絲掃描探測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,絲掃描探測器采用馬達每轉(zhuǎn)動一步停下來采集一次樣本的工作模式,空間分辨率約為100μm;采集的信號信噪比差,毛刺干擾嚴重,擬合誤差較大;采用人工識別光信號的方式截選擬合區(qū)間,人為誤差大,處理過程耗時多。針對以上問題,本文主要貢獻如下:(1)設(shè)計了掃描絲勻速運動、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,提高探測器的分辨能力,經(jīng)過在上海光源BL09B線站的測試,絲掃描光束位置探測系統(tǒng)在該工作模式下,光束中心位置測量分辨率可達48.34μm,光斑大小測量分辨率可達38.46μm,平均數(shù)據(jù)處理時間約160ms。(2)設(shè)計絲掃描信號處理方法,提出了基于長短時平均法與赤池準則的光信號自動拾取方法。分析了絲掃描信號及其噪聲的特征,設(shè)計了包含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)對信號幅度變化特征進行放大,提出基于長短時平均法與赤池準則的光信號自動拾取方法,自動截取高斯擬合信號,取代人工拾取方式。設(shè)計能量變化率法對信號擬合參數(shù)初值進行估測,減少擬合算法迭代用時。(3)得到了絲掃描分辨率隨其影響因素的變化規(guī)律,為探測器的設(shè)計與使用提供參考。對掃描絲的相關(guān)設(shè)計參數(shù)進行計算與分析,為掃描絲的選擇和使用提供依據(jù)。通過實驗探究,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,同時也掌握了探測器分辨率與各影響因素間的數(shù)值對應(yīng)關(guān)系,給絲掃描探測器的設(shè)計和使用提供參考和便利。
【學(xué)位單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TL81

【參考文獻】

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本文編號：2822875