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以载荷为中心的暗物质探测卫星机电热一体化设计
被引量：
3
1
作者
董磊
李华旺
+2 位作者
诸成
朱振才
常亮
《空间科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2017年第2期229-237,共9页
暗物质粒子探测卫星是中国第一颗空间高能探测卫星.用于实现5 GeV^10 TeV大动态范围高能宇宙线(电子、正电子、伽马射线等)能谱测量.卫星有效载荷包括BGO量能器、硅阵列探测器、塑闪阵列探测器和中子探测器.是目前中国发射的载荷比最大...
暗物质粒子探测卫星是中国第一颗空间高能探测卫星.用于实现5 GeV^10 TeV大动态范围高能宇宙线(电子、正电子、伽马射线等)能谱测量.卫星有效载荷包括BGO量能器、硅阵列探测器、塑闪阵列探测器和中子探测器.是目前中国发射的载荷比最大的卫星.本文介绍了卫星相关技术方案.包括技术指标、轨道方案、工作模式及系统组成等,突出了其以载荷为中心的机电热一体化设计特点.
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关键词
暗物质粒子探测卫星
轨道
载荷
结构
电磁兼容
热控
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职称材料
DAMPE-PSD读出电子学研制
被引量：
3
2
作者
杨海波
孔洁
+3 位作者
赵红赟
苏弘
牛晓阳
方芳
《原子能科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第6期1124-1131,共8页
暗物质粒子探测卫星(dark matter particle explorer,DAMPE)是我国空间科学卫星系列的首发星,用于找出可能的暗物质粒子信号。塑料闪烁体阵列探测器(plastic scintillator detector,PSD)分系统作为卫星有效载荷的主体部件之一,参与承担...
暗物质粒子探测卫星(dark matter particle explorer,DAMPE)是我国空间科学卫星系列的首发星,用于找出可能的暗物质粒子信号。塑料闪烁体阵列探测器(plastic scintillator detector,PSD)分系统作为卫星有效载荷的主体部件之一,参与承担高能粒子电荷测量和电子/γ射线鉴别任务。PSD由82根塑料闪烁体条和164个光电倍增管(photomultiplier tube,PMT)组成,有328个输出通道,每根塑料闪烁体条的动态范围为2×10~3,需配备1套完备的读出电子学系统。该电子学系统由4块前端电子学(front-end electronics,FEE)板构成,共具有360个信号处理通道,总功耗6W。电路主要包括电荷测量电路、模拟调理电路、模数变换电路、刻度电路、环境监测电路、FPGA电路、电源管理电路以及接口电路等,其主要功能是基于32路模拟信号将PMT的电荷信号输入VA160ASIC芯片,考虑了抗辐照加固、温度设计等一系列关键问题,以确保在严酷的太空中具有长期的可靠性。测试结果表明,该FEE系统工作稳定、性能良好,具有较好的技术指标,每个电子学通道实现了0~12.5pC的动态范围,通道的随机噪声水平好于2fC,积分非线性好于0.6%。FEE能适应恶劣的空间环境,具有很高的可靠性。FEE配合PSD样机还分别于2014年和2015年在欧洲核子中心(CERN)的PS和SPS终端成功完成了2次束流试验,验证了PSD的探测能力完全满足任务书中提出的功能和指标要求,能很好实现实际科学任务需求。
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关键词
暗物质粒子探测卫星
塑料闪烁体阵列
探测
器
读出电子学
性能测试
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职称材料
大动态范围闪烁晶体荧光模拟器的设计
被引量：
2
3
作者
项天
金西
+2 位作者
董家宁
封常青
刘树彬
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第2期304-310,共7页
针对暗物质粒子探测卫星(DMPES)锗酸铋(BGO)量能器探测单元的标定需要,设计了一种用发光二极管(LED)作为光源的闪烁晶体荧光模拟器。首先,利用光电倍增管(PMT)测量BGO晶体在宇宙线辐射下的荧光脉冲,对脉冲波形建模拟合,并将波形存储到...
针对暗物质粒子探测卫星(DMPES)锗酸铋(BGO)量能器探测单元的标定需要,设计了一种用发光二极管(LED)作为光源的闪烁晶体荧光模拟器。首先,利用光电倍增管(PMT)测量BGO晶体在宇宙线辐射下的荧光脉冲,对脉冲波形建模拟合,并将波形存储到可编程信号发生器中。然后,选择一种峰值波长与BGO晶体的荧光发射波长相近,且其光通量与工作电流的线性度较好的LED,设计LED驱动电路,令LED的工作电流与模拟器输入的模拟电压信号幅度成正比。最后,利用信号发生器输出模拟的BGO晶体荧光脉冲波形至驱动电路,使LED发光,并利用积分球将LED的荧光通过光纤均匀地输出到多个PMT。实验结果表明:模拟器光脉冲测试结果与对BGO晶体实际测试的结果相似,光强覆盖PMT的2,5,8个打拿极(Dynode)输出,动态范围达4.11×103倍,满足暗物质粒子探测卫星BGO量能器地面检测系统的需求。该荧光模拟器也可用于同类闪烁晶体探测器系统的检测和标定。
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关键词
暗物质粒子探测卫星
锗酸铋晶体(BGO)
模拟器
大动态范围
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职称材料
题名
以载荷为中心的暗物质探测卫星机电热一体化设计
被引量：
3
1
作者
董磊
李华旺
诸成
朱振才
常亮
机构
上海微小卫星工程中心
出处
《空间科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2017年第2期229-237,共9页
文摘
暗物质粒子探测卫星是中国第一颗空间高能探测卫星.用于实现5 GeV^10 TeV大动态范围高能宇宙线(电子、正电子、伽马射线等)能谱测量.卫星有效载荷包括BGO量能器、硅阵列探测器、塑闪阵列探测器和中子探测器.是目前中国发射的载荷比最大的卫星.本文介绍了卫星相关技术方案.包括技术指标、轨道方案、工作模式及系统组成等,突出了其以载荷为中心的机电热一体化设计特点.
关键词
暗物质粒子探测卫星
轨道
载荷
结构
电磁兼容
热控
Keywords
DAMPE
Orbit
Payload
Structure
EMC
Thermal control
分类号
V423.4 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
V474.1 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
DAMPE-PSD读出电子学研制
被引量：
3
2
作者
杨海波
孔洁
赵红赟
苏弘
牛晓阳
方芳
机构
中国科学院近代物理研究所
出处
《原子能科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第6期1124-1131,共8页
基金
中国科学院战略性先导专项暗物质粒子探测卫星项目资助(XDA04040202-3)
文摘
暗物质粒子探测卫星(dark matter particle explorer,DAMPE)是我国空间科学卫星系列的首发星,用于找出可能的暗物质粒子信号。塑料闪烁体阵列探测器(plastic scintillator detector,PSD)分系统作为卫星有效载荷的主体部件之一,参与承担高能粒子电荷测量和电子/γ射线鉴别任务。PSD由82根塑料闪烁体条和164个光电倍增管(photomultiplier tube,PMT)组成,有328个输出通道,每根塑料闪烁体条的动态范围为2×10~3,需配备1套完备的读出电子学系统。该电子学系统由4块前端电子学(front-end electronics,FEE)板构成,共具有360个信号处理通道,总功耗6W。电路主要包括电荷测量电路、模拟调理电路、模数变换电路、刻度电路、环境监测电路、FPGA电路、电源管理电路以及接口电路等,其主要功能是基于32路模拟信号将PMT的电荷信号输入VA160ASIC芯片,考虑了抗辐照加固、温度设计等一系列关键问题,以确保在严酷的太空中具有长期的可靠性。测试结果表明,该FEE系统工作稳定、性能良好,具有较好的技术指标,每个电子学通道实现了0~12.5pC的动态范围,通道的随机噪声水平好于2fC,积分非线性好于0.6%。FEE能适应恶劣的空间环境,具有很高的可靠性。FEE配合PSD样机还分别于2014年和2015年在欧洲核子中心(CERN)的PS和SPS终端成功完成了2次束流试验,验证了PSD的探测能力完全满足任务书中提出的功能和指标要求,能很好实现实际科学任务需求。
关键词
暗物质粒子探测卫星
塑料闪烁体阵列
探测
器
读出电子学
性能测试
Keywords
dark matter particle explorer
plastic scintillator detector
readout electronics
performance test
分类号
TL82 [核科学技术—核技术及应用]
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职称材料
题名
大动态范围闪烁晶体荧光模拟器的设计
被引量：
2
3
作者
项天
金西
董家宁
封常青
刘树彬
机构
中国科学技术大学物理系
中国科学技术大学近代物理系
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第2期304-310,共7页
基金
中国科学院空间科学战略性先导科技专项资助项目(No.XDA04040202-4)
文摘
针对暗物质粒子探测卫星(DMPES)锗酸铋(BGO)量能器探测单元的标定需要,设计了一种用发光二极管(LED)作为光源的闪烁晶体荧光模拟器。首先,利用光电倍增管(PMT)测量BGO晶体在宇宙线辐射下的荧光脉冲,对脉冲波形建模拟合,并将波形存储到可编程信号发生器中。然后,选择一种峰值波长与BGO晶体的荧光发射波长相近,且其光通量与工作电流的线性度较好的LED,设计LED驱动电路,令LED的工作电流与模拟器输入的模拟电压信号幅度成正比。最后,利用信号发生器输出模拟的BGO晶体荧光脉冲波形至驱动电路,使LED发光,并利用积分球将LED的荧光通过光纤均匀地输出到多个PMT。实验结果表明:模拟器光脉冲测试结果与对BGO晶体实际测试的结果相似,光强覆盖PMT的2,5,8个打拿极(Dynode)输出,动态范围达4.11×103倍,满足暗物质粒子探测卫星BGO量能器地面检测系统的需求。该荧光模拟器也可用于同类闪烁晶体探测器系统的检测和标定。
关键词
暗物质粒子探测卫星
锗酸铋晶体(BGO)
模拟器
大动态范围
Keywords
Dark Matter Particle Explore Satellite（DMPES）
Bismuch Germanium Oxide（BGO）
sim-ulator
large dynamic range
分类号
O572.2 [理学—粒子物理与原子核物理]
TL814 [核科学技术—核技术及应用]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
以载荷为中心的暗物质探测卫星机电热一体化设计
董磊
李华旺
诸成
朱振才
常亮
《空间科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2017
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
DAMPE-PSD读出电子学研制
杨海波
孔洁
赵红赟
苏弘
牛晓阳
方芳
《原子能科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
大动态范围闪烁晶体荧光模拟器的设计
项天
金西
董家宁
封常青
刘树彬
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014
2
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职称材料
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