DB34 T 3593-2020 超导回旋加速器 射频低电平控制系统性能测试方法.pdf

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1、ICS 27.120.99 F 91 DB34 安徽省地方标准 DB 34/T 35932020 超导回旋加速器 射频低电平控制系统性 能测试方法 Superconducting cyclotron The performance test method of low level radio frequency control system 文稿版次选择 2020 - 06 - 22 发布 2020 - 07 - 22 实施 安徽省市场监督管理局 发布 DB34/T 35932020 I 前 言 本标准按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。 本标准由合肥中科离子医学技术装备有限公司

2、提出。 本标准由安徽省超导回旋加速器标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：合肥中科离子医学技术装备有限公司、池州市产品质量监督检验所。 本标准主要起草人：陈根、巢楚颉、张鑫、宋云涛、史永安、陈永华、丁开忠、冯汉升、杨庆喜、 刘广、彭振、莫少奇、黄熙、李俊、邢以翔、黄漪。 DB34/T 35932020 1 超导回旋加速器 射频低电平控制系统性能测试方法 1 范围 本标准规定了超导回旋加速器射频低电平控制系统性能测试的性能要求、测试平台搭建、测试前准 备和测试步骤。 本标准适用于超导回旋加速器射频低电平控制系统在与加速器联调时的性能测试。 2 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 2.1

3、谐振腔 resona nt cavity 在射频波段能够提供加速粒子所需的电场的封闭空腔。 2.2 固态功率源 solid state amplifier SSA 采用固态功放器件与功率合成技术，实现放大射频信号功率的半导体功率放大器。 2.3 射频低电平控制 low level radio frequency control LLRF 通过多种控制环路对超导回旋加速器中射频加速电场的幅度和相位进行控制， 使其满足加速器对加 速电压的要求，同时通过调谐环路来保证射频谐振腔与功率源的谐振状态，确保射频系统稳定工作。 2.4 幅度稳定度 amplitude stability 在规定的条件下，射频

4、系统输出信号幅度的相对量。 注： 如输出设定值为 U 0，实际输出幅度值与设定值之差为 U，则幅度稳定度为 U/U 0。 2.5 相位稳定度 phase stability 在规定的条件下，射频系统输出信号相位的相对量。 注： 如输出设定值为 0，实际输出相位值与设定值之差为，则相位稳定度为/ 0。 DB34/T 35932020 2 3 性能要求 LLRF 系统作为超导回旋加速器的关键部件，幅度稳定度要求不超过 110 -3 ，相位稳定度要求不超 过 0.1。 4 测试平台搭建 4.1 根据图 1 搭建测试平台，进行关键参数（幅度稳定度、相位稳定度等）的测试。 4.2 试验所需设备包括：测试

5、腔、功率放大器、LLRF 系统、 信号发生器等。 信号发生器 幅度调制 时钟单 元 数模转 换 状态诊断单元 本地控制 单元 调谐控制 联锁单 元 功率放 大器 测试腔 LLRF系统 图1 性能测试平台 5 测试前准备 5.1 校准信号 5.1.1 根据射频传输线的固有损耗校准射频信号。 5.1.2 LLRF 系统与功率放大器相连，功率放大器的输出接入测试腔（以下简称“腔体”）中，采用连 续波模式校准功率源的输出功率。 5.2 安全性能验证 5.2.1 将腔体调为失谐状态，腔体的入射功率发生全反射，LLRF 系统显示高反射功率，此时系统关闭， 无功率输出。 5.2.2 腔体内出现打火现象，LL

6、RF 系统显示腔体打火，此时系统关闭，无功率输出。 5.2.3 腔体内真空度大于 510 -4 Pa，LLRF 系统显示真空故障，此时系统关闭，无功率输出。 5.2.4 腔体内如出现温度、压力或流速等异常，LLRF 系统显示水冷故障，此时系统关闭，无功率输出。 5.2.5 SSA 出现异常，LLRF 系统显示 SSA 故障，此时系统关闭，无功率输出。 DB34/T 35932020 3 5.3 调谐环测试 5.3.1 检查上位机控制电机的正反转功能。若正常运转，可继续下一步工作；若检查出现异常，应重 新调试电机。 5.3.2 设置当前腔体取样信号与入射功率信号之间存在相位差，将调谐环路设置为闭

7、环，电机开始运 动，直到腔体取样信号与入射功率信号之间的相位差不超过 0.3。 6 测试步骤 6.1 幅度稳定度测试 6.1.1 设置 LLRF 系统处于测试模式。 6.1.2 调谐环闭环，幅度环闭环，此时幅度达到设定值。 6.1.3 设置幅度环控制参数，使幅度稳定度的平均值不超过 110 -3 。 6.1.4 连续测试 8 小时，确认幅度稳定度的平均值在允许范围之内。 6.2 相位稳定度测试 6.2.1 设置 LLRF 系统处于测试模式。 6.2.2 调谐环闭环，同时幅度环和相位环也闭环。 6.2.3 设置相位环的控制参数，使相位稳定度的平均值不超过 0.1。 6.2.4 连续测试 8 小时，确认相位稳定度的平均值在允许范围之内。 _