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.

How We Solve It: Safran’s digital beam position monitoring system (BPM) technology provides an accurate measure of the beam position in the XY plane defined by the section of the accelerating cavities. It plays a crucial role in the commissioning and operation of the cavities that compose any particle accelerator. In addition to position, thanks to the BPM system it can measure the spread and the current of the beam as well as the time of flight (TOF). Safran’s solution is tailored on customer needs. Based either on White Rabbit technology (Ethernet-based network protocol designed for sub-nanosecond accuracy over fiber optic cables) or external frequency reference, this solution provides a cutting-edge answer to the precise timing and synchronization challenges faced in 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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