ct（current transformer束流變壓器）是測量脈衝束流電流的基礎探測器，它裝在束流管道上，當束流通過時，使得磁環磁通的變化，在繞磁環的線圈上產生感生電動勢，把訊號引出，就可以間接測得穿過的束流電流。
畢業剛到加速器時，束流變壓器還是一期工程時老前輩們自己設計製作的，即使在二期工程建設時也還一直用著，直到後來的重大維修改造，大約2023年吧，直線和環全部重建才拆下來。前幾天專門跑過去拍了幾張照：
前面的圖就是束流變壓器，那個棕灰色外殼裡面有個鐵氧體磁環，分成兩半，上面繞著線圈，之後兩個半截磁環對在一起，磁環包裹的那一截真空管用陶瓷環分開並兩端焊接，以使磁環能「看到」管道裡面的束流。由於束流訊號比較弱，訊號引出後還要接個前置放大器，之後通過電纜傳輸到控制室接示波器。後面的圖就是那時候用的放大器，電路板在殼子裡，都是老前輩們自研的。
現在看這兩張圖，看起來雖然技術很原始，而且兩個半環對接會漏場，訊號也不好，但是在當時，這些ct對束流的除錯和機器的執行起到了非常大的作用。
維修改造後的光源使用的是法國bergoz的fct和ict。類似這個樣子：
我們也參照法國的設計，自作了這樣的ct：
下面說說和bergoz相比的優勢和差距。
先說優勢吧，bergoz的fct是專門看短脈衝束流訊號的，對脈寬1us左右即更短的束流訊號能很好的轉變為電壓訊號反應其波形，對長脈寬，比如10us以上，其頂降會非常的嚴重沒法用。
我們自製的ct在長脈寬，比如15us，頂降能控制的非常好，隨便拿乙份以前標定的結果：
車間束流變壓器定標
2018.2.25
10個束流變壓器，編號：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9
10個束流變壓器結果一致：
模擬束流200ma，脈寬15us
訊號前沿464.4mv，後沿454.24mv，頂降為(464.4-454.24)/464.4 = 2.19%，靈敏度：464.4mv/200ma=2.32v/a
第三幅圖是模擬束流為20ma時的輸出，可看出變壓器呈線性。
靈敏度在2.3v/a左右時，15us頂降能控制在3%以內；如果少繞幾匝線圈，靈敏度會提高，但頂降會變大，靈敏度4.4v/a時，15us頂降會在5%左右。
這些單位加工廠自製的ct在各輻照加速器都已很好的使用。從以前每年拿過來讓我標定的量來看，應該至少幾十個吧。
自製ct在寬脈衝有優勢外，在窄脈衝同樣可以看，下圖為紅外fel上bergoz的fct和自製ct的波形圖對比：
紅外fel的束流是有微脈衝結構的巨集脈衝，黃色的為bergoz的fct的波形，綠色的為自製ct，下圖為展寬的細節：
讀者從這裡估計看到問題所在：bergoz的完美匹配，自製ct對短脈衝能看，但匹配的不好。
但是匹配的問題，我覺得有兩個方式改進：
1、做乙個小電路接到ct上再引出訊號，參照史密斯圖（這個東東還是永良師弟告訴我的）的方法調整匹配阻抗。可以一試，不過自我感覺不是最終的解決辦法；
2、線圈磁環和陶瓷環結構建模，電磁場計算什麼樣的陶瓷環和真空法蘭內腔配合的結構能很好的匹配，之後再按設計加工實驗。
改進後的實驗現在加速器院裡就可以做，大光源需要穩定供光，不能在上面折騰，但是院裡又有了紅外fel以及高品質電子源兩套裝置。加速器末端薄膜窗外，可以把需實驗的ct固定在上面，不需要破真空安裝，可以非常的方便看改進後的ct束流波形。同樣對於ict,正好基於高品質電子源10ps脈寬，也可以這樣做實驗。
國內同行如果看到了，就實踐起來吧，對於自製的ct，兼顧寬脈衝並完美改進窄脈衝的匹配後，完全能夠替代進口貨。
這個東西實際上並沒有技術難度，現在隨便市面上的變壓器磁環繞繞線圈都可以，有實驗條件的單位一定要去行動起來。
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