布鲁克海文国家实验室(BNL)正在建造的国家同步加速器光源II (NSLS-II)是一个耗资9.12亿美元的电子加速器项目,计划于2015年6月开放。NSLS-II的研究将侧重于开发基于尚未设计或制造的材料的世界下一代可持续能源技术。研究人员将能够研究复杂材料的特性和功能。需要一种超高强度、高聚焦的光来探测样品材料越来越小的细节。完成后,NSLS-II将成为唯一能够为科学家提供纳米级图像的光源。

布鲁克海文国家实验室正在建造的国家同步加速器光源II的效图。NSLS-II是一种新型的、最先进的介质储能环,旨在提供世界领先的亮度和通量。该设备将能够产生比目前国家科学卫星发射系统(NSLS)亮度高达1万倍的x射线。(照片由布鲁克海文国家实验室提供)
新同步加速器设备的工程团队考虑了设备的主要部分,以及他们需要什么来控制它们。同步加速器通过将电子加速到由一系列磁铁控制的圆形路径中来产生光。当电子转动时,光子以红外线、紫外线和x射线的形式发出,这些光通过称为光束的管道被发送到科学家进行实验的区域。主要部件包括产生和加速电子的喷射器复合体,由电子枪、直线加速器和助推器环组成;一个存储环,当电子辐射同步光时将其循环;以及将光线传输到用户实验的光束。
NSLS-II将容纳大约60条波束,使用近30个直截面作为插入设备源。尽管同步加速器不依赖运动系统来运行,但实验站将依赖机动系统来引导和聚焦x射线束,并对探测器和样品进行定位。每条光束平均将有100个机动轴,这意味着在完成的设施上,预计将有6000个运动轴。

826块高精度磁铁将构成国家同步光源II的主加速器环。一束电子束将穿过每块磁铁的中心,在那里强大的磁场将包含并引导粒子沿近似圆形的路径运动。环绕环运动的电子发出的光将被分流成光束,这是一组科学仪器,将在那里进行实验。(照片由布鲁克海文国家实验室提供)
Brookhaven工程团队使用了由Delta Tau Data Systems设计和制造的Geo Brick LV多轴控制器作为运动控制器。Delta Tau制造了一个19英寸的。LV的机架安装外壳,连接由BNL指定。运动控制器将精确地反复移动几个光学元件,这些光学元件控制、塑造和聚焦x射线束。这些光学元件的数量、类型和位置将根据给定光束的光学要求而变化。一般来说,所有的光学元件都有一定的机动自由度。总体而言,BNL购买了120个Geo Brick LV控制器,以方便近1000个轴的运动。
德尔塔Tau控制器也将在波束上的数据采集系统中发挥关键作用,因为它们将在精确位置向探测器发出触发器。控制器也可以与其他系统接口,如光子快门,控制器将打开和关闭快门。
配置将包括低压控制器和必要的轴板、I/O板、通信接口,以及从Delta Tau可用的各种类型中选择的任何其他接口板。
基本的运动控制规格包括四或八轴同步伺服/步进控制,多任务多达16个运动程序和64个异步PLC程序。所有轴均可独立运行或以任何组合协调。该控制器使用高级编程语言,并提供标准的128k × 24sram内存。
Delta Tau数据系统
www.deltatau.com
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