对物质最小粒子的科学研究对于研究世界各地的许多领域都非常重要。纳米技术和半导体工业也支持和使用粒子研究成果。欧洲(HVE)高压工程公司是一家科学公司，总部设在荷兰阿默福德，主要为大学和半导体行业的各种研究应用开发和生产粒子加速器。通过使用beckhoff的以太控制元件，hve正在开发一种新的粒子加速器技术。

在粒子加速器中，带正电或带负电的粒子或放射性同位素被带到更高的能级，加速器中产生的速度接近光速。加速度是由非常强的电场产生的。粒子加速器的一个常见应用实例是加速器质谱，其中材料样品的年龄由c14方法(放射性碳测年法)确定。放射性同位素c14(放射性核素)的衰变特性可以用来准确地确定一些古代生物的年龄。hve粒子加速器的其他应用领域包括研究太阳风和宇宙辐射对旅行用电子元件的影响，以及分析半导体芯片的表面结构。

由高压工程公司制造的粒子加速器是DC直线加速器。它们与欧洲粒子物理研究所(cern)在瑞士开发的圆形加速器的不同之处在于，它们不仅体积小得多，而且设计也非常不同:DC线性粒子加速器有一个高压电源，可以产生高达60，000伏的DC电压。这个DC电压在加速管中产生一个强电场。加速管由圆形钛电极制成，中间有一个开口，由绝缘体隔开。加速管的中心是一个真正的空，带电粒子被电场沿着加速管的轴加速。

hve的DC直线加速器可用作单重态或双重态模型。在单重离子加速器中，向离子源施加几百万伏的直流电压。电场将带电粒子从离子源加速到地电位。在tandetron中，离子源处于地电位，也就是说，反粒子向tandetron的终端加速，在这里施加几毫伏的电压。它们在这里充电，变成正粒子，这样它们可以第二次加速——这次是从终端加速到地电位。

一般来说，能量越高，加速管就越长。加速管位于一个充满绝缘气体的大金属罐中，以确保高压得到控制。hve粒子加速器的长度在3米到25米之间。

选择以太网的原因:更高的速度、更大的带宽和更好的稳定性

hve目前正在开发一种新的2mvsingletron粒子加速器，其中首次将ethercat用作总线系统。直到最近，hve一直使用can总线系统。can协议不能提供所需的高速，设备供应商没有进一步发展传统的总线技术，促使他们转向以太网。

hve进行了初步研究，并比较了目前可用的工业以太网协议。选择ethercat的主要原因是它的高带宽、灵活性、可扩展性、模块化和稳定性。hve的一个重要要求是模拟输出必须绝对稳定且可重复，数据流中没有任何漂移。

由于beckhoffi/o终端模块的模块化和多样性，ethercat还满足了精确扩展控制平台的要求。

通过xfc终端模块集成测量技术

在2mvsingletron中，hve采用beckhoff集成控制平台和twincatplc软件-一台c6920控制柜型工业pc，以太网和以太网i/o组件作为通信系统。对于hve而言，部件的长期可用性及其与旧技术的向后兼容性是决定选择beckhoff基于pc的控制系统的一个重要因素。从高等职业教育的角度来看，新的twincat3软件也带来了很多工程效益。例如，编程不需要单独的编辑器，并且支持c++和C编程语言。c代码使控制系统能够在编程过程中实时运行。matlab & reg/Simulink & reg；matlab与reg的集成；/Simulink & reg；在中建模和仿真的系统可以直接生成相应的代码并在twincat环境中运行。

hve的其他优势包括将快速准确的测量技术集成到控制平台中，例如，用于测量时间方向上的离子束轮廓。基于beckhoff的xfc极速控制技术的专用以太网测量终端模块，可以快速测量纳米安培的电流，时间分辨率高。这对于高电压应用来说是一个发人深省的发展，因为它可以更精确地测量粒子加速器中离子束的形状。

高压工程(hve)

该公司成立于1959年，总部设在荷兰阿姆赫斯特。该公司由美国著名核物理学家范德格拉夫创立，他发明了范德格拉夫起动马达(以他的名字命名)。自2005年以来，Hve一直是一家独立的荷兰公司。它目前有大约80名员工，其中有更多的工程师。

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