扫描式128通道法拉第筒阵列束流轮廓探测器
发布时间：2020-12-08 07:01
束流流强分布测量是束流诊断系统的重要组成部分,在诸多实验中（例如材料辐照和离子注入等）,人们不仅需要知道束流的位置信息,而且还迫切地需要获得束流流强的空间分布。目前大多数测量束流流强分布的探测器给出的都是流强的一维投影分布,并非束流密度的空间分布信息。鉴于此局限性,我们研制了扫描式128通道法拉第筒阵列束流轮廓探测器,该探测器能够逐点给出X-Y平面上束流流强的二维空间分布以及束流轮廓。该探测器基于法拉第筒探测带电离子束流的原理研制而成,采用已有的多通道弱电流测量系统和数据获取系统。探测器灵敏区为内径1mm、孔深5mm的4排32列法拉第筒错位阵列,可在伺服电机驱动下上下移动对束流进行扫描探测,能够非常准地给出束流的位置信息和流强分布信息。探测器的束流准直孔为0.6mm,在75mm*75mm区域内像素个数可达16384个。目前,此探测器主要用于超低能重离子实验平台和320kV高电荷态综合研究平台的束流调试和诊断。本论文的重点工作是128通道法拉第筒阵列探头的设计加工、数据采集程序的编写以及探测器的测试。探头的设计包括机械设计、PCB板设计、制图加工以及探头的组装。数据采集程序包括伺服电机运...
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
近代物理研究所新建的LEAF装置图
测器的发展起了推动作用，它们首次通过注入钠蒸汽的技术来加强真空管道内部所探测信号的强度，即增加电子离子对，并以电子作为信号收集，成功地使 IPM探测器的空间分辨率达到 1mm 左右[15]。1977 年日本的科研工作者把自主研制的IPM 探测器（以离子作为收集信号）安装在高能加速器装置（KEK）的同步质子加速器上，并且对其进一步改进使该探测器的时间分辨率达到了 30μs[16]。1979年美国费米国家实验室的科研工作者首次把微通道板（MCP）技术应用到 IPM 探测器，通过注入镁蒸汽对探测信号进行放大，并且提出了用紫外光灯测试 MCP的测试技术，微通道板技术对 IPM 探测器的发展起到促进作用[17-19]。1988 年英国的散列中子源把单通道倍增器利用到 IPM 探测器的研制中[20]。20 世纪 80 年代，布鲁克海文国家实验室开创性的使用磁场技术来约束电子，成功的降低了空间电荷效应引起的探测误差，并且对此误差进行了修正[21]。此后 IPM 探测器不断地被系统化研究，其应用范围也越来越广[22-38]。IPM 探测器主要用于高能强流的束流剖面测量。其工作原理以及应用如图 1-2 所示，其中收集电子信号的 IPM探测器主要用于需要快时间响应的束流横向剖面测量，以离子作为收集信号模式的 IPM 探测器，更适合用于“慢”时间响应的束流横向剖面测量。（b）
兰州大学硕士研究生学位论文 高精度扫描式 128 通道法拉第筒阵列束流轮廓探小值，低于该值，无法测量。其次，为了防止丝线熔断，要求离子的流强不能强。最后，对于电子束流的测量，信号被减弱；而对于重离子束流的测量，信得到加强。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LabVIEW监控的伺服运动模式研究[J]. 雷梁,冉从军,蒋冰霜,魏琼林. 工业仪表与自动化装置. 2016(05)
[2]微型法拉第筒阵列束流均匀性测量[J]. 胡杨,杨海亮,孙剑锋,孙江,张鹏飞,李静雅. 强激光与粒子束. 2015(05)
[3]电子束焊接束流诊断用法拉第筒传感器研制[J]. 彭勇,王克鸿,周琦,沈春龙. 真空科学与技术学报. 2012(07)
[4]法拉第筒阵列探测器在电子束束流均匀度测量中的应用[J]. 徐治国,王金川,肖国青,郭忠言,武丽杰,张力,毛瑞士. 核电子学与探测技术. 2005(04)
[5]兰州重离子加速器的状态和发展[J]. 王义芳. 物理. 2001(06)
[6]PbWO4闪烁晶体的辐照损伤机理研究[J]. 冯锡淇,韩宝国,胡关钦,张雁行. 物理学报. 1999(07)
博士论文
[1]非拦截式束流剖面探测器-IPM与BIF[D]. 谢宏明.中国科学技术大学 2017
[2]HIMM束流诊断前端控制系统的设计与实现[D]. 李敏.中国科学院研究生院（近代物理研究所） 2015
硕士论文
[1]多通道弱电流测量系统的研制及其在束流诊断中的应用[D]. 李鑫.兰州大学 2017
本文编号：2904672
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
近代物理研究所新建的LEAF装置图
测器的发展起了推动作用，它们首次通过注入钠蒸汽的技术来加强真空管道内部所探测信号的强度，即增加电子离子对，并以电子作为信号收集，成功地使 IPM探测器的空间分辨率达到 1mm 左右[15]。1977 年日本的科研工作者把自主研制的IPM 探测器（以离子作为收集信号）安装在高能加速器装置（KEK）的同步质子加速器上，并且对其进一步改进使该探测器的时间分辨率达到了 30μs[16]。1979年美国费米国家实验室的科研工作者首次把微通道板（MCP）技术应用到 IPM 探测器，通过注入镁蒸汽对探测信号进行放大，并且提出了用紫外光灯测试 MCP的测试技术，微通道板技术对 IPM 探测器的发展起到促进作用[17-19]。1988 年英国的散列中子源把单通道倍增器利用到 IPM 探测器的研制中[20]。20 世纪 80 年代，布鲁克海文国家实验室开创性的使用磁场技术来约束电子，成功的降低了空间电荷效应引起的探测误差，并且对此误差进行了修正[21]。此后 IPM 探测器不断地被系统化研究，其应用范围也越来越广[22-38]。IPM 探测器主要用于高能强流的束流剖面测量。其工作原理以及应用如图 1-2 所示，其中收集电子信号的 IPM探测器主要用于需要快时间响应的束流横向剖面测量，以离子作为收集信号模式的 IPM 探测器，更适合用于“慢”时间响应的束流横向剖面测量。（b）
兰州大学硕士研究生学位论文 高精度扫描式 128 通道法拉第筒阵列束流轮廓探小值，低于该值，无法测量。其次，为了防止丝线熔断，要求离子的流强不能强。最后，对于电子束流的测量，信号被减弱；而对于重离子束流的测量，信得到加强。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LabVIEW监控的伺服运动模式研究[J]. 雷梁,冉从军,蒋冰霜,魏琼林. 工业仪表与自动化装置. 2016(05)
[2]微型法拉第筒阵列束流均匀性测量[J]. 胡杨,杨海亮,孙剑锋,孙江,张鹏飞,李静雅. 强激光与粒子束. 2015(05)
[3]电子束焊接束流诊断用法拉第筒传感器研制[J]. 彭勇,王克鸿,周琦,沈春龙. 真空科学与技术学报. 2012(07)
[4]法拉第筒阵列探测器在电子束束流均匀度测量中的应用[J]. 徐治国,王金川,肖国青,郭忠言,武丽杰,张力,毛瑞士. 核电子学与探测技术. 2005(04)
[5]兰州重离子加速器的状态和发展[J]. 王义芳. 物理. 2001(06)
[6]PbWO4闪烁晶体的辐照损伤机理研究[J]. 冯锡淇,韩宝国,胡关钦,张雁行. 物理学报. 1999(07)
博士论文
[1]非拦截式束流剖面探测器-IPM与BIF[D]. 谢宏明.中国科学技术大学 2017
[2]HIMM束流诊断前端控制系统的设计与实现[D]. 李敏.中国科学院研究生院（近代物理研究所） 2015
硕士论文
[1]多通道弱电流测量系统的研制及其在束流诊断中的应用[D]. 李鑫.兰州大学 2017
本文编号：2904672
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/2904672.html
