針對(duì)合肥光源儲(chǔ)存環(huán)恒流運(yùn)行(Top-off)改造等性能提升的需要,研制了新型的基于嵌入式EPICS架構(gòu)的儲(chǔ)存環(huán)束流損失監(jiān)測(cè)(BLM)系統(tǒng),用于監(jiān)測(cè)儲(chǔ)存環(huán)中束流損失發(fā)生的位置和大小。合肥光源在二期升級(jí)改造之后,增加了水平方向的聚焦,使得束流發(fā)射度極大的降低,光源的穩(wěn)定性明顯提高。托歇克效應(yīng)由于發(fā)射度的降低而增加,從而使得束流損失也增大。新BLM處理器獲取儲(chǔ)存環(huán)各處雙PIN型光電二極管傳感器所采集的簇射電子的信號(hào),分析處理后通過(guò)各個(gè)處理器內(nèi)部的嵌入式系統(tǒng)所運(yùn)行的EPICS程序?qū)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)布到加速器控制網(wǎng)絡(luò),使中控室能夠?qū)崟r(shí)獲取束損的數(shù)據(jù)。同時(shí)分析了束流損失產(chǎn)生的原因,影響束流壽命的原因和產(chǎn)生的輻射類(lèi)型。在束流損失監(jiān)測(cè)設(shè)備的設(shè)計(jì)中,首先根據(jù)儲(chǔ)存環(huán)實(shí)際安裝位置空間大小,確定了束流損失監(jiān)控設(shè)備設(shè)計(jì)尺寸大小。再根據(jù)束流損失監(jiān)控設(shè)備所需要的功能,設(shè)計(jì)了模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、電源電路、信號(hào)處理電路、MCU芯片監(jiān)控電路、數(shù)據(jù)通訊電路、自檢電路等。本文設(shè)計(jì)的束流損失監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有兩套模式,分別為測(cè)量模式和自檢模式。兩個(gè)模式區(qū)別在于切換雙PIN型光電二極管的輸出信號(hào)。在測(cè)量模式下,雙PIN型光電二極管輸出的信號(hào)為束流損失信號(hào);在自檢模式下,雙PIN型光電二極管輸出信號(hào)是一個(gè)固定的頻率值。通過(guò)比較來(lái)判斷束流損失設(shè)備是否正常工作,提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。束流損失監(jiān)測(cè)設(shè)備有三種數(shù)據(jù)輸出模式,分別為串口輸出、觸摸屏顯示、網(wǎng)絡(luò)傳輸。三種數(shù)據(jù)輸出模式適用于調(diào)試、離線測(cè)試、在線測(cè)試三種測(cè)試方式,能極大的提高設(shè)備的測(cè)試靈活性�；贓PICS系統(tǒng)的架構(gòu)能直接接入合肥光源控制系統(tǒng),簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。經(jīng)過(guò)試運(yùn)行,觀察了在合肥光源Decay模式、Injection模式和Top-off模式下的束流損失數(shù)據(jù),結(jié)果表明新BLM系統(tǒng)滿(mǎn)足合肥光源恒流運(yùn)行的需要。
【學(xué)位單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TL594
【部分圖文】：

１．??＇?１?２３＿．?■??圖１．２短電離室探測(cè)器??短電離室探測(cè)器的基本原理如圖１．３所示。短電離室內(nèi)存在兩個(gè)電極。兩個(gè)??電極的形狀可以設(shè)計(jì)成相互平行的電極板、同心圓筒狀電極、同心球體電極等。??兩個(gè)電極之間會(huì)充入一定比例的混合氣體，從而形成一個(gè)電容。電極之間相互絕??緣，分別連接到電源的正負(fù)兩極。電源電壓的高低會(huì)影響監(jiān)測(cè)器對(duì)微弱電信號(hào)??的敏感程度。所以，一般電離室在設(shè)計(jì)的時(shí)候，根據(jù)所需測(cè)量輻射場(chǎng)中存在的粒??子，會(huì)設(shè)計(jì)不同的電壓大小、混合氣體比例以及兩個(gè)電極的形狀和距離。在兩個(gè)??電極板之間加正負(fù)電場(chǎng)，當(dāng)電壓較低時(shí)，電離室內(nèi)的混合氣體中電子和離子會(huì)結(jié)??合成中性原子，被電離室兩級(jí)收集到的電子和離子非常少，產(chǎn)生的電信號(hào)也非常??微弱。所以，電離室電極之間的電壓一般加到上萬(wàn)伏，此時(shí)在混合氣體中的電子??和離子相互分離。當(dāng)外界帶電粒子打入電離室內(nèi)部

第３章束流損失監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分析第３章束流損失監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分析??損失監(jiān)測(cè)系統(tǒng)??歇克效應(yīng)丟失的電子一定成對(duì)出現(xiàn)，并且碰撞真空壁對(duì)稱(chēng)探測(cè)器往往對(duì)稱(chēng)安裝。如圖３．１所示，采用的雙ＰＩＮ型光電置在儲(chǔ)存環(huán)上下前后四個(gè)位置。四個(gè)探測(cè)器采集到的信號(hào)處理模塊內(nèi)邏輯芯片處理后，產(chǎn)生脈沖寬度可調(diào)，電壓穩(wěn)ｘ－Ｍ３處理器。Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ３處理器對(duì)處理后的信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，束流損失值采用計(jì)數(shù)值或頻率值表示。束流損失值分別傳往－Ａ８處理器。觸摸屏實(shí)時(shí)顯示采集的束流損失值。ＡＲＭＣｏｒｔｅｎｔＯＳ系統(tǒng)，并安裝基于ＥＰＩＣＳ協(xié)議的ＩＯＣ程序，通過(guò)ＥＰＩｅｓｓ）協(xié)議將數(shù)據(jù)發(fā)布到控制網(wǎng)中，用戶(hù)通過(guò)ＯＰＩ界面遠(yuǎn)程

圖３．２系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖??３．１．１工作模式??束流損失監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有兩種工作模式，測(cè)量模式和自檢模式。由圖３．３中的雙??ＰＩＮ型光電二極管探測(cè)器改變工作模式。探測(cè)器管腳５或９空置時(shí)，探測(cè)器工作??在測(cè)量模式。當(dāng)管腳５或９接５Ｖ上拉電阻時(shí)，探測(cè)器會(huì)切換到固定頻率源，輸??出信號(hào)變?yōu)轭A(yù)置的１０ｋＨｚ信號(hào)，電路切換到自檢模式。在測(cè)量模式下，采集通道??與束流損失探測(cè)傳感器連接，采集到的數(shù)據(jù)是束流損失值。由于長(zhǎng)時(shí)間處于輻射??環(huán)境，ＢＬＭ系統(tǒng)容易損壞。當(dāng)束流損失測(cè)量值異常時(shí)，通過(guò)切換探測(cè)器工作模??式，切換到自檢模式時(shí)，如果ＢＬＭ系統(tǒng)采集到１０ｋＨｚ頻率源，判斷探測(cè)器電路??本身沒(méi)有故障。工作模式的切換通過(guò)Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ３處理器輸出高電平信號(hào)給光耦。??光耦起到光電隔離的作用。光耦的輸出信號(hào)給復(fù)合晶體管陣列芯片，以驅(qū)動(dòng)需要??較高電壓的繼電器。當(dāng)繼電器導(dǎo)通時(shí)
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本文編號(hào)：2845011