Präzisionsvermessung von Strahllagemonitoren in Quadrupolmagneten

Präsentation zum Thema: "Präzisionsvermessung von Strahllagemonitoren in Quadrupolmagneten"—  Präsentation transkript:

1 Präzisionsvermessung von Strahllagemonitoren in Quadrupolmagneten
MDI G. Priebe Übersicht: - Referenzen - Aufteilung der Arbeiten - Motivation - Das Messverfahren - Aufbau der Messeinrichtung - Ergebnisse

2 Referenzen MDI G. Priebe “Prazisionsvermessung von Strahlpositionsmonitoren in Quadrupol-Magneten” (1996) Diplomarbeit von A.Hagestedt, FH Ostfriesland, Emden PRECISION ALIGNMENT OF BPM'S WITH QUADRUPOLE MAGNETS F.Brinker, A.Hagestedt, M. Wendt Deutsches Elektronen-Synchrotron Hamburg 18th International Linear Accelerator Conference - Linac '96, Geneva, Switzerland, Aug 1996 The Pulsed Wire Method A. Geisler, M. Ridder, T. Schmidt, DELTA Int. Rep. 94-8

3 Aufteilung der Arbeiten
MDI G. Priebe Projektleitung: MDI Mechanischer Aufbau: H. Tiessen, Ch. Büttner, G. Marquart A. Speck Reinraum und BPMs: S. Vilcins (H. Tiessen, Ch. Büttner) Schrittmotore u. Steuerungssoftware: G. Priebe Messelektronik: H. Tiessen, Ch. Büttner, M. Werner BPMs u. BPM-Messung: M. Wendt, Jorgen Lund Nielsen Messdurchführung: H. Tiessen, Ch. Büttner, G. Priebe Und viele mehr... Danke !

4 Motivation Erhöhung der Genauigkeit des Strahllagemessungssystems
MDI G. Priebe Erhöhung der Genauigkeit des Strahllagemessungssystems Unterstützung des Beam Based Alignment Zusätzliche Kontrolle der Magnete und der BPMs

5 Übersicht der Messung MDI G. Priebe 1. Messung der magnetischen Mittelachse der Quadrupole (Pulsed Wire Methode) Nachdem die magnetische Mittelachse ermittelt wurde, wird diese Position festgehalten und als Referenz für die 2.Messung genutzt.

6 Übersicht der Messung 2. Vermessung der BPM-Mitte
MDI G. Priebe Während der 2. Messung wird der Quadrupol sukzessive verfahren, bis die elektrische Mitte zwischen den horizontalen bzw. den vertikalen Pick-Ups detektiert wurde. Die Distanzen, um die der Quadrupol hierbei verfahren wird, ergeben einen ΔX und ΔZ-Wert zur Referenz aus der 1. Messung. Diese Werte stellen das Ergebnis der gesamten Messung dar und werden für jeden Quadrupol festgehalten. Durch mechanische Toleranzen sowie den Einbautoleranzen betragen diese Werte bis zu 400 m.

7 Die Messungen im Detail
MDI G. Priebe Die Messung wurde in „Zelt“ in der Halle2 durchgeführt. Im Zelt befinden sich u.a. zwei mobile Reinräume, wobei in einem der Messstand untergebracht wurde.

8 Aufbau des Messstandes
MDI G. Priebe Grundplatte, Standfüsse, Halterungen Fahrtisch (Hor. 5 m, Ver. 0.6 m) Magnet, Flansche, Bellos, Mü-Metall Draht + Ü-Ei-Tool (Kupfer-Beryllium, 130 m) Drahtbefestigung (Buchse, Gewicht) Laserdiodensystem + Einstellvorrichtung BPM-Verkabelung

9 Vermessung der magnetischen Mittelachse (Prinzip)
MDI G. Priebe Pulser (ca. 400V, 20A, 10 s) Draht wird im Quad. ausgelenkt (Lorentz-Kraft) und es entstehen Ablagen Ablagen breiten sich mit ca. 330 m/s über den Draht aus Amplitudenverlauf der Wellen, die sich über den Draht ausbreiten, sind proportional zum Feldintegral Im Detektorsystem wird der Amplitudenverlauf elektrisch erfasst und auf dem Scope dargestellt Quadrupole Gewicht Photodiode Pulser Scope X Z Laserdiode Umlenkrolle Draht

10 Vermessung der magnetischen Mittelachse (Detektorsystem)
MDI G. Priebe Laser- und Photodioden Vert. und hor. Verschiebeeinheit

11 Vermessung der magnetischen Mitte Signale am Scope
Draht verläuft schräge durch die Mitte (Horizontal) Draht befindet sich in der Mitte (Vertikal) Draht verläuft schräge durch die Mitte & leichter horizontaler Versatz Draht liegt parallel zur Mittelachse (nur vertikaler Versatz) MDI G. Priebe

12 Vorbereitung für die 2. Messung
Anstatt des Ausgangssignals des Pulsers wird nun das Ausgangssignal vom Networkanalyser an der Drahtanschlussdurchführung angeschlossen Um eine zusätzliche Kontrolle über die Fahrwege zu erhalten werden Messuhren an den Fahrtischen montiert MDI G. Priebe

13 Vermessung der BPMS Ausgangssignal vom Networkanalyser wird auf
MDI G. Priebe Ausgangssignal vom Networkanalyser wird auf den Draht gegeben (180 MHz => guter Amplitudengang). Die BPMs (Antennen) nehmen das Signal vom Draht auf. Im Hybrid werden beide Signale addiert, wobei eines vorher eine Phasenschiebung von 180° erfährt. Befindet sich der Draht zwischen den beiden BPMs, löschen sich beide Signale aus. Hierbei zeigt der Networkanalyser die größte Dämpfung des Systems an. Fahrwege festhalten

14 Ergebnisse MDI G. Priebe

15 Ergebnisse MDI G. Priebe Diagramm mit allen Messungen. Im Ursprung befindet sich die Magnetische Mittelachse.

16 Ergebnisse MDI G. Priebe Die Genauigkeit bei Lagebestimmung der magnetischen Achse eines Quadrupols kann bei dieser Messapparatur mit +/- 20 m festgelegt werden. Bei der Vermessung der BPM-Mitte kann mit einer Genauigkeit von +/- 10 m gerechnet werden. Die Gesamtgenauigkeit liegt dadurch bei bei +/- 30 m. Eine Verbesserung wäre durch präzisere Fahrtische (spez. hor.) möglich. Ein massiver und schwingungsärmerer Gesamtaufbau sowie eine störungsfreiere Umgebung (Vibrationen, Fremdfelder) würden sich ebenfalls positiv auswirken.