[实用新型]佳拉洁雅型磁约束装置下等离子体参数测量装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及测量技术领域，具体涉及佳拉洁雅型磁约束装置下等离子体参数测量装置，尤其是针对处于强约束磁场下的高温、高压等离子体参数的测量。

背景技术：

当今世界，能源领域相关问题的严重性和急迫性已经日趋凸显。在一些地区甚至发生了由能源问题引发的危机和争端。核聚变在燃料的能量含量、燃料蕴藏量、安全性及环境友好性上都具有长足的优势。然而对聚变能的有效利用尚存在着许多科学上和技术上的难题。在热核聚变反应中尚不能够对等离子体实现长时稳定的约束，制约着核能利用技术的进一步发展，等离子体参数的测量作为等离子体磁约束研究的基础对于热核聚变反应的理论研究和实践应用意义重大。等为了更好的反映装置对等离子体的约束情况以实现磁约束技术的快速发展，必须通过实验工具对等离子体参数进行可靠、实时、准确的测量。目前，等离子体磁约束装置中对等离子体参数的测量主要采用朗缪尔探针，通过不同空间位置探针的信号获取等离子体的运动状态和空间分布，通过探针获取的I-V（电流和电压）特性曲线对电子温度进行求解，可以得到粒子密度。但此测量方法存在以下不足：（1）磁约束等离子体的运动速度较大、空间磁感应强度较大会造成很大的测量误差甚至可能导致探针的损坏；（2）探针测量等离子体密度需要通过二次推导计算获得，不能保证测量结果的准确性；（3）单一测量工具的测量结果单独进行处理，不能总体上反映磁约束装置运行情况，且实时性差。

实用新型内容：

本实用新型是为了解决现有测量装置的测量精度差、实时性差、测量工具损坏、测量参数不全面的问题，而采用的一种分散测量、集中控制的测量装置。它包括电探针测量模块、磁探针测量模块、热量计测量模块、罗格夫斯基线圈测量模块、信号采集模块、信号处理模块、PC显示模块，

电探针测量模块，包括12个钨丝制成电探针，电探针均匀分布于线圈磁阱内R=0.28m的圆周上，通过12个电探针获得的测量信号获取等离子体的填充时间及约束时间；

磁探针测量模块，将小探针线圈封入石英管内，然后插入等离子体中，分别用于测量通道磁场和磁阱线圈空间的磁场强度，对通道各组成部分磁场强度和过渡区的磁场强度进行测量；

热量计测量模块，包括环形热量计和圆柱形热量计，布置在等离子体通道的入口、出口及磁阱线圈的后侧，测量等离子体处于不同阶段的热量情况，反映等离子体的约束效果；

罗格夫斯基线圈测量模块，由400个线直径为7mm的线圈组成，线圈平均直径为60mm；

信号采集模块，能够将前述各个测量模块所测得的模拟量转换为数字量，再通过信号处理模块做进一步的处理，反应出装置的运行情况，最后通过PC显示模块将不同测量工具测得的结果显示出来。

所述环形热量计置于等离子体枪出口和等离子体通道入口的中间，用于测量等离子体的初始温度，所述圆柱形热量计置于等离子体通道出口和磁阱线圈入口间的区域，用于测量等离子体自等离子体通道离开进入磁阱线圈之前的等离子体能量。

所述罗格夫斯基线圈放置于A、B、C、D位置，A位于等离子体枪的两极之间，B、C、D三点距等离子体枪出口的距离为5cm、10cm、15cm。

所述电探针测量模块的探针由直径为1.8mm或0.3mm的钨丝制成。

附图说明：

图1等离子体枪测量工具布置示意图

图2等离子体通道测量工具安装示意图

图3等离子体通道和磁阱中热量计安装示意图

图4等离子体磁阱线圈中电探针的安装示意图

图5测量装置系统整体结构示意图

具体实施方式：

结合附图说明具体实施方式：

本实用新型是为了解决现有测量装置的测量精度差、实时性差、测量工具损坏、测量参数不全面的问题，而采用的一种分散测量、集中控制的测量装置。它包括电探针测量模块1、磁探针测量模块2、热量计测量模块3、罗格夫斯基线圈测量模块4、信号采集模块5、信号处理模块6、PC显示模块7。