GEM-TPC快中子谱仪控制与数据采集软件的开发
发布时间：2020-04-22 20:11
【摘要】：中子能谱测量在核物理的发展中一直占据了重要地位,是核辐射探测领域的一项基本内容。为了满足近年来快中子能谱测量工作中不断提高的能量分辨率和探测效率的要求,清华大学开发出了一套基于GEM-TPC的快中子能谱测量系统。GEM-TPC是一种以气体电子倍增器,GEM为探测器读出,以时间投影仪TPC为探测器本体的新型探测器,可基于核反冲法进行中子能谱的测量,其原型机探测系统和相关方面的设计目前还处于研制和调试阶段。因此,需要有一套与探测器配套的控制与数据采集系统(以下简称CDAQ),能在研制和调试阶段准确的控制探测器的测量工作,并能实时的反馈探测器在不同的工况下(如不同的气体配比,不同GEM膜层数以及偏置电压等)输出信号的波形特征以及统计性信息的变化,从而得到探测器达到最佳工作时所需的条件参数以及在不同条件参数下性能(主要是能量分辨率及探测效率)的劣化曲线。本论文主要完成了该CDAQ系统的上位机控制与采集软件(PC software,以下简称PCS)的开发。PCS可实现对CDAQ系统进行实时在线的工作参数(如触发阈)配置和工作模式选择,可发送指令实现CDAQ系统的自检,并能以翻页机制实时显示GEM-TPC探测器720通道信号的输出波形,以监测探测器工作状态及各个输出通道的电子学性能。论文还克服了以太网监听抓数据包和多通道随机信号分拣的难点。最后,PCS还可以将一段时间内采集的探测器输出的波形信息保存为tx、xls、二进制码等多种格式的文件,便于不同的分析和处理软件导入,可快速的提取出重建反冲核三维径迹所需的时间和位置信息,并根据反冲核沉积的能量,推算入射中子的能量。最后,通过在北京大学重离子加速器上的测试,检验了PCS配合CDAQ及探测器工作的效果与性能。检验结果显示,该软件可有效的控制探测器及CDAQ在不同参数下工作,可适应不同能量、强度和平均时间率的质子束流的测量要求。并从PCS记录的结果中可以准确的重建质子进入TPC后的三维径迹,为不断优化GEM-TPC性能以致最终实现高能量分辨率、高效率的中子能谱测量提供了重要的支持。
【图文】：
于邋ＲＴＭ邋（Ｒｏｂｏｔ邋Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ邋Ｍｉｄｄｌｅｗａｒｅ）的邋ＤＡＱ邋中间件。ＤＡＱ邋中间件由基于逡逑ＲＴＭ的分布式软件组件、扩展的ＤＡＱ软件组件、运行控制管理软件、系统配逡逑置软件、支持ｈｔｔｐ协议的用户接口五部分组成。其框架如图１－１所示。ＤＡＱ系逡逑统实现的功能主要有：基于网络的运巧控制和监视、ＰＳＤ邋（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ邋Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ逡逑Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）位置校准、对产生粒子径迹移动画２Ｄ成像、显示束流击中目标图形。逡逑Ｊ－ＰＡＲＣ的ＭＬＦ探测器的ＤＡＱ系统的特点在于用硬件ＳｉＴＣＰ巧片代替软件作逡逑为ＴＣＰ／ＥＰ协议的处理器和采用ＤＡＱ中间件技术。逡逑３逡逑
为我们带来了便利。逡逑ＢＥＳＩＩＩ数据获取系统是由上百个处理器构成的分布式并行处理系统，逡逑如图１－２所示。各个处理器分别完成相对独立的任务，可Ｗ并发地工作。按照逡逑采用的技术方案，可将ＢＥＳＩＩＩ数据获取系统分为两个子系统：读出子系统和在逡逑线软件系统。读出子系统运行在读出ＶＭＥ机箱中的ＰｏｗｅｒＰＣ上，负责读出前逡逑端电子学插件的原始数据和第一级事例组装，并将数据段发送给在线软件系统；逡逑在线软件系统则完成事例的第二、Ｈ级组装，负责将从读出子系统收到的数据逡逑段沮装成完整有效的事例数据保存到数据服务器，并进一步送到计算机中必己逡逑录到永久介质上。逡逑ＢＥＳｍ邋ＤＡＱ邋Ｎｅｔｗｏｒｋ邋的}庐jK的。抗抗逡逑ｉ逦｜＂壀＇；栥－，＂＇叫逦！逦八逡逑＾逦＼＼邋心邋ｗ、．‘—Ｌ邋＇，，，…吗＂，逡逑X颍掊巍，
本文编号：2636907
【图文】：
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