HLSⅡ儲(chǔ)存環(huán)束流位置測(cè)量系統(tǒng)的研制及相關(guān)研究.pdf

1、束流位置是加速器的重要參數(shù)之一，對(duì)加速器的狀態(tài)判斷和性能評(píng)估具有重要意義。本論文以合肥光源重大維修改造項(xiàng)目(HLSⅡ)為背景，研制了儲(chǔ)存環(huán)束流位置測(cè)量(BPM)系統(tǒng)，為HLSⅡ束流診斷提供了重要的工具。同時(shí)在HLS上開展了一系列相關(guān)測(cè)試和實(shí)驗(yàn)研究。
　　 本文首先簡(jiǎn)要介紹了束流位置測(cè)量原理和方法，然后對(duì)HLSⅡ BPM系統(tǒng)的電極設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研制、測(cè)試和應(yīng)用這幾個(gè)方面進(jìn)行了詳細(xì)的討論。
　　 根據(jù)改造工程要求，合肥

2、光源儲(chǔ)存環(huán)真空室將由原來的圓形改為近似橢圓的八邊形。針對(duì)這一改進(jìn)，用軟件對(duì)BPM電極的機(jī)械參數(shù)進(jìn)行了精細(xì)的模擬計(jì)算和優(yōu)化，確定了鈕扣電極相關(guān)參數(shù);對(duì)電極的電氣特性進(jìn)行了仿真計(jì)算，用差比和與對(duì)數(shù)比兩種方法計(jì)算得到了BPM位置靈敏度，同時(shí)還得到了電位置、電極和信號(hào)等相關(guān)參數(shù)的擬合公式;對(duì)新的BPM進(jìn)行了離線測(cè)試和標(biāo)定。
　　 對(duì)BPM數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件Libera Brilliance和Bergoz電子學(xué)進(jìn)行了詳細(xì)分析;利用LabV

3、IEW搭建了全自動(dòng)測(cè)試平臺(tái)，對(duì)Libera Brilliance的位置分辨率和流強(qiáng)依賴性等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了離線測(cè)試;對(duì)IT公司提供的EPICS軟件包根據(jù)合肥光源實(shí)際情況進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，在Libera中成功建立IOC，能夠在線發(fā)布FPGA中處理的束流數(shù)據(jù);在獨(dú)立服務(wù)器上建立Soft IOC，通過網(wǎng)絡(luò)獲取所有Libera Brilliance測(cè)量的信號(hào)，使用新開發(fā)的EPICS記錄類型實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)比方法計(jì)算束流位置，并對(duì)其進(jìn)行了多種信號(hào)處理和數(shù)據(jù)

4、分析;使用EDM和CSS_BOY等工具編寫了完整的OPI。
　　 在HLS上開展了相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究。對(duì)Libera Brilliance在HLS上進(jìn)行了長(zhǎng)期的帶束測(cè)試，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，結(jié)果表明系統(tǒng)測(cè)量精度和穩(wěn)定性能夠滿足改造工程要求。利用BPM開展的研究包括工作點(diǎn)測(cè)量、基于電極和信號(hào)的流強(qiáng)測(cè)量、束流壽命測(cè)量等，對(duì)電極增益系數(shù)進(jìn)行在線標(biāo)定并和離線標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。同時(shí)利用高速率示波器進(jìn)行了束團(tuán)流強(qiáng)測(cè)量，取得了良好的結(jié)果，為新