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J-TEXT托卡马克运行时放电参数的多变性和实验提案的丰富性,对电子回旋辐射成像(ECEI)诊断系统的观测灵活性提出了更高的要求。发展参数可调的ECEI诊断系统是适应J-TEXT装置发展的必然选择。针对J-TEXT装置上ECEI诊断的参数调节需求,本文研制了由数控平台和数据采集系统构成的全功能数控采集平台,用于远程调节ECEI诊断的关键的系统参数。通过数控采集平台的研制,可以简化多通道ECEI诊断的参数调节操作步骤,提高诊断系统的工作效率。同时,还可以保护实验人员,以免其遭受托卡马克恶劣电磁环境的伤害。
本文主要介绍了J-TEXT装置上ECEI诊断系统数控平台的设计与搭建工作。数控平台的设计分为光学控制单元和电子学控制单元两部分。光学控制单元采用电移动平台和支持通信的本振源来解决ECEI光学系统的参数调节问题:通过电移动平台对成像主光路变焦透镜组的位置进行调节,可将极向观测范围在22.8cm和41.1cm之间切换,还可将径向聚焦位置从托卡马克小截面的低场侧(LFS)移至高场侧(HFS);通过与本振源之间的通信,可远程调节本振源的输出频率以适应不同纵场条件下的观测。电子学控制单元采用组合控制方式来解决ECEI电子学系统的参数调节问题。NI-6368数据采集卡为每一道ECEI信号提供独立的中频衰减调节信号;以ArduinoUNO为核心的电源集成数控模块,给每一个电子学模块提供射频衰减、径向视场范围和视频带宽的调节信号。与此同时,本文还对数控平台的上位机界面程序设计进行了介绍。上位机界面是基于LabVIEW程序开发环境设计的,它通过与参数调节的执行单元进行通信实现人机交互。用户只需在上位机界面上输入变量,上位机界面程序将自动进行逻辑处理,输出控制命令至执行单元,实现对系统参数的调节。
数控平台的上位机与ECEI的数据采集系统共享硬件系统,因此,本文还同时介绍了数据采集系统的设计与搭建工作。数据采集系统采用了先进的PXIExpress总线技术,每个通道的采样率最高可达2MS/s;通过采用光纤直连的方式搭建独立的数据传输内网,数据传输速率得到大幅提高。采集数据采用HDF5文件格式进行存档,支持切片化数据访问方式,大大提高了数据访问和处理的速度。
本文所述的数控采集平台的设计与搭建工作已全部完成,所有功能均在平台测试中得到了验证。在J-TEXT装置2019年冬季实验中,数控采集平台已经成功应用于J-TEXT装置上ECEI诊断系统,并顺利地获得了二维电子温度涨落的图像。
本文主要介绍了J-TEXT装置上ECEI诊断系统数控平台的设计与搭建工作。数控平台的设计分为光学控制单元和电子学控制单元两部分。光学控制单元采用电移动平台和支持通信的本振源来解决ECEI光学系统的参数调节问题:通过电移动平台对成像主光路变焦透镜组的位置进行调节,可将极向观测范围在22.8cm和41.1cm之间切换,还可将径向聚焦位置从托卡马克小截面的低场侧(LFS)移至高场侧(HFS);通过与本振源之间的通信,可远程调节本振源的输出频率以适应不同纵场条件下的观测。电子学控制单元采用组合控制方式来解决ECEI电子学系统的参数调节问题。NI-6368数据采集卡为每一道ECEI信号提供独立的中频衰减调节信号;以ArduinoUNO为核心的电源集成数控模块,给每一个电子学模块提供射频衰减、径向视场范围和视频带宽的调节信号。与此同时,本文还对数控平台的上位机界面程序设计进行了介绍。上位机界面是基于LabVIEW程序开发环境设计的,它通过与参数调节的执行单元进行通信实现人机交互。用户只需在上位机界面上输入变量,上位机界面程序将自动进行逻辑处理,输出控制命令至执行单元,实现对系统参数的调节。
数控平台的上位机与ECEI的数据采集系统共享硬件系统,因此,本文还同时介绍了数据采集系统的设计与搭建工作。数据采集系统采用了先进的PXIExpress总线技术,每个通道的采样率最高可达2MS/s;通过采用光纤直连的方式搭建独立的数据传输内网,数据传输速率得到大幅提高。采集数据采用HDF5文件格式进行存档,支持切片化数据访问方式,大大提高了数据访问和处理的速度。
本文所述的数控采集平台的设计与搭建工作已全部完成,所有功能均在平台测试中得到了验证。在J-TEXT装置2019年冬季实验中,数控采集平台已经成功应用于J-TEXT装置上ECEI诊断系统,并顺利地获得了二维电子温度涨落的图像。