正比计数器作BESⅢ漂移室性能监控

正比计数器作BESⅢ漂移室性能监控

论文摘要

BESⅢ漂移室作为一个高精度的气体探测器,工作气体比分、温度、气压,即气体增益,都直接影响到漂移室的工作性能。因此在北京谱仪运行中要对BESⅢ漂移室性能进行监控。同时综合考虑BESⅢ漂移室工作的稳定和气体费用耗资问题,需要为BESⅢ漂移室选择在北京谱仪运行中的最佳工作气体流量。在BESⅢ漂移室老化漂移室模型和全长模型的进、出气口各接入一个正比计数器监测气体增益,来用作漂移室性能监控的研究。研究结果表明:老化室最佳工作气体流量为1.4室容积/小时;全长模型最佳工作气体流量为1.0室容积/天,全长模型的设计最接近真实漂移室,这为BESⅢ漂移室运行确定最佳工作气体流量提供了参考依据;在漂移室正常运行下进、出气口正比计数器的55Fe 5.9keV X射线全能光电峰位之比保持稳定,并能有效地监控工作气体比分的变化。为了达到BESⅢ漂移室自动化监控,应用研华PCI-1716L数据采集卡代替传统的多道分析系统,在Visual C++6.0环境下,开发了BESⅢ漂移室监控正比计数器的实时数据采集分析系统。通过数据采集卡实现监控正比计数器55Fe 5.9keV X射线能谱的获取、分析,并应用改善后的Nelder-Mead单纯形法于自动拟合寻峰,拟合结果不受拟合区间选择的影响,有很好的拟合精度和比较快的收敛速度,满足BESⅢ漂移室监控系统准确测量的要求。为了BESⅢ漂移室实际运行研制了铜制监控正比计数器。BESⅢ漂移室正比计数器监控系统在漂移室宇宙线测试中的结果表明:系统程序运行良好,数据采集卡在监控中起到实时、精确的监控作用,具有自动化和减少仪器开支等优点;监控正比计数器能很好监测混合气体比分和环境参量,工作气体比分变化0.2%可以监测出来;进气口监控正比计数器的全能光电峰位值直接反应了气体增益,可用作对相应RUN下获取得到数据作dE/dx修正。以上研究成果将会直接应用于BESⅢ漂移室运行的监控。作者的在本文中的贡献:(1)对漂移室性能监控的研究;(2)开发了漂移室监控正比计数器的实时数据采集分析系统;(3)正比计数器监控系统参加BESⅢ漂移室宇宙测试,为漂移室实际运行奠定基础。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 图目录
  • 表目录
  • 第一章 前言
  • 1.1 北京正负电子对撞机(BEPCⅡ)和北京谱仪(BESⅢ)
  • 1.1.1 北京正负电子对撞机—BEPCⅡ
  • 1.1.2 北京谱仪BESⅢ
  • 1.2 BESⅢ漂移室
  • 1.2.1 BESⅢ漂移室的设计
  • 1.2.2 BESⅢ漂移室预期的性能及其影响因素
  • 1.2.3 BESⅢ漂移室工作气体
  • 1.2.4 影响BESⅢ漂移室气体增益的一些因素
  • 1.2.5 BESⅢ漂移室供气要求
  • 1.3 课题的提出及其目的和意义
  • 1.4 本文的主要内容及工作介绍
  • 第二章 BESⅢ漂移室性能监控研究
  • 2.1 老化模型室监控实验研究
  • 2.1.1 实验安排
  • 2.1.2 实验结果
  • 2.2 BESⅢ漂移室全长模型监控实验研究
  • 2.2.1 实验安排
  • 2.2.2 实验结果
  • 2.3 本章小结
  • 第三章 监控正比计数器实时数据采集分析系统
  • 3.1 信号探测与数据采集系统
  • 3.2 系统软件设计
  • 3.2.1 开发平台
  • 3.2.2 软件设计思想
  • 3.2.3 软件结构和功能
  • 3.3 自动寻峰
  • 3.3.1 Nelder-Mead单纯形法
  • 3.3.2 目标函数的选择
  • 3.3.3 算法实现
  • 3.4 软件测试
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 BESⅢ漂移室宇宙线测试
  • 4.1 BESⅢ漂移室宇宙线测试
  • 4.2 BESⅢ漂移室正比计数器监控系统宇宙线测试安排
  • 4.3 测试结果
  • 4.3.1 系统测试
  • 4.3.2 对工作气体比分的监控
  • 4.3.3 对环境参量的监控
  • 4.3.4 其他结果
  • 4.4 本章小结
  • 第五章 结论
  • 参考文献
  • 在学期间发表的文章
  • 致谢
  • 相关论文文献

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