当前位置: > 硕士毕业论文 > 39700字硕士毕业论文电子加速度计脉冲电子束流计算系统的分析与设计

39700字硕士毕业论文电子加速度计脉冲电子束流计算系统的分析与设计

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:39700字
论点:电子束,脉冲,加速器
论文概述:

在研究脉冲电子束流测量的技术原理基础上,借鉴国内外技术研究基础和产品设计经验与成果[8,9],并结合实际应用,开展电子直线加速器脉冲电子束流测量系统的研究与设计工作,并在实验室

论文正文:

第一章是关于情绪

1.1论文研究背景
电子束辐照[1]加工技术是利用具有一定能量的电子束流与物质相互作用时产生的生物效应、物理效应和化学效应,实现消毒灭菌、有毒有害物质降解、材料性能改善和新材料制备等加工目的。与放射性同位素(如钴-60)释放的γ射线处理技术相比,电子束处理技术具有更高的处理效率和更低的运行成本。避免二次污染危害和放射性废物源储存和处置问题尤为重要。由于电子束[2]加工技术具有良好的发展前景,国家发展改革委、科技部、商务部和国家知识产权局联合发布了《当前优先发展的高技术产业化优先领域指南》,将该技术列为高技术产业化的优先项目。同时,该技术还可应用于指南中的许多领域,如农副产品深加工、水产品深加工、安全新饲料加工、功能性食品加工、各种植物害虫检疫、城市和工业废水废液无害化处理、功能性有机材料和产品制造、新型生物材料和产品制造、无机纳米新材料制造等。电子加速器[2,3]是产生电子束的装置,其中高能电子直线加速器是电子束加工技术中的重要技术设备。高能直线电子加速器由微波发电系统、电子直线加速系统、电子束电流设定系统、电子束电流输出系统、电子束电流测量系统、冗余安全保护联锁系统、冷却恒温系统、发电剂量监控系统、多参数控制系统等组成。涉及的技术包括粒子物理、带电粒子加速、微波、功率脉冲、传感器、电子测量、电磁兼容、冷却和恒温、自动控制、计算机应用等领域。电子束流测量系统是电子直线加速器的重要组成部分,主要实现加速器管输出脉冲电子束流的不间断连续在线测量。由于单脉冲电子束强度和脉冲电子束的平均值是确定电子直线加速器工作状态的关键参数之一,因此它们也是使用高能电子加速器的电子束处理过程中的关键处理参数。因此,脉冲电子束电流测量系统的响应速度、测量精度、稳定性和抗干扰能力成为衡量电子加速器综合技术水平的重要技术参数。目前,我国只有少数从事电子加速器研究的大学和研究机构开展了电子束电流测量的基础研究和实验验证,尚未开发出标准化的技术产品,与发达国家相比仍有很大的技术差距。因此,以高能电子加速器的实际应用为基本目标,开展具有先进综合技术水平的脉冲电子束电流在线测量系统的研究与设计,是一项具有一定学术价值和良好应用价值的工作。

1.2电子直线加速器的技术现状及发展趋势

1.2.1国内技术状况
中国大约在1960年开始电子加速器的基础研究和开发,从粒子科学的基础研究开始,逐步扩展到各个重要领域。受科学研究和国防需要的驱动,相关加速器的设计和开发被纳入专业研究机构和大学的重大项目。改革开放后,兰州重离子加速器、北京正负电子对撞机、上海光源、合肥同步辐射光源等与电子直线加速器相关的国家重大科研项目已经启动并投入运行。上述成就已经成为中国粒子加速器技术达到国际先进水平的标志。在世界辐照加工业技术进步的推动下,特别是随着中国经济建设的快速发展和经济规模的快速扩大,电子束加工关键设备——工业电子加速器的研发越来越受到[3]的关注。许多积累的科研成果已应用于工业电子加速器,其中高能电子直线的设计和制造技术不断提高。

第二章:主要研究内容和技术路线

2.1电子直线加速器
的基本结构和工作原理在控制系统触发定时脉冲(16μs)的作用下,以速调管为核心的微波电源系统输出单脉冲功率为45MW(微波频率2856MHz)的微波脉冲,通过波导耦合到加速管(高真空环境),建立稳定的行波场。同时,在脉冲控制高压(相同时序)的作用下,电子枪输出初始能量50keV,持续时间16μs,进入加速管,逐步加速至10MeV在行波场中。加速管输出的电子束经过由漂移管、刮束器、脉冲电子束电流互感器(简称BCT)等组成的过渡整形测量段后到达电子束扫描箱的上端;电子束在扫描电源的作用下穿过扫描盒,穿过钛膜(自然环境),形成沿一维方向均匀摆动的电子束,利用电子束可以实现各种加工目的。10mV/20kW电子加速器(加速器输出电子束的最大能量为10mV,额定平均束功率为20kW)要求平均束流在设定的每秒最大触发脉冲数为500的条件下达到2mA,以保证电子加速器的输出平均束流功率达到2mA×10mV = 20kW。此时,平均单脉冲束电流为2ma \\u 500 = 4μA,由于脉冲宽度为16μs,相应的脉冲电子束电流强度为4μA×106 \\u 16)= 2.5×105μA = 250毫安。

第三章脉冲电子束流量传感器的优化.........14
3.1脉冲电子束流量传感器的技术原理........14
3.1.1脉冲电子束流量传感器的结构和基本参数.........14
3.1.2基本工作原则.........14
3.1.3脉冲电子束流量传感器等效电路分析.........15
3.2脉冲电子束流量传感器的优化设计........16
3.3脉冲电子束流量传感器的外观和安装.........16
3.3.1脉冲电子束流量传感器的外观.........16
3.3.2脉冲电子束流量传感器组件.........16
第4章低噪声宽带放大器电路的设计.........18
4.1主要研究内容和技术指标........18
4.2放大器电路的设计思想和基本结构........19
4.3放大器电路主运算放大器的选择........21 [/BR/] 4.4放大器电路主电路的设计与分析........25[/比尔/]第五章数据采集与处理电路设计........28 [/BR/] 5.1主要研究内容和技术指标........28 [/BR/] 5.2数据采集处理电路的设计思想和结构....28
5.3数据采集和处理电路主要部件的选择......30
5.4脉冲电子束流测量系统的硬件设计......36

结论

本文的主要研究内容:
在第一章的介绍中,概述了电子直线加速器脉冲电子束电流测量系统的研究背景、罗果夫斯基线圈测量方法的发展历史、我国电子直线加速器输出电子束电流测量技术的发展现状以及目标语言的研究内容。
第二章主要讨论了电子直线加速器脉冲电子束流测量系统的主要研究内容和技术路线,以及电子束流传感器、低噪声宽带放大电路和数据采集处理系统等主要技术的研究内容、研究思路和技术路线。
在脉冲电子束流量传感器优化的第三章中,基于罗果夫斯基线圈的基本原理,重点讨论了脉冲电子束流量传感器的结构、材料和线圈绕组。给出了脉冲电子束电流传感器的优化设计方案、主要功能和特点。
第四章,低噪声宽带放大器电路的设计。主要对放大电路的结构、技术参数的确定和芯片的选择进行了讨论和分析,并给出了具体的设计方案。
第五章主要讨论了数据采集与处理系统的设计、数据采集与处理系统的结构、技术参数的确定和芯片的选择,给出了应用软件的具体设计方案和主要程序流程图。
在第六章,脉冲电子束流测量系统的实验验证中,主要通过实验验证了脉冲电子束流测量系统的基本性能,并对相关数据进行了分析和讨论。

参考
[1]施克勤、范建武、张璐、李中莹。电子束密度计的发展[。实用测试技术,1996 (3): 1-3。[/比尔/] [2]李晓燕,叶韩民。来自电子束取样电阻的干扰信号分析及消除措施[。高压技术,2001,27 (2): 56-61。[/BR/] [3]王国宝,潘凌河,王秀龙,等.高能大功率电子辐照加速器的研制[C]。《中国核科学技术进展报告》(核技术工业应用分册),2009,1: 178-184。[/比尔/] [4]胡常信。集成高压大电流变压器的基本原理及实验研究[。《都市学报》,1982,3 (3): 197-205。[/比尔/] [5]薛磊、鹰巢、胡超、黄文慧。基于积分束变压器的加速器束流电荷测量系统[。高功率激光和粒子束,2007,19 (7): 1207-1210。[/比尔/] [6]邹计燕,段熊英,张铁。罗果夫斯基线圈测量电流的仿真计算和实验研究[[]。电气技术杂志,2001。16 (1): 81-84。
[7]张德惠。[脉冲测量研究。武汉:华中科技大学,2007。
[8]李红梅、邱靖辉、林鹏。脉冲电流测量线圈的理论分析和实验研究[[]。电子测量与仪器杂志,2004(补编):703-707。
[9]罗成木、高莹、崔豪、赵秀山。《脉冲电流测量线圈的研究与计算机辅助设计》,清华大学学报(自然科学版),1995,35 (4): 22-28。[/比尔/] [10]闫隆燕,金苑,肖国庆。束强度检测变压器[,袁核物理评论,2002,19(1):73-75。