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Quadrupolaufstellung Wilhelm Bialowons Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY Konstruktionsbesprechung 2. Oktober 2013.

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Präsentation zum Thema: "Quadrupolaufstellung Wilhelm Bialowons Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY Konstruktionsbesprechung 2. Oktober 2013."—  Präsentation transkript:

1 Quadrupolaufstellung Wilhelm Bialowons Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY Konstruktionsbesprechung 2. Oktober 2013

2 Quadrupolaufstellung Einleitung Vibrationsgrenzwerte Problembeschreibung Messungen mit einem Seismometer Spektrale Leistungsdichten und Kohärenz Quadratische Mittelwerte Verstärkung der Bodenvibrationen Transferfunktionen Konstruktionsregeln Diskussion DESY-Konstruktionsbesprechung2. Oktober 20132

3 https://vibration.desy.de DESY-Konstruktionsbesprechung2. Oktober 20133

4 Vibrationsgrenzwerte Colin G. Gordon, Generic criteria for vibration sensitive equipment (siehe auch ISO 2631). DESY-Konstruktionsbesprechung2. Oktober 20134

5 Vibrationsgrenzwerte (3 m/s) DESY-Konstruktionsbesprechung2. Oktober 20135

6 Einfluss der Bodenvibrationen auf SR Wenn in einem Speicherring alle N Quadrupole unabhängig mit dem gleichen quadratischen Mittelwert a schwingen, dann kann die Strahlstörung folgendermaßen abgeschätzt werden: Als Faustregel gilt: Die Strahlschwingungen sollten kleiner sein als etwa 10 % der Strahlbreite Bei PETRA III sollten die quadratischen Mittelwert der vertikalen Quadrupolschwingungen kleiner als 50 nm sein und die horizontalen Werte kleiner als 500 nm. Unter diesen Bedingungen ist die Strahllage unter Berücksichtigung der mechanischen Schwingungen inhärent stabil. Berücksichtigt werden müssen außerdem das Rauschen der Netzgeräte und das elektrische und mechanische Rauschen der Strahllagemonitore. DESY-Konstruktionsbesprechung2. Oktober 20136

7 Analoger Einfluss auf einen Linac * 2. Oktober 2013DESY-Konstruktionsbesprechung7 * siehe XFEL Technical Coordination Meeting

8 Messungen mit einem Seismometer Geöffnetes Seismometer CMG-3TD von Güralp mit eingebautem DM24 Digitizer. DESY-Konstruktionsbesprechung2. Oktober 20138

9 Messungen mit einem Seismometer Benutzte Instrumente: CMG- 3(6)TD von Güralp Frequenzbereich: 1/360 und 1/120 (1/60) bis 80 Hz Die physikalische Messgröße ist die Beschleunigung. Das Signal wird intern analog integriert und mit einem 24-Bit-Digitizer digitalisiert. Empfindlichkeit: 400 (200) pm/s pro Bit DESY-Konstruktionsbesprechung2. Oktober 20139

10 Einteilung der Vibrationen und Definitionen Ocean Waves Ambient Noise Floor Motion and Resonances Coherent Incoherent White Background Noise 2. Oktober 2013DESY-Konstruktionsbesprechung10

11 PSD bei Diamond und bei PETRA III 2. Oktober 2013DESY-Konstruktionsbesprechung11

12 Kreuzkorrelation K und Kohärenz C Vertikale Kohärenz zwischen HERA WL350 und 745 (3. Juli :00 h). 2. Oktober 2013DESY-Konstruktionsbesprechung12

13 Messungen in der PETRA-III-Halle 2. Oktober 2013DESY-Konstruktionsbesprechung13

14 Vergleich zwischen PETRA III und HERA 2. Oktober 2013DESY-Konstruktionsbesprechung14

15 Verstärkung der Bodenvibrationen 2. Oktober 2013DESY-Konstruktionsbesprechung15

16 Transferfunktion 2. Oktober 2013DESY-Konstruktionsbesprechung16

17 Stahlsäule 2. Oktober 2013DESY-Konstruktionsbesprechung17

18 Stahlsäule 2. Oktober 2013DESY-Konstruktionsbesprechung18

19 Transferfunktionen der Stahlsäule 2. Oktober 2013DESY-Konstruktionsbesprechung19

20 Konstruktionsregeln Nachfolgend sind einfache Konstruktionsregeln für die Aufstellung von Maschinen- und Strahlführungselementen aufgeführt, die sicher stellen sollen, dass die Bodenstabilität erhalten bleibt : Keine Resonanzen unterhalb von 50 Hz (d.h. niedrige Strahlposition, ein stabiles und sehr kurze (z.B. kürzer als 5mm oder besser gar keine) Justierelemente und sonst nur kraftschlüssige Verbindungen. Typischerweise werden die Maschinenelemente mit drei Schrauben justiert, die ein Dreieck bilden. Die Projektion von dem Schwerpunkt des Element sollte auf dem Flächenschwerpunkt von diesem Dreieck liegen. Sowohl Quadrupole als auch die Strahllagemonitore und der entsprechende Flasch der Vakuumkammer sollten Fixpunkte sein. Die Aufstellung in der LCLS Undulator Sektion beim SLAC in Menlo Park, CA sind eine gute Vorlage. 2. Oktober 2013DESY-Konstruktionsbesprechung20

21 Diskussion 2. Oktober 2013DESY-Konstruktionsbesprechung21


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