一种基于差分飞行时间的射频腔打火位置诊断方法技术

本发明专利技术涉及粒子加速器技术领域，提供一种基于差分飞行时间的射频腔打火位置诊断方法；该方法采用双通道差分飞行时间测量架构，通过在射频腔两端对称安装快响应弧光探测器，实时捕获打火事件光信号并记录双通道原始波形数据；随后对信号进行动态幅度归一化处理，消除传感器增益差异；解析阶跃响应参数计算时间差，并采用共享斜率的最小二乘法拟合模型反推理论时间点，结合电磁波传播速度将时间差转换为空间距离差，最终确定打火点位置。本发明专利技术实现厘米级定位，大幅提升抗干扰能力和定位稳定性，且具备实时在线监测与快速响应能力，硬件成本降低90％以上，可与现有系统无缝集成，提高了现场应用的便利性和经济性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及粒子加速器，具体涉及一种基于差分飞行时间的射频腔打火位置诊断方法。

技术介绍

1、射频谐振腔作为粒子加速器的核心部件，其运行稳定性直接决定了加速器的性能。在高电场梯度工况下，射频打火现象频繁发生，这会引发加速效率下降、设备损伤以及运行中断等一系列风险。因此，准确、快速地诊断射频腔内的打火位置对于保障粒子加速器的稳定运行至关重要。

2、目前，现有的打火定位技术主要包括以下三类：其一是基于物理响应的探测手段：包括低电平信号分析、pickup信号定位、真空计响应辅助判断等。这些方法的本质是通过耦合器相位差或真空计时序差异进行腔体级定位。然而，由于受到信号带宽与空间分辨率的限制，其定位精度无法突破腔体长度量级精度。例如，cnss中低电平法仅能判别具体腔体，而pickup法则因探头间距限制导致定位误差超过米级；其二是基于能量传播特性的声学检测：利用压电传感器捕捉打火冲击波，但该方法受声波衰减、多径效应及腔体机械耦合特性的影响，实际定位误差常达数十厘米；其三是基于光信号探测的弧光定位：虽然能够快速识别打火事件，但传统方案仅安装单端探测器，缺乏本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于差分飞行时间的射频腔打火位置诊断方法，其特征在于：采用双通道差分飞行时间测量架构，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于差分飞行时间的射频腔打火位置诊断方法，其特征在于：所述S2中动态幅度归一化处理包括：基于稳态值与初始值对通道二信号进行线性缩放，对齐双通道信号幅值范围，消除传感器增益差异对时间提取的影响。

3.根据权利要求1所述的一种基于差分飞行时间的射频腔打火位置诊断方法，其特征在于：所述S4中共享斜率的最小二乘法拟合模型包括：采用最小二乘法约束两通道信号共享相同斜率，通过拟合理论时间点替代直接阈值触发，将时差测量误差降低至≤1ns。...

【技术特征摘要】

1.一种基于差分飞行时间的射频腔打火位置诊断方法，其特征在于：采用双通道差分飞行时间测量架构，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于差分飞行时间的射频腔打火位置诊断方法，其特征在于：所述s2中动态幅度归一化处理包括：基于稳态值与初始值对通道二信号进行线性缩放，对齐双通道信号幅值范围，消除传感器增益差异对时间提取的影响。

3.根据权利要求1所述的一种基于差分飞行时间的射频腔打火位置诊断方法，其特征在于：所述s4中共享斜率的最小二乘法拟合模型包括：采用最小二乘法约束两通道信号共享相同斜率，通过拟合理论时间点替代直接阈值触发，将时差测量误差降低至≤1ns。

4.根据权利要求1所述的一种基于差分飞行时间的射频腔打火位置诊断方法，其特征在于：所述的射频腔打火位置诊断方法还包括：双端同步采集与高精度时钟同步技术相结合，实现对打火事件的实时在线监测与快速响应。

5.根据权利要求1所述的一种基于差分飞行时间的射频腔打火位置诊断方法，其特征在于：所述的射频腔打火位置诊断方法还包括：系统结构紧凑，光纤链路与高速数据采集卡可灵活布设于不同尺寸和形状的射频腔体。

6.根据权利要求1所述的一种基于差分飞行时间的射频腔...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈卫东，刘盛进，秦靖，曹秀霞，肖永川，黄云伟，李川，龙建宇，
申请(专利权)人：散裂中子源科学中心，
类型：发明
国别省市：