切向VUV高速成像診斷系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-25 20:48
EAST裝置研制了一套高速真空紫外(VUV)望遠(yuǎn)鏡成像系統(tǒng),該系統(tǒng)主要由三個(gè)部分組成:兩個(gè)(鉬)Mo/ (硅)Si多層膜反射鏡組成的望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng),微通道板(MCP)和高速CMOS可見光相機(jī)。Mo/Si多層膜反射鏡可以選擇性地測(cè)量中心波長(zhǎng)為13.5 nm的等離子體輻射。對(duì)于EAST托卡馬克,該波長(zhǎng)主要對(duì)應(yīng)于CVI (n = 4→2)的線輻射。根據(jù)一維雜質(zhì)輸運(yùn)程序,CVI線輻射的峰值主要分布在歸化半徑ρ∈(0.8,0.95)。因此,可以利用VUV成像系統(tǒng)來(lái)研究EAST邊界等離子體(包括臺(tái)基區(qū))等離子體行為。本論文主要內(nèi)容包括:對(duì)VUV成像系統(tǒng)的成像性能開展了系統(tǒng)分析;開發(fā)了專門應(yīng)用于該成像系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析處理程序,并利用該程序分別對(duì)LHD裝置和EAST裝置上的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析,并將分析結(jié)果與其它診斷結(jié)果進(jìn)行了比較,驗(yàn)證了該程序的可靠性。VUV成像系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的圖像數(shù)據(jù)里面包含很多有用的信息。其中,擾動(dòng)數(shù)據(jù)的頻率接近甚至低于噪聲頻率,奇異值分解(SVD)方法可以從噪聲背景下分別提取出擾動(dòng)數(shù)據(jù)在時(shí)間和空間上的信息。同時(shí),快速傅里葉變法(FFT)可以用于獲取擾動(dòng)數(shù)據(jù)的頻譜信息和等離子體模結(jié)構(gòu)。由于...
【文章來(lái)源】:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:111 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1.2托卡馬克裝置原理圖??,[4]
?EAST的大半徑為1.85?m,小半徑為0.45?m,拉長(zhǎng)比為1.6-2.0,最大等離子為1.0?MA,最大環(huán)向磁場(chǎng)為3.5?T,其裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖1.4所示,主要??參數(shù)如下表1.2所示。由于EAST的等離子體位形及采用的主要工程技術(shù)基??R相似,而且相比ITER其更加靈活,它可以實(shí)現(xiàn)包括ITER標(biāo)準(zhǔn)位形在內(nèi)的??不同的等離子體位形,因而它的成功經(jīng)驗(yàn)將對(duì)ITER的建設(shè)和研宄產(chǎn)生重要??。??EAST在1998年正式批準(zhǔn)并立項(xiàng),然后進(jìn)行一系列的工程模擬和參數(shù)計(jì)算。??后開始工程搭建,8年后進(jìn)行了首次等離子體實(shí)驗(yàn)。到現(xiàn)在為止,EAST己??功實(shí)施了多輪放電實(shí)驗(yàn),并且己經(jīng)取得了一系列重要的成果,如400秒長(zhǎng)脈??行,超過(guò)100秒的H模運(yùn)行等等。在ITER完成搭建工作前,EAST是世界??先進(jìn)的磁約束裝置。因?yàn)樗鞘澜缟衔ㄒ灰粋(gè)同時(shí)擁有超導(dǎo)線圈和W偏濾??大型Tokamak裝置,所以在它上面進(jìn)行的物理實(shí)驗(yàn)將具有很重要的意義。??EAST上主要的診斷有:遠(yuǎn)紅外干涉儀,ECE電子溫度分布,TS湯姆遜,??探測(cè)器,切向可見光診斷等。??
在環(huán)形磁約束裝置中,為了中和磁場(chǎng)梯度引起的電荷分離,磁力線必須具有旋??轉(zhuǎn)變換能力。在托卡馬克裝置中,旋轉(zhuǎn)變換是由等離子體轉(zhuǎn)動(dòng)而在其內(nèi)部生成的??磁場(chǎng)和真空腔外部安裝線圈提供的縱向,垂直和水平磁場(chǎng)疊加而成的。上世紀(jì)??50年代,L.?Spitzer教授提出了仿星器的概念[9],其磁力線所需要的旋轉(zhuǎn)變換,??完全由外部的線圈提供。仿星器一般采用一個(gè)螺旋繞組構(gòu)成,螺旋繞組相鄰的導(dǎo)??體中電流方向相反。上世紀(jì)80年代,一類新型仿星器誕生——扭曲器[1G]。其一??般由螺旋繞組和一個(gè)垂直場(chǎng)線圈組成。垂直場(chǎng)主要是用于抵消誤差場(chǎng),來(lái)控制等??離子體轉(zhuǎn)動(dòng)所依附的磁位形。誤差場(chǎng)的則是由安裝誤差和真空壁上形成的渦流導(dǎo)??致的。扭曲器的最大優(yōu)點(diǎn)是工程要求不高,容易達(dá)到,并且能夠形成各種各樣的??復(fù)雜磁位形。還有一類模塊仿星器,其螺旋磁場(chǎng)主要由模塊線圈和三維變形的環(huán)??向線圈共同產(chǎn)生,其最大的貢獻(xiàn)是使得去掉螺旋繞組成為可能。??日本的大型螺旋裝置(Large?Helical?Device,?LHD)?[11]是目前運(yùn)行良好的仿星??器之一,其很好的實(shí)現(xiàn)了無(wú)環(huán)電流運(yùn)行并且獲得了相當(dāng)好的等離子體參數(shù)。LHD??的大半徑為3.9?m,小半徑為0.65?m,最大環(huán)向磁場(chǎng)為3.0?T,其裝置結(jié)構(gòu)示意圖??如圖1.4所示,主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下表1.3所示。??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]A Tangentially Visible Fast Imaging System on EAST[J]. 賈曼妮,楊清泉,鐘方川,曾愛軍,盧洪偉,舒雙寶. Plasma Science and Technology. 2015(12)
[2]光電系統(tǒng)對(duì)空間目標(biāo)成像建模仿真研究[J]. 譚碧濤,景春元,張新,關(guān)小偉. 計(jì)算機(jī)仿真. 2009(05)
[3]我國(guó)超導(dǎo)托卡馬克的現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 李建剛. 中國(guó)科學(xué)院院刊. 2007(05)
[4]用局部傅里葉變換進(jìn)行圖像融合[J]. 玉振明,毛士藝,高飛. 信號(hào)處理. 2004(03)
碩士論文
[1]自聚焦透鏡制造技術(shù)與性能優(yōu)化研究[D]. 郎賢禮.西南師范大學(xué) 2005
本文編號(hào):3458136
【文章來(lái)源】:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:111 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1.2托卡馬克裝置原理圖??,[4]
?EAST的大半徑為1.85?m,小半徑為0.45?m,拉長(zhǎng)比為1.6-2.0,最大等離子為1.0?MA,最大環(huán)向磁場(chǎng)為3.5?T,其裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖1.4所示,主要??參數(shù)如下表1.2所示。由于EAST的等離子體位形及采用的主要工程技術(shù)基??R相似,而且相比ITER其更加靈活,它可以實(shí)現(xiàn)包括ITER標(biāo)準(zhǔn)位形在內(nèi)的??不同的等離子體位形,因而它的成功經(jīng)驗(yàn)將對(duì)ITER的建設(shè)和研宄產(chǎn)生重要??。??EAST在1998年正式批準(zhǔn)并立項(xiàng),然后進(jìn)行一系列的工程模擬和參數(shù)計(jì)算。??后開始工程搭建,8年后進(jìn)行了首次等離子體實(shí)驗(yàn)。到現(xiàn)在為止,EAST己??功實(shí)施了多輪放電實(shí)驗(yàn),并且己經(jīng)取得了一系列重要的成果,如400秒長(zhǎng)脈??行,超過(guò)100秒的H模運(yùn)行等等。在ITER完成搭建工作前,EAST是世界??先進(jìn)的磁約束裝置。因?yàn)樗鞘澜缟衔ㄒ灰粋(gè)同時(shí)擁有超導(dǎo)線圈和W偏濾??大型Tokamak裝置,所以在它上面進(jìn)行的物理實(shí)驗(yàn)將具有很重要的意義。??EAST上主要的診斷有:遠(yuǎn)紅外干涉儀,ECE電子溫度分布,TS湯姆遜,??探測(cè)器,切向可見光診斷等。??
在環(huán)形磁約束裝置中,為了中和磁場(chǎng)梯度引起的電荷分離,磁力線必須具有旋??轉(zhuǎn)變換能力。在托卡馬克裝置中,旋轉(zhuǎn)變換是由等離子體轉(zhuǎn)動(dòng)而在其內(nèi)部生成的??磁場(chǎng)和真空腔外部安裝線圈提供的縱向,垂直和水平磁場(chǎng)疊加而成的。上世紀(jì)??50年代,L.?Spitzer教授提出了仿星器的概念[9],其磁力線所需要的旋轉(zhuǎn)變換,??完全由外部的線圈提供。仿星器一般采用一個(gè)螺旋繞組構(gòu)成,螺旋繞組相鄰的導(dǎo)??體中電流方向相反。上世紀(jì)80年代,一類新型仿星器誕生——扭曲器[1G]。其一??般由螺旋繞組和一個(gè)垂直場(chǎng)線圈組成。垂直場(chǎng)主要是用于抵消誤差場(chǎng),來(lái)控制等??離子體轉(zhuǎn)動(dòng)所依附的磁位形。誤差場(chǎng)的則是由安裝誤差和真空壁上形成的渦流導(dǎo)??致的。扭曲器的最大優(yōu)點(diǎn)是工程要求不高,容易達(dá)到,并且能夠形成各種各樣的??復(fù)雜磁位形。還有一類模塊仿星器,其螺旋磁場(chǎng)主要由模塊線圈和三維變形的環(huán)??向線圈共同產(chǎn)生,其最大的貢獻(xiàn)是使得去掉螺旋繞組成為可能。??日本的大型螺旋裝置(Large?Helical?Device,?LHD)?[11]是目前運(yùn)行良好的仿星??器之一,其很好的實(shí)現(xiàn)了無(wú)環(huán)電流運(yùn)行并且獲得了相當(dāng)好的等離子體參數(shù)。LHD??的大半徑為3.9?m,小半徑為0.65?m,最大環(huán)向磁場(chǎng)為3.0?T,其裝置結(jié)構(gòu)示意圖??如圖1.4所示,主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下表1.3所示。??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]A Tangentially Visible Fast Imaging System on EAST[J]. 賈曼妮,楊清泉,鐘方川,曾愛軍,盧洪偉,舒雙寶. Plasma Science and Technology. 2015(12)
[2]光電系統(tǒng)對(duì)空間目標(biāo)成像建模仿真研究[J]. 譚碧濤,景春元,張新,關(guān)小偉. 計(jì)算機(jī)仿真. 2009(05)
[3]我國(guó)超導(dǎo)托卡馬克的現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 李建剛. 中國(guó)科學(xué)院院刊. 2007(05)
[4]用局部傅里葉變換進(jìn)行圖像融合[J]. 玉振明,毛士藝,高飛. 信號(hào)處理. 2004(03)
碩士論文
[1]自聚焦透鏡制造技術(shù)與性能優(yōu)化研究[D]. 郎賢禮.西南師范大學(xué) 2005
本文編號(hào):3458136
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