【摘 要】
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在托卡马克装置中,等离子体的电流密度分布在等离子体平衡,磁流体稳定性和运输特性的研究中起关键作用。等离子体电流密度的测量反馈对于实现高性能、长脉冲稳定状态的等离子
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在托卡马克装置中,等离子体的电流密度分布在等离子体平衡,磁流体稳定性和运输特性的研究中起关键作用。等离子体电流密度的测量反馈对于实现高性能、长脉冲稳定状态的等离子体放电实验至关重要。基于中性原子束注入加热的运动斯塔克效应(MSE)诊断是确定内部磁场结构和等离子电流分布的主要方法。为了获取MSE诊断的电流密度信息,设计了MSE诊断信号的探测系统,并对获得的信号进行测试验证。本文主要完成了如下工作:1、本文根据诊断系统的探测要求来选择合适参数的光电倍增管作为信号探测器,设计与光电倍增管相匹配的驱动电路,选择合适的运放器件,构建精密的I-V转换电路和多级运算放大电路,对探测电路进行性能仿真和测试进行获取诊断信号。2、运用单片机技术和无线通讯技术来设计远程控制系统,远程测试探测电路中的不同参数选择带来的增益和带宽影响,并根据测试结果对增益阻值进行量级定标。3、通过锁相放大器装置,从复杂背景光中提取信号光后,进行后续的信号处理。将得到的数据收集分析,给出了EFIT磁平衡程序获取的磁场倾斜角和等离子体电流密度数据。通过电路测试,验证了探测系统在稳定工作时,可以达到诊断系统要求的带宽和增益水平。将MSE诊断系统得出的反演结果,与偏振干涉仪诊断系统的数据进行校核,并对MSE诊断获得的电流密度数据进行误差分析。
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