气体中子探测器数据获取与分析软件研制

摘要

近年来，为了满足材料科学、结构力学以及生物学等学科对于物质微观结构探索的需求，国内外先后建立了几个大型的同步辐射装置和中子源装置。气体中子探测器是这些装置中的重要设备，其性能直接影响物质结构的探测精度。中国科学院高能物理研究所气体探测器组承担了两个气体中子探测器的研发工作。一个是多丝正比室探测器，另一个是气体电子倍增器。
　　 本课题的主要工作是针对多丝正比室探测器系统和气体电子倍增器系统这两个气体中子探测器系统的各自的探测器和电子学，提出了各自的数据获取与分析软件设计方案和软件构架，并研制开发出各自的数据获取与分析软件。
　　 数据获取软件包括电子学检测程序和正常取数程序。数据获取软件的电子学检测程序主要是对系统的电子学性能进行检测。数据获取软件的正常取数程序实现了在系统实验中读取数据到控制器上、组装数据和存储组装数据到文件里等功能。数据分析软件实现了读取文件数据、文件数据的解析、分析和分析结果的显示等功能用于对探测器进行性能检测。
　　 软件的用户界面友好，易于用户使用。另外，软件易于拓展和修改，有利于以后移植到其它的探测器系统中。
　　 多丝正比室探测器系统的数据获取与分析软件已经完成，并且成功运用于实验测试中。气体电子倍增器系统的数据获取软件正在调试阶段，软件需要进行长期的测试来获得进一步的完善。

目录

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英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1多丝正比室探测器系统项目背景和任务

1.2气体电子倍增器系统项目背景和任务

1.3国外动态

1.4国内动态

1.5课题创新点

1.6论文组织

第二章 探测器系统

2.1探测器系统工作简介

2.2多丝正比室(MWPC)探测器系统

2.2.1 MWPC探测器

2.2.2 MWPC探测器电子学

2.3气体电子倍增器(GEM)系统

2.3.1 GEM探测器

2.3.2 GEM系统电子学

第三章 数据获取与分析软件设计相关技术

3.1在Windows XP的VP-327控制器上编译C++VME访问程序

3.2 VME总线访问

3.2.1 Universe Ⅱ VME-to-PCI Bus Bridge

3.2.2单周期VME总线读写

3.2.3链式块传输

3.3 VME总线中断

3.3.1 VP-327控制器Windows XP上VME总线中断接口

3.3.2 MVME5100控制器VxWorks上VME总线中断接口

3.4 LabVIEW动态链接库调用

3.5环形缓冲共享区与互斥访问

3.6网络传输

第四章 数据获取与分析软件设计方案

4.1 MWPC探测器系统数据获取软件设计方案

4.1.1数据获取软件的电子学配置方案

4.1.2电子学检测程序设计方案

4.1.3正常取数程序设计方案

4.2 GEM系统数据获取软件设计方案

4.2.1上位机程序

4.2.2控制器程序

4.3 MWPC探测器系统数据分析软件设计方案

4.3.1阳极条数据分析程序

4.3.2读出条数据分析程序

第五章 数据获取与分析软件运行测试

5.1电子学检测软件测试

5.2正常取数软件测试

3.2.1多丝正比室系统正常取数软件测试

5.2.2 GEM探测器系统正常取数软件测试

5.3数据分析软件测试

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2进一步的工作及展望

参考文献

致 谢

附 录