本文關(guān)鍵詞：二維中子探測器性能標定系統(tǒng)中控制系統(tǒng)技術(shù)研究

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【摘要】：中國散裂中子源工程(簡稱CSNS)位于東莞大朗鎮(zhèn),一期工程預(yù)計在2017~2018年完成。工程建成后,將躋身世界四大散裂中子源行列,在提升我國的原始創(chuàng)新能力、基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究方面起著重要的作用。高性能中子探測器是散裂中子源工程的關(guān)鍵設(shè)備。隨著新一代中子科學(xué)裝置性能的提高,以新型閃爍體和光電讀出結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的中子探測器近幾年發(fā)展迅速,因此CSNS將使用一批基于摻雜6Li的ZnS(Ag)閃爍體的二維中子探測器。為了能夠保證批量中子探測器應(yīng)用的一致性,研制了二維中子探測器性能標定系統(tǒng),本文主要討論了標定系統(tǒng)中的電控系統(tǒng)。中子探測器中,中子與閃爍體作用產(chǎn)生光子,經(jīng)波移光纖傳輸至光電倍增管陣列,將光信號變?yōu)殡娦盘?進入電子學(xué)系統(tǒng)進行處理。本項目研究的目的是用模擬的脈沖光信號,對波移光纖以后環(huán)節(jié)性能參數(shù)進行自動標定,研究內(nèi)容有:1)基于嵌入式系統(tǒng)STM32的核心控制器,該控制器通過FPGA芯片與智能脈沖信號發(fā)生器和二維平臺控制部分接口,通過RS485總線與環(huán)境參數(shù)采集模塊接口,通過TCP/IP與PC計算機接口;2)受核心控制器控制的頻率、占空比、幅度可調(diào)的智能脈沖信號發(fā)生器,脈沖信號控制LD激光器產(chǎn)生脈沖光源信號。3)受核心控制器控制的二維移動平臺,脈沖光源置于二維平臺,通過光纖導(dǎo)入波移光纖傳輸介質(zhì)。4)系統(tǒng)的實現(xiàn),上位計算機(PC機)通過TCP/IP發(fā)出指令至核心控制器,控制二維平臺運動、脈沖光源的產(chǎn)生,接收中子探測器中電子學(xué)系統(tǒng)的信號和環(huán)境參數(shù)信號并進行數(shù)據(jù)處理,自動對探測器(二維)有效位置的探測效率、空間分辨率、總計數(shù)率等參數(shù)性能進行標定。本文首先論述了二維中子探測器性能標定系統(tǒng)的必要性,提出了標定系統(tǒng)中控制系統(tǒng)的需求和性能要求,通過需求和性能要提出了系統(tǒng)的總體設(shè)計;然后分別論述了基于STM32的核心控制器的設(shè)計以及FPGA、TCP/IP、RS485等接口電路;論述了FPGA產(chǎn)生的脈沖信號和由DAC8512產(chǎn)生的模擬信號以及與模擬開關(guān)生成的頻率、脈寬、幅度可調(diào)的脈沖電信號,經(jīng)濾波后控制LD激光器產(chǎn)生脈沖光源信號的過程;論述了基于步進電機和磁柵尺反饋構(gòu)成的二維移動平臺的控制系統(tǒng);最后論述了二維中子探測器標定控制系統(tǒng)的實現(xiàn),經(jīng)過系統(tǒng)運行測試,該控制系統(tǒng)滿足設(shè)計要求。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP273;O571.53

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