HIRFL荧光靶技术研究及其应用

【摘要】：兰州重离子加速器是主攻基础研究的大科学实验装置,该装置具有加速离子种类多,加速能量高等特点,且会经常更换束流。调束工作作为加速器运行过程中的重要环节,其直接影响加速器出束效率和束流质量,进而影响重离子物理、生物等方面的实验进程和实验结果。调束过程中调束人员需要了解束流当前的状态信息,才能进一步调整设备加载值,以获得需要的束流,这就需要对束流信息进行测量。关于束流截面信息的测量,拦截式荧光靶测量系统仍是最直接有效的方式,目前HIRFL拥有多个荧光靶设备测量束流的截面信息(中心位置坐标、面积等)。HIRFL荧光靶束流剖面监测系统使用摄像机获取荧光靶图像,经网络传输到客户端进行显示,该系统没有束流图像实时分析功能,需要截屏保存图像,再对图像进行分析,这种方式过程繁琐、效率不高,不利于调束工作。本课题根据实际需求对原系统进行改造,重新设计编写了软件系统。新系统利用视频服务器软件开发包从视频服务器获取视频数据,并利用解码库实现视频数据的解码工作。然后系统采用数字图像处理的方法,针对开灯和关灯两种情况,对解码后的图像进行处理,检测并提取束流光斑部分。最后对检测出的束流光斑进行数据分析工作,即得到束流截面参数。新系统实现了束流截面数据的自动获取功能,不仅减少了调束人员工作量,而且可以实时为调束人员提供调束依据,达到了提高调束效率和改善束流品质的目的。同时束流参数自动获取的实现,方便了加速器运行过程中束流位置信息的获取工作,也为自动调束奠定了基础。