[發明專利]彈丸速度測量裝置

無效

• 申請號: 201210558287.0
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN103884860A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 朱根良;徐紅兵;劉德權;王明建
• 申請（專利權）人: 核工業西南物理研究院
• 主分類號: G01P3/68
• 分類號: G01P3/68
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅

技術領域

本發明涉及一種彈丸速度測量裝置，特別是涉及一種適用于注入到聚變反應堆中的固態小彈丸的速度測量裝置。?

背景技術

彈丸注入指的是把由氫或者其同位素冷凍成的毫米量級的固態小丸注入到聚變等離子體中。高速彈丸芯部注入被認為是改善等離子體密度分布和增強等離子體約束最重要的方法之一，相對于普通的補充送氣和分子束注入等加料手段，因其具有更高的加料效率和更深的注入深度而被多國的聚變研究者所采用。近年來，隨著托卡馬克高約束運行模式（H模）的實現以及國際熱核實驗反應堆（ITER）工作的推進，低速彈丸淺層注入對于等離子體高約束模式放電過程中邊緣局域模（ELM）的緩解和調制、L-H轉換的觸發以及臺基區參數的影響等成為國際聚變界研究的熱點課題。彈丸注入深度的不同，決定了其對于等離子體的影響主要是加料還是H模的控制，而彈丸注入深度主要是由彈丸速度決定的。彈丸速度的準確測量，不但可以研究其與推動氣體壓力的關系，而且能夠精確地控制其穿透深度和沉積位置，以便開展不同方向的物理課題的研究。在以往的物理實驗中，彈丸的速度是通過估算其從彈丸發射時刻到引起等離子體參數變化時刻之間通過的距離得到的，這類方法非常粗略，難以獲得較準確的數值。基于以上原因，有必要提供一種可以精確測量彈丸速度的速度測量裝置。?

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種能夠精確測量彈丸飛行速度，從而準確地把彈丸注入到等離子體的不同位置，為開展彈丸注入的相關物理實驗提供重要參數的彈丸速度測量裝置。?

本發明所采取的技術方案如下：一種彈丸速度測量裝置，包括彈丸注入管道、診斷腔一、診斷腔二、光源一、光源二、光接收器一、光接收器二、光檢測器一、光檢測器二、彈丸速度測量單元、計算機處理系統；?

所述的診斷腔一與診斷腔二連通；彈丸注入管道依次貫穿診斷腔一和診斷腔二；診斷腔一的一側設有光源一，診斷腔一的另一側設有光接收器一；診斷腔二的一側設有光源二，診斷腔二的另一側設有光接收器二；?

光接收器一與光檢測器一連接；光接收器二與光檢測器二連接；光檢測器一和光檢測器二的輸出端均與彈丸速度測量單元連接；彈丸速度測量單元與計算機處理系統連接。?

所述的光源一、光源二均為波長為650nm、光束直徑為0.6-1mm的發光二極管。?

本發明的有益技術效果：本發明采用遮光法測量飛行彈丸的速度，從而可以準確地把彈丸注入到等離子體的不同位置，為在核聚變裝置上開展與彈丸注入相關的物理實驗提供重要參數。?

附圖說明

圖1為本發明所提供的一種彈丸速度測量裝置的示意圖。?

圖中：1為光源一，2為彈丸，3為彈丸注入管道，4為診斷腔一，5為光源二，6為診斷腔二，7為光接收器一，8為光接收器二，9為光檢測器一，10為彈丸速度測量單元，11為光檢測器二，12為計算機處理系統。?

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的說明。?

本發明所提供的一種彈丸速度測量裝置包括彈丸注入管道3、診斷腔一4、診斷腔二6、光源一1、光源二5和光接收器一7、光接收器二8、光檢測器一9、光檢測器二11、彈丸速度測量單元10、計算機處理系統12。?

診斷腔一4與診斷腔二6通過不銹鋼管道連通；彈丸注入管道3依次從?診斷腔一4和診斷腔二6中穿過。診斷腔一4的一側設有光源一1，診斷腔一4的另一側設有光接收器一7。診斷腔二6的一側設有光源二5，診斷腔二6的另一側設有光接收器二8。光源一1和光源二5安裝在彈丸2飛行必經軌跡的垂直方向，光接收器一7、光接收器二8的安裝位置分別在與光源（1,5）對應的光源一1、光源二5的另一側。?

光接收器一7的輸出端與光檢測器一9的輸入端通過電纜連接；光接收器二8的輸出端與光檢測器二11的輸入端通過電纜連接；光檢測器一9和光檢測器二11的輸出端各自與彈丸速度測量單元10的一個輸入端通過電纜連接；彈丸速度測量單元10的輸出端與計算機處理系統12的輸入端口通過電纜連接。?

診斷腔一4和診斷腔二6均要求有很好的密封性，以避免彈丸注入管道3的真空度受到破壞。?

計算機處理系統12采集彈丸速度測量單元10的輸出信號后，對彈丸速度進行計算、顯示并保存數據。?

彈丸2的大小是毫米量級（直徑1.3毫米，長度1.3-1.7可調）的氫或氘丸；彈丸2的速度范圍為：150m/s-1000m/s。?

診斷腔一4和診斷腔二6均要求有很好的密封性，以避免彈丸注入管道的真空度受到破壞。?