1 中国科学院高能物理研究所 北京 100049
2 散裂中子源科学中心 东莞 523803
3 中国科学院大学 北京 100049
高性能的加速器对运行的可靠性和稳定性提出了更高的要求，而加速器庞大的设备数量、极高的设备精度及性能导致对外部干扰非常敏感。为实现加速器长期、高效、可靠的运行，故障快速定位、诊断和恢复对现代加速器控制系统至关重要。目前，在加速器运行过程中，常规保存的历史数据可以判断和处理大部分一般故障。但对于类似高频、束测元件等快电子学引发的瞬态故障，由于常规方式保存的历史数据时间粒度不够，导致无法对这类快速故障过程进行有效分析。因此，有必要通过技术手段完整地记录故障发生时刻前后一段时间设备的状态及参数，保存高真实的现场“快照”。本文设计了一种基于高时间相关性和高时间分辨率的加速器故障分析系统，并进行了样机实现。该样机基于事件定时系统实现了同步精度好于16 ns的全局时间戳，采用同步触发的方式进行数据获取，并利用EPICS 7的规范类型进行数据组装和发布。样机实验结果表明，利用获取到的高精度时间数据，可区分不同设备发生故障的先后顺序，验证了故障分析系统的可行性。
故障分析 高精度时间戳 数据获取 EPICS 7 事件定时 Failure analysis High precision timestamp Data acquisition EPICS 7 Event timing
1 中国科学院 高能物理研究所，北京 100049；散裂中子源科学中心，广东 东莞 523803；中国科学院大学，北京 100049
2 中国科学院 高能物理研究所，北京 100049；散裂中子源科学中心，广东 东莞 523803
对加速器运行过程中出现的故障进行准确分析，可有效提升加速器的可靠性及运行效率。而对于一些快速故障过程，必须依赖故障发生时刻存储的高度时间相关和高分辨率的数据，才能进行准确分析。设计了一种用于加速器的故障分析软件，可用于对快速故障进行可靠分析。在中国散裂中子源加速器中进行了应用，该系统非常准确地分析了此前无法定位的大部分束流丢失过程。该故障分析具有一定的通用性，可应用到其它加速器装置。
故障分析 分布式数据获取 post mortem distributed data acquisition CSNS CSNS EPICS EPICS CSS CSS 强激光与粒子束
2021, 33(7): 074004
1 嘉兴学院数理与信息工程学院, 浙江 嘉兴 314001
2 嘉兴国电通新能源科技有限公司, 浙江 嘉兴 314001
3 黑龙江大学数据科学与技术学院, 黑龙江 哈尔滨 150080
压缩感知是近年来提出的一种新的信号压缩采样理论,采样端通过投影获取压缩数据,需要较多计算资源并且成本较高,仍未能实现广泛应用。不同于标准的压缩感知,本文提出一种基于边缘信息辅助的图像压缩采样方法,即随机采集图像的部分像素作为测量,其中图像边缘附近像素以较高的概率采样,最后使用非线性优化方法恢复图像。所提采样策略通过两次采样分别获取随机测量值及自适应测量值,并给出采样策略的物理描述,以及仿真实验实现,同时讨论了边缘信息在采样矩阵中的最优比率。实验结果表明,所提算法能快速有效地恢复高质量图像。
图像处理 压缩感知 稀疏表示 数据获取 优化算法 激光与光电子学进展
2020, 57(8): 081018
赵东旭 1,2,3,*章红宇 1,2孙志嘉 1,2,3王修库 1,2,3肖亮 1,2,3
1 核探测与核电子学国家重点实验室, 北京 100049
2 中国科学院 高能物理研究所, 北京 100049
3 散裂中子源科学中心, 广东 东莞 523803
作为中国散裂中子源（CSNS）工程中多功能反射（RM）谱仪一部分的3He管探测器数据获取系统不仅要具有基本的读取和处理数据的功能，还需要协调配合谱仪的整体运行，稳定可靠地与其它异构系统进行交互。通过规划数据获取的整体框架，采取有效的方式优化关键部分，另外挑选合适的三方软件包整合到数据获取系统中，达到了该系统操作方便灵活、功能完善、运行稳定可靠并且高效率，满足谱仪实验需求的目的。包括数据获取系统在内的多功能反射谱仪顺利通过了国家验收，目前这套数据获取系统已经成功应用在多功能反射谱仪的束流实验中。
多功能反射谱仪 数据获取 散裂中子源 束流实验 3He管探测器 reflectometer data acquisition CSNS beam test 3He tubes detector 强激光与粒子束
2019, 31(9): 096002
1 中国科学院 上海应用物理研究所, 上海 201800
2 信阳师范学院 物理电子工程学院, 河南 信阳 464000
为了在一次扫描质子核探针实验中能获取多种物理信息,研制了多功能信号探测与数据获取系统。系统由组合探测器、多站多参量数据采集与束流扫描、样品台控制与显微观测三个子系统组成。组合探测器包括了Si（Li）X射线探测器,高纯Ge γ射线探测器,以及Au（Si）面垒带电粒子探测器,可完成多种物理参数的同时获取。系统的核心数据采集与束流扫描系统基于NI 公司的PXI-7852R数据采集卡和LabVIEW 软件平台,具备了多个物理信号采集、多能谱显示以及束流扫描和二维成像等功能。六轴高精度真空样品台由计算机控制,可实现显微图像对样品的定位及对扫描区域的可视化选择。初步实验验证了该系统的可靠性与稳定性。
扫描质子核探针 信号探测 数据获取 scanning proton microprobe signal detection data acquisition 强激光与粒子束
2015, 27(11): 114005
1 中国科学技术大学核探测与核电子学国家重点实验室, 安徽 合肥 230026
2 中国科学技术大学中国科学院临近空间重点实验室, 安徽 合肥 230026
研制了应用于中高层大气(15~60 km)多普勒测风激光雷达(DWL)的双模式数据获取系统(DMDAQ)。该系统技术指标达到国际先进水平，不仅满足了中高层大气多普勒测风激光雷达线性动态探测范围大、时空分辨率高的技术要求，而且以其集成度高、可重构的特性满足当前车载DWL 研制中小型化和更新升级的需要。为了验证该数据获取系统的性能，进行了风场观测对比实验。结果显示，车载DWL 系统对风场观测的结果与气球探测结果在重叠区域(15~35 km)上基本一致。同时，对车载DWL 系统的实时回波信号分析显示，在60 km 探测高度上的风速测量精度为6 m/s。
遥感 测风激光雷达 双边缘技术 数据获取 大动态范围
1 中国科学院 近代物理研究所, 兰州 730000
2 中国科学院 研究生院, 北京 100039
简要介绍了在核物理实验数据获取系统中, 用FPGA芯片和VHDL语言实现对事件触发信号的预处理。阐述了在核物理实验数据获取系统中对事件触发信号的一般要求；结合60Co伽马谱测量实验, 介绍了基于一套自主研发的数据获取系统中触发信号的预处理, 并给出了用VHDL语言实现该触发信号预处理的思想、仿真时序图和实验结果。该方法通过实验验证, 证明切实可行, 灵活性强。
数据获取 触发信号 处理 data acquisition trigger signal processing field-programmable gate array FPGA 强激光与粒子束
2012, 24(11): 2727
