高能同步辐射光源验证装置振动线准直系统结构设计

振动线准直技术是为了满足新一代同步辐射光源对超低发射度的要求而正在研究的准直技术。新光源要求磁铁具有极高的准直精度,同一支架上的磁铁间准直精度要求小于30 m。介绍了高能同步辐射光源验证装置振动线准直系统的设计,描述了振动线准直系统的具体机械结构方案、电路结构方案和运动控制与数据采集方案等。     

振动线测量技术在高能同步辐射光源增强器预准直单元中的应用

高能同步辐射光源（HEPS）的预准直单元数量庞大,且磁铁准直精度要求极高,为检验HEPS增强器预准直单元磁铁准直精度,需要在实验厅按照一定比例对其进行振动线磁中心验证测量。基于预研阶段已研发的振动线系统,详细介绍了振动线磁中心测量原理及扫描方法,研究了HEPS增强器两铁单元的磁中心准直精度检测方法并进行了验证实验。设计并搭建了振动线高精度重复定位夹持机构装置,研究了振动线下垂量的修正方法,并对增强器两铁单元的磁中心扫描结果进行拟合分析。实验结果表明,HEPS增强器两铁单元满足磁铁间相对位置误差优于50μm的预准直精度要求。     

振动线数据采集和数据处理方案设计与验证

振动线理论提供了一种高精度准直方法,将振动线理论应用于共架磁铁准直,可大大提高共架磁铁间的准直精度。介绍了应用振动线准直共架磁铁的实施方案,从总体方案出发,以振动线理论为依据提出了一种振动线系统数据采集和数据处理设计方案,并对传感器工作点对准、导线电流测量、数据采集设备选取、磁感应强度计算、磁场中心计算等关键问题进行分析,给出了解决方案。最后通过实验验证了方案的可行性以及系统的测量精度。     

振动线准直技术的原理和研究概述

振动线准直技术是一种通过直接测量空间磁场分布情况来进行磁铁设备准直的方法,其原理完全不同于目前国内正在使用的基于磁铁机械结构进行准直的方法。振动线方法具有很高的准直精度和灵敏性,可以用于单个磁铁磁中心测量、磁铁准直标定和多块磁铁磁中心准直等。主要介绍了振动线准直技术的原理、起源和国际上的应用研究概况。     

高能同步辐射光源

基于多弯铁消色散结构的超低发射度储存环光源是新一代同步辐射光源发展的一个重要方向。作为国内第一台第四代同步辐射光源,高能同步辐射光源已经完成物理及工程设计,并于2019年启动建设。高能同步辐射光源电子能量6 GeV,流强200 mA,水平自然发射度低于60 pm?rad,可提供能量达300 keV的X射线,在典型硬X射线波段的同步辐射亮度达1×1022 phs·s?1·mm?2·mrad?2·（0.1%bw）?1,可为材料科学、化学工程、能源环境、生物医学、航空航天、能源环境等众多基础和工程科学研究领域提供先进的实验平台。本文将介绍高能同步辐射光源项目的整体方案及物理设计。     

中子准直实验装置设计

设计了以中子发生器为源的中子准直实验装置,分别做了不同材料准直器的厚度、准直孔大小改变时,从准直孔和孔周围不同位置射出中子的实验,并将实验中得出的数据与理论值相比较,从而确定该实验装置的使用可行性.     

高能同步辐射光源磁铁数据库系统的设计

高能同步辐射光源(HEPS) 磁铁数据库系统的开发过程包括数据库设计、数据库创建以及用于存储查询的网页管理系统的整体结构设计和开发。根据对磁铁相关数据格式和功能需求的调研, 整个系统采用MySQL数据库, 将HEPS的磁铁相关数据规范统一地存储, 包括磁铁设计参数、磁铁设备信息和磁铁测量数据等。同时, 开发了一套基于web的数据录入、查询管理系统, 能够提供便捷的数据展示、数据获取等功能, 并可以连接HEPS命名数据库、参数数据库等, 对于磁铁设备的安装、运行和维护以及HEPS整体的设备信息管理具有重要的意义。     

武威重离子治癌装置高能束线的准直安装

武威重离子治癌装置高能线爬升段上下跨度约为18m,由于超大超重元件的悬空安装和狭小的安装空间及通视条件不足,使得就位时磁铁的位置及角度与地面做标定时不同,给准直安装工作带来了挑战。借助于激光跟踪仪和三维控制网,通过多重坐标转换,探索了一种新的方法,消除了爬升段磁铁调节时角度带来的偏差,有效提高了准直安装的工作效率,使得最后所有的磁铁安装各向安装误差均控制在0.10mm以内,其结果优于该装置的精度要求,为整体安装进度提前提供了有力保证。     

武威重离子治癌装置高能束线的准直安装

武威重离子治癌装置高能线爬升段上下跨度约为18 m,由于超大超重元件的悬空安装和狭小的安装空间及通视条件不足,使得就位时磁铁的位置及角度与地面做标定时不同,给准直安装工作带来了挑战。借助于激光跟踪仪和三维控制网,通过多重坐标转换,探索了一种新的方法,消除了爬升段磁铁调节时角度带来的偏差,有效提高了准直安装的工作效率,使得最后所有的磁铁安装各向安装误差均控制在0.10 mm以内,其结果优于该装置的精度要求,为整体安装进度提前提供了有力保证。     

EAST装置内部部件的安装准直

介绍了采用光学仪器结合机械模板的方法完成对EAST装置内部部件的安装准直。通过在平面模板上确定基准孔的方法引入内部部件安装的测量基准,最终的第一壁形状则利用特殊形状的检验模板进行校核,使其达到可接受的位置。     

Preliminary R&D of vibrating wire alignment technique for HEPS

The alignment tolerance of multipoles on a girder is better than ±30 μm in the storage ring of the High Energy Photon Source(HEPS) which will be the next project at IHEP(Institute of High Energy Physics).It is difficult to meet the precision when only using the traditional optical survey method.In order to achieve this goal, a vibrating wire alignment technique with high precision and sensitivity is considered to be used in this project.This paper presents some preliminary research works about theory, scheme design and achievements.     

HEPS-TF低温波荡器低温系统设计

高能同步辐射光源验证装置(HEPS-TF)插入件系统计划研制一台基于镨铁硼的低温波荡器(CPMU)样机。低温波荡器的最大热负荷预计不超过700 W@80 K,要求低温系统冷却磁铁温度至85 K以下。低温波荡器低温系统采用过冷液氮闭循环迫流冷却的方式,对低温波荡器真空室内磁铁磁极阵列和真空内大梁进行冷却。根据热负荷估算情况,设计主循环流量为12 L/min,分为两条支路分布冷却低温波荡器内上下两排磁铁磁极阵列。根据循环流量对泵的热量、换热器换热能量、流经低温波荡器的液氮平均温度的影响,推导了液氮循环泵的调节策略。     

Analysis and experimental concepts of the vibrating wire alignment technique

The vibrating wire alignment technique is a method which, by measuring the spatial distribution of a magnetic field, can achieve very high alignment accuracy. The vibrating wire alignment technique can be applied to fiducializing magnets and the alignment of accelerator straight section components, and it is a necessary supplement to conventional alignment methods. This article gives a systematic summary of the vibrating wire alignment technique, including vibrating wire model analysis, system frequency calculation, wire sag calculation, and the relation between wire amplitude and magnetic induction intensity. On the basis of this analysis, this article outlines two existing alignment methods, one based on magnetic field measurement and the other on amplitude and phase measurements. Finally, some basic experimental issues are discussed.     

Analysis and experimental concepts of the vibrating wire alignment technique

The vibrating wire alignment technique is a method which, by measuring the spatial distribution of a magnetic field, can achieve very high alignment accuracy. The vibrating wire alignment technique can be applied to fiducializing magnets and the alignment of accelerator straight section components, and it is a necessary supplement to conventional alignment methods. This article gives a systematic summary of the vibrating wire alignment technique, including vibrating wire model analysis, system frequency calculation, wire sag calculation, and the relation between wire amplitude and magnetic induction intensity. On the basis of this analysis, this article outlines two existing alignment methods, one based on magnetic field measurement and the other on amplitude and phase measurements. Finally, some basic experimental issues are discussed.     

Precise out-vacuum proton beam monitoring system based on vibrating wire

As an instrument for Korea Multi-purpose Accelerator Complex (KOMAC) facility proton beam profiling, a vibrating wire monitor (VWM) has been installed and tested at TR23 target room. Experiments were done at very low (100 nA) beam current conditions. At the number of particles about 10¹¹ proton/train and trains repetition rate of 0.1 Hz we have measured the beam profile by a few scanning steps. The experience accumulated in these experiments turned out to be useful for the VWM upgrades (e. g. understanding interactions of protons with wire materials and heat transfer processes) and will be particularly helpful for the KOMAC beam halo measurements in the future high-current operation.     

合肥光源基于束流准直系统的控制软件设计

束流位置监测器(BPM)和与其相邻的四极铁之间的电偏移对于电子储存环轨道校正十分重 要。改变四极铁的强度,并通过测量轨道变化就能够计算出该四极铁的磁中心相对于相邻的BPM的电中心 之间的偏差。基于NSRL储存环的BBA硬件系统和EPICS控制系统,采用Labview平台开发出了BBA测量 的软件控制程序。由计算机控制四极铁的强度,连续测量后拟合得到四极铁的磁中心与相邻BPM的相对偏 差,测量精度可以达到100μm。     

合肥光源基于束流准直系统的控制软件设计

束流位置监测器（BPM）和与其相邻的四极铁之间的电偏移对于电子储存环轨道校正十分重要。改变四极铁的强度,并通过测量轨道变化就能够计算出该四极铁的磁中心相对于相邻的BPM的电中心之间的偏差。基于NSRL储存环的BBA硬件系统和EPICS控制系统,采用Labview平台开发出了BBA测量的软件控制程序。由计算机控制四极铁的强度,连续测量后拟合得到四极铁的磁中心与相邻BPM的相对偏差,测量精度可以达到100 μm。