束流流強(qiáng)分布測(cè)量是束流診斷系統(tǒng)的重要組成部分,在諸多實(shí)驗(yàn)中（例如材料輻照和離子注入等）,人們不僅需要知道束流的位置信息,而且還迫切地需要獲得束流流強(qiáng)的空間分布。目前大多數(shù)測(cè)量束流流強(qiáng)分布的探測(cè)器給出的都是流強(qiáng)的一維投影分布,并非束流密度的空間分布信息。鑒于此局限性,我們研制了掃描式128通道法拉第筒陣列束流輪廓探測(cè)器,該探測(cè)器能夠逐點(diǎn)給出X-Y平面上束流流強(qiáng)的二維空間分布以及束流輪廓。該探測(cè)器基于法拉第筒探測(cè)帶電離子束流的原理研制而成,采用已有的多通道弱電流測(cè)量系統(tǒng)和數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)。探測(cè)器靈敏區(qū)為內(nèi)徑1mm、孔深5mm的4排32列法拉第筒錯(cuò)位陣列,可在伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)下上下移動(dòng)對(duì)束流進(jìn)行掃描探測(cè),能夠非常準(zhǔn)地給出束流的位置信息和流強(qiáng)分布信息。探測(cè)器的束流準(zhǔn)直孔為0.6mm,在75mm*75mm區(qū)域內(nèi)像素個(gè)數(shù)可達(dá)16384個(gè)。目前,此探測(cè)器主要用于超低能重離子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和320kV高電荷態(tài)綜合研究平臺(tái)的束流調(diào)試和診斷。本論文的重點(diǎn)工作是128通道法拉第筒陣列探頭的設(shè)計(jì)加工、數(shù)據(jù)采集程序的編寫(xiě)以及探測(cè)器的測(cè)試。探頭的設(shè)計(jì)包括機(jī)械設(shè)計(jì)、PCB板設(shè)計(jì)、制圖加工以及探頭的組裝。數(shù)據(jù)采集程序包括伺服電機(jī)運(yùn)... 

【文章來(lái)源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

近代物理研究所新建的LEAF裝置圖

測(cè)器的發(fā)展起了推動(dòng)作用，它們首次通過(guò)注入鈉蒸汽的技術(shù)來(lái)加強(qiáng)真空管道內(nèi)部所探測(cè)信號(hào)的強(qiáng)度，即增加電子離子對(duì)，并以電子作為信號(hào)收集，成功地使 IPM探測(cè)器的空間分辨率達(dá)到 1mm 左右[15]。1977 年日本的科研工作者把自主研制的IPM 探測(cè)器（以離子作為收集信號(hào)）安裝在高能加速器裝置（KEK）的同步質(zhì)子加速器上，并且對(duì)其進(jìn)一步改進(jìn)使該探測(cè)器的時(shí)間分辨率達(dá)到了 30μs[16]。1979年美國(guó)費(fèi)米國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科研工作者首次把微通道板（MCP）技術(shù)應(yīng)用到 IPM 探測(cè)器，通過(guò)注入鎂蒸汽對(duì)探測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大，并且提出了用紫外光燈測(cè)試 MCP的測(cè)試技術(shù)，微通道板技術(shù)對(duì) IPM 探測(cè)器的發(fā)展起到促進(jìn)作用[17-19]。1988 年英國(guó)的散列中子源把單通道倍增器利用到 IPM 探測(cè)器的研制中[20]。20 世紀(jì) 80 年代，布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開(kāi)創(chuàng)性的使用磁場(chǎng)技術(shù)來(lái)約束電子，成功的降低了空間電荷效應(yīng)引起的探測(cè)誤差，并且對(duì)此誤差進(jìn)行了修正[21]。此后 IPM 探測(cè)器不斷地被系統(tǒng)化研究，其應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣[22-38]。IPM 探測(cè)器主要用于高能強(qiáng)流的束流剖面測(cè)量。其工作原理以及應(yīng)用如圖 1-2 所示，其中收集電子信號(hào)的 IPM探測(cè)器主要用于需要快時(shí)間響應(yīng)的束流橫向剖面測(cè)量，以離子作為收集信號(hào)模式的 IPM 探測(cè)器，更適合用于“慢”時(shí)間響應(yīng)的束流橫向剖面測(cè)量。（b）

蘭州大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 高精度掃描式 128 通道法拉第筒陣列束流輪廓探小值，低于該值，無(wú)法測(cè)量。其次，為了防止絲線熔斷，要求離子的流強(qiáng)不能強(qiáng)。最后，對(duì)于電子束流的測(cè)量，信號(hào)被減弱；而對(duì)于重離子束流的測(cè)量，信得到加強(qiáng)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于LabVIEW監(jiān)控的伺服運(yùn)動(dòng)模式研究[J]. 雷梁,冉從軍,蔣冰霜,魏瓊林.  工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置. 2016(05)
[2]微型法拉第筒陣列束流均勻性測(cè)量[J]. 胡楊,楊海亮,孫劍鋒,孫江,張鵬飛,李靜雅.  強(qiáng)激光與粒子束. 2015(05)
[3]電子束焊接束流診斷用法拉第筒傳感器研制[J]. 彭勇,王克鴻,周琦,沈春龍.  真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào). 2012(07)
[4]法拉第筒陣列探測(cè)器在電子束束流均勻度測(cè)量中的應(yīng)用[J]. 徐治國(guó),王金川,肖國(guó)青,郭忠言,武麗杰,張力,毛瑞士.  核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù). 2005(04)
[5]蘭州重離子加速器的狀態(tài)和發(fā)展[J]. 王義芳.  物理. 2001(06)
[6]PbWO4閃爍晶體的輻照損傷機(jī)理研究[J]. 馮錫淇,韓寶國(guó),胡關(guān)欽,張雁行.  物理學(xué)報(bào). 1999(07)

博士論文
[1]非攔截式束流剖面探測(cè)器-IPM與BIF[D]. 謝宏明.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]HIMM束流診斷前端控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 李敏.中國(guó)科學(xué)院研究生院（近代物理研究所） 2015

碩士論文
[1]多通道弱電流測(cè)量系統(tǒng)的研制及其在束流診斷中的應(yīng)用[D]. 李鑫.蘭州大學(xué) 2017



本文編號(hào)：2904672