磁探针参数的标定

为了标定EAST装置电磁测量系统中的磁探针位置偏差和回路增益,通过分析该装置中的误差源,设计了极向场线圈的通电模式。运用格林函数等算法程序对测量数据进行预处理,利用简化的泰勒线性展开,结合带权重的最小二乘法对数据进行多次循环迭代,拟合出磁探针的位置偏差和回路增益。实验结果表明,使用该方法标定是合理的。     

��̽������ı궨

为了标定EAST装置电磁测量系统中的磁探针位置偏差和回路增益,通过分析该装置中的误差源,设计了极向场线圈的通电模式。运用格林函数等算法程序对测量数据进行预处理,利用简化的泰勒线性展开,结合带权重的最小二乘法对数据进行多次循环迭代,拟合出磁探针的位置偏差和回路增益。实验结果表明,使用该方法标定是合理的。     

EAST 磁探针 NS 值标定

为了获得精准的磁场测量数据,基于磁探针测量磁场的基本原理,构建了由长螺线管、交流电源、标准探针和数据采集系统组成的长螺线管标定系统,对EAST 磁探针垂直于磁感应强度方向的总有效面积(NS 值) 进行了精确的标定,并对标定数据进行了分析处理。获得的结果符合预期的误差要求,为磁探针精确测量托卡马克中的磁场提供了前提条件。     

用于 EAST 上低杂波平行波数测量的磁探针设计与测试

针对EAST上2.45GHz低杂波,完成了低杂波平行波数测量磁探针的设计、仿真与测试。利用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics 5.2对磁探针尺寸进行仿真优化,确定了单匝环、矩形缝以及陶瓷片厚度等影响磁探针耦合性能的关键尺寸。测试结果表明,该磁探针对2.45GHz低杂波有良好的耦合性能和鉴别波极化的能力,与仿真结果一致。研究结果为EAST装置上低杂波平行波数测量诊断系统的建立提供重要的参考依据,从而为进一步开展高密度低杂波电流驱动实验研究提供必要的实验数据。     

HL-2M装置磁探针研制

介绍了 HL-2M 装置磁探针的研制,包括有效面积和极向布局的设计、骨架加工和探针绕制、有效面积和频率响应的标定以及定位安装。通过提高加工精度、有效面积的标定精度和定位安装精度,保证了磁探针系统的测量精度。目前,已经在 HL-2M 装置上完成了两组极向阵列的安装。     

微型磁探针在Z箍缩负载电流诊断中的应用

介绍了磁探针测量等离子体电流的设计原理,针对Z箍缩实验负载的实际结构特点和现场布局,制作出应用于诊断脉冲功率装置Z箍缩实验负载通过电流的微型磁探针,并通过建立相同结构尺寸的模拟负载装置的方法,实现了对其灵敏度的标定。实验结果显示:在脉冲功率装置峰值电流1.2MA、电流上升时间60ns时,由微型磁探针测得的负载电流与加速器监测电流存在12%的幅度差异,电流峰值时刻存在5ns的差异,说明微型磁探针技术测量Z箍缩负载电流的结果是可靠的。     

场反向位形实验

本文叙述了在CF-Ⅰ装置上,使用端部分幅相机、内部径向磁探针和外部轴向差分磁环探针列阵所测得的关于场反向位形的实验结果。     

HL-2A ��������λ���ؽ��о�

采用了新的放电方案,消除了环向场对磁测量的影响。通过修改信号调理电路,解决了积分器不能响应磁通快速变化的问题;通过改进磁测量的标定方法,在准确标定磁通和极向磁探针测量的同时,有效地标定了径向磁探针的测量信号。输入这些有效标定数据后,EFIT能快速收敛,获得了准确可靠的位形重建结果,与探针、氢阿尔法和CCD等诊断结果很好符合。同时介绍了自行研制的sFIT位形重建代码,该代码得到的位形重建结果,与EFIT反演结果一致。     

HL-2A 等离子体位形重建研究

采用了新的放电方案,消除了环向场对磁测量的影响。通过修改信号调理电路,解决了积分器不能响应磁通快速变化的问题;通过改进磁测量的标定方法,在准确标定磁通和极向磁探针测量的同时,有效地标定了径向磁探针的测量信号。输入这些有效标定数据后,EFIT 能快速收敛,获得了准确可靠的位形重建结果,与探针、氢阿尔法和CCD 等诊断结果很好符合。同时介绍了自行研制的sFIT 位形重建代码,该代码得到的位形重建结果,与EFIT 反演结果一致。     

用于等离子体相干模式自动识别的谱聚类算法实现

高约束模式对改善等离子体约束有着重要意义,但目前主要依赖人工进行模式识别,其效率低、成本高,导致核聚变装置中大量的诊断数据没有得到充分分析.为了解决这个问题,本文将机器学习中的谱聚类算法应用到EAST托卡马克装置上的电子回旋辐射成像、一维诊断系统电子回旋辐射计、磁探针、软X射线和快辐射等不同诊断系统的数据上,在时域及频域上识别出了锯齿模,验证了谱聚类方法的迁移性及准确性,解决了监督学习在数据处理上迁移性差以及需要依赖大量标签数据的问题.此外,本文实现了特定模式的筛选;最后利用电子回旋辐射成像及磁探针数据发现了一种可能的新模式,为新模式探索提供了一种新思路.     

测量数MA脉冲电流的探头设计与标定

为获得聚龙一号装置负载区电流,设计了测量探头,通过频响测试得到探头的频率上限为51.7MHz;针对标定装置的逼真性进行了分析,实验结果表明,负载区电流探头的灵敏度在误差范围内不受柱孔盘旋面的影响。通过标定结果的外推分析可知:外推是否可靠是由探头能否满足相应测量的工作条件决定,而不是受外推的数量级限制。通过探头测量范围的分析及相应干扰实验,认为标定满足测试需求。实测结果表明负载区电流与磁绝缘传输线电流的测量结果自洽。     

Modeling the static fringe field of superconducting magnets

The resonance frequency-space and the frequency gradient-space relations are evaluated analytically for the static fringe magnetic field of superconducting magnets used in the NMR diffusion measurements. The model takes into account the actual design of the high-homogeneity magnet coil system that consists of the main coil and the cryoshim coils and enables a precise calibration of the on-axis magnetic field gradient and the resonance frequency inside and outside of the superconducting coil.     

叶轮出口总温总压测量用单热膜吸气探针的研究

在完整地分析热丝工作关系式的基础上,设计了一种用于周期性动态温度测量的单热膜吸气探针,进行了稳态校准实验和频响检测实验,得到了与理论分析良好一致的探针输出对温度和压力的变化特性,通过严格的标定,可以做到探针测量精度在1％以内。探针的频响至少可达20kHz。用该探针成功测出了一台低压离心风机叶轮出口的温度分布,表明这种探针以其高频响和足够高的灵敏度适用于叶轮机械转子出口温度分布测量。     

磁性Salisbury屏的高频响应

研究了利用磁性薄膜构造Salisbury屏的可能性及其在微波频段的反射率频率特性.结果表明，利用铁磁性材料在铁磁共振频率附近磁化率具有χ″>χ′的特性，可以构造出对电磁波有良好吸收性能的磁性Salisbury屏.通过对铁磁材料高频磁谱物理机理的分析后指出，具有弛豫型共振磁谱的铁磁材料可以构造出薄膜型Salisbury屏，其厚度为微米甚至亚微米量级.反射率的频率特性与磁性材料的特征阻抗z-r有关，它取决于铁磁共振频率和静态磁化率.反射率的频率响应显示磁性薄膜Salisbury屏具有较宽的吸收带宽. 关键词： 磁性Salisbury屏 反射率 频带响应 磁性薄膜     

Phase calibration of sonar systems using standard targets and dual-frequency transmission pulses

The phase angle component of the complex frequency response of a sonar system operating near transducer resonance is usually distorted. Interpretation and classification of the received sonar signal benefits from the preservation of waveform fidelity over the full bandwidth. A calibration process that measures the phase response in addition to the amplitude response is thus required. This paper describes an extension to the standard-target calibration method to include phase angle, without affecting the experimental apparatus, by using dual-frequency transmission pulses and frequency-domain data processing. This approach reduces the impact of unknown range and sound speed parameters upon phase calibration accuracy, as target phase is determined from the relationship of the two frequency components instead of relying on a local phase reference. Tungsten carbide spheres of various sizes were used to simultaneously calibrate the amplitude and phase response of an active sonar system in a laboratory tank. Experimental measurements of target phase spectra are in good agreement with values predicted from a theoretical model based upon full-wave analysis, over an operating frequency of 50-125 kHz.     

地磁环境下基于SQUID三轴磁强计的矢量稳场

超导量子干涉器件(Superconducting Quantum Interference Device, 简称 SQUID) 是一种高灵敏度的矢量磁探测器. 本文采用低温超导SQUID 作为传感器, 搭建了一套三轴矢量磁场稳定装置. 该系统由两个三轴 SQUID磁强计模块、 比例积分微分(PID) 控制器和反馈线圈组组成. 在该系统的矢量稳场下, 磁场波动峰峰值在有效带宽内可以降低四个数量级, 可达pT 量级, 稳场效果显著. 此技术可以满足大部分需要稳定磁场, 如高灵敏度磁传感器的标定等应用场合.     

Modelling of magnetic fields to enhance the performance of an in-plane EMAT for laser-generated ultrasound

A new magnetic arrangement is described for use with an in-plane electromagnetic acoustic transducer (EMAT) for detecting laser-generated ultrasound. The magnetic flux density was modelled and validated. Modelling was accomplished in 3D using finite element software to predict new magnet spatial distributions. A configuration was found which increased the magnetic flux density by a factor of 1.8+/-0.2, compared to magnetic configurations previously used in conventional designs. Model predictions were implemented and confirmed experimentally. As a result, laser ultrasound Rayleigh waves have been used to verify the performance of this sensor system. It was establish that the EMAT's in-plane sensitivity increased, while the frequency bandwidth improvement factor was about 1.9+/-0.2. The resonant frequency increased from 6.5 MHz and 16.4 MHz, with both exhibiting an extended frequency response well beyond the resonant values. For maximum frequency response, it was demonstrated that added elements such as cables may have a deleterious effect. In particular the length of the cable, which in turn adds capacitance to the overall circuit, will decrease the frequency response of the EMAT. The frequency response was compared with a previous sensor, to provide an increased resonant frequency factor of 2.5+/-0.2.     

基于输出误差模型的B-Dot传感器标定方法

B-dot传感器因其频带宽, 体积小以及良好的稳定性而广泛应用于电磁脉冲(EMP)测量。任何理论模型与实际情况之间都存在差异, 因此B-dot传感器必须在实验室环境下进行标定。针对传统的时域标定方法存在的弊端, 提出一种基于输出误差(OE)模型的频域标定方法。该方法利用单输入单输出的OE模型传递函数来表征B-dot传感器的频响特性, 然后通过部分线性回归求得传感器实际工作的频率范围的灵敏度系数。经验证, 该方法能够有效避免因阻抗突变引起的过冲或振铃现象对标定精度的影响。     

Coherence effects in a multiply pumped spin-flip Raman laser

A spin-flip Raman laser is fed simultaneously with two or more output frequencies of the CO pump laser. Not only are resonance effects seen when the magnetic field is tuned so that the Raman frequency equals the difference of two pump frequencies, but also when higher order resonances involving the sums and differences of CO lines equal the Raman frequency. The sign and intensity of these effects are briefly discussed and it is pointed out that the effects could be useful for calibration purposes.     

HL-1M装置上的MSR系统的改进及中放研制

通过替换2mm扫频外差接收机（MSR）中老化的返波管，改进了MSR的高压电源和控制系统，研制了用于MSR的高增益、宽频带、低噪声中频放大器。给出了新返滤管的频率输出、接收系统的频率响应、灵敏度的校准方法以及MSR调试、校准的结果，也给出了中频放大器的结构设计和测试结果。