【摘要】：中子能譜測量在核物理的發(fā)展中一直占據(jù)了重要地位,是核輻射探測領(lǐng)域的一項基本內(nèi)容。為了滿足近年來快中子能譜測量工作中不斷提高的能量分辨率和探測效率的要求,清華大學(xué)開發(fā)出了一套基于GEM-TPC的快中子能譜測量系統(tǒng)。GEM-TPC是一種以氣體電子倍增器,GEM為探測器讀出,以時間投影儀TPC為探測器本體的新型探測器,可基于核反沖法進行中子能譜的測量,其原型機探測系統(tǒng)和相關(guān)方面的設(shè)計目前還處于研制和調(diào)試階段。因此,需要有一套與探測器配套的控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(以下簡稱CDAQ),能在研制和調(diào)試階段準(zhǔn)確的控制探測器的測量工作,并能實時的反饋探測器在不同的工況下(如不同的氣體配比,不同GEM膜層數(shù)以及偏置電壓等)輸出信號的波形特征以及統(tǒng)計性信息的變化,從而得到探測器達(dá)到最佳工作時所需的條件參數(shù)以及在不同條件參數(shù)下性能(主要是能量分辨率及探測效率)的劣化曲線。本論文主要完成了該CDAQ系統(tǒng)的上位機控制與采集軟件(PC software,以下簡稱PCS)的開發(fā)。PCS可實現(xiàn)對CDAQ系統(tǒng)進行實時在線的工作參數(shù)(如觸發(fā)閾)配置和工作模式選擇,可發(fā)送指令實現(xiàn)CDAQ系統(tǒng)的自檢,并能以翻頁機制實時顯示GEM-TPC探測器720通道信號的輸出波形,以監(jiān)測探測器工作狀態(tài)及各個輸出通道的電子學(xué)性能。論文還克服了以太網(wǎng)監(jiān)聽抓數(shù)據(jù)包和多通道隨機信號分揀的難點。最后,PCS還可以將一段時間內(nèi)采集的探測器輸出的波形信息保存為tx、xls、二進制碼等多種格式的文件,便于不同的分析和處理軟件導(dǎo)入,可快速的提取出重建反沖核三維徑跡所需的時間和位置信息,并根據(jù)反沖核沉積的能量,推算入射中子的能量。最后,通過在北京大學(xué)重離子加速器上的測試,檢驗了PCS配合CDAQ及探測器工作的效果與性能。檢驗結(jié)果顯示,該軟件可有效的控制探測器及CDAQ在不同參數(shù)下工作,可適應(yīng)不同能量、強度和平均時間率的質(zhì)子束流的測量要求。并從PCS記錄的結(jié)果中可以準(zhǔn)確的重建質(zhì)子進入TPC后的三維徑跡,為不斷優(yōu)化GEM-TPC性能以致最終實現(xiàn)高能量分辨率、高效率的中子能譜測量提供了重要的支持。
【圖文】：

于邋ＲＴＭ邋（Ｒｏｂｏｔ邋Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ邋Ｍｉｄｄｌｅｗａｒｅ）的邋ＤＡＱ邋中間件。ＤＡＱ邋中間件由基于逡逑ＲＴＭ的分布式軟件組件、擴展的ＤＡＱ軟件組件、運行控制管理軟件、系統(tǒng)配逡逑置軟件、支持ｈｔｔｐ協(xié)議的用戶接口五部分組成。其框架如圖１－１所示。ＤＡＱ系逡逑統(tǒng)實現(xiàn)的功能主要有：基于網(wǎng)絡(luò)的運巧控制和監(jiān)視、ＰＳＤ邋（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ邋Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ逡逑Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）位置校準(zhǔn)、對產(chǎn)生粒子徑跡移動畫２Ｄ成像、顯示束流擊中目標(biāo)圖形。逡逑Ｊ－ＰＡＲＣ的ＭＬＦ探測器的ＤＡＱ系統(tǒng)的特點在于用硬件ＳｉＴＣＰ巧片代替軟件作逡逑為ＴＣＰ／ＥＰ協(xié)議的處理器和采用ＤＡＱ中間件技術(shù)。逡逑３逡逑

為我們帶來了便利。逡逑ＢＥＳＩＩＩ數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)是由上百個處理器構(gòu)成的分布式并行處理系統(tǒng)，逡逑如圖１－２所示。各個處理器分別完成相對獨立的任務(wù)，可Ｗ并發(fā)地工作。按照逡逑采用的技術(shù)方案，可將ＢＥＳＩＩＩ數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)分為兩個子系統(tǒng)：讀出子系統(tǒng)和在逡逑線軟件系統(tǒng)。讀出子系統(tǒng)運行在讀出ＶＭＥ機箱中的ＰｏｗｅｒＰＣ上，負(fù)責(zé)讀出前逡逑端電子學(xué)插件的原始數(shù)據(jù)和第一級事例組裝，并將數(shù)據(jù)段發(fā)送給在線軟件系統(tǒng)；逡逑在線軟件系統(tǒng)則完成事例的第二、Ｈ級組裝，負(fù)責(zé)將從讀出子系統(tǒng)收到的數(shù)據(jù)逡逑段沮裝成完整有效的事例數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)服務(wù)器，并進一步送到計算機中必己逡逑錄到永久介質(zhì)上。逡逑ＢＥＳｍ邋ＤＡＱ邋Ｎｅｔｗｏｒｋ邋的}廬jK的�？箍瑰义希檫姡В粬悖�，＂＇叫邐！邐八逡逑＾邐＼＼邋心邋ｗ、．‘—Ｌ邋＇，，，…嗎＂，逡逑X潁掊巍，

本文編號：2636907