掃描式128通道法拉第筒陣列束流輪廓探測器
發(fā)布時間：2020-12-08 07:01
束流流強分布測量是束流診斷系統(tǒng)的重要組成部分,在諸多實驗中（例如材料輻照和離子注入等）,人們不僅需要知道束流的位置信息,而且還迫切地需要獲得束流流強的空間分布。目前大多數(shù)測量束流流強分布的探測器給出的都是流強的一維投影分布,并非束流密度的空間分布信息。鑒于此局限性,我們研制了掃描式128通道法拉第筒陣列束流輪廓探測器,該探測器能夠逐點給出X-Y平面上束流流強的二維空間分布以及束流輪廓。該探測器基于法拉第筒探測帶電離子束流的原理研制而成,采用已有的多通道弱電流測量系統(tǒng)和數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)。探測器靈敏區(qū)為內(nèi)徑1mm、孔深5mm的4排32列法拉第筒錯位陣列,可在伺服電機驅(qū)動下上下移動對束流進行掃描探測,能夠非常準(zhǔn)地給出束流的位置信息和流強分布信息。探測器的束流準(zhǔn)直孔為0.6mm,在75mm*75mm區(qū)域內(nèi)像素個數(shù)可達(dá)16384個。目前,此探測器主要用于超低能重離子實驗平臺和320kV高電荷態(tài)綜合研究平臺的束流調(diào)試和診斷。本論文的重點工作是128通道法拉第筒陣列探頭的設(shè)計加工、數(shù)據(jù)采集程序的編寫以及探測器的測試。探頭的設(shè)計包括機械設(shè)計、PCB板設(shè)計、制圖加工以及探頭的組裝。數(shù)據(jù)采集程序包括伺服電機運...
【文章來源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：67 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
近代物理研究所新建的LEAF裝置圖
測器的發(fā)展起了推動作用，它們首次通過注入鈉蒸汽的技術(shù)來加強真空管道內(nèi)部所探測信號的強度，即增加電子離子對，并以電子作為信號收集，成功地使 IPM探測器的空間分辨率達(dá)到 1mm 左右[15]。1977 年日本的科研工作者把自主研制的IPM 探測器（以離子作為收集信號）安裝在高能加速器裝置（KEK）的同步質(zhì)子加速器上，并且對其進一步改進使該探測器的時間分辨率達(dá)到了 30μs[16]。1979年美國費米國家實驗室的科研工作者首次把微通道板（MCP）技術(shù)應(yīng)用到 IPM 探測器，通過注入鎂蒸汽對探測信號進行放大，并且提出了用紫外光燈測試 MCP的測試技術(shù)，微通道板技術(shù)對 IPM 探測器的發(fā)展起到促進作用[17-19]。1988 年英國的散列中子源把單通道倍增器利用到 IPM 探測器的研制中[20]。20 世紀(jì) 80 年代，布魯克海文國家實驗室開創(chuàng)性的使用磁場技術(shù)來約束電子，成功的降低了空間電荷效應(yīng)引起的探測誤差，并且對此誤差進行了修正[21]。此后 IPM 探測器不斷地被系統(tǒng)化研究，其應(yīng)用范圍也越來越廣[22-38]。IPM 探測器主要用于高能強流的束流剖面測量。其工作原理以及應(yīng)用如圖 1-2 所示，其中收集電子信號的 IPM探測器主要用于需要快時間響應(yīng)的束流橫向剖面測量，以離子作為收集信號模式的 IPM 探測器，更適合用于“慢”時間響應(yīng)的束流橫向剖面測量。（b）
蘭州大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 高精度掃描式 128 通道法拉第筒陣列束流輪廓探小值，低于該值，無法測量。其次，為了防止絲線熔斷，要求離子的流強不能強。最后，對于電子束流的測量，信號被減弱；而對于重離子束流的測量，信得到加強。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于LabVIEW監(jiān)控的伺服運動模式研究[J]. 雷梁,冉從軍,蔣冰霜,魏瓊林. 工業(yè)儀表與自動化裝置. 2016(05)
[2]微型法拉第筒陣列束流均勻性測量[J]. 胡楊,楊海亮,孫劍鋒,孫江,張鵬飛,李靜雅. 強激光與粒子束. 2015(05)
[3]電子束焊接束流診斷用法拉第筒傳感器研制[J]. 彭勇,王克鴻,周琦,沈春龍. 真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報. 2012(07)
[4]法拉第筒陣列探測器在電子束束流均勻度測量中的應(yīng)用[J]. 徐治國,王金川,肖國青,郭忠言,武麗杰,張力,毛瑞士. 核電子學(xué)與探測技術(shù). 2005(04)
[5]蘭州重離子加速器的狀態(tài)和發(fā)展[J]. 王義芳. 物理. 2001(06)
[6]PbWO4閃爍晶體的輻照損傷機理研究[J]. 馮錫淇,韓寶國,胡關(guān)欽,張雁行. 物理學(xué)報. 1999(07)
博士論文
[1]非攔截式束流剖面探測器-IPM與BIF[D]. 謝宏明.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]HIMM束流診斷前端控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 李敏.中國科學(xué)院研究生院（近代物理研究所） 2015
碩士論文
[1]多通道弱電流測量系統(tǒng)的研制及其在束流診斷中的應(yīng)用[D]. 李鑫.蘭州大學(xué) 2017
本文編號：2904672
【文章來源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：67 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
近代物理研究所新建的LEAF裝置圖
測器的發(fā)展起了推動作用，它們首次通過注入鈉蒸汽的技術(shù)來加強真空管道內(nèi)部所探測信號的強度，即增加電子離子對，并以電子作為信號收集，成功地使 IPM探測器的空間分辨率達(dá)到 1mm 左右[15]。1977 年日本的科研工作者把自主研制的IPM 探測器（以離子作為收集信號）安裝在高能加速器裝置（KEK）的同步質(zhì)子加速器上，并且對其進一步改進使該探測器的時間分辨率達(dá)到了 30μs[16]。1979年美國費米國家實驗室的科研工作者首次把微通道板（MCP）技術(shù)應(yīng)用到 IPM 探測器，通過注入鎂蒸汽對探測信號進行放大，并且提出了用紫外光燈測試 MCP的測試技術(shù)，微通道板技術(shù)對 IPM 探測器的發(fā)展起到促進作用[17-19]。1988 年英國的散列中子源把單通道倍增器利用到 IPM 探測器的研制中[20]。20 世紀(jì) 80 年代，布魯克海文國家實驗室開創(chuàng)性的使用磁場技術(shù)來約束電子，成功的降低了空間電荷效應(yīng)引起的探測誤差，并且對此誤差進行了修正[21]。此后 IPM 探測器不斷地被系統(tǒng)化研究，其應(yīng)用范圍也越來越廣[22-38]。IPM 探測器主要用于高能強流的束流剖面測量。其工作原理以及應(yīng)用如圖 1-2 所示，其中收集電子信號的 IPM探測器主要用于需要快時間響應(yīng)的束流橫向剖面測量，以離子作為收集信號模式的 IPM 探測器，更適合用于“慢”時間響應(yīng)的束流橫向剖面測量。（b）
蘭州大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 高精度掃描式 128 通道法拉第筒陣列束流輪廓探小值，低于該值，無法測量。其次，為了防止絲線熔斷，要求離子的流強不能強。最后，對于電子束流的測量，信號被減弱；而對于重離子束流的測量，信得到加強。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于LabVIEW監(jiān)控的伺服運動模式研究[J]. 雷梁,冉從軍,蔣冰霜,魏瓊林. 工業(yè)儀表與自動化裝置. 2016(05)
[2]微型法拉第筒陣列束流均勻性測量[J]. 胡楊,楊海亮,孫劍鋒,孫江,張鵬飛,李靜雅. 強激光與粒子束. 2015(05)
[3]電子束焊接束流診斷用法拉第筒傳感器研制[J]. 彭勇,王克鴻,周琦,沈春龍. 真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報. 2012(07)
[4]法拉第筒陣列探測器在電子束束流均勻度測量中的應(yīng)用[J]. 徐治國,王金川,肖國青,郭忠言,武麗杰,張力,毛瑞士. 核電子學(xué)與探測技術(shù). 2005(04)
[5]蘭州重離子加速器的狀態(tài)和發(fā)展[J]. 王義芳. 物理. 2001(06)
[6]PbWO4閃爍晶體的輻照損傷機理研究[J]. 馮錫淇,韓寶國,胡關(guān)欽,張雁行. 物理學(xué)報. 1999(07)
博士論文
[1]非攔截式束流剖面探測器-IPM與BIF[D]. 謝宏明.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]HIMM束流診斷前端控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 李敏.中國科學(xué)院研究生院（近代物理研究所） 2015
碩士論文
[1]多通道弱電流測量系統(tǒng)的研制及其在束流診斷中的應(yīng)用[D]. 李鑫.蘭州大學(xué) 2017
本文編號：2904672
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