[發明專利]一種束流流強標定和測量系統與方法

有效

• 申請號: 201711193953.4
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN108008441B
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 宋云濤;胡樂星;吳昱城;丁開忠;李君君
• 申請（專利權）人: 合肥中科離子醫學技術裝備有限公司
• 主分類號: G01T1/29
• 分類號: G01T1/29
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本發明公開一種束流流強標定和測量系統，包括主機、交換機、電流源、束測探頭、真空電饋通、串口服務器、模擬信號采集模塊、儲存模塊以及若干個皮安表；本發明還提供了一種束流流強標定和測量的方法；本發明可以實現對皮安表的標定，可隨時改變電流源的幅值與頻率，實現不同幅值與頻率信號的標定和測量，實現標定和測量結果的實時分析處理，另外可將數據保存下來供離線處理，實時對多個皮安表進行同時標定和測量，增加測量的準確性、快捷性，提高測量電子學設備的束流流強的效率，具有很好的使用和推廣價值。

技術領域

本發明涉及加速器束流診斷技術領域，具體是一種束流流強標定和測量系統與方法。

背景技術

束流流強是加速器中束流的一項重要的參數，對其進行測量可為加速器的運行和調試提供重要的依據，一般采用束測探頭來獲取束流，再通過測量儀器測量獲取的電流值，從而得到束流流強；

對于現有的束流流強標定方案，只能實現電流幅值的標定，也只能實現單通道的標定和測量，而且不能實現對數據的實時分析、處理和保存，從而影響束流流強測量的效率和準確性。

發明內容

為了克服上述的技術問題，本發明的目的在于提供一種束流流強標定和測量系統與方法，通過實現皮安表和束流流強測量系統的標定，并實現束流流強的精確測量，從而為加速器的運行和調試提供重要的診斷依據。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種束流流強標定和測量系統，包括主機、交換機、電流源、束測探頭、真空電饋通、串口服務器、模擬信號采集模塊以及若干個皮安表；

電流源，用于作為標定的信號源，產生準確的電流信號；

束測探頭，用于采集電流信號，并通過電纜線輸送到皮安表；

真空電饋通，用于將束測探頭的電纜線引到加速器的真空外；

皮安表，用于通過RS232電纜串口輸出的電流數值，以及用于通過模擬電壓輸出口輸出-2～2V的電壓數值；

模擬信號采集模塊，用于采集皮安表輸出的電壓數值，并根據I-V關系曲線進行轉換后，獲得當前皮安表實時測得的電流數值；

串口服務器，用于將RS232串口轉換為以太網接口，實現對多臺皮安表進行連接；

交換機，用于擴展主機的以太網接口；

主機，用于對電流源和皮安表進行控制，同時獲得皮安表和電流源輸出的電流數值，對皮安表進行標定，并將得到的電流數值進行校準后，進而實現對電子學設備的束流流強進行精確的測量；

主機包括控制模塊、數據獲取模塊、標定模塊、儲存模塊以及校準模塊；

控制模塊，用于對電流源輸出的電流數值進行設定和改變電流源輸出電流的頻率，以及用于控制皮安表的開/關；

數據獲取模塊，用于同時獲取皮安表輸出的電流數值和電壓數值、電流源輸出的電流數值；

標定模塊，用于根據皮安表輸出的電流數值和電壓數值，并利用傅里葉變換，實時求得皮安表測得電流數值的幅值，計算幅值與電流源設定的電流數值之間的差值，得到電流幅值差，改變電流源的電流輸出值，可根據電流源的電流輸出值和皮安表輸出的電壓值，可以得到皮安表的I-V曲線，改變電流源輸出電流的頻率，采用皮安表進行測量，可以得到皮安表的不同頻率的響應曲線，實現對皮安表的標定；

儲存模塊，用于儲存標定結果和測量得到的數據；

校準模塊，用于將皮安表測得的電流數值根據儲存模塊內的電流幅值差或I-V曲線以及頻域響應曲線進行校準后，得到精確的電流數值。

作為本發明進一步的方案：所述皮安表的分辨率達到10fA，顯示位數為5位半。