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基于反磁回路的非拦截式束流探头分析和改进

马帅 何小中 庞健 杨志勇 王科 石金水

马帅, 何小中, 庞健, 等. 基于反磁回路的非拦截式束流探头分析和改进[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 035102. doi: 10.11884/HPLPB201830.170372
引用本文: 马帅, 何小中, 庞健, 等. 基于反磁回路的非拦截式束流探头分析和改进[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 035102. doi: 10.11884/HPLPB201830.170372
Ma Shuai, He Xiaozhong, Pang Jian, et al. Structure analysis and improvement of non-interfering beam diagnostic technology based on diamagnetic loops[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 035102. doi: 10.11884/HPLPB201830.170372
Citation: Ma Shuai, He Xiaozhong, Pang Jian, et al. Structure analysis and improvement of non-interfering beam diagnostic technology based on diamagnetic loops[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 035102. doi: 10.11884/HPLPB201830.170372

基于反磁回路的非拦截式束流探头分析和改进

doi: 10.11884/HPLPB201830.170372
基金项目: 

国家青年科学基金项目 11605180

详细信息
    作者简介:

    马帅(1990-),男,硕士研究生,从事直线感应加速器束流诊断技术研究;mashuai_caep@yeah.net

    通讯作者:

    王科(1990-),男,硕士,助理研究员,从事束线设计、束流诊断、激光等离子体尾场加速研究;caepacc@sina.com

  • 中图分类号: TL249

Structure analysis and improvement of non-interfering beam diagnostic technology based on diamagnetic loops

  • 摘要: 基于反磁回路线圈提出了一种新型在线束流半径诊断结构,该结构可以实现束流的磁场信息和电场信息同时测量并分离,通过分析可以得到束流包络均方根半径和束流的流强信息。着重介绍探头的结构、拓扑电路和模拟实验平台组成,分析探头电场信息的一致性问题,提出改进措施,对改进前后的测量结果进行比较,说明了改进结构的有效性,将电场信号的一致性由原来的94.08%提高到99.60%,模拟束流杆半径测量误差在1 mm以内。
  • 图  1  单个线圈结构

    Figure  1.  Single loop configuration

    图  2  两个线圈结构

    Figure  2.  Two loops configuration

    图  3  改进引出后结构

    Figure  3.  Improved configuration

    图  4  轴向磁场信号和径向电场信号方向示意图

    Figure  4.  Schematic diagram of axial magnetic field signal and radial electric field signal

    图  5  实验测试平台示意图

    Figure  5.  Experimental platform

    图  6  探头等效电路

    Figure  6.  Equivalent circuit

    图  7  改进前输入电压信号和探头输出电压信号

    Figure  7.  Voltage signals of input pulse and detection with original configuration

    图  8  改进后输入电压信号和探头输出电压信号

    Figure  8.  Voltage signals of input pulse and detection with improved configuration

    表  1  不同半径模拟束流杆实验结果

    Table  1.   Different types of screwrods' experiment results

    label of rods radius /mm pitch of screw /mm length /mm average RMS /mm relative error /% absolute error /mm
    Set1 21 1900 950 20.83 0.81 0.17
    Set2 21 3800 950 21.23 1.10 0.23
    Set3 26 1900 950 25.90 0.38 0.10
    Set4 26 5700 950 26.43 2.2 0.57
    Set5 32 1900 950 32.13 0.41 0.13
    Set6 32 7600 950 31.38 1.90 0.62
    Set7 32 950
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-09-14
  • 修回日期:  2017-11-03
  • 刊出日期:  2018-03-15

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