HLSⅡ注入器束流位置測量系統(tǒng)的研制及應用研究.pdf

1、束流位置測量系統(tǒng)是加速器束流測量系統(tǒng)的重要組成部分。束流位置檢測器(BPM)可用于束流位置的非攔截測量，而基于其組成的注入器束流位置測量系統(tǒng)可以實現(xiàn)注入器束流位置、流強的實時在線測量，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目(HLSⅡ)注入器研制了一套基于條帶BPM的束流位置測量系統(tǒng)，為HLSⅡ的調(diào)試和運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器相關的束流測

2、量理論。從條帶電極的感應信號開始，由淺入深的介紹了束流位置測量、束流流強測量、束流能散測量等基于條帶束流位置檢測器的相關理論，分析了電極耦合效應對這些測量的影響。介紹了由電極感應信號得到束流位置常用的不同方法，并簡要介紹了BPM電子學系統(tǒng)中需要用到的信號的頻域處理相關理論。
　　針對HLSⅡ注入器對束流位置測量系統(tǒng)的要求，對條帶BPM主要的性能參數(shù)進行了模擬計算。利用邊界元法對束流位置測量的靈敏度、Mapping圖的擬合公式、和信

3、號、電極增益系數(shù)的影響等進行了模擬計算;在微波工作室(CST)軟件中對條帶BPM進行了仿真計算，得到了電極耦合效應對各測量參數(shù)的影響;在加工完成后搭建了全自動化的標定平臺對條帶BPM進行了離線標定，標定結果顯示各測量參數(shù)與模擬結果非常接近。
　　對HLSⅡ注入器束流位置測量系統(tǒng)的信號采集與處理部分進行了介紹。在硬件方面，我們對各部分進行了一系列測試:對電子學系統(tǒng)Libera Brilliance Single Pass進行了詳細的

4、性能與離線分辨率測試;對其通道不一致性做了細致的標定;對系統(tǒng)的傳輸線纜做了性能測試。測試結果顯示系統(tǒng)各硬件部分狀態(tài)良好，滿足HLSⅡ注入器束流位置測量系統(tǒng)的要求。在軟件方面，開發(fā)了一個基于CSS BOY的綜合運用OPI程序，對其進行了離線測試。測試結果顯示該程序能長時間穩(wěn)定的運行。
　　最后我們在合肥光源(HLS)及其重大維修改造工程(HLSⅡ)的注入器上開展了一些相關的實驗研究。首先在HLS及HLSⅡ注入器上分別進行了束流位置的