT型探头、一个NI公司PXI总线数字电压表模块以及一个PXI总线的输入输出控制器.数据采集处理软件在LabVIEW平台上开发,与控制系统的接口通过EPICS Shated Memory IOCcore技术实现.实验室测试及仿真结果表明该系统直流流强测量分辨率可达2微安,束流寿命相对测量精度可望达到0.5%.     

三座标磁场测量装置

本文介绍一台大尺寸磁铁的磁场空间分布测量装置。它可用于储存环和束流转运系统的弯转磁铁的磁场空间分布测量,也可用于其他类型大磁铁或分析磁铁的磁场空间分布测量。该装置配有高精度的霍尔片测磁探头,可沿上下、左右、前后三个方向移动,进行半自动测量。测磁探头的分辨率为万分之一,测磁精度好于万分之三。测量范围长1800 mm,     

直流电流传感器高精度校准系统设计

直流电流传感器（DCCT）的测量精度是高精度直流稳流电源输出电流精度的关键影响因素之一。针对DCCT优于1×10^-5的电流测量精度,本文提出了一种通过用高准确度的直流比较仪（DCC）测量电阻原理设计的校准系统,可实现DCCT 0~400 A测量范围内的高精度校准,且在整个校准范围内系统测量的相对不确定度优于1.1 ppm。通过实验测试DCCT的准确度和线性度验证了整个校准系统的精度,为进一步提高磁铁电源的电流精度提供了保障。     

单束团运行模式下影响直流流强检测器的机理分析及改进措施

分析了合肥８００ＭｅＶ电子储存环束团运行模式下影响直流流强检测器的机理,并提出了几种改进措施。采用了增加陶瓷狭缝电容的措施,保证了ＤＣＣＴ在单束团工作模式下的正常工作,并给出了测试结果。     

合肥光源基于虚拟仪器技术的束流诊断系统

介绍了合肥光源利用虚拟仪器技术构成的束流诊断系统,包括基于GPIB总线构成了储存环直流流强测量系统,基于VXI总线构成了束流闭轨测量系统,基于PCI总线构成了束流横向截面测量系统,基于网络化虚拟仪器技术构成了在线束团长度测量系统和同步光位置测量系统.软件采用Lab-VIEW编程,极大地减轻了开发的工作量.     

CYCIAE-100的直流流强监测器研制及实验验证

100 MeV强流质子回旋加速器（CYCIAE-100）加速H^-,引出质子束能量为75~100 MeV、最大束流强度为200 μA。为对束流输运线上的质子束流强度进行无阻挡实时监测,选择了直流流强监测器（DCCT）,其在设计上考虑了空间限制、杂散磁场和外部高频干扰信号等因素对探头的影响。探头外采用了三重磁屏蔽设计,磁屏蔽外为1层黄铜的电屏蔽。采用了绝缘垫圈隔断束流输运线的直流导电性,束流输运线管壁通有冷却水以保证探头温度稳定。在绝缘垫圈处增加电容以满足探头对电容值的要求。采用高精度PLC-AI模块对DCCT的输出电压进行了读取。通过模拟束流的实验验证表明,DCCT设计合理可行,测量结果的线性度、误差等指标符合设计要求。     

恒流模式直流流强检测系统的优化

介绍了上海光源恒流模式下直流流强检测系统的软硬件结构。Matlab仿真比对两种束流流强算法性能,结果表明,使用整数周期算术平均算法时,2 Hz系统带宽下系统直流流强测量分辨率可望好于0.38μA。由于Top-up模式束流的特性,对束流寿命算法进行优化,进行两点曲线拟合。介绍了Top-up模式下直流流强检测系统的置信度算法,并用实测数据进行了验证,数据预测准确,收敛速度快,性能较好。对DCCT系统的软件实现给出了软件流程图,指导软件代码的实现。     

磁调制DCCT调制噪声及测量方法研究

硬X射线自由电子激光装置要求电源输出电流分辨率优于2.5×10^-6,因此,直流电流互感器（DCCT）的分辨率也必须高于以上指标,而降低DCCT调制噪声是提高其分辨率的重要方法。为降低调制噪声,本文提出了一种调制噪声的数学模型,导出了磁调制噪声的近似表达式,分析了调制噪声与相关因素的关系。同时提出了一种调制噪声的评估方法,该方法利用Matlab的periodogram命令获得噪声功率谱。利用数学模型和评估方法分析了Sinap-DCCT产品的噪声特征,结果表明,调制噪声与相关因素的关系符合数学模型的推论。据此,给出了降低DCCT调制噪声的解决方向。     

Transfer function measurement for the SSRF SRF system

A digital transfer function measurement system has been embedded in the low-level radio frequency (LLRF) system of the storage ring of the Shanghai Synchrotron Radiation Facility. The measurement results indicate that the decreased control accuracy at high current is primarily owing to ripples from the high-voltage power supply, the transient beam loading effect, and the digital aliasing effect. The current LLRF algorithm is not able to suppress these disturbances.     

Baseline recovery method to measure bunch charge under low-current mode of SSRF

The top-up injection mode of Shanghai Synchrotron Radiation Facility(SSRF) needs precise measurement of the beam bunch charges.This is performed by an integration current transformer,but the beam current is too low to neglect the background noise.In order to wipe out the noise coming from the ground loops,the adaptable polynomial fitting method is used to extract the baseline,instead of using the constant background or the linear background model. Test results show that the system resolution can be improved to <3%.     

高精度稳流电源的网络化检测系统

利用24位高精度宽动态范围Δ-Σ模数转换器ADS1210和CAN总线技术，研制了高精度稳流电源网络化检测系统。应用该系统测试了北京正负电子对撞机重大改造工程（BEPCⅡ）的电源工程样机，并与数字电压表的测试结果进行了比较。试验结果表明，该系统能够满足测试BEPCⅡ高精度稳流电源的需求。     

基于加速器质谱测量的~(41)Ca植物示踪样品制备方法研究

基于加速器质谱测量方法研究~(41)Ca植物示踪样品的制备。~(41)Ca是宇宙成因核素,半衰期较长,且对植物的代谢具有重要的作用。加速器质谱应用长寿命核素,检测方法具有灵敏度高、放射性剂量小、精度高、测量区间大、示踪周期长等优点。离子源引出束流是衡量加速器质谱灵敏度的重要参数,而较高束流强度的引出束流可以提高加速器质谱的灵敏度。为了获得较高的束流强度,本工作系统研究了~(41)Ca植物示踪样品的湿法、干法、以及湿法和干法相结合的二次氟化法,以建立~(41)Ca植物示踪样品制备流程,确定最高束流强度引出时的最优化~(41)Ca植物示踪样品制备参数,为~(41)Ca植物示踪样品广泛应用提供实验基础。