[发明专利]低能离子束探测与离子束流强自平衡连锁控制系统

说明书

本发明涉及一种低能离子束探测与离子束流强自平衡连锁控制系统，该系统包括：离子束探测单元，被配置为对离子束流强信号进行探测；数据采集与连锁单元，被配置为对采集的离子束流强信号进行数据分析与自平衡判断，实现被连锁设备的连锁及离子束流强调节，使核孔膜生产终端达到正常生产的流强条件；数据显示存储单元，被配置为获取所述数据采集与连锁单元信号，对核孔膜生产终端的数据和状态信息进行存储和显示。本发明可以实现低能量流强的探测，解决核孔膜生产时的流强探测不准的问题，实现束流流强的自平衡调节，并配合实现其它的生产联动。

技术领域

本发明是关于一种核孔膜生产终端的低能离子束探测与离子束流强自平衡连锁控制系统，涉及低流强重离子束探测领域。

背景技术

核孔膜是世界上最精密的微孔过滤膜，它是一种多孔的塑料薄膜，膜上面有密密麻麻的小孔，每一个小孔形状和尺寸都相同。核孔膜有很多规格，膜厚范围5微米到60微米，孔径范围0.2微米到15微米，孔密度范围每平方厘米1-10的9次方个。核孔膜通常采用高能加速器提供的重离子打孔，重离子打孔是核孔膜生产工艺中最为关键的一环，所以在核孔膜的生产中离子束辐照是非常重要的生产步骤。而离子束探测是离子束辐照的重要步骤，准确地探测出离子束的流强，可根据流强大小生产不同规格的核孔膜。

由于核孔膜辐照生产时的离子束非常低，又不能使用拦截式离子束探测器(拦截式离子束探测器的探测原理是离子束必须打到它的上面，才能探测到流强，这样就会阻挡住辐照的离子束，无法进行生产)，它会影响核孔膜的正常生产，例如目前终端所用的法拉第是一种常规的离子束探测方法，由于它是拦截式探测器的一种，会影响核孔膜在线生产，而非拦截式探测器目前能探测到如此低流强的离子束是极少的，现有的单纯的非拦截式探测器能探测到流强mA及以上的居多，并且没有相应的连锁报警装置，当离子束流强偏大或偏低时没有自动调低或调高控制机制，只能进行人工调整，既费时费力，生产效率较低。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够实现低能量流强的探测且能够实现离子束流强自平衡控制的核孔膜生产终端低能离子束探测与离子束流强自平衡连锁控制系统。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种低能离子束探测与离子束流强自平衡连锁控制系统，该系统包括：

离子束探测单元，被配置为对离子束流强信号进行探测；

数据采集与连锁单元，被配置为对采集的离子束流强信号进行数据分析与自平衡判断，实现被连锁设备的连锁及离子束流强调节，使核孔膜生产终端达到正常生产的流强条件；

数据显示存储单元，被配置为获取所述数据采集与连锁单元信号，对核孔膜生产终端的数据和状态信息进行存储和显示。

进一步地，所述离子束探测单元包括前端探测器、低噪声放大器和锁相放大器；

所述前端探测器嵌套在离子束管道上，被配置为探测束流管道内的离子束流强信号；

所述低噪声放大器，被配置为对采集的离子束流强信号进行放大；

所述锁相放大器，被配置为锁定某一个固定的频率信号，舍弃其它频率信号。

进一步地，所述低噪声放大器的数量为三个，通过三个低噪声放大器将离子束流强信号进行三级放大。

进一步地，所述数据采集与连锁单元包括基于FPGA的控制器、模拟信号采集子卡和连锁继电器；

所述基于FPGA的控制器通过所述模拟信号采集子卡采集所述锁相放大器的输出信号；

所述基于FPGA的控制器设置有输出光口，输出光口均通过光纤通信将信号经由光电转换后连接到被控设备对其进行控制；

所述基于FPGA的控制器还通过所述连锁继电器对被连锁设备进行连锁控制，并输出报警信号。