Anwendungsfälle

Präzises Timing beim Beam Position Monitoring (BPM)

Das zu lösende Problem: Beam Position Monitoring (BPM) ist in Teilchenbeschleunigern und anderen Experimenten der Hochenergiephysik von entscheidender Bedeutung. Dort werden Teilchenstrahlen wie Elektronen oder Protonen gelenkt und fokussiert, um zu kollidieren oder Ziele mit äußerster Präzision zu treffen. Eine präzise BPM ist entscheidend für die Sicherheit, die Effizienz und den Erfolg dieser Experimente. Eine genaue Strahlpositionierung erfordert jedoch außergewöhnlich synchronisierte Messungen über verschiedene Sensoren und Systeme hinweg. Herkömmliche Zeitmessungslösungen reichen nicht aus, um die erforderliche Präzision im Nanosekundenbereich zu erreichen, was zu Ungenauigkeiten bei der Strahlausrichtung und den Ergebnissen des Experiments führt.

Warum es wichtig ist: Eine genaue BPM ist nicht nur für die Integrität der wissenschaftlichen Forschung wichtig, sondern auch für die Sicherheit und Langlebigkeit der Beschleunigeranlage. Falsch ausgerichtete Strahlen können unerwünschte Kollisionen und Schäden verursachen, die zu kostspieligen Reparaturen und Ausfallzeiten führen. Außerdem ermöglicht die präzise Positionierung des Strahls eine bessere Datenqualität, was zu genaueren wissenschaftlichen Ergebnissen und Entdeckungen führt. Daher trägt die Verbesserung der Präzision und Zuverlässigkeit von BPM-Systemen direkt zum Erfolg und Fortschritt der Forschung in der Hochenergiephysik bei.

Wie wir das Problem lösen: Die Technologie des digitalen Strahlpositionsüberwachungssystems (BPM ) von Safran liefert eine genaue Messung der Strahlposition in der XY-Ebene, die durch den Querschnitt der Beschleunigungskavitäten definiert ist. Sie spielt eine entscheidende Rolle bei der Inbetriebnahme und dem Betrieb der Kavitäten, aus denen ein Teilchenbeschleuniger besteht. Neben der Position können dank des BPM-Systems auch die Streuung und der Strom des Strahls sowie die Flugzeit (Time of Flight, TOF) gemessen werden. Die Lösung von Safran ist auf die Bedürfnisse des Kunden zugeschnitten. Diese Lösung basiert entweder auf der White Rabbit-Technologie (einem Ethernet-basierten Netzwerkprotokoll, das für eine Genauigkeit im Sub-Nanosekundenbereich über Glasfaserkabel entwickelt wurde) oder auf einer externen Frequenzreferenz und bietet eine innovative Antwort auf die präzisen Timing- und Synchronisierungsherausforderungen bei BPM.

Dieses hohe Maß an Synchronisation stellt sicher, dass alle Teile des BPM-Systems nahtlos zusammenarbeiten und hochpräzise Daten zur Strahlpositionierung in Echtzeit liefern. Abweichungen werden schneller als je zuvor erkannt und korrigiert, so dass die Ausrichtung des Strahls erhalten bleibt und das Risiko von Fehlern und Geräteschäden erheblich reduziert wird.

Warum Sie uns wählen sollten: Wenn Sie sich für die BPM-Lösung von Safran entscheiden, entscheiden Sie sich für unvergleichliche Präzision und Zuverlässigkeit. Safran ist führend in der Navigations- und Zeitmessungstechnologie. Unsere Produkte für den wissenschaftlichen Bereich sind speziell für die strengen Anforderungen der Hochenergiephysik konzipiert. Unsere Spezialitäten sind:

  • Ultrastabile, rauscharme RF-Elektronik
  • Kundenspezifische oder Standardkisten (Compact PCI-e Serial, uTCA oder Standalone-Lösungen).
  • Eingebettetes Echtzeitsystem basierend auf den neuesten FPGAs und SoCs (Zynq Ultrascale).
  • Individualisierte Kontrollsystemlösungen auf der Grundlage von EPICS-Frameworks (EPICS, TANGO).
  • RF-Verteilung.
  • Hohe Zuverlässigkeit und Echtzeit-Diagnose und Post-Mortem-Analyse.
  • Schnelle Datenerfassungssysteme.
  • Adaptive Schnellsteuerungssysteme.

Unsere Lösungen bieten nicht nur eine herausragende Leistung, sondern auch den fachkundigen Support und Service von Safran. So stellen Sie sicher, dass Ihre Systeme einwandfrei funktionieren und weiterhin zur bahnbrechenden wissenschaftlichen Forschung beitragen. Durch die Partnerschaft mit Safran werden Sie Ihre hochenergetischen physikalischen Experimente auf ein neues Niveau der Genauigkeit und Effizienz heben.

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