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小型宇宙射线探测仪的模拟和测量

, 韩成栋 , 张亚鹏 , 赵凤仪 , 李瑶 , 付强 , 尹俊 , 倪发福 , , 张鹏鸣 , 陈旭荣

原子核物理评论 doi:10.11804/NuclPhysRev.33.03.315

介绍了一款小型宇宙射线探测仪。该仪器具有宇宙射线科普演示功能,主要用于实时测量μ子射线并显示计数,以及长时间尺度下(年)稳定地对不同角度的次级宇宙线通量进行监控记录。简要地展示了探测器的硬件构造和探测效率的模拟计算。探测仪单个探测器的探测效率为93.1%,两个探测器符合测量的探测效率为86.6%。根据探测器的计数率以及模拟计算的探测效率,估计了次级宇宙射线垂直地面方向的通量,为J=29±3 m?2 sr?1 s?1。另外,利用该宇宙射线探测仪,测量了兰州市区的次级宇宙射线的天顶角分布。其结果很好地满足I (θ)=IH+I0 cosαθ经验公式,其中的角度依赖参数α=2.42±0.52。

关键词: 宇宙射线 , 塑料闪烁体探测器 , 次级宇宙射线天顶角分布

ADS注入器I I超导磁铁电源控制器的设计

郑亚伟 , 郭玉辉 , 于春蕾 , , 姜子运 , 高郑 , 刘海涛 , 余泽民

原子核物理评论 doi:10.11804/NuclPhysRev.31.02.156

针对加速器驱动次临界系统(ADS)注入器Ⅱ对超导磁铁电源系统的要求,设计了一款主要由光纤模块、数模转换器(DAC)和模数转换器(ADC)相关电路组成的高稳定度的超导磁铁电源控制器。提出了一种基于数字电位器(DCP)与现场可编程门阵列(FPGA)所组成的DAC,该DAC可以实现高稳定度的超导磁铁电源的控制,电源电流值通过该DAC给定,其电压给定输出稳定度优于2×10-5,完全满足超导磁铁电源系统5×10-5量级的稳定度要求。最后给出了系统的实际测试数据,验证了设计的合理性和使用的可靠性。

关键词: 磁铁电源 , 粉红噪声 , 现场可编程门阵列 , 数字电位器

SECRAL控制系统软件设计(英文)

周文雄 , , 周德泰 , 张建川 , 林福元 , 冯玉成 , 卢旺

原子核物理评论

为提高兰州重离子加速器HIRFL的超导离子源SECRAL的控制效率,2011年7月份设计和建立了一个远程控制系统。作为该系统的一个部分,这个控制软件使用C++来实现。它能够控制和监视SECRAL的所有设备,大概110个参数。而且,为了控制不同种类的设备,该软件使用了很多不同的控制协议。除此以外,在SECRAL的运行过程中,若有误操作发生,便有可能导致超导离子源的失超。为了不发生这样的误操作,在硬件和软件中都增加了报警和连锁保护功能。该软件能够在1s内进行报警和连锁保护。同时,为了以后的分析,该软件能够将从控制器上每隔1s获取的数据存储到硬盘上。

关键词: SECRAL , HIRFL , 控制系统 , 报警机制 , 连锁保护

S FC引出静电偏转板运动控制系统设计实现

张建川 , 张晓鹰 , 周德泰 , 刘欢 , 杨维青 , 宿建军 ,

原子核物理评论 doi:10.11804/NuclPhysRev.33.01.041

SFC (扇聚焦回旋加速器)是兰州重离子加速器(HIRFL)的重要组成部分,其束流引出效率直接关系到整个加速器的运行效率。原SFC引出静电偏转板运动控制系统由于其设备陈旧,控制方式及控制精度都已不能满足调束的需求,加之位置检测功能的缺失,给调束带来极大不方便。基于此状态,本项目在有限的检修时间内,分两期实现了偏转板的位置检测和运动控制功能。在设计过程中,使用实际位置拟合测量数据的方法,提高了位置检测的精度,特别是用了特定的软件补偿算法消除机械传动回程差,大大提高了电机控制精度,目前整体控制精度在0.2 mm左右。用户界面能够显示每个电机的相对位置、模拟动画、限位开关状态指示等信息。界面简洁直观,操作方便。系统自2014年夏季运行以来,稳定可靠,提高了供束效率,减少了故障时间,得到调束人员一致好评。

关键词: 静电偏转板 , 运动控制 , PLC , 补偿算法

兰州重离子加速器团簇内靶装置控制系统设计

, 林飞宇 , 张建川 , 刘伍丰 , 肖文君 , 邵曹杰

原子核物理评论

介绍了兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)的实验环(CSRe)团簇内靶装置控制系统的设计.该内靶系统由多种设备构成,包括喷嘴测温与加热控制子系统、真空与阀门监测/控制子系统、分子泵监测与控制子系统、数据处理与流程软件子系统等部分.该系统在内靶实验中工作状态良好,满足了内靶实验的需求.在该控制系统的支持下,2010年1月第一轮辐射电子俘获物理实验顺利完成.

关键词: CSRe , 内靶 , 控制系统

HIRFL-CSR故障诊断报警电路设计

周德泰 , , 李运杰 , 赵高超 , 尹佳

原子核物理评论 doi:10.11804/NuclPhysRev.31.01.048

针对兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)复杂的现场环境和对现场故障精确检测报警的迫切需求,以TI公司的MSP430混合信号处理器为核心,采用负反馈电路稳定工作点,并结合RS-485现场总线技术完成了故障诊断报警电路的设计。结果表明:该诊断报警电路具有稳定性好、灵敏度高、耗电量小、价格低、使用方便、定位精确的优点,适合各种复杂的工作环境,可广泛应用于开关量诊断报警。现已成功应用于HIRFL-CSR漏水检测报警系统中。

关键词: MSP430 , 现场总线 , 负反馈 , 故障诊断 , 漏水检测

SECRAL超导磁铁电源控制

周文雄 , , 周德泰 , 宿建军 , 卢旺 , 冯玉成

原子核物理评论 doi:10.11804/NuclPhysRev.31.04.489

超导离子源(SECRAL)的超导磁铁电源的控制非常重要。为防止超导磁铁的失超,需要对超导磁铁电源采用恰当的策略进行控制。在SECRAL系统中,4台电源分别为4个超导线圈独立供电,供电的电流大小不同,电流上升和下降的速率也不同。4个线圈的电流不平衡,将导致整个超导磁铁失超,所以超导线圈的电流上升和下降过程必须协同完成。为了提升磁铁电源的安全性和稳定性,设计并实现了一个远程控制系统。在硬件方面使用串口通讯服务器实现TCP/IP网络通讯与RS232串行通讯间的协议转换。软件使用VC++直接对串口编程完成。该系统能够自动完成4台电源的同步操作,简化了超导离子源SECRAL的调试过程,提高了操作过程中的安全性。

关键词: 超导磁铁电源 , 控制系统 , SECRAL , 控制策略

基于MSP430F169和CPLD的综合报警平台设计

倪发福 , , 尹俊 , 周德泰 , 李运杰

原子核物理评论 doi:10.11804/NuclPhysRev.32.04.428

介绍了基于MSP430F169混合数字信号处理器和EPM1270T144C5N复杂可编程逻辑器件(CPLD)而设计的综合报警平台系统。MSP430F169混合信号处理器具有超低功耗、处理能力强、系统工作稳定等优点。EPM1270T144C5N是一种具有144只管脚的复杂可编程逻辑数字器件,可以实现同时对多个不同的设备报警信息采集与处理。该综合报警平台对HIRFL-CSR上运行的各个分散的监测报警系统所产生的报警信息进行综合收集处理与报警,主要是先根据现有已上传到监测报警系统服务器中的原始数据进行条件判断,服务器根据判断结果发送相应的指令,MSP430利用UART功能和网络协议转换器配合接收;然后MSP430把接收到的指令数据解析后送到CPLD数据端口,由CPLD控制连接的报警器,实现报警功能;也可利用CPLD多管脚的优势,控制其他的现场设备。MSP430F169内部的12位ADC和DAC模块可实现对现场设备的模拟信号的给定和回读。系统客户端的软件采用Microsoft Visual C++6.0设计。该综合报警平台具有结构简单、响应速度快、稳定性好等优点,可实现单板对多种不同设备的控制与监测。

关键词: MSP430 , CPLD , 综合报警平台 , ADC/DAC

基于组态的包钢耐火配料系统设计

胡万里

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2010.01.023

介绍了利用组态作为监控,可编程控制器作为下位机,实现了耐火厂散料配料系统的自动化生产,该系统具有手动功能和自动功能,手动功能具有现场手动和上位机手动功能,自动功能具有全自动和半自动功能.该系统可实现配方和配料制度的任意更改,投资低,故障少,自动化程度高.

关键词: 组态 , 配料 , 上位机

”字型左手材料结构的设计与仿真

孙振 , 竹有章 , 何星 , 杨成莱 , 李磐石

材料科学与工程学报

针对目前由金属开口谐振环与金属杆构成的左手材料结构存在构造比较复杂、工艺实现较难的缺点,设计实现了一种基于金属条的改进结构一””字型结构.通过理论分析和电磁仿真软件Ansoft HFSS 10模拟仿真,利用散射参量法提取参数结果表明该结构可以在X波段实现介电常数和磁导率同时为负.讨论研究了该左手结构的金属条宽度、中间缺口宽度、中间条宽度三个结构尺寸参数变化对谐振频率和透射峰幅值的影响,结果表明三个参数的变化都会对二者产生影响,其中金属条宽度改变对透射峰值影响幅度相对较大,缺口宽度改变对谐振频率影响幅度相对较大.

关键词: 金属条 , 左手材料 , 负折射率 , 谐振频率 , S参数

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