【摘 要】
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EAST装置放电过程中,面向等离子体部件的状态对实现装置高功率、高参数、长脉冲稳态运行有着至关重要的影响。为了对放电过程中面向等离子体部件的状态进行实时监测,本文对EAST装置上使用的红外相机软件进行了二次开发,搭建了高速光纤网络来快速传输红外相机采集的数据。同时为了研究相应放电位型下偏滤器靶板的热负荷,基于红外相机测得的温度数据进行偏滤器靶板的三维热负荷程序开发,并进行了程序验证和初步的物理分析
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EAST装置放电过程中,面向等离子体部件的状态对实现装置高功率、高参数、长脉冲稳态运行有着至关重要的影响。为了对放电过程中面向等离子体部件的状态进行实时监测,本文对EAST装置上使用的红外相机软件进行了二次开发,搭建了高速光纤网络来快速传输红外相机采集的数据。同时为了研究相应放电位型下偏滤器靶板的热负荷,基于红外相机测得的温度数据进行偏滤器靶板的三维热负荷程序开发,并进行了程序验证和初步的物理分析。本文主要内容如下:（1）红外相机软件开发。根据EAST装置新的放电实验需要,利用VS2015中的MFC和Open CV3.4开发了红外相机TS-IR-MCT的图像采集与处理程序,实现了包括相机参数设置、循环采集实验图像、采集视频回放、采集视频分帧及上传至服务器等功能。同时搭建了一套基于高速光纤网络的等离子体红外图像的传输系统,该传输系统具有高于450Mbyte/s且稳定的数据传输速度,同时提供丰富的网络扩展接口可以满足数量众多的终端设备同时接入到数据传输系统中。（2）提出一种适用于等离子体红外图像的抖动消除算法,并与SIFT算法进行性能比较。该算法基于图像特征点匹配的思想,通过RANSAC算法来对红外图像特征点匹配中错误的匹配点进行筛选,解决了红外相机因成像质量不高、图像信噪比低导致特征点匹配过程中产生的匹配错误的问题。实际图像去抖动结果表明,该算法相较于SIFT算法对红外图像的去抖动效果更为有效。（3）开发了针对上偏滤器外靶板的三维热负荷计算程序,并对EAST的放电实验进行了相关分析。本文首先对添加了主动水冷的上偏滤器靶板进行系统建模,同时对红外图像在靶板上的像素分辨率进行标定。对红外图像进行去抖动处理后从而获取偏滤器靶板在装置放电过程中准确位置的温度数据,并以此计算偏滤器靶板上的热负荷分布。最后根据计算结果对偏滤器靶板的热负荷开展了相关物理分析。本文依托EAST托卡马克实验装置,通过对EAST装置上红外相机诊断系统进行相关研究,获得了初步的实验结果。为面向等离子体部件的状态监测和相关特性分析提供了重要的诊断手段和可参考的方法。
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