[發明專利]一種大功率離子源穩定長脈沖運行方法

有效

• 申請號: 201410046013.2
• 申請日: 2014-02-08
• 公開（公告）號: CN103824742A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 謝亞紅;胡純棟;劉勝;劉智民;蔣才超;盛鵬;陳俞錢
• 申請（專利權）人: 中國科學院等離子體物理研究所
• 主分類號: H01J37/08
• 分類號: H01J37/08;H01J27/02
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及大功率離子源領域，具體為一種大功率離子源穩定長脈沖運行方法。

背景技術

大功率離子源是用于產生強流、大功率帶電粒子束的裝置，其不僅是磁約束核聚變裝置的中性束注入加熱系統的關鍵部件，還可以用于提供高熱流束流進行極端條件下的材料特性及演化進程研究，并且可廣泛的應用與航空和軍事等領域，在國家的能量安全方面有著至關重要的地位。大功率離子源的穩定運行是目前大功率離子源長脈沖，甚至穩態運行必須解決的問題，目前也是國際上研究的熱點和重點。

對于大功率離子源，其運行分為起弧和離子束引出兩大部分，在運行過程中，由于其自身的固有特點和外界的干擾等因素，會引起起弧和離子束引出的不穩定，主要表現為引出束流隨時間的變化出現波動，而這也不滿足大功率離子源束對引出束電流維持不變的要求，無法實現強流離子源的長脈沖運行，并且會對大功率離子源自身的設備安全造成較大的影響。

發明內容

本發明的目的是提供一種大功率離子源穩定長脈沖運行方法，以解決當前大功率離子源長脈沖運行存在的問題。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：

一種大功率離子源穩定長脈沖運行方法，其特征在于：根據大功率離子源的工作原理，利用電流信號測量器件實時測量離子源引出束電流信號，并將離子源引出束電流信號隔離處理后輸出到信號比較處理單元；信號比較處理單元基于離子源的運行特點，根據引出束的電壓預設閾值信號，將閾值信號與離子源引出束電流信號進行實時比較運算，輸出控制信號至離子源運行控制單元；離子源運行控制單元實時響應信號比較處理單元輸出的控制信號，實時調節離子源起弧運行的輸入初始參數，進而調節離子源等離子體的產生，以維持離子源引出束電流的大小不變，達到大功率離子源穩定長脈沖運行的目的。

所述的一種大功率離子源穩定長脈沖運行方法，其特征在于：電流信號測量器件需長時間穩定工作測量離子源引出束電流信號，工作時長大于10s。

所述的一種大功率離子源穩定長脈沖運行方法，其特征在于：所述離子源引出束電流信號與閾值信號處理單元的響應時間小于1ms。

本發明利用大功率離子源引出束電流大小的信號，和預設的閾值信號進行比較，利用實時信號比較處理單元計算輸出控制信號，通過離子源運行控制單元進行實時調節離子源的運行，達到維持離子源引出束電流基本不變，達到大功率離子源穩定長脈沖運行的目的。

附圖說明

圖1為本發明原理圖。

具體實施方式

如圖1所示。一種大功率離子源穩定長脈沖運行方法，根據大功率離子源1的工作原理，利用電流信號測量器件2如電流傳感器，實時測量離子源1引出束電流信號，并將離子源引出束電流信號隔離處理后輸出到信號比較處理單元4；信號比較處理單元4基于離子源1的運行特點，根據引出束的電壓預設閾值信號3，將閾值信號與離子源引出束電流信號進行實時比較運算，輸出控制信號至離子源運行控制單元5；離子源運行控制單元5實時響應信號比較處理單元4輸出的控制信號，實時調節離子源1起弧運行的輸入初始參數，進而調節離子源1等離子體的產生，以維持離子源1引出束電流的大小不變，達到大功率離子源1穩定長脈沖運行的目的。

電流信號測量器件2需長時間穩定工作測量離子源1引出束電流信號，工作時長大于10s。

離子源1引出束電流信號與閾值信號處理單元的響應時間小于1ms。