《电磁测量总结报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电磁测量总结报告（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2007年HT-7春季实验诊断总结电磁测量, 芯部等离子体测量,等离子体与波束相互作用, 边界等离子体1. 电磁测量总结报告任务及状态：确保诊断系统正常工作，为装置的运行和物理实验提供所需要的基本装置运行信号和参数，并根据不同物理实验的要求进行放电参数调节。系统整轮实验处于良好的运行状态。改进：更新了大量的低零漂、高精度的积分器系统，将准确可靠的信号提供给等离子体控制系统，并且对大量小探针的信号进行积分获得极向磁场值；是尝试采用EFIT程序对HT-7进行磁面进行反演，并对铁心做了相应的处理。下一步的计划：反演工作进一步深入研究；解决积分器与别的系统连接引起的零点漂移问题；实验之后检测装置内部的
2、探针，及时更换有问题的探针。2. 芯部测量 (HCN,ECE,CO2)(1)远红外电子密度测量状态：在长达45天的连续运行中，除激光器阴极过渡段玻璃管有的小漏外，整台干涉仪工作稳定，能可靠地提供密度信号，在精心维护下，未更换阴极和输出栅网，从而未影响装置放电。改进：由于干涉仪使用了数年，所有光学元件的反射率都下降了，影响了整个系统的信噪比，特别是4、5两道信号偏弱。实验结束后，准备拆下干涉仪所有的光学元件，重新镀膜。(2) 电子回旋辐射测量状态：从EAST装置上拆回HT-7装置，重新联接、调试，更换了波导连接。测试了相关微波器件，对16道视频放大器进行了测量，标定了探测器的性能，通过调试，给出
3、了合适的各道衰减器大小。实验期间，根据不同的放电条件，不断的调整衰减器的大小，获得了较好的电子回旋辐射信号。 定标：在实验期间，利用纵场的变化，标定了并给出各道的相对系数。下一步的计划：在放电后期，由于环境温度较高，制冷机制冷能力下降，影响探测器的输出特性，实验后，将联系厂家测试检修制冷机。(3)二氧化碳激光相干散射诊断状态：共工作15天，其中有10天是连续工作。监测了本轮主要物理实验的芯部密度涨落概况，探测到了一些HT-7新物理现象：低杂波实验中的高K微观模不稳定性的爆发；5060kHz 本征模的发现；180kHz高k窄带密度涨落现象的进一步观测；TEM模尺度湍流高频分量与粒子约束的直接关联
4、。诊断系统存在的问题：激光腔长随温度变化导致激光模式输出品质变差，本征光强由于干涉产生拍频，在密度涨落信号上产生约20ms周期的强度调制；放电管的孔径对高次杂模的衍射损耗不够，激光高功率输出时容易产生弱的高频调制；恶劣的光学环境对光学元件的污染。改进方案：在激光腔中增加腔长调节，10微米的压电陶瓷调节范围太小并且易损坏；重新设计光路，使光束波前因素的影响在成像过程中变小，并增加光程，减小不同探测道之间的干涉；在水冷的布氐窗中加光阑(己做了实验)，或更换为较小孔径的石英放电管。实验提案：再循环与密度极限研究；用密度调制的方法测量不同电流和纵场下的粒子输运系数。在欧姆和IBW加热的条件下扫描电子密
5、度进行ECE测量热脉冲传播实验；逃逸电子不稳定性实验，研究逃逸电子发生的阈值与等离子体电流大小、电流变化率，以及纵场强度的关系。3. 等离子体与波束相互作用测量 (DNB,HX,SXS,SX,XUV,NEUTRON,NPA)(1) DNB和CXRS系统任务：验证（电源，DNB装置和光谱系统）整个系统为HT-7提供离子温度分布的能力及在EAST上的应用潜力。改进及状态：在飘移管道上增加第二块功率测量靶；增加一个蓝移的光谱仪测量窗口；解决DNB中性化室冷却水路和法兰密封漏的问题；离子源进气管路增加冷阱，显著地减小了进气中的水份。经过四个阶段（起弧和高压出束调试实验，DNB与CXRS光谱联调准直光谱
6、和DNB的束迹的光路，等离子体注入调试，物理测量阶段-离子温度分布），本轮DNB系统有效成功注入次数最多。存在问题：电源系统老化，时序及低压电源现场控制系统干扰严重，高压系统工作不是很稳定，限制了太高的高压、弧流参数。本轮实验中CXRS的信号较弱，一方面是束品质和聚焦的问题，另一方面要重新考虑设计新的集光镜头，提高信号强度；2007-05-28，MP207 CCD在连续工作一昼夜后，再次出现故障，需要重新维修。下一步的计划：HT-7实验结束后，全面的摸索DNB的参数对束品质的影响，尤其是高电压和大弧流下的束品质，还有安装重新设计磁滤器，测试其对束品质的影响。完善电源控制系统，将冷却水和绝缘保护
7、气体的状态和保护信号等接入PLC控制中去，保证系统安全运行，减少人为因素造成的设备损坏。在原则上证明该系统可以满足EAST要求的情况下，尽快启动电源系统改造；根据EAST上DNB诊断对高压电源具体要求重新设计高压电源现场控制系统，实现将来多脉冲运行。OMA-MP207：用于电荷复合交换光谱诊断（CXRS），监测BIV,Ne,CV谱线,观测低场侧半空间10道，100ms采样周期，Ti 空间分布。维修故障CCD并及时投入本轮实验；增加了5道新的400um光纤，由原来的5道扩展到现在的十道，重新设计加工了光纤头，使对光成像更方便可靠；为了准确对准DNB束线，为成像镜头添加了旋转支架，便于观测位置的调
8、整；在CCD前放置铅砖，屏蔽硬X射线。(2) 光谱仪A. SP300 光谱仪：上半空间10道，90ms 一般放电，330ms 长脉冲放，作为常规诊断，全程监测本轮实验200-700nm近紫外和可见波段的杂质谱线。同时为ECR清洗，ICRF清洗和硼化壁处理提供谱线监测。改进：升级采集机为P4（2.8G）1G内存的主机，本轮实验中未发生死机事件，转存数据更加方便；加装加料方便的干燥剂桶，防止光栅和反射镜受潮发霉；将原来塑料管的漏斗更改为全金属材料，避免伸入CCD杜瓦的塑料管在低温下发硬变形，难以抽出用力过大而改变CCD方位；将CCD放置在马克中平面以下，避开硬X辐射强区，并在CCD上加铅板防护。新
9、购置的液氮杜瓦不仅为SP300补充液氮，还为SP750和MP207的CCD降温需要提供干燥氮气。B.P750光谱仪：下半空间10道+1道束成分监测，220ms采样周期，用途：在HT-7正式放电之前，用于DNB束成分的监测。在HT-7正式放电之后一道用与DNB束成分的监测，其他通道用于H/(H+D)的监测。同时发挥本诊断的功能，为ICRF清洗，ECRH清洗和硼化壁处理下提供H/(H+D)的监测，重点研究不同密度平台，不同的壁条件下LHCD和OH放电的杂质行为。改进：升级采集机的主板后，谱仪控制器与计算机通讯恢复，系统工作正常；维修损坏的光纤；对SP750谱仪加装加装加料方便的干燥剂桶，防止光栅和
10、反射镜受潮发霉；架设SP750冷却水管；设计加工了SP750谱仪的防护网； 存在问题：SP750控制器，步进电机老化严重，常出现重启，接触不良等现C. 光纤光谱仪: 开始正常工作,实时测量各种放电实验条件下的等离子体全谱,但是目前和SP300I共用触发器,因工作脉宽不同下一轮需要单独触发器。(3) 核测量 (HX,SXS,SX,XUV,g ray,NEUTRON)：系统基本维持现状改进：SX增加了几块带换档的放大器，避免了信号出现饱和，在实验中尽量满足了各种参数放电条件下的需求；中子测量系统在西北窗口的位置安装了4路探测器，一路He3正比计数管安置在中平面高度，三路BF3正比计数管依次在同一环
11、向He3管的下方。状态：信号基本正常，观察到的实验现象和以前实验基本相似。He3正比计数管系统的抗干扰能力和稳定性最好，可测量的中子通量范围也最宽，探测效率最高。问题及解决：XUV，一道总功率信号存在自激现象，原因待查；SX垂直阵列存在着和交流运行下IP、Vp信号上同样的干扰，干扰对边缘信号影响较大，在低参数下表现明显；SXS个别道由于几道探头损坏而无法获得实验数据，将尽快返修，系统的某些机械部件和电子学部件如插板阀，ADC也也进行维修；g ray测量布置需要调整和优化，探测器的标定问题尚待解决。尽管实验前对硬X射线切向阵列进行了改造，改善探头与法兰间的绝缘，且探头的地线引出独立接地，但仍明显
12、受低杂波干扰，下轮前重新设计切向阵列，并检查切向阵列采集的电子学器件饱和问题。4. 边界等离子体诊断（1）激光汤姆逊散射：等离子体中心温度、密度的测量系统改进：采用单色仪做系统相对标定，提高标定精度；采用高速电机（10000r/min）,消除电路对低频信号的截止而带来的标定误差；对采集软件进行进一步优化，实现自动、连续、多脉冲采集，提高效率。系统运行状态：信噪比理想(S/N10)；测量结果可靠 (ne0.5x1019/m3, Te400KeV, 结果误差15%)；稳定性较高，可做连续自动测量。本轮实验基本实现全程测量，对各项物理实验都进行信号采集，确保等离子体物理研究，有效炮占总放电炮数约1/
13、6-1024炮,基本满足了实验测量的要求。存在的问题：激光出口窗口玻璃易碎导致每炮测量脉冲有限，后采用直接把激光打到闸板阀上的办法，经检查无杂散光，暂时可做多脉冲采集，激光出射窗口问题实验后着手研究。 （2）边界探针：三个提案，共五次实验，每次3-4个小时，共用机时约为20个小时。实验的主题是“等离子体湍流相干结构形成机理研究”。中平面和顶部同时测量湍流三维结构（两次实验， 纵场正向和反向各一次），在手动探针上了三台阶的探头，气动探针安装二台阶探头，测悬不同径向位置的浮电位；使用了气动探针，二台阶探头（结构与第一个实验中使用的探头一样），测量离子饱和流，测量湍流三维结构研究blobs密度涨落；
14、在手动探针上使用44 探针阵列，测悬浮电位研究湍流空间结构（两次实验，纵场正向和反向各一次），在本轮实验中，第一次使用了全石墨的结构，并在其中的两个实验中进行正向和反向励磁，以便对湍流的结构进行对比，实验已经初步完成，看到湍流径向传播，证明湍流结构形成和环形磁约束位型密切相关，进一步实验的数据处理还在进行中（3）常规光谱：10道可见光谱，7道韧致辐射测量，转镜UV1,UV2,UVS，OII,OV，H-alpha阵列，Pd阵列，基本正常维持运行。存在问题: 光纤束和探测器有些已经超出了使用寿命,导致一些信号的不稳定性和信号弱化：信号幅度的总体减弱（玻璃光纤受到长时间射线和中子辐照之后透过率有所下降）；第10道光纤几乎已断；光电倍增管老化超过使用寿命，热噪声和散粒噪声过大引起的spark尖刺脉冲非常严重；电镜扫描的直流无刷电机烧毁（已停产）；两台国产的单色仪波长准确度和重复性以及集光能力太差,直接影响测量信号的强度和质量；现场测量带来的强X射线干扰问题，8cm厚的铅块加以屏蔽无效。改进：更换光电倍增管（22只管子要10万RMB）；重新设计新的电机支撑支架，更换电镜扫描电机。6
