HLSⅡ注入器束流位置測(cè)量系統(tǒng)的研制及應(yīng)用研究.pdf

1、束流位置測(cè)量系統(tǒng)是加速器束流測(cè)量系統(tǒng)的重要組成部分。束流位置檢測(cè)器(BPM)可用于束流位置的非攔截測(cè)量，而基于其組成的注入器束流位置測(cè)量系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)注入器束流位置、流強(qiáng)的實(shí)時(shí)在線測(cè)量，為注入器束流診斷提供重要手段，提高注入器束流質(zhì)量和注入效率。本論文為合肥光源重大維修改造項(xiàng)目(HLSⅡ)注入器研制了一套基于條帶BPM的束流位置測(cè)量系統(tǒng)，為HLSⅡ的調(diào)試和運(yùn)行提供了重要的診斷手段。
　　本文首先介紹了與條帶束流位置檢測(cè)器相關(guān)的束流測(cè)

2、量理論。從條帶電極的感應(yīng)信號(hào)開(kāi)始，由淺入深的介紹了束流位置測(cè)量、束流流強(qiáng)測(cè)量、束流能散測(cè)量等基于條帶束流位置檢測(cè)器的相關(guān)理論，分析了電極耦合效應(yīng)對(duì)這些測(cè)量的影響。介紹了由電極感應(yīng)信號(hào)得到束流位置常用的不同方法，并簡(jiǎn)要介紹了BPM電子學(xué)系統(tǒng)中需要用到的信號(hào)的頻域處理相關(guān)理論。
　　針對(duì)HLSⅡ注入器對(duì)束流位置測(cè)量系統(tǒng)的要求，對(duì)條帶BPM主要的性能參數(shù)進(jìn)行了模擬計(jì)算。利用邊界元法對(duì)束流位置測(cè)量的靈敏度、Mapping圖的擬合公式、和信

3、號(hào)、電極增益系數(shù)的影響等進(jìn)行了模擬計(jì)算;在微波工作室(CST)軟件中對(duì)條帶BPM進(jìn)行了仿真計(jì)算，得到了電極耦合效應(yīng)對(duì)各測(cè)量參數(shù)的影響;在加工完成后搭建了全自動(dòng)化的標(biāo)定平臺(tái)對(duì)條帶BPM進(jìn)行了離線標(biāo)定，標(biāo)定結(jié)果顯示各測(cè)量參數(shù)與模擬結(jié)果非常接近。
　　對(duì)HLSⅡ注入器束流位置測(cè)量系統(tǒng)的信號(hào)采集與處理部分進(jìn)行了介紹。在硬件方面，我們對(duì)各部分進(jìn)行了一系列測(cè)試:對(duì)電子學(xué)系統(tǒng)Libera Brilliance Single Pass進(jìn)行了詳細(xì)的

4、性能與離線分辨率測(cè)試;對(duì)其通道不一致性做了細(xì)致的標(biāo)定;對(duì)系統(tǒng)的傳輸線纜做了性能測(cè)試。測(cè)試結(jié)果顯示系統(tǒng)各硬件部分狀態(tài)良好，滿足HLSⅡ注入器束流位置測(cè)量系統(tǒng)的要求。在軟件方面，開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于CSS BOY的綜合運(yùn)用OPI程序，對(duì)其進(jìn)行了離線測(cè)試。測(cè)試結(jié)果顯示該程序能長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的運(yùn)行。
　　最后我們?cè)诤戏使庠?HLS)及其重大維修改造工程(HLSⅡ)的注入器上開(kāi)展了一些相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究。首先在HLS及HLSⅡ注入器上分別進(jìn)行了束流位置的