HIRFL荧光靶技术研究及其应用

发布时间:2018-06-24 20:40

  本文选题:兰州重离子应用装置 + 束流剖面测量系统 ; 参考:《中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)》2017年硕士论文


【摘要】:兰州重离子加速器是主攻基础研究的大科学实验装置,该装置具有加速离子种类多,加速能量高等特点,且会经常更换束流。调束工作作为加速器运行过程中的重要环节,其直接影响加速器出束效率和束流质量,进而影响重离子物理、生物等方面的实验进程和实验结果。调束过程中调束人员需要了解束流当前的状态信息,才能进一步调整设备加载值,以获得需要的束流,这就需要对束流信息进行测量。关于束流截面信息的测量,拦截式荧光靶测量系统仍是最直接有效的方式,目前HIRFL拥有多个荧光靶设备测量束流的截面信息(中心位置坐标、面积等)。HIRFL荧光靶束流剖面监测系统使用摄像机获取荧光靶图像,经网络传输到客户端进行显示,该系统没有束流图像实时分析功能,需要截屏保存图像,再对图像进行分析,这种方式过程繁琐、效率不高,不利于调束工作。本课题根据实际需求对原系统进行改造,重新设计编写了软件系统。新系统利用视频服务器软件开发包从视频服务器获取视频数据,并利用解码库实现视频数据的解码工作。然后系统采用数字图像处理的方法,针对开灯和关灯两种情况,对解码后的图像进行处理,检测并提取束流光斑部分。最后对检测出的束流光斑进行数据分析工作,即得到束流截面参数。新系统实现了束流截面数据的自动获取功能,不仅减少了调束人员工作量,而且可以实时为调束人员提供调束依据,达到了提高调束效率和改善束流品质的目的。同时束流参数自动获取的实现,方便了加速器运行过程中束流位置信息的获取工作,也为自动调束奠定了基础。
[Abstract]:Lanzhou heavy Ion Accelerator is a large scientific experimental device for basic research. It has many kinds of accelerating ions and high acceleration energy, and the beam current is often replaced. As an important link in the operation of accelerator, beam modulation directly affects the beam output efficiency and beam quality, and then affects the experimental process and experimental results in heavy ion physics, biology and so on. In order to further adjust the loading value of the device, the beam regulator needs to know the current state information of the beam in order to obtain the needed beam current, which requires the beam information to be measured. The interceptor fluorescence target measurement system is still the most direct and effective way to measure beam cross section information. At present, HIRFL has multiple fluorescence target devices to measure beam cross section information (center position coordinate). HIRFL fluorescence target beam profile monitoring system uses a camera to obtain fluorescence target images, which are transmitted to the client to display through the network. The system has no real-time analysis function of beam images, so it needs screen capture to save the images, and then analyze the images. This way process is tedious, efficiency is not high, is unfavorable to adjust beam work. According to the actual demand, the software system is redesigned and written. The new system uses the video server software development kit to obtain the video data from the video server, and uses the decoding library to realize the decoding of the video data. Then the digital image processing method is used to process the decoded image and detect and extract the beam spot. Finally, the data of the detected beam spot are analyzed, namely, the beam cross section parameters are obtained. The new system realizes the automatic acquisition function of beam cross section data, which not only reduces the workload of beam regulator, but also provides the beam adjusting basis in real time, and achieves the purpose of improving beam adjusting efficiency and beam current quality. At the same time, the realization of automatic acquisition of beam parameters facilitates the acquisition of beam position information during the operation of accelerator, and lays a foundation for automatic beam adjustment.
【学位授予单位】:中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O572.211

【参考文献】

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本文编号:2062861

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