CSNS真空控制设备监测与信息管理系统的研制

中国散裂中子源(CSNS)真空控制系统采用横河PLC和MOXA嵌入式串口设备实现真空阀门的开关和真空度的采集及相关联锁保护。本文使用CSS建立了CSNS真空控制设备及真空状态实时监测的操作员界面（OPI）。在此基础上,通过开发CSS插件,连接控制线缆数据库,实现了被控信号与被控设备及线缆的在线关联查询功能,通过被控信号即可确定设备位置和连接的线缆,方便日后的维护运行。     

CSNS中子粉末谱仪实验控制系统设计

介绍了GPPD谱仪实验控制系统的功能需求以及整体架构设计,着重介绍了控制系统如何完成GPPD谱仪实验的组织和运行,并考虑了在实验运行过程中故障报警功能和关键变量数据实时存储功能的实现。实验测试结果表明:该实验控制系统可靠、稳定、高效。     

CSNS/RCS高频系统直接反馈控制子系统构建

为提高CSNS/RCS高频系统的动态响应和减小对射频功率源的影响,构建了CSNS/RCS高频系统直接反馈控制子系统。该子系统采用两级并联电子四极管进行反馈闭环控制,实现了功率增益大、响应频带宽和抗冲击能力强的功能。试验结果表明,其能够有效地提高CSNS/RCS高频系统的稳定性和抑制束流负载效应。     

用于CSNS反角白光中子源的双屏栅电离室设计及性能研究

为测量中国散裂中子源（China Spallation Neutron Source, CSNS）反角白光中子源150 keV以下能区飞行时间法中子能谱,研制基于¹⁰B(n, α)⁷Li和⁶Li(n, t)α核反应的双屏栅电离室,采用薄窗和薄底衬的结构设计。通过Garfield++、SRIM和Simcenter Magnet Electric程序对屏栅电离室的工作气体、极间距和电场分布等工作参数进行模拟设计,并采用α源及CF₄、P10、90%Ar-10%CO₂三种气体对电离室进行性能参数测试。结果表明,选定电子漂移速度快、扩散系数小,以及阻止本领大的CF4作为CSNS/Back-n束上测试工作气体,阴极-栅极和栅极-阳极间距分别为20 mm和5 mm。屏栅电离室收集区74 mm范围内是电场均匀区,场强的相对偏差≤0.03%;性能测试结果表明,工作气体为CF₄时,电离室对²³⁹Pu/²⁴¹Am/²⁴⁴Cm混合α面源具有很好的能量分辨,最佳能量分辨率为2.4%@5.48 MeV。对比平板型电离室和硅微条探测器的测量结果,验证了本工作研制的屏栅型电离室的能量分辨优势。     

聚乙烯线缆材料的辐射稳定性scr

将通过混炼、密炼等加工程序制备的聚乙烯线缆材料置于钴源辐照场中辐照,然后对辐照样品前后各项指标进行分析鉴定.通过气相色谱、断面扫描电镜、X射线粉末衍射分析以及拉伸性能等测试手段,探讨了聚乙烯材料的耐辐射性能.以辐解气体小分子CO2为研究对象,判断聚乙烯的断键程度随吸收剂量的变化曲线.通过拉伸性能分析,推算出聚乙烯材料的临界吸收剂量为0.28 MGy.结合扫描电镜和X射线粉末衍射分析,发现聚乙烯材料晶形具有一定的取向性,且辐照前后材料的晶相结构发生了显著变化.通过材料的宏观性能和微观结构变化之间的密切关联,确定了此种材料的耐辐射能力,为以后相应的研究工作奠定了基础.     

CSNS中子带宽限制斩波器样机控制系统的设计与实现

中子带宽限制斩波器是中国散裂中子源(CSNS)飞行时间型中子散射谱仪中用于选择特定波段范围中子的装置,其控制系统要求能够实现斩波器相位信号与加速器定时信号同步并完成对斩波器运行状态监控的功能。本文针对控制指标的要求,阐述了控制系统的结构、控制原理及软件设计方案,并对系统控制精度和稳定性进行了分析。     

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LabVIEW的MUED加速器控制系统设计与实现

Lab VIEW作为实验室常用的开发平台,常被用来搭建针对某一受控设备的测试程序,而基于Lab VIEW的多接口设备集成控制系统则很少见诸实践。针对上海交通大学兆伏特超快电子衍射装置(SJTU-MUED)的需求,实现了一套基于Lab VIEW的综合性控制系统设计方案,并成功应用于MUED加速器的调试与实验研究中,提供了一整套设备调试、数据存储及机器恢复的手段和方法。首先对系统的整体架构进行介绍,然后依次重点介绍了控制系统中几个重要的技术实现,包括数据共享、子程序集成,以及子程序的模板实现,最后阐述了数据库服务器的实现。     

线缆X射线瞬态响应的电路模型计算

建立了同轴电缆和腔体内带保护层导线、裸导线X射线瞬态辐照响应的电路计算模型,该模型考虑了X射线辐照线缆时电子的运动规律及瞬态响应的产生机理,适用于瞬态响应的规律研究和工程预估。结合实例,介绍了计算模型中电流源、电容参数的物理意义及其计算方法,采用该模型计算了同轴屏蔽电缆的X射线瞬态响应,并与数值计算结果进行了比较。结果表明,电容的计算是采用电路模型计算响应的关键,采用衰减法计算的电子射程更适合计算电容。     

CSNS铁氧体大环双闭环测量控制系统开发

铁氧体大环的测量和筛选是CSNS铁氧体加载腔研制的一项重要工作。CSNS铁氧体大环双闭环测量控制系统通过对测试腔的射频功率和谐振状态的闭环控制,解决了CSNS铁氧体大环在开环测量时电压和电流波形畸变严重的问题,提高了测量数据的可靠性。控制系统通过SOPC片上系统实现了FPGA与上位机Java人机界面的通信,具有自动测量、数据采集处理和显示的功能,极大地提高了铁氧体测试的工作效率。     

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。     

CSNS束流损失监测系统前端模拟电路设计

中国散裂中子源(CSNS)束流损失监测系统利用气体电离室来探测束流损失,电离室输出信号需在前端模拟电路中进行信号处理。本工作自主设计开发了束流损失测量系统前端模拟电路,采用跨导放大的方式实现了低重复频率、低占空比、弱电离室信号的电流 电压（I-V）变换测量。同时,电路还实现了对较大束流损失的快速响应,保障加速器设备的安全运行。联机测试结果表明,该电路满足系统要求。     

CSNS引出脉冲电源控制系统设计

基于EPICS框架设计开发的CSNS引出KICKER脉冲电源控制系统,采用ZTEC数字化示波器对脉冲电源输出信号进行实时采集,通过运行在上位计算机的EPICS soft IOC实现对电源远程开/关操作和基准电压设定。性能测试的结果表明,该系统能够满足物理设计对引出KICKER脉冲电源的控制要求。     

基于MySQL的上海光源光束线运行数据管理系统

上海光源(SSRF)的控制系统采用的是基于Linux的EPICS系统,并使用自带的数据获取工具Channel Archiver实现运行数据的存储与管理。论文介绍了使用功能性较强的RDBMS(本文使用的是MySQL)和通用性较强的web方式来实现上海光源光束线的运行数据管理。在分析了Channel Ar-chiver以及它在EPICS的通信方式后,开发了数据获取引擎,并由此将数据导入MySQL数据库。之后开发了相关的查询系统,并提出一种改进型的提示查询方式。最后实现了基于MySQL的web方式的运行数据管理系统。该系统实现方便快捷,界面友好,并且可以实现跨平台的数据访问。     

基于EPICS的CSNS束流位置读出系统

从973-RFQ束流传输线上束流位置(BPM)测试需求出发,开发了一套完整的束流位置读出系统,其将移植到CSNS工程的束流位置测量系统中。该系统由信号采集、处理和显示模块组成。BPM读出系统采用EPICS作为软件开发平台,并选用Motorola公司的MVME5100作为IOC;硬件采用Hytec公司的ADC8411U卡实现对束流位置信号100 kHz的同步触发采样。信号处理模块对采集到的信号进行数值平均滤波,并实现到束流位置的转换。信号显示模块选用EPICS客户端软件EDM实现对束流位置信息2种不同方式的显示。经测试,整个系统最终读出的束流位置分辨率远好于0.2 mm,符合设计要求。     

高压电力电缆接头温度无线检测控制系统设计

基于无线传输技术、单片机技术、虚拟仪器技术等设计了一种电力电缆中间接头故障检测控制系统,系统利用低功耗数字温度传感器TMP100实现地下电缆接头温度采集,单片机MSP430F149作为中央核心控制单元完成数据分析与处理,并通过nRF401无线收发器实现了数据无线传输.文章对系统部分硬件及软件设计进行了详细介绍.通过实验测试,系统较好地满足了设计要求.