薄膜型纳秒壁流探测器的研制及应用

国家同步辐射实验室和安徽光学精密机械研究所共同研制的薄膜型纳秒壁流探测器以其占有空间小、电阻膜特性连续、均匀等优点在HLS(HefeiLightSource)中得到实际应用 。

中国散裂中子源快循环同步加速器壁电流探测系统

在中国散裂中子源工程中,快循环同步加速器负责将剥离注入的能量为80MeV的质子束加速至1.6GeV后引出。在快循环同步加速器上共安装了两台壁电流探测器,用来观测束流从注入至引出过程中束团在时域上的变化情况。详细介绍了壁电流探测器在陶瓷间隙、磁性材料和匹配电阻等方面的设计考虑,以达到带宽满足百kHz到30 MHz的设计目标,并对实际带束流测量结果进行分析讨论。经实际在线运行测试,此壁电流探测器完全满足束流调试及运行需要。

国家同步辐射实验室壁流探测器的研制

介绍了国家同步辐射实验室用于测量束流流强的壁流探测器，并分析了壁流流强小于束流流强的几种主要因素。最后给出了实际测量结果。

用于质子加速器的壁电流探头的研制

针对中国散裂中子源快同步环上束团纵向长度和束流强度的测量工作以及"973"束流损失控制实验课题中束团时间结构的测量工作,研制了用于上述两台质子加速器的壁电流探头。介绍了使探头达到足够的带宽所做的改进工作。用高频电磁场仿真软件对探头的性能进行了模拟,验证了适用于壁电流探头的一些理论模型和加入屏蔽腔对探头高频响应曲线产生的影响以及做出相应的改进后所带来的效果。对实物探头的性能进行了测量实验,发现测量系统自身的不匹配对实验结果产生了影响,改进匹配后得到探头的幅频响应曲线在300kHz～2GHz的频率范围内基本保持一致。时域上对500ns脉冲矩形波的测量结果也显示出探头良好的低频响应。

基于CSNS壁电流探测器数据采集的定制示波器的研制

壁电流探测器是观测粒子加速器瞬时束流信息的一种重要手段。中国散裂中子源(CSNS)快循环同步加速器中安装了两个壁电流探测器,其中一个壁电流探测器用来测量束流的微脉冲信息。本文介绍了壁电流测量系统的硬件和软件,鉴于传统示波器在垂直分辨率及存储深度等方面的局限性,提出了一种定制示波器来进行壁电流的信息读取,并利用LabVIEW编程实现了20ms内束流信息的宏脉冲读取及微脉冲结构的分析,使用同步的环高频信息分析能得出快循环同步加速器中双束团关于相位、圈数、每圈束团形状等方面的相关信息。

壁电流探测器在中国散裂中子源快循环同步加速器调束中的应用

快循环同步加速器(RCS)是中国散裂中子源(CSNS)的重要组成部分。负氢粒子束经直线加速器加速至80MeV,剥离成质子束注入至RCS环并加速累积至1.6GeV引出打靶。束流通过安装在RCS环的壁电流探测器(WCM)感应得到束流的强度信息,环高频与环主二极磁铁的失配会导致束流的实际振荡偏离理论预测。本文通过对WCM的数据进行分析得到了纵向工作点、束流的实际振荡频率、束团的电荷量、束团的形状变化等信息,方便了加速器的调束,并对参数测量中的测量误差进行了分析。

基于漏电流多频率特征的变频电机主绝缘状态在线监测方法

定子主绝缘失效将导致变频电机发生严重短路故障,极大降低电机运行可靠性,甚至威胁人身安全。为了保障变频电机系统安全可靠运行,需要对变频电机主绝缘状态进行实时监测和故障预警。首先,通过变频电机定子主绝缘退化等效电路获得漏电流频域数学模型。然后,研究了变频电机电压及漏电流频率特征分布规律,分析了绝缘阻抗及退化位置变化对漏电流基波频率倍频、开关频率倍频及二者所构成边带频率特征的影响。进而提出一种基于漏电流多频率特征的变频电机主绝缘状态在线监测方法,不仅可以评估主绝缘退化程度,而且可以精准识别主绝缘退化位置。该方法在变频电机多种运行工况下进行了验证,实验测试与仿真结果一致,验证了所提出主绝缘在线监测方法的有效性和准确性。