絲掃描探測(cè)器是上海光源同步輻射光束線上一種重要的光束位置探測(cè)設(shè)備,可以給出光束中心位置與光斑大小等關(guān)鍵信息。目前,絲掃描探測(cè)器采用馬達(dá)每轉(zhuǎn)動(dòng)一步停下來采集一次樣本的工作模式,空間分辨率約為100μm;采集的信號(hào)信噪比差,毛刺干擾嚴(yán)重,擬合誤差較大;采用人工識(shí)別光信號(hào)的方式截選擬合區(qū)間,人為誤差大,處理過程耗時(shí)多。針對(duì)以上問題,本文主要貢獻(xiàn)如下:(1)設(shè)計(jì)了掃描絲勻速運(yùn)動(dòng)、電子學(xué)高速連續(xù)采樣的新工作模式及其配套的電子學(xué)軟硬件系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以提高探測(cè)器掃描速度上限,增加單位距離內(nèi)的采樣數(shù)量,提高探測(cè)器的分辨能力,經(jīng)過在上海光源BL09B線站的測(cè)試,絲掃描光束位置探測(cè)系統(tǒng)在該工作模式下,光束中心位置測(cè)量分辨率可達(dá)48.34μm,光斑大小測(cè)量分辨率可達(dá)38.46μm,平均數(shù)據(jù)處理時(shí)間約160ms。(2)設(shè)計(jì)絲掃描信號(hào)處理方法,提出了基于長(zhǎng)短時(shí)平均法與赤池準(zhǔn)則的光信號(hào)自動(dòng)拾取方法。分析了絲掃描信號(hào)及其噪聲的特征,設(shè)計(jì)了包含F(xiàn)IR低通濾波器、平均法降采樣、中值濾波的降噪方法,該方法可以有效濾除信號(hào)噪聲,消除毛刺,加快數(shù)據(jù)處理速度與降低擬合誤差。采用Allen函數(shù)對(duì)信號(hào)幅度變化特征進(jìn)行放大,提出基于長(zhǎng)短時(shí)平均法與赤池準(zhǔn)則的光信號(hào)自動(dòng)拾取方法,自動(dòng)截取高斯擬合信號(hào),取代人工拾取方式。設(shè)計(jì)能量變化率法對(duì)信號(hào)擬合參數(shù)初值進(jìn)行估測(cè),減少擬合算法迭代用時(shí)。(3)得到了絲掃描分辨率隨其影響因素的變化規(guī)律,為探測(cè)器的設(shè)計(jì)與使用提供參考。對(duì)掃描絲的相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算與分析,為掃描絲的選擇和使用提供依據(jù)。通過實(shí)驗(yàn)探究,得到了絲掃描分辨率隨其影響因素的變化規(guī)律:絲掃描分辨率隨著采樣頻率升高而變好;分辨率隨著掃描速度的增加而變壞;直徑小的掃描絲可以獲得更好的分辨率,同時(shí)也掌握了探測(cè)器分辨率與各影響因素間的數(shù)值對(duì)應(yīng)關(guān)系,給絲掃描探測(cè)器的設(shè)計(jì)和使用提供參考和便利。
【學(xué)位單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TL81

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2822875