基于可见/红外相机诊断系统的托卡马克等离子体相关特性研究
发布时间：2022-01-15 16:54
托卡马克装置第一壁材料直接关系到等离子体能否更高功率、更长时间稳态放电。为了保障全超导托卡马克EAST装置的安全稳态运行,研制了一套大视场的可见/红外内窥镜诊断系统,用于观察和监测上下偏滤器、高场侧壁、限制器等内部部件的第一壁的温度等数据。基于研制成功的可见/红外内窥镜诊断系统,本论文对EAST（Experimental Advanced Superconducting Tokamak）装置实验中等离子体位形以及偏滤器靶板热负荷的开展了相关研究。本论文主要内容如下:1.可见/红外集成式内窥镜诊断系统设计。根据EAST装置结构特点及诊断窗口位置,本文介绍了可见/红外集成式内窥镜的光路设计。根据EAST实验需求,利用VS2008中的MFC分别编写了可见相机V710的图像采集与处理程序,以及红外热像仪SC700BB的软件程序,主要实现放电过程中可见以及红外两个相机对实验数据进行实时采集、存储、回放、数据处理等功能,并成功应用于EAST放电实验中。2.基于可见相机的等离子体边界检测。通过对可见相机以及整个内窥镜系统进行标定,实现去除畸变和距离标定作用;利用改进的Canny算子对可见图像进行等离...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
几种聚变的反应截面随能量的变化曲线
合肥工业大学硕士学位论文端的第一壁区域将产生局域的高热负荷，该严重。在中性束加热的实验中，未能耦合到流失掉了）将轰击高场侧第一壁，将会对内为稳态运行过程中的等离子体与壁相互作用研测高场侧限制器的温度，如图 1.2，当该限制 200ms 时，温度信息反馈之后控制等离子体向温度降下来。JET 装置收集十三个红外热像仪置内部重要部件的空间位置进行分类，当实发送报警信号来触发适当的保护响应，比如离当前部件，使温度恢复正常[8]。
行条件下限制器可能达到的最高温度。同时，利用测量得到的部分限制器的温度，可以得到随着 LHCD 注入功率的增高和放电时长的增长，限制器表面负荷将会迅速增加；在高场侧限制器，温度峰值可以达到一千度，第一壁材迸发的碳而产生强腐蚀，导致第一壁损坏，等离子体内部杂质浓度增加，使子体密度和位形不可控，使等离子体出现破裂，实验被迫终止。当前 EAST 装置的 IR 组已成功研制了一套大视场可见/红外集成式内窥镜，整套系统可以实时地获取 EAST 装置内部某部分的红外及可见图像。因为光路，所以不管是红外热像仪还是可见相机都可以实现全口径观测。整套内系统利用在真空室外加载分束镜将红外光路和可见光路在末端分离开，实现径下的红外/可见集成式内窥镜系统。而 EAST 装置中温度时有变化，当分束料发生形变，将会严重影响成像质量，所以反射镜基底材料选用的是零热形微晶玻璃。红外热像仪使用的是 SC7700BB 相机，视场 47°× 58°，成像焦面布个探测器（640×512）面，成像清晰，可见相机采用的是高速可见相机 Phant710，在内窥镜中成像阵列 800*640，采集帧频可达到 10khz。目前该套红外内系统已成功应用在 2014-2016 年 EAST 的放电实验中，并且诊断运行正常[9]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]EAST等离子体图像边界提取算法的改进[J]. 余远春,罗家融,舒双宝,崔治学,代路伟. 原子能科学技术. 2015(11)
[2]EAST等离子体图像采集与位置识别技术[J]. 舒双宝,罗家融,薛二兵,王斌. 原子能科学技术. 2013(08)
[3]Temperature Distribution and Heat Flux on the EAST Divertor Targets in H-Mode[J]. 王福敏,甘开福,龚先祖. Plasma Science and Technology. 2013(03)
[4]全超导托卡马克核聚变实验装置[J]. 李建刚,赵君煜,彭子龙. 中国科学院院刊. 2008(05)
[5]EAST长时间数据采集及远程实时显示系统[J]. 张卡,黄勤超,肖炳甲. 微计算机信息. 2007(01)
[6]基于FPGA的实时数据采集与远程传输系统设计[J]. 崔俊杰,郭宏. 数据采集与处理. 2005(03)
[7]基于主动视觉摄像机标定方法[J]. 胡占义,吴福朝. 计算机学报. 2002(11)
硕士论文
[1]托卡马克上三维磁场扰动引起的边界磁场拓扑结构改变研究[D]. 贾曼妮.东华大学 2015
[2]高速CCD诊断技术在MHD不稳定性研究中的应用[D]. 吴奇伟.东华大学 2012
[3]托卡马克中等离子体平衡计算[D]. 罗正平.合肥工业大学 2007
本文编号：3590983
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
几种聚变的反应截面随能量的变化曲线
合肥工业大学硕士学位论文端的第一壁区域将产生局域的高热负荷，该严重。在中性束加热的实验中，未能耦合到流失掉了）将轰击高场侧第一壁，将会对内为稳态运行过程中的等离子体与壁相互作用研测高场侧限制器的温度，如图 1.2，当该限制 200ms 时，温度信息反馈之后控制等离子体向温度降下来。JET 装置收集十三个红外热像仪置内部重要部件的空间位置进行分类，当实发送报警信号来触发适当的保护响应，比如离当前部件，使温度恢复正常[8]。
行条件下限制器可能达到的最高温度。同时，利用测量得到的部分限制器的温度，可以得到随着 LHCD 注入功率的增高和放电时长的增长，限制器表面负荷将会迅速增加；在高场侧限制器，温度峰值可以达到一千度，第一壁材迸发的碳而产生强腐蚀，导致第一壁损坏，等离子体内部杂质浓度增加，使子体密度和位形不可控，使等离子体出现破裂，实验被迫终止。当前 EAST 装置的 IR 组已成功研制了一套大视场可见/红外集成式内窥镜，整套系统可以实时地获取 EAST 装置内部某部分的红外及可见图像。因为光路，所以不管是红外热像仪还是可见相机都可以实现全口径观测。整套内系统利用在真空室外加载分束镜将红外光路和可见光路在末端分离开，实现径下的红外/可见集成式内窥镜系统。而 EAST 装置中温度时有变化，当分束料发生形变，将会严重影响成像质量，所以反射镜基底材料选用的是零热形微晶玻璃。红外热像仪使用的是 SC7700BB 相机，视场 47°× 58°，成像焦面布个探测器（640×512）面，成像清晰，可见相机采用的是高速可见相机 Phant710，在内窥镜中成像阵列 800*640，采集帧频可达到 10khz。目前该套红外内系统已成功应用在 2014-2016 年 EAST 的放电实验中，并且诊断运行正常[9]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]EAST等离子体图像边界提取算法的改进[J]. 余远春,罗家融,舒双宝,崔治学,代路伟. 原子能科学技术. 2015(11)
[2]EAST等离子体图像采集与位置识别技术[J]. 舒双宝,罗家融,薛二兵,王斌. 原子能科学技术. 2013(08)
[3]Temperature Distribution and Heat Flux on the EAST Divertor Targets in H-Mode[J]. 王福敏,甘开福,龚先祖. Plasma Science and Technology. 2013(03)
[4]全超导托卡马克核聚变实验装置[J]. 李建刚,赵君煜,彭子龙. 中国科学院院刊. 2008(05)
[5]EAST长时间数据采集及远程实时显示系统[J]. 张卡,黄勤超,肖炳甲. 微计算机信息. 2007(01)
[6]基于FPGA的实时数据采集与远程传输系统设计[J]. 崔俊杰,郭宏. 数据采集与处理. 2005(03)
[7]基于主动视觉摄像机标定方法[J]. 胡占义,吴福朝. 计算机学报. 2002(11)
硕士论文
[1]托卡马克上三维磁场扰动引起的边界磁场拓扑结构改变研究[D]. 贾曼妮.东华大学 2015
[2]高速CCD诊断技术在MHD不稳定性研究中的应用[D]. 吴奇伟.东华大学 2012
[3]托卡马克中等离子体平衡计算[D]. 罗正平.合肥工业大学 2007
本文编号：3590983
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