hlsⅱ注入器束流位置测量系统的研制及应用研究

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1、中圈料誊教求犬玺博士学位论文HLSII注入器束流位置测量系统的研制及应用研究作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：邹俊颖核技术及应用孙葆根研究员杨永良副研究员二。一四年五月UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationforDoctor’SdegreeDevelopmentandApplicationofInjectorBeamPositionMonitorSystematHLS¨Author’SName：JunyingZouSpeciality：NuclearTe

2、chniquesandTheirApplicationSupervisor：Prof．BaogenSunA．PIYongliangYangFinishedtime：May，2014中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：签字日期：趔丝：』：6中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，．学位论文

3、著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位元论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文文件的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。导师签名：签字日期：．e，，二吖怕摘要束流位置测量系统是加速器束流测量系统的重要组成部分。束流位置检测器(BPM)可用于束流位置的非拦截测量，而基于其组成的注入器束流位置测量

4、系统可以实现注入器束流位置、流强的实时在线测量，为注入器束流诊断提供重要手段，提高注入器束流质量和注入效率。本论文为合肥光源重大维修改造项目(HLSII)注入器研制了一套基于条带BPM的束流位置测量系统，为HLSII的调试和运行提供了重要的诊断手段。本文首先介绍了与条带束流位置检测器相关的束流测量理论。从条带电极的感应信号开始，由浅入深的介绍了束流位置测量、束流流强测量、束流能散测量等基于条带束流位置检测器的相关理论，分析了电极耦合效应对这些测量的影响。介绍了由电极感应信号得到束流位置常用的不同方法，并简要介绍了BPM电子学

5、系统中需要用到的信号的频域处理相关理论。针对HLSII注入器对束流位置测量系统的要求，对条带BPM主要的性能参数进行了模拟计算。利用边界元法对束流位置测量的灵敏度、Mapping图的拟合公式、和信号、电极增益系数的影响等进行了模拟计算；在微波工作室(CST)软件中对条带BPM进行了仿真计算，得到了电极耦合效应对各测量参数的影响：在加工完成后搭建了全自动化的标定平台对条带BPM进行了离线标定，标定结果显示各测量参数与模拟结果非常接近。对HLSII注入器束流位置测量系统的信号采集与处理部分进行了介绍。在硬件方面，我们对各部分进行

6、了一系列测试：对电子学系统LiberaBrillianceSinglePass进行了详细的性能与离线分辨率测试；对其通道不一致性做了细致的标定；对系统的传输线缆做了性能测试。测试结果显示系统各硬件部分状态良好，满足HLSII注入器束流位置测量系统的要求。在软件方面。开发了一个基于CSSBOY的综合运用OPI程序。对其进行了离线测试。测试结果显示该程序能长时间稳定的运行。最后我们在合肥光源(HLS)及其重大维修改造工程(HLSII)的注入器上开展了一些相关的实验研究。首先在HLS及HLSII注入器上分别进行了束流位置的测量，H

7、LS上的测量结果显示电子学系统LiberaBrillianceSinglePass的性能优于已有的对数比系统，HLSII上的测量结果显示位置分辨率达到设计要求。其次在HLSII注入器上对系统做了基于束流的标定，最后做了在线电极增益系数标定与和信号和能散的测量。本课题由国家自然科学基金项目(11175173，11375178，11105141)与合肥光源重大维修改造项目支持。关键词：条带检测器，非拦截，束流位置，束流流强，四极分量，差比和，对数比，灵敏度，标定，LiberaBrillianceSinglePass摘要U摘要Ab

8、stractBeampositionmeasurementsystemisallimportantsubsystemfortheacceleratorbeammeasurementsystem．Strip—lineBeamPositionMonitor(BPM)canbeusedforNO