粒子加速器多系統(tǒng)位移監(jiān)測及全局坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換方法研究.pdf

1、隨著大型粒子加速器的發(fā)展，整個系統(tǒng)對于準(zhǔn)直和安裝的要求越來越高，其中關(guān)鍵部件的定位精度對于整個機(jī)器能否正常運(yùn)行至關(guān)重要。因此在高精度準(zhǔn)直的基礎(chǔ)上，采用各種可行的位置監(jiān)測裝置對地面沉降或元部件姿態(tài)變化進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測是很有必要的。根據(jù)粒子加速器的特點(diǎn)，垂直于束流方向，即橫向位置變化對束流運(yùn)行影響最大。粒子加速器高精度位置監(jiān)測設(shè)備主要有靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)和線位置探測器等。
　　目前，在大多數(shù)大型粒子加速器裝置中，主要使用上述位移監(jiān)測系統(tǒng)對兩個方

2、向的唯一變化分別進(jìn)行監(jiān)測。它們都基于各自不同基準(zhǔn)，且監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測范圍是有限的。在數(shù)據(jù)分析方面，它們要分段分類進(jìn)行整理，需要工作人員進(jìn)入現(xiàn)場進(jìn)行勘查，確定各個監(jiān)測段之間的相互關(guān)系，然后進(jìn)行必要的調(diào)整。這些監(jiān)測結(jié)果不能在全局坐標(biāo)系下有效反映各個部分或者部件的位移變化，往往由于局部的位移變化產(chǎn)生的調(diào)整影響到整個機(jī)器的正常運(yùn)行。本課題討論各個監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一到粒子加速器全局坐標(biāo)系下，在統(tǒng)一的坐標(biāo)系中考量各個關(guān)鍵元部件在不同的監(jiān)測系統(tǒng)下的坐標(biāo)

3、變動，將各個監(jiān)測系統(tǒng)的相對測量轉(zhuǎn)變?yōu)榻^對測量。
　　首先，本文闡述了粒子加速器及機(jī)械準(zhǔn)直的研究情況，介紹了靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)和線位置探測器的測量原理、類型以及在國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用，闡述了其優(yōu)勢之處以及應(yīng)對未來發(fā)展的局限性。同時介紹了靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)的標(biāo)定方法，設(shè)計(jì)線位置探測器的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)。
　　其次，系統(tǒng)地闡述了多系統(tǒng)位移監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的、設(shè)計(jì)路線以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工過程。在實(shí)驗(yàn)室中搭建了五個基礎(chǔ)平臺組成的驗(yàn)證系統(tǒng)并說明了靜力水準(zhǔn)系

4、統(tǒng)、線位置探測器、傾角傳感器和位敏探測器的安裝及調(diào)試過程。
　　再次，詳細(xì)說明了系統(tǒng)中多級空間坐標(biāo)系的建立及轉(zhuǎn)換方法。包括傳感器坐標(biāo)系和基板坐標(biāo)系的建立方法以及傳感器坐標(biāo)系向基板坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換方法。系統(tǒng)坐標(biāo)系的建立以及基板坐標(biāo)系向系統(tǒng)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換方法。在實(shí)驗(yàn)室中布設(shè)了模擬二級網(wǎng)點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)將兩種儀器測量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換至全局坐標(biāo)系中的目的。
　　最后，對于系統(tǒng)中的靜力水準(zhǔn)傳感器、線位置探測器，結(jié)合位敏探測器和高精度傾角傳感器進(jìn)行