HL-2A中性束注入器送气实验

为满足HL-2A中性束加热的需求,我们为HL-2A的NBI注入器研制了脉冲送气回路及其控制系统,系统的核心流量控制部件为PEV-1压电晶体阀,主要是根据气压测量结果调整压电阀电源输出脉冲电压波形来控制压电阀的流导.为克服了压电阀性能参数离散,对不同离子源的送气回路进行了单独标定.送气实验结果表明,离子源放电室气压控制精度达到了0.05Pa,通过调整不同压电阀电源输出波形,减小了束线4个离子源送气回路之间相互影响,得到了平稳的离子源工作气压.     

中性束注入器低温冷凝泵抽气性能测试平台的研制

中性束注入器用液氦低温冷凝泵抽气性能的主要影响因素是低温冷凝抽气面温度,单位时间进气量和被冷凝的气体总量.本文采用流量计法抽速测试装置;同时依据液氦温度与其饱和蒸汽压之间的变化规律,系统中采用了氦气出气压力控制单元,通过调节液氦杜瓦内压力改变液氦的温度从而实现控制液氦低温冷凝面温度;且采用压电晶体阀对单位时间进气量以及被冷凝气体总量进行精确控制;使用ZJ-12型B-A规测量测试装置内真空度.设计了仿真中性束注入器用的低温冷凝泵的测试泵,对其进行ANSYS热力学分析,从而计算出该泵的低温冷凝面积.加工组装了测试平台,并在中性束注入器的工作条件下进行实验,得到测试泵的对氢抽速为940 L/s,表明该系统能够满足测试要求,为中性束注入器低温冷凝泵设计提供实验和理论依据.     

PV-10型真空压电阀门性能测定实验

压电晶体阀是真空充气系统中一种微流量充气阀门。它具有流量小、开启快、可以远程控制等优点．但压电阀门的进气量难以用函数的方式准确描述．而且随着使用时间的增长往往有改变。本文介绍了一种PV—l0型阀门的性能测定方法和结果，为HT-7托卡马克聚变装置中性束注入器系统离子源和中性化室充气量确定提供了参考数据。     

诊断中性束装置离子源起弧实验的多元非线性回归分析

通过调节影响诊断中性束离子源弧流的进气量、灯丝电流和弧压三个参量，进行了三组离子源起弧实验。建立了多元非线性回归模型，得到了三个参量对弧流的回归方程。回归分析表明，弧流对进气量和灯丝电流相当敏感，且有趋于饱和的特征，这与实验结果相吻合。在进气针阀开度492、灯丝总电流469A、弧压190V时重复起弧，均得到弧流170A以上、脉宽150ms的稳态放电，满足了诊断中性束流对弧流的要求。     

NBI离子源源头电源控制系统研究与设计

中性束注入(NBI)加热被国际聚变界公认为最有效的加热手段,其离子源源头电源控制系统的研制是中性束注入器的关键技术之一。通过研究高电压、高磁场环境对控制系统的影响,综合系统灵活性、易维护性、稳定性等诸方面因素设计了离子源源头电源控制系统,并开发了上位机监控程序、PLC程序和相关的硬件接口电路以及现场模糊控制系统。离子源源头电源控制系统为用户提供了良好的人机操作界面,经在测试平台的离子源起弧实验证明,有效地提高了NBI离子源放电实验的效率,为今后的NBI束线装置工程设计和研制奠定了基础。     

HL-1M装置的真空运行与质谱诊断

通过对 HL- 1M装置真空运行模式、真空运行参数、氦辉光放电清洗和硅化壁处理手段等的规范化 ,显著地改善了装置的真空壁出气、本底杂质浓度、托卡马克放电杂质出气比和再循环 ,成功地实现了高参数放电、长脉冲放电和装置暴露大气后快速恢复放电 ,并成功地为演证低混杂电流驱动、离子回旋共振加热、电子回旋共振加热、中性束注入、弹丸注入和分子束注入实验和升级等离子体运行等提供了良好的真空壁条件。描述了 HL- 1M装置真空系统、壁出气和再循环控制、质谱诊断和程序脉冲送气等方面的主要实验成果 ,并为 HL- 2 A装置的真空系统研制和运行提供了有益的参考     

HL-2A装置中性束注入器高抽速钛泵及其实验运行分析

针对中性束注入等离子体加热过程中的高真空条件要求,借助于国际合作方式,我们为HL-2A 装置中性束注入器设计了一种大吸附面积的高抽速钛泵系统.钛泵系统抽速设计值为30万L/s,由两台大泵和一台小泵组成,两台大钛泵分别置于注入器主真空室左右两侧,小钛泵置于注入器副真空室右侧.运行实验结果表明,钛泵完全满足HL-2A中性束注入实验的要求.本文主要介绍了钛泵的工程设计和实验运行结果,简要分析了HL-2A装置中性束加热系统高抽速钛泵的运行特点.     

中性束注入器低温真空空间气体温度分布模拟研究

中性束的生成与传输过程需要真空梯度分布环境,准确掌握真空室内的真空度及其分布对中性束的调试和运行有非常重要的意义。受低温真空空间不同区域的器壁温度影响,真空室内空间气体温度具有特定的分布特性,该特性对准确测量并最终确定其真空度有关键性影响。本文基于Molflow软件模拟分析了全超导托卡马克中性束注入器(EAST-NBI)真空室内的气体分子碰撞频度和气体分子数密度分布,获得了真空空间不同区域的气体温度分布,为根据温度分布修正特定真空测量点的测量结果提供了依据,提高了真空度的测量精度。     

老炼对减少10MeV质子直线加速器内有机物污染的作用

本文概述了减少真空容器内有机物污染的一般方法,用四极质谱计分析了10MeV质子直线加速器的750KeV预注入器在高压老炼过程中的气体成分变化,以及聚束腔高频功率老炼过程中的气体成分变化。实验指出,有机污染影响高压老炼的进度,提高高频功率的脉     

用于中性束注入器的4.2 K液氦低温冷凝泵的设计

在中性束注入器的研制中 ,大抽速低温泵的设计是其中非常重要的一部分。本文结合中性束注入器对真空系统的要求 ,介绍了中性束注入器真空系统的构成 ,并以布置于中性化室部位的低温泵为例 ,详细阐述了用于中性束注入系统的低温泵的结构设计以及抽速确定、冷凝面积确定等关键问题 ,成功设计了一套完全满足中性束注入系统对动态真空度要求的低温泵。     

现场真空校准装置的设计

基于客户提出的在工作现场对真空计进行校准的切实需求,研究并设计了现场真空校准装置。该装置主要由供气和进样模块、抽气模块、压力衰减模块、压力测量与校准模块、烘烤模块等五部分组成。考虑到现场环境对真空计的影响和校准装置易于携带、小型化的要求,设计中采用了模块化分体式结构,复合了静态比较法、动态比较法和压力衰减法等真空校准方法。可根据不同的校准需求,选配不同的模块和方法实现对真空计的校准。现场真空校准装置预计达到的技术指标是,校准范围为10-4～105Pa,合成标准不确定度小于7%。     

四极质谱计工作参数对校准因子影响研究

介绍了在危险气体成份分析系统校准装置上,开展四极质谱计工作参数对校准因子影响的实验研究工作。在实验中,每次改变四极质谱计的一个工作参数,如电子能量、离子能量、发射电流、分辨本领、扫描速度、收集方式等,测量氮谱峰离子流强度和被校气体谱峰离子流强度,利用校准因子计算公式,通过计算获得校准因子值,并分析校准因子的变化趋势,给出四极质谱计实验室校准参数设置,减小校准不确定度。     

采用静态膨胀法校准标准漏孔极小漏率的不确定度评定

采用静态膨胀法校准10^-10Pa·m^3／s量级的真空标准漏孔,通过对校准结果的不确定度评定,发现被校漏率产生的离子流上升率是不确定度的主要来源。与高纯气体三级膨胀的测量不确定度分量相比较,采用混合气体二级膨胀的校准方式,能够减小膨胀过程对校准结果的影响,在简化了校准过程的同时,也提高了校准效率。     

民机变频交流电源供电特性测试系统校准技术研究

概述了民用飞机电源系统发展趋势,针对变频交流电源系统,结合国内外研究现状,阐述了民机变频交流电源供电特性测试系统校准技术研究的意义.依据变频交流电源供电特性测试系统的技术要求,研究了校准方法并编写了校准规范;基于直接数字频率合成(DDFS)、直接数字波形合成(DDWS)、宽带信号放大和滤波等技术,研制了变频交流电源供电...     

The extension of the calibration of a mass spectrometer into the ultrahigh vacuum region

This paper describes how a mass spectrometer head and ion current amplifier system which has been calibrated as a partial pressure gauge in the high vacuum region, may have that calibration extended so that it can be used in the ultrahigh vacuum region. The technique is based on the measurement of the isotope ratio of the calibration gas. The paper also reports on the application of this technique to a particular instrument.     

Detection properties of a measuring system for a continuous soil radon concentrations monitoring.

The continual soil-gas radon concentration measurements are absolutely crucial for a reliable assessment of radon entry characteristics into the indoor building environment. For this purpose, a new detection system (a continuous monitor RM-3) was developed and tested. The detection principle of the monitoring device is based on an airflow ionisation chamber operating in a current mode. A comprehensive series of testing and calibration experiments have been carried out in a laboratory environment. An output signal of the device caused by the radon concentration in a sensitive detection volume significantly depends on a detector ventilation rate, the gas flow rate through the ionisation chamber. A set of calibration experiments was accomplished with the artificial radon source application and close circuit experimental arrangements. The system detection properties including applied experimental conditions and key results of pilot in situ measurements are reported in detail.     

Optimizing Heat Treatment of Gas Turbine Blades with a Co–C Fixed Point for Improved In-service Thermocouples

Improvement of energy efficiency of jet aircraft is achieved by operating gas turbine engines at higher temperatures. To facilitate this, gas turbine engine manufacturers are continuously developing new alloys for hot-zone turbine blades that will withstand the increased in-service temperatures. A critical part of the manufacture of these blades is heat treatment to ensure that they attain the necessary metallurgical characteristics. Current heat-treatment temperature-control requirements are at the limit of what is achievable with conventional thermocouple calibrations. A project that will allow thermocouple manufacturer CCPI Europe Ltd. to realize uncertainties of ± 1°C, or better, in the calibration of its noble metal thermocouples is described. This will be realized through implementing a Co–C eutectic fixed point in CCPI’s calibration chain. As this melts at 1,324°C, very close to the heat-treatment temperatures required, low uncertainties will be obtained. This should yield an increase in effectiveness of the heat-treatment process performed by Bodycote Heat Treatments Ltd., allowing them to respond effectively to the increasingly stringent demands of engine manufacturers. Outside the current project, there is a strong requirement by industry for lower uncertainties at and above 1,300°C. Successful implementation of the current fixed point in an industrial setting is likely to result in rapid take-up by other companies, probably through the supply of ultra-low uncertainty thermocouples, looking to improve their high-temperature processes.     

Novel Calibration Technique for a Coulometric Evolved Vapor Analyzer for Measuring Water Content of Materials

Evolved vapor coulometry is a measurement technique that selectively detects water and is used to measure water content of materials. The basis of the measurement is the quantitative electrolysis of evaporated water entrained in a carrier gas stream. Although this measurement has a fundamental principle—based on Faraday’s law which directly relates electrolysis current to amount of substance electrolyzed—in practice it requires calibration. Commonly, reference materials of known water content are used, but the variety of these is limited, and they are not always available for suitable values, materials, with SI traceability, or with well-characterized uncertainty. In this paper, we report development of an alternative calibration approach using as a reference the water content of humid gas of defined dew point traceable to the SI via national humidity standards. The increased information available through this new type of calibration reveals a variation of the instrument performance across its range not visible using the conventional approach. The significance of this is discussed along with details of the calibration technique, example results, and an uncertainty evaluation.     

真空计量的新进展

真空计量学已发展成为计量学的一个新的独立分支，其研究内容已从传统的全压力测量与校准扩展到分压力测量与校准、气体微流量(漏率)测量与校准。本文描述了这三个方面的最新进展，从中可看出真空计量学的现状与发展趋势。     

可燃气体检测报警器的校准及检定方法总结

可燃气体检测报警器有固定式和便携式。各种型号的可燃气体检测报警器校准方法不同,按照校准方法可将仪器分为两类:一是在检测器探头上进行校准;二是在控制仪表上进行校准。笔者阐述了仪器校准在使用及检定中的作用,并对几种不同类型仪器的校准方法进行了描述。