电磁测量系统ppt课件

1、电磁丈量系统龚少博磁探针的丈量原理磁探针的丈量原理 磁探针是安装在等离子体中或边境处的小螺线管线圈，当线圈所在空间中的磁场发生了变化时，由于穿过线圈横截面的磁通 发生变化，在线圈两端将产生一个感应电动势 ：B：空间磁感应强度在线圈轴向分量Seff=NS+S：N为线圈匝数，S为线圈横截面积，S是引出线和接头所构成的杂散面积 EAST安装中的磁探针类型：小探针：丈量等离子体位置和外形 积分 中心磁场B 在Tokamak中普通在垂直于等离子体小环方向的截面上安装一组小探针，反演等离子 体的位置和外形。Mirnov线圈：丈量MHD的不稳定性 丈量信号不经过积分器处置 Mirnov线圈安装位置和数量与小

2、探针一样要求：a.一切磁探针安装的空间位置准确b.一切磁探针有标定准确的匝面积c.Mirnov线圈有100kHz频率呼应，使探针输出信号真实反映磁场变化磁探针设计：磁探针设计： 磁探针线圈是采用玻璃丝布套管绝缘的裸磁探针线圈是采用玻璃丝布套管绝缘的裸铜线。玻璃丝布满足高温，高真空条件。磁铜线。玻璃丝布满足高温，高真空条件。磁探针的线圈骨架采用烧结陶瓷，研磨到达线探针的线圈骨架采用烧结陶瓷，研磨到达线圈骨架的几何外形，尺寸圈骨架的几何外形，尺寸95mm88mm33mm。磁探针绕制成相互。磁探针绕制成相互垂直的两个独立线圈，分别丈量垂直的两个独立线圈，分别丈量 EAST 安装安装的的BR和和BZ方

3、向上的磁场。方向上的磁场。 线圈绕在由绝缘资料做成的骨架上，然后将其固定在一个支撑管上，整个线圈和支撑管再套在绝缘管内。 常用的绝缘资料：石英、氧化铝陶瓷、硬玻璃。 绕制线圈时，应尽量减少引出线所构成的杂散面积，引出线的一端经过回线槽和另一端合并，用双绞线从支撑管引出。磁探针设计磁探针设计探针骨架资料：微晶玻璃陶瓷导线绝缘资料：无硼无碱玻璃纤维磁探针匝面积的标定磁探针匝面积的标定 准确测定磁场值，还必需准确知道磁探针的匝面积。方法一：旋转探针法 在一个二极磁铁提供规范磁场安装上标定每个磁探针。 该安装提供一个恒定的磁场，磁场强度由核磁共振测定安装标定。磁探针标定原理如下：将磁探针固定在同步电机

4、的一个臂上旋转，再把磁探针线圈面深化且垂直于二极磁铁磁场间，同步电机转动，使磁探针的面与二极磁铁磁场强度方向间的夹角发生变化，从而获得磁通变化。磁探针线圈两端的感应电压经积分器后，再经过计算机采集系统。由于线圈在磁场中旋转一周，那么计算机采集的信号是一正弦曲线。匝面积S表示式如下： 式中，umax和umin为正弦曲线最大值和最小值。 方法二：长螺线管法 在利用二次标定方法，将 NS 值知的规范探针作为对照与待标定探针放置于同一变化磁场中，将积分后的输出结果相比较就可得到磁探针的有效感应面积。该标定方法无需知道变化磁场的准确数值，只需得知规范探针的准确参数即可相对容易的丈量得到待标定探针的准确数

5、值。 当密绕的长直螺线管的长度远大于直径时，螺线管的内部中心 区域的磁场分布均匀度非常高，在一定的误差范围内接近于均匀分布。电源：高精度的 JY-SNP30A /300V 调压变频电源 容量： 10kVA 可调理输出电压：0300V 频率稳定度：=0.1% 可调范围：40.0499.9Hz 输出最大电流：38A标定实验中采用200Hz 的电源频率与 250V 的输出电压规范探针：采用环氧树脂资料加工成规那么的长方体模块作为绕线骨架，其外形参数为 88mm 50mm35mm。利用漆包线两层密绕，可以准确地计算出该探针的 NS 值。 快速傅里叶变换求最大功率点幅值的比值磁探针安装磁探针安装 位置和

6、角度的偏向会带来比较大的偏向。HT-7：在各个可见的窗口布置丈量规范，确定真空室的赤道面，垂直面等根本位置，然后再根据这些位置确定真空室内部需求安装电磁丈量探针的位置。对于小探针序列，先根据真空室内安装位置的尺寸加工一个规范圆环形的安装支撑架，在此支撑构造上确定12个均匀分布的小探针位置。EAST：真空室内的经纬环构造相对安装的基准点具有比较高准确度。在高场侧直线段的经环构造上划线确定安装位置，以该位置为规范安装经过准确加工的模板来确定各个小探针的位置；每个探针采用不锈钢托槽固定，钢板两端开准确定位销孔用于准确定位；将制板带探针起用销钉固定在预先由模板准确定位的支撑块上。安装完成后采用光学系统再次测定探针位置，修正位置误差。KT5：真空室总计有36个窗口,其中垂直方向圆窗口(50mm)有20个,程度外侧的圆窗口(100mm)有n个,还有5个50mm160mm的跑道型窗口(上下4个、外侧1个),在真空室内装有半径为9cm的圆形限制器。信号线引出双绞处置不锈钢线槽走线真空穿墙插座与法兰航空密封插座 隔离资料：无硼无碱玻璃纤维 or 聚四氟管真空室外部：信号线用锡箔包裹屏蔽+置于金属屏蔽盒中积分器：单匝环500ms、罗科和小探针30ms采集系统其他磁丈量诊断方法霍尔探针：超导磁体和准稳态等离子体丈量，防止积分器等电