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

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【摘要】：中國(guó)散裂中子源工程(簡(jiǎn)稱CSNS)位于東莞大朗鎮(zhèn),一期工程預(yù)計(jì)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(guó)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(cè)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(cè)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(cè)器。為了能夠保證批量中子探測(cè)器應(yīng)用的一致性,研制了二維中子探測(cè)器性能標(biāo)定系統(tǒng),本文主要討論了標(biāo)定系統(tǒng)中的電控系統(tǒng)。中子探測(cè)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(hào)變?yōu)殡娦盘?hào),進(jìn)入電子學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行處理。本項(xiàng)目研究的目的是用模擬的脈沖光信號(hào),對(duì)波移光纖以后環(huán)節(jié)性能參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)標(biāo)定,研究?jī)?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(guò)FPGA芯片與智能脈沖信號(hào)發(fā)生器和二維平臺(tái)控制部分接口,通過(guò)RS485總線與環(huán)境參數(shù)采集模塊接口,通過(guò)TCP/IP與PC計(jì)算機(jī)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(hào)發(fā)生器,脈沖信號(hào)控制LD激光器產(chǎn)生脈沖光源信號(hào)。3)受核心控制器控制的二維移動(dòng)平臺(tái),脈沖光源置于二維平臺(tái),通過(guò)光纖導(dǎo)入波移光纖傳輸介質(zhì)。4)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn),上位計(jì)算機(jī)(PC機(jī))通過(guò)TCP/IP發(fā)出指令至核心控制器,控制二維平臺(tái)運(yùn)動(dòng)、脈沖光源的產(chǎn)生,接收中子探測(cè)器中電子學(xué)系統(tǒng)的信號(hào)和環(huán)境參數(shù)信號(hào)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,自動(dòng)對(duì)探測(cè)器(二維)有效位置的探測(cè)效率、空間分辨率、總計(jì)數(shù)率等參數(shù)性能進(jìn)行標(biāo)定。本文首先論述了二維中子探測(cè)器性能標(biāo)定系統(tǒng)的必要性,提出了標(biāo)定系統(tǒng)中控制系統(tǒng)的需求和性能要求,通過(guò)需求和性能要提出了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì);然后分別論述了基于STM32的核心控制器的設(shè)計(jì)以及FPGA、TCP/IP、RS485等接口電路;論述了FPGA產(chǎn)生的脈沖信號(hào)和由DAC8512產(chǎn)生的模擬信號(hào)以及與模擬開(kāi)關(guān)生成的頻率、脈寬、幅度可調(diào)的脈沖電信號(hào),經(jīng)濾波后控制LD激光器產(chǎn)生脈沖光源信號(hào)的過(guò)程;論述了基于步進(jìn)電機(jī)和磁柵尺反饋構(gòu)成的二維移動(dòng)平臺(tái)的控制系統(tǒng);最后論述了二維中子探測(cè)器標(biāo)定控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn),經(jīng)過(guò)系統(tǒng)運(yùn)行測(cè)試,該控制系統(tǒng)滿足設(shè)計(jì)要求。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP273;O571.53

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本文編號(hào)：1239698