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。     

基于PLC的BESⅢ束流管冷却系统自动监控系统的设计

北京正负电子对撞机BEPCⅡ的二期改造工程为中国科学院重大项目改造工程,BESⅢ束流管冷却系统对BESⅢ束流管进行冷却,其中BESⅢ束流管冷却系统的自动监控系统负责BESⅢ束流管冷却系统的全面安全可靠运行。从工程设计的角度出发,介绍了自动监控系统的主要结构、工作原理、监控系统硬件选型及软件设计,并对系统的可靠性进行分析。运行结果表明,该监控系统满足BESⅢ束流管冷却系统的工艺要求,安全可靠。     

BESⅢ束流管冷却系统设计与实现

根据BESⅢ束流管的结构特点、工作环境以及温度控制要求,设计了束流管冷却系统.系统关键部件冗余设计,并采用西门子可编程控制器,实现了系统的自动可靠运行,保证了束流管的连续长期工作.上位机监控软件通过OPC和可编程控制器进行数据传输,解决了复杂多主站通讯问题,并辅助可编程控制器进行控制.该系统结构合理,功能完善,控制精度高,能及时将束流管内部热量带走,严格控制束流管的内外壁温度.     

粉末冶金态铍在北京谱仪束流管中的应用

根据北京谱仪(BESⅢ)束流管对材料物理性能的要求,对几种材料的物理性能进行比较后,选择粉末冶金态铍作为BESⅢ束流管的中心管材料。采用失重法对粉末冶金态铍在1号电火花加工油中的耐腐蚀性能进行研究,结果表明：粉末冶金态铍在1号电火花加工油中具有较好的耐蚀性,其腐蚀速率由初始的4.18×10^-7kg•m^-2•h^－1逐渐变小,并稳定为1.54×10^-7kg•m^-2•h^－1;在束流管10a的设计寿命内,粉末冶金态铍的最大腐蚀深度估算值为19.9μm,该值是BESⅢ束流管中心管最小厚度600μm的3.32%,满足BESⅢ的工程运行要求。     

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.     

辐照对BESⅢ束流管支撑法兰材料断纹剪切性能影响的研究

BESⅢ中束流管(BMP)支撑法兰的备选材料G10玻璃布/环氧层压板经104 Gy的γ辐照和4.068×1018 m -2的中子辐照后,对其断纹剪切性能的变化进行了研究,并利用扫描电镜(SEM)对断口形貌进行分析.结果表明,经γ辐照和中子辐照后,G10玻璃布/环氧层压板的断纹剪切强度有所降低,但仍能满足BEPCⅡ的工程应用要求.     

基于SEM图像的BESⅢ束流管支撑法兰材料辐照拉伸性能研究

根据BESⅢ中束流管支撑法兰材料的工程运用,对G10环氧/层压玻璃布板的辐照拉伸性能进行研究.受辐照环境限制,将试验件尺寸在长度方向缩小为标准件尺寸的27.2%,发现缩小尺寸试验件的拉伸强度约为标准尺寸试验件的49.4%;经104Gy的γ辐照和4.068×1018 m-2的中子辐照后,缩小尺寸试验件的拉伸强度下降2.35%.由此推断,同等辐照条件下,G10板标准尺寸试验件拉伸强度将下降至约317.10MPa,能够满足BESⅢ对束流管支撑法兰材料提出的113MPa的要求.利用扫描电镜对G10板辐照前后的拉伸断口进行微观观察.     

BESⅢ系统环境的网络监测模型

为了适应未来BESⅢ复杂的网络结构，保证高能物理实验的正常进行，建立了一个跨平台的，有助于系统管理员监视和管理的BESⅢ网络环境的监控工具势在必行。本模型不仅能监视路由器交换机各端口的流量，也能监视网络环境中各关键设备的性能状态，并向管理员报警和提交报告。简要介绍了该模型的重大意义，理论基础方案的图形信息。     

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.     

BESIII束流管冷却系统设计与实现

根据BESIII束流管的结构特点、工作环境以及温度控制要求,设计了柬流管冷却系统。系统关键部件冗余设计,并采用西门子可编程控制器,实现了系统的自动可靠运行,保证了束流管的连续长期工作。上位机监控软件通过OPC和可编程控制器进行数据传输,解决了复杂多主站通讯问题,并辅助可编程控制器进行控制。该系统结构合理,功能完善,控制精度高,能及时将束流管内部热量带走,严格控制束流管的内外壁温度。     

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.     

BESⅢ Muon电子学VME控制扇出插件的优化设计

主要阐述BESⅢ Muon电子学VME控制扇出插件的优化设计,主要内容包括对VME控制扇出插件控制芯片FPGA的固件进行优化,并且设计了相关实验来对优化方案进行测试.     

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安全联锁慢控制系统方案设计与可靠性研究

新一代北京谱仪BESⅢ安全联锁系统完成北京谱仪内部装置以及与加速器中央控制室间的协同工作,保证系统运行时的重要设备与人身安全。文章从设计需求入手,主要介绍了安全联锁系统的硬件和软件设计,提出了基于PLC的状态机软件实现方法以及提高系统可靠性的研究。     

BESⅢ飞行时间电子学在线刻度电路

本文介绍了BESⅢ(北京正负电子对掩机第三代谱仪)飞行时间(TOF)读出电子学在线刻度电路.该电路被集成在读出电子学插件上,用VME总线接口在线控制高精度DAC和高速模拟开关,产生幅度(电荷)可程控的指数衰减脉冲,对电子学通道进行时间测量检测和电荷测量的非线性校准,有大于20倍的电荷动态范围和好于10 bit的精度,能有效实现电荷非线性的校准功能.经测试,刻度修正后TOF电子学电荷测量的积分非线性小于0.69%,远好于修正前2%的性能指标,满足设计要求,目前该刻度电路已成功应用于BESⅢ工程.     

BESⅢ漂移室模型的宇宙线测试

利用宇宙线并采用新设计的前置放大器测试了一个BESⅢ漂移室模型在He／C3H8(60／40)下的性能。模型在2200V工作高压下空间分辨达到100μm。这表明了BESⅢ漂移室的物理设计能满足其对空间分辨的要求，前置放大器的设计是成功的。为进一步检验BESⅢ漂移室物理设计需要对模型进行束流测试。     

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.     

BESⅢ漂移室的高压供电系统

介绍了BESⅢ漂移室的高压供电系统,分别阐述了漂移室信号丝高压的确定方法,高压供给电源,高压分配方案,高压板的设计,高压控制程序等.     

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。