托卡马克中子相机光电倍增管增益系数实时监测系统
阅读说明：本技术 托卡马克中子相机光电倍增管增益系数实时监测系统 ([db:专利名称-en]) 是由 张轶泼 杨进蔚 张朋飞 于 2018-06-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种托卡马克中子相机光电倍增管增益系数实时监测系统,其原理是光源产生的光被分光器分成标准参考光源束,然后依次通过光纤束和光纤进入光导,被光电倍增管放大后经信号采集处理得到光电倍增管的增益系数。本发明有效地解决了托卡马克中子相机所有测量道光电倍增管增益系数监测的问题,非常适用于所有光电倍增管增益系数都须一致性的托卡马克中子相机诊断系统。([db:摘要-en])
技术领域
本发明属于一种磁约束核聚变核测量系统，具体涉及一种光电倍增管增益系数的实时监测系统，特别适用于每道光电倍增管增益系数都须严格控制的磁约束核聚变中子相机系统。
背景技术
随着磁约束核聚变等离子体参数和中性束注入功率的提高，聚变中子诊断在等离子体实验中的作用日益重要。中子相机可以提供聚变中子分布、聚变功率及其密度分布等重要信息，是实验研究芯部能量约束、磁流体不稳定性和高能粒子等的关键诊断。
托卡马克中子相机是中子辐射剖面诊断系统，因此中子相机测量通道的光电倍增管增益系数必须保持一致性，光电倍增管增益系数的一致性决定了中子相机测量结果的精确度。而在中子相机工作时，光电倍增管增益系数会随着工作温度、时间长度等外部环境的改变而发生变化，从而导致光电倍增管增益系数的一致性被破坏，继而导致中子相机测量结果精确度变差，甚至信号完全失真。本发明的阵列光电倍增管增益系数实时监测系统，能够实时监测中子相机每一道光电倍增增益系数的变化，有效地解决了中子相机阵列光电倍增管增益系数一致性的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种托卡马克中子相机光电倍增管增益系数实时监测系统，它能够提高中子相机的实验测量结果的精确度和可靠性。
本发明的技术方案如下：托卡马克中子相机光电倍增管增益系数实时监测系统，它包括参考光源产生系统、分光系统和增益系数获取系统。
所述的参考光源产生系统包括：脉冲信号产生器、信号线缆和光源产生器，其中，脉冲信号产生器位于光源产生器前端，通过信号线缆脉冲信号产生器与光源产生器相连。
所述的脉冲信号产生器和信号线缆产生脉冲波形，频率20kHz，脉冲宽度2.5μs，占空比50％，信号线缆为同轴电缆。
所述的分光系统包括：分光器、光纤束和光纤；其中，分光器前端与光源产生器后端耦合相连，光纤束前端与分光器后端耦合相连，光纤束后端分出独立的传输光纤。
所述的光源产生器产生的光为可见光；分光器产生的参考光源束的每一束光的强度和频率都一致；一束参考光源进入一根光纤。
所述的增益系数获取系统包括：信号线缆、光纤、闪烁体、光导、光电倍增管和信号采集处理系统，其中，闪烁体和光电倍增管通过光导耦合在一起组成探测器系统，光导位于闪烁体和光电倍增管之间，光纤与光导耦合在一起，光电倍增管阳极通过信号线缆与信号采集处理系统相连。
所述的信号采集处理系统采用高速数字化仪CAEN DT5751，10Bit，采样率为2GS/s。
本发明的有益效果在于：有效地解决了托卡马克中子相机所有测量道光电倍增管增益系数监测的问题，适用于所有光电倍增管增益系数都须一致性的托卡马克中子相机诊断系统。
附图说明
图1为本发明所提供的托卡马克中子相机光电倍增管增益系数实时监测系统示意图。
其中，1脉冲信号产生器，2信号线缆，3光源产生器，4分光器，5光纤束，6光纤，7闪烁体，8光导，9光电倍增管，10信号采集处理系统。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
在托卡马克中子相机系统工作期间，测量通道的光电倍增管增益系数需要实时监测以保证增益系数的一致性。为解决中子相机光电倍增管增益系数的监测问题，需要使用光电倍增管增益系数实时监测系统。
如图1所示，托卡马克中子相机光电倍增管增益系数实时监测系统，该监测系统包括：脉冲信号产生器1、信号线缆2、光源产生器3、分光器4、光纤束5、光纤6、闪烁体7、光导8、光电倍增管9和信号采集处理系统10。
参考光源产生系统包括：脉冲信号产生器1、信号线缆2和光源产生器3。脉冲信号产生器1位于光源产生器3前端。通过信号线缆2，脉冲信号产生器1与光源产生器3相连。其中，脉冲信号产生器1和信号线缆2产生脉冲波形，频率20kHz，脉冲宽度2.5μs，占空比50％，信号线缆为同轴电缆。
分光系统包括：分光器4、光纤束5和光纤6。其中，分光器4前端与光源产生器3后端耦合相连，光纤束6前端与分光器4后端耦合相连，光纤束6后端分出独立的传输光纤6。其中，光源产生器产生的光为可见光；分光器产生的参考光源束的每一束光的强度和频率都一致；一束参考光源进入一根光纤。
增益系数获取系统包括：信号线缆2、光纤6、闪烁体7、光导8、光电倍增管9和信号采集处理系统10。闪烁体7和光电倍增管9通过光导8耦合在一起组成探测器系统，光导8位于闪烁体7和光电倍增管9之间。光纤6与光导8耦合在一起。光电倍增管9阳极通过信号线缆2与信号采集处理系统10相连。其中，信号采集处理系统10采用高速数字化仪CAEN DT5751，10Bit，采样率为2GS/s。
本发明的工作过程如下：脉冲信号产生器1通过信号线缆2向光源产生器3输入脉冲信号，光源产生器产生脉冲光源。脉冲光源被分光器4分成参考光源束，参考光源束的每一束光的强度和频率相同。参考光源束通过光纤束5进入传输光纤6，一束参考光源进入一根光纤。参考光源通过光纤进入光电倍增管的光导8，然后被光电倍增管放大后经信号采集处理10得到光电倍增管的增益系数。