场反位形等离子体θ箍缩形成区磁探针诊断系统设计与搭建

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hunshixiaozi
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
场反位形(Field reversed configuration,简称FRC)对于开展聚变新位形研究、聚变堆小型化与经济化探索具有重要意义。要观察等离子体的运动状态,需要各种各样的诊断配合使用来检测其物理状态。其中,磁诊断系统是等离子体装置最基本的诊断系统之一,由于磁场与等离子体密切相关,因此磁场信息可以从侧面反映或者推演等离子体的参数与其运动特性。本文设计了一套覆盖形成区的磁诊断系统,其目的在于:利用FRC等离子体的逆磁特性获得等离子体分界面半径、通过介入式磁探针阵列和磁通环阵列分别获得等离子体位型信息和稳定性信息。介入式探针要求在体积小的同时能准确测量到磁场信号,本文以多层印刷电路板为架构设计了适用于场反位形磁场诊断的介入式磁探针,提高了介入式探针体积利用率;针对介入式探针所处环境的特殊性,对介入式探针设计了相应的密封与绝热保护;根据放电线圈背景磁场的频率范围,测试了磁探针的高频响应特性,并进行了标定;为了使介入式磁探针在径向可以活动,本文制作了相应的驱动系统;本文设计了适用于高频高压磁通测量的磁通环,并针对该磁通环运用了特殊的电容分压磁通环路和积分电路;通过模拟放电电路的放电情况,对信号做了校准,校正了高频条件下因电路杂散参数导致的信号失真;在场反等离子体的磁阱型磁压缩聚变装置预研平台(称为Hust Field-Reversed Configuration,HFRC),测试了在高频高压实验条件下,磁通环与点磁探针采集磁场数据信息的正确性。
其他文献
随着柔性直流输电技术的发展,开展相关短路故障保护研究愈发迫切。超导限流器作为一种故障限流装置,在系统正常运行时损耗极低,在短路故障发生后迅速转变为高阻抗状态,可以有效降低短路电流幅值,保护柔直系统关键设备,辅助直流断路器完成故障开断。目前,虽然电阻型与饱和铁心型超导限流器的研究较多,但仍缺少对限流器限流特性的系统性分析。电阻型超导限流器限流特性即等同于其失超特性,而失超过程复杂,目前尚无可快速准确
学位
我国的能源结构决定了以煤炭为主要能源形式的格局在近期不会改变,煤炭的大量燃烧导致大气中固体颗粒物排放量骤增,造成包括雾霾在内的一系列生态问题,十分影响人类基本的社会生活,如何降低此类颗粒物的排放,以及对已排放颗粒物的有效收集日益受到人们的关注。基于低温等离子体的静电除尘技术传统上主要用于发电厂等大型装置的除尘系统,近年来由于其高效、便捷、风阻小等优点也逐渐在家用空气过滤系统中得到应用。对于此类装置
学位
随着经济社会的不断发展,环境问题也越来越突出。近来年室内空气受到越来越广泛的关注,低温等离子体技术因为其装置简单,成本低廉,在室内空气净化领域备受瞩目。等离子体空气净化装置中常用的放电形式为电晕放电,但是电晕放电会伴随产生臭氧,制约其大规模使用。当环境中的臭氧达到一定浓度时会对人体产生一系列危害,因此研究电晕放电中臭氧的产生机理以及监测放电过程中的臭氧具有重要的意义。首先,本文通过流体-化学混合模
学位
正极性长空气间隙放电机理的研究对于理解自然雷电不可或缺。正极性长空气间隙放电中涉及的流注-先导转化机制是研究先导起始和发展的关键问题。在流注-先导转化过程,流注茎的形态特性对于研究先导起始和发展至关重要。直接观测流注茎特性极其困难,导致目前流注茎可视化观测结果缺乏,研究成果主要集中于数值模型。实验结果的不足同时也导致模型中流注茎的相关特性无法论证,限制了对流注-先导转化过程的深入研究。因此,本文从
学位
近年发现,高速行驶的列车在穿越架空输电线路时,会引起输电线路发生一定程度的振颤。长期、频繁的振颤将加剧线路的疲劳损伤,增加线路断线及金具断裂的风险。因此,针对跨高铁输电线路的振颤特性及疲劳损伤进行研究,有利于揭示高速列车对输电线路的作用机理,指导输电线路的规划设计。研究跨高铁输电线路的振颤控制方法与防护措施,对提高电力系统运行安全与可靠性具有现实意义。首先,论文分析了高速列车穿越输电线路对空间电场
学位
风机叶片雷击放电击穿损伤是叶片遭受雷击后最主要的损伤形态。叶片复合材料层的击穿取决于其所承受环境电场和流注放电空间电荷场的共同作用。为了明晰风机叶片复合材料铺层雷击放电的击穿机制和物理过程,解释叶片雷击贯穿型损伤的形成原因,首先需要研究掌握空气—GFRP复合材料层组合间隙的放电击穿机制。本文首先搭建空气—GFRP介质层组合间隙流注放电过程观测平台。开展了组合间隙流注放电特性实验研究,获得了“沿面型
学位
在新一代激光惯性约束聚变和大型磁阱型中子源等实现负载极端物理效应的大科学装置中,电磁参数指标的逐步提升对其中的脉冲大电流气体开关提出了吉瓦-百千安-百微秒的电弧放电要求,其平均电流上升率(di/dt)达到几甚至十几k A/μs。高电流上升率的脉冲电弧放电会诱导产生强烈的冲击波并施加于人造石墨电极,而石墨电极虽然耐电弧烧蚀,但是机械强度较低。电弧冲击波可能直接造成电极的断裂、破碎甚至突然爆裂,大大缩
学位
撕裂模是托卡马克装置中常见的磁流体不稳定性,也是危害最大的不稳定性之一。由于托卡马克真空室壁和误差场的作用,撕裂模可能会停止转动,形成锁模,降低等离子体约束水平并最终导致破裂,给托卡马克装置带来严重损害。由于锁模产生的磁扰动相对于平衡场是个小量,且其不在空间中传播,因此针对撕裂模锁模模数、幅值、相位和空间分布的测量一直是研究磁流体不稳定性的难题,同时锁模测量也是控制锁模,避免破裂的先决条件。针对以
学位
容性设备数量在变电站中占比达40%以上,是电力系统中不可缺少的电力设备,可以通过容性设备在线监测系统对其介损值进行测量进而分析设备绝缘状态。现行监测方法为通过计算末屏接地电流和母线电压之间的相角差进而得到介损值。实际运行中容性设备在线监测装置所采集的末屏接地电流信号微弱,易受周围工频电磁场干扰,导致监测到的介损值不准确、波动大的情况时有发生,若监测不准确则会造成误报,监测结果不能供运维人员参考。因
学位
随着电网网架结构以及接入节点能源属性的复杂程度越来越高,电网中故障电压所含频率成分也更加复杂。实施宽频暂态电压监测对分析电网故障原因、指导绝缘设计具有重要的意义,但是对电压监测装置提出了更高的要求。电容式电压互感器(Capacitor Voltage Transformer,CVT)变电站保有量较高,但是其只能测量工频信号。若CVT暂态传递特性时域补偿方法能提高其对故障电压的感知能力,进而在不对电
学位