Anger-camera型中子探测器位置分辨性能研究

本文描述用于中国散裂中子源(CSNS)谱仪上,基于Anger-camera位置重建原理的闪烁体中子探测器样机位置分辨性能研究。在BL20中子测试束线上完成了探测器关键器件性能测试,包括硅光电倍增管(Silicon Photon Multiplier Tube, SiPM)阵列位置重建能力测试和耐辐照特性研究,同时对不同光导厚度下探测器位置分辨能力开展测试,发现基于SiPM阵列读出的Anger-camera型闪烁体中子探测器采用300μm的^(6)LiF/ZnS(Ag)闪烁屏和5 mm空气作为光导,其位置分辨最佳可达到0.6 mm。该探测器样机后期可通过大面积阵列拼接,实现中子衍射实验对大面积高位置分辨探测器的需求,其成功研制为加快谱仪建设提供有力的技术支撑。

北京e/π试验束多丝室的能量分辨和位置分辨研究

本文描述了BEPC(北京正负电子对撞机)直线加速器附设e/π试验束多丝正比室的能量分辨和位置分辨研究。室采用阴极条感应读出分辨粒子位置,阳极信号作粒子能量分辨。对5.9keVγ,获得17%的能量分辨和0.24mm的位置分辨。对1.1GeV电子,得到0.3mm的位置分辨。分析了室制造中各种因素对室能量分辨的贡献,由此估计室的这一参数。研究了能量分辨随阳极高压的变化关系,发现存在能量分辨最小值,并与估计相吻合,文中还对其机理进行了讨论。

高位置分辨平行板雪崩室的研制

描述了灵敏面积为 10 0 mm× 10 0 mm和 150 mm× 150 mm两维位置灵敏雪崩室。采用分块结构 ,电极从两端分前后点引出 ,增加了延迟线的长度 ,延迟线跨边连接和在大气中直接封真空技术。在流动的 4 2 0 Pa的正庚烷气体中 ,用2 52 Cf裂变源对探测器的性能进行了测试 ,得到Δx=Δy=1mm的位置分辨。

低压多丝正比室的位置分辨研究

低压多丝正比室为放射性束核反应的靶前粒子提供位置和时间信号。本工作用241Amα源研究电压、工作气体压强等因素对低压多丝正比室位置分辨的影响。实验结果表明:在不同的气体压强条件下,低压多丝正比室的位置分辨均可达到1 mm,但考虑到时间、效率等因素,实验中需尽可能提高气压。

基于APV25读出电子学系统的GEM探测器的位置分辨与X射线成像研究

采用3层GEM膜制作了有效面积为10cm×10cm的GEM探测器,该探测器采用二维条读出方式,条间距为400μm,每个维度有256个读出通道。探测器的读出采用APV25读出电子学系统,根据GEM探测器的需要,设计并改进了电子学系统使用的背板连接器。实验测得GEM探测器空间分辨为76μm。进行了X射线二维成像研究,获得了清晰的二维图像,探测器与电子学运行稳定可靠。

五自由度并联驱动机构及其位置分辨能力分析

提出了一种具有三移动和二转动的多分支耦合并联驱动机构,基于方位特征集法分析了机构自由度及机构末端的运动特征。利用齐次变换法建立了机构的运动学逆解模型,求解了并联驱动机构的全雅可比矩阵。基于牛顿迭代法建立了运动学正解模型,并对理论模型进行了仿真验证。利用CAD变分几何法绘制了机构的可达工作空间。定义了机构的全域位置敏感度系数指标,系统分析了特定工况下的驱动系统分辨率对机构位置分辨能力的影响规律。

多气隙阻性板室探测器位置分辨性能的模拟研究

多气隙阻性板室(M RPC)具有效率高、时间分辨优异、性价比高以及便于大面积制造的优点,成为缪子成像技术径迹探测器的良好选择.提高MRPC的位置分辨能力,是近年来的研究重点.本文使用ANSYS Maxwell计算了MRPC的三维静电权场,在此基础上研究了在相同MRPC结构下,读出板背面接地、读出条间距以及宽度占比对MRPC位置分辨能力的影响,同时给出了改善MRPC位置分辨性能的设计建议是读出条间距1 mm、宽度占比50%-60%.

基于MPGD时间投影室位置分辨率及响应函数的研究

位置分辨率是衡量时间投影室工作性能的重要指标。论文首先介绍了时间投影室位置分辨率的基本理论。在已有理论的基础上,针对两种不同的MPGD探测器,对时间投影室原型机的位置分辨率做了计算。同时还预测了未来ILC上时间投影室的位置分辨率能够达到的水平。此外,对与位置分辨率紧密相关的响应函数也做了研究。

缪子成像系统中二维位置分辨探测器研制

介绍了一种应用于缪子成像系统的新型二维高位置分辨探测器,MRPC探测器的有效面积为1 072 mm×1 072 mm,先后对探测器在宇宙线和X射线下测试其性能,结果表明探测效率高于98%,位置分辨好于272μm。

Micromegas中子探测器位置分辨特性的Monte-Carlo研究(英文)

利用GEANT4和Garfield气体探测器模拟程序模拟了Micromegas中子探测器位置特性。在漂移极上加一层聚乙烯薄膜作为转换材料,通过反冲质子法测量中子的位置。提出了一套通过设定探测器上层结构的方案来得到探测器的位置分辨特性。通过对模拟结果的分析与比较,得到一种易于测定探测器位置分辨特性的方法。该工作不仅可以优化气体探测器结构设计,缩短实验周期,而且还能极大程度地节约经费。

低分辨率位置检测的永磁同步电机转矩控制研制

包装机械的捆扎设备常采用永磁同步电机转矩控制方式,永磁同步电机自配有光电和霍尔传感器检测转子位置,本文研究永磁同步电机在仅有霍尔传感器时转矩控制方法,包括利用平均加速度法进行转子位置估算,在电机速度突变或者是加减速阶段时,相邻两个Hall区间不再是保持不变的,因此引入平均加速度法估算转子位置,进一步降低估算的误差,提高电机的控制性能;设计电流环线性自抗扰控制器提高系统抗扰动性,包括三个主要的模块:跟踪微分器、扩展状态观测器、状态误差反馈控制,具有更好的鲁棒性和抗干扰能力。经实验测试和现场运行验证了采用仅有霍尔传感器的永磁同步电机应用于捆扎设备的可行性,从而有效减少电机体积,控制生产成本。

改进的激光光斑位置分辨率模型

为了分析四象限探测器(QD)激光光斑位置检测性能,建立了新的高斯光斑位置分辨率数学模型。分析了高斯光斑模型下QD位置检测原理和近似数学模型,根据误差函数可导性,结合误差理论推导出位置分辨率与总信噪比、光斑中心位置和光斑半径关系的数学模型,数值仿真和实验系统验证了所提模型的正确性。结果表明,当光斑半径为0.74 mm,总信噪比为66.96 dB时,在光斑中心偏移±0.45 mm范围内,所提模型的估算误差约为36%,与原近似模型相比,精度提高了约1倍,可以对激光光斑位置检测系统的位置分辨率进行有效估算。

影响PSSD位置分辨因素的蒙特卡罗模拟

以粒子与物质相互作用为理论基础,使用FLUKA蒙特卡罗模拟软件分析带电粒子的能量、入射角度、探测器厚度和灵敏面积等因素对位置灵敏硅探测器(PSSD)位置分辨能力的影响。模拟结果表明,随着电子能量的增加,探测器的位置分辨能力变差,当电子能量增大到可以穿过探测器时,位置分辨能力随着能量的增加逐渐提高;对于不同厚度的探测器来说,当电子能量完全沉积在探测器中时,探测器的位置分辨能力基本相同,当电子能量未能完全沉积在探测器中时,厚度较大的探测器位置分辨能力相对较差;探测器的面积有限会影响位置分辨能力;当电子以入射角度α≤45°入射探测器时,探测到的电子位置会沿着入射角度发生偏移,入射角度越大,偏移越明显。

L3中心径迹室顶点位置分辨的改进

运用两种方法对Ｌ３中心任迹漂移室的顶点位置分辨进行了改进，一种是利用高能量分辨的电子和高动量分辨的μ子测量，限定轻子径迹的曲率半径，对径迹进行重新拟合；另一种是对中心径迹室每半边单元的径迹零位置位移进行校正．结合两种改进方法将轻子的顶点位置分辨由原来的１３７μｍ提高到６０μｍ．

THGEM探测器X光斑寻迹和位置分辨实验研究

介绍了一种基于THGEM的X射线光斑寻迹探测器,用于X射线单光子计量技术研究和测量,探测器有效面积200 mm×200 mm,采用128路基于ASIC和FPGA的高速读出电子学,探测器分为中间高分辨区和外围低分辨区两部分,两部分共用一套读出电子学。实验在中国计量科学研究院利用X光机产生的束线,测试光斑位置、光斑精细分布以及探测器的位置分辨。实验结果表明,探测器实现了同时对光斑寻迹和光斑的精细测量,探测器中间高分辨区x方向的位置分辨率为0.63 mm(FWHM),y方向位置分辨率为0.62mm(FWHM),探测器各项性能指标均达到了预期目标。

镀膜型^(n)MCP探测效率和位置分辨优化的蒙特卡罗模拟研究

中子敏感微通道板(Neutron sensitive microchannel plate,^(n)MCP)因其具有高探测效率和位置分辨,配合先进的读出电子学可作为能量分辨中子成像探测器的优先选择。相比于基体掺杂型的^(n)MCP,基于原子层沉积技术(Atomic Layer Deposition,ALD)的^(n)MCP具有原材料消耗少、通道内壁具有高的二次电子发射系数等优势。首先,通过实验对掺杂natGd型^(n)MCP的典型中子和伽马信号进行研究。然后,采用Geant4模拟和理论计算对镀膜10B_(2)O_(3)型^(n)MCP的孔径、壁厚、倾角和镀膜厚度进行优化。计算结果表明,当^(n)MCP的几何参数选择为镀膜厚度1μm、孔径10μm、壁厚1μm以及倾角3°时,^(n)MCP性能达到约56%的热中子探测效率和约22μm的位置分辨。计算结果对CSNS能量选择中子成像探测器^(n)MCP的几何参数设计具有重要意义。

低分辨率位置传感器永磁同步电机精确位置估计方法综述

伺服电机在装备制造、新能源和家电等领域有着广阔的应用,为得到高精度转子位置信息,通常采用旋转变压器或光电编码器等高分辨率位置码盘,但其价格普遍较高,增加了系统设计成本。而无传感器技术当前还很难全面满足工业及家电等领域的应用要求。低分辨率位置传感器永磁同步电机驱动技术是一种能够保证电机运行性能,同时能有效控制系统成本、提高系统可靠性的转子位置检测技术,受到国内外产业界的广泛关注。介绍开关型霍尔位置传感器的使用方法与工作原理,总结原始霍尔位置信息误差的来源与校正方法;重点讨论基于插值法、同步坐标系滤波器法和观测器法的转子位置/转速估算策略,从提高低分辨率位置传感器电机系统低速性能等方面分析和比较不同估算策略的原理、优缺点、适用范围及应用情况;最后,总结现有研究成果及有待解决的问题。

采用低分辨率位置传感器的PMSM控制技术

介绍了永磁同步电机(PMSM)控制技术的发展和研究热点,综述了采用低分辨率位置传感器的永磁同步电机控制技术,分析了由霍尔信号得到转子位置信息应用于电机控制的各种算法及其特点,并对未来低分辨率PMSM控制技术作出了展望。

基于低分辨率位置传感器的永磁同步电动机转矩脉动控制

电动助力转向系统由于其良好的燃油效率和转向性能,被广泛用于汽车中,但存在材料成本高和转矩脉动大的问题.采用低分辨率位置传感器能够降低电动助力转向系统材料成本,但编码器信号引起的电流谐波会增加转矩脉动.基于此,分析了转矩脉动的影响因素,采用测量编码器信号频率估算转子位置和转速,获得q轴补偿电流并施加到电流指令中,从而使6阶转矩谐波逐渐衰减.实验结果表明:通过应用估算的转子位置和转矩脉动补偿,转矩脉动波峰的峰值占平均转矩的百分比从6.25%降至1.60%,证明了所提出的控制方法有效地减小了转矩脉动,降低材料成本.

小单元多丝漂移室探测器系统研制

为精确测量CSR外靶终端靶前入射粒子的径迹,研制了多套小单元多丝漂移室探测器,该探测器灵敏面积为80 mm×80 mm,每套探测器包括x、x′、y、y′4个探测电极面,每个电极面引出16个阳极丝信号。前端电子学采用基于SFE16芯片的放大器,数据读出系统采用基于HPTDC芯片的数据采集卡。采用两套小单元多丝漂移室对400 MeV/u的^(16)O束流位置进行了测试,探测器的工作气体为Ar(80%)+CO_(2)(20%),阳极丝电压为+900 V,场丝与阴极丝均接地,拟合得到的单层电极的位置分辨(拟合残差)为105.9μm,探测效率为99.3%,该指标可以满足现阶段CSR外靶终端大部分核物理实验对反应靶点的定位要求。