基于束流变压器的辐照加速器束流流强测量系统

加速器产生的电子束广泛应用于食品加工以及医疗卫生行业,为满足辐照加工中对剂量控制的要求,需要对加速器输出流强进行实时测量。基于10 MeV加速器脉冲束流流强的大小,提出一种束流变压器的测量方案,并根据束流变压器的输出特性设计了一套测量电路,包含阻抗匹配、放大电路、采样保持电路、压频转换电路及可编程逻辑控制器(PLC)处理电路等模块。在实验室搭建简易模拟束流电路对束流变压器进行定标,定标结果与模拟束流的拟合曲线线性度好,实际增益与理论分析基本符合。系统在10 MeV/20 kW加速器上进行了实验验证,测量输出结果稳定,可靠性高,可为辐照加工的工艺研究提供参考。     

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%.     

合肥光源200MeV直线加速器束流流强测量系统的改进

用ＰＣ机经扩展机箱完成对８路束流信号的采集,处理,并可同时显示,打印全部８路束流流强信号于一幅,也可任选其中一路帮单幅放大显示,此设备提高了直线加呸器束流流强信号的测量精度,并方便了直线加速器调机人员的操作。     

100 MeV中心区试验台架中5kW法拉第筒的研制

法拉第筒是加速器束流诊断系统中的重要诊断装置，采用拦截法测量束流，可用来精确监测束流流强，是最常用的束流流强诊断装置。100MeV中心区试验台架束流的最高引出能量为10MeV，设计最大引出束流流强为500μA，因此，需功率为5kW的法拉第筒进行束流拦截和监测。     

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。     

束流变压器的基线漂移效应研究

束流变压器（BCT）在频域表现为带通特性,其低频截止特性会引起基线漂移现象,本文使用高通滤波器模型对低频截止特性对单束团和连续束团的影响进行了分析。采用基线操纵和一次谐波算法两种方法进行了基线修复,使BCT测量高重复频率连续束团的相对误差由20%下降至3%以内。     

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。     

图像处理束流剖面测量系统设计

为实现束流截面数据的自动化获取,本文针对兰州重离子应用装置束流剖面监测系统进行改造。编写了基于Windows平台的视频数据获取与解码程序,设计了基于图像处理的光斑识别流程,并用OpenCV计算机视觉库进行实现,以便程序自动完成束流相关数据的计算。新系统运行稳定可靠,束流光斑识别精确度高,束流截面数据计算准确、快捷,解决了原系统不能实时分析束流光斑的问题,提高了调束效率。     

BRISOL弱束流剖面成像仪的实验研究

本文介绍了北京放射性核束装置同位素在线分离器中弱束流剖面成像仪的研制情况,包括装置的组成、图像的获取和发光材料CsI对束流的光学响应,给出了初步实验结果。实验结果表明,这种基于CsI(Tl)闪烁晶体的束流剖面成像的方法可用于同位素在线分离器的调束。     

应用数据挖掘的束流流强预测

文章简要介绍数据挖掘技术。在详细分析束流流强曲线特点和束流流强曲线与历史曲线的相似性基础上，提出了1种基于数据挖掘中时间序列相似性研究的束流流强预测方法，并将其运用到合肥光源运行数据分析中。试验结果表明，该方法是有效的，能够满足运行要求。     

BRIF—ISOL系统束流剖面仪（BPM）实验研究

在串列升级工程中，放射性核束束流强度很弱，一般强度为10^4-10^10s^-1，束流参数和束流品质无法用常规的电子学方法测量，需要特别的方法测量。为了解决这个问题进行顺利的调束工作，设计了一种利用闪烁晶体受激发射荧光获取束流信息的剖面仪（BPM），其工作原理示于图1。     

BRISOL系统弱束流剖面成像仪（BPM）实验研究

在串列升级工程中,在线同位素分离器要产生并通过磁分析器分选出所要求的放射性核束,放射性核束束流强度很弱,一般为10^4～10^10s^-1。为了对束流进行有效的诊断,设计了采用在束流轰击时可发光的闪烁体,配合CCD摄像头直接获得光斑图像,进而得到束流分布相关信息的测量装置,即束流剖面成像仪（BPM）,其组成如图1所示。     

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。     

剩余气体束流剖面探测系统的初步研制

介绍了剩余气体柬流剖面探测系统的工作原理和设计依据，描述了所设计的系统结构并进行了初步实验，证明了利用剩余气体探测柬流剖面的方法是可行的。     

国家同步辐射实验室壁流探测器的研制

介绍了国家同步辐射实验室用于测量束流流强的壁流探测器，并分析了壁流流强小于束流流强的几种主要因素。最后给出了实际测量结果。     

100MeV强流回旋加速器径向靶的研制

在100MeV强流回旋加速器调试过程中,需对束流在加速器内的轴向和径向参数进行测量。径向靶系统是束流诊断系统中用于获取上述参数的主要部件,本文研制了3套阻挡式径向靶系统,并安装到加速器主体,获得了束流在连续加速过程中的轴向和径向分布,为加速器运行提供了相应束流参数,并为后续加速器升级工作提供了必要的条件。     

辐照加速器束流测量系统的研制

电子辐照加速器主要用于对物品的消毒灭菌、材料改性、食品保鲜等,不同能量、不同功率的电子柬流对辐照效果有较大影响。扫描盒出口处,扫描成电子帘的束流大小和扫描宽度,对辐照物品有直接的关系,因此,电子帘的测量在加速器应用中十分重要。     

射频四极场加速器低能强束流传输注入系统的实验研究

对加速器驱动的次临界系统（ADS）的射频四极场（RFQ）加速器的低能强流束流传输系统进行实验研究,给出了在强流离子束束腰附近测量束流参数的方法,并测量了强流质子注入系统在RFQ入口处的束流参数。目前,该系统已成功地应用于强流射频四极场质子加速器中。     

偏压电荷收集器阵列的研制

分析了偏压电荷收集器测量强流脉冲离子束的原理和影响测量准确度的主要因素；研制了13路偏压离子电荷收集器阵列，利用该装置测量了“闪光二号”加速器高功率离子束的束流密度分布，并对测量结果进行了简单分析。     

基于导频的储存环束流位置测量处理器研制

稳定的束流轨道对于同步辐射光源的性能至关重要,规划中的合肥先进光源是第四代衍射极限储存环,其亚微米级的束流轨道稳定度需要束流位置测量精度达到100 nm级别。本文基于国产化芯片,研制了带有导频补偿机制的束流位置测量处理器,主要包括导频模块、模拟前端模块、数字处理模块和嵌入式工控模块。输入信号经过导频模块和模拟前端模块调理,在数字处理模块通过带通欠采样原理实现模数转换,数字信号在现场可编程门阵列（FPGA）内经过下变频、滤波抽取、坐标旋转数字计算（CORDIC）模块以及差比和算法等处理后获得束流位置信息,嵌入式工控模块实时传输束流位置信号,与加速器控制系统通信。目前设计的束流位置处理器完成了实验室离线测试和束流测试,测试结果表明,当输入信号幅度在-55～5 dBm范围时,束流位置测量处理器的快获取数据（FA data）和慢获取数据（SA data）分辨率分别好于120 nm和70 nm,满足设计要求。