ITER CICC 导体气密性检测控制系统的研制

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)中科院等离子体物理研究所 作者:李梦婷

  基于Visual c++ 技术,设计了应用于ITER CICC 导体的气密性检测控制系统。利用计算机的串口通信功能,实现了漏率实时采集、实时绘图显示和数据同步保存的功能,达到了整个检漏过程的自动化控制目标。极大的提高了真空检漏的工作效率。

  ITER(国际热核聚变实验堆)装置是一个能产生大规模核聚变反应的全超导托卡马克。其装置中心是高温氘氚等离子体环。等离子体环在屏蔽包层的环型包套中,在包层外是巨大的环形真空室。真空室穿在16 个大型超导环向场线圈(即纵场线圈)中,是装置的关键部件之一。在环向场线圈外侧还布有六个大型环向超导线圈,即极向场线圈。这些线圈都是由CICC (管内电缆导体Cable-in-Conduit Conductor)导体所组成。为了保证ITER 装置的正常运行,真空水平是最为关键的条件之一。因此CICC 导体的气密性检测就显得尤为重要。

  由于ITER 超导电缆的检漏要求有规范完整和全自动化的检漏过程以及大量的漏率数据备份,根据这个要求本文设计一个检测控制系统。此系统可以实现检漏仪的全自动化控制,漏率的实时采集和实时曲线显示以及数据存储、历史曲线重现等功能,极大的提高了导体气密性检测的工作效率。

1、ITER CICC 导体气密性检测系统的构成及其工作原理

1.1、检漏原理

  系统所选检漏仪为Phoenix300 型检漏仪,是真空应用下的氦检漏仪,即抽空测试件同时进行检漏。氦质谱检漏仪作为检漏方式的一种,因其灵敏度高、性能稳定、无污染等优点在保证产品质量方面起着越来越重要的作用。检漏方式为逆扩散型,工作原理如图1 所示。逆扩散检漏是把被检件接在分子泵出气口一端,漏入的氦气由分子泵出气口逆着泵的排气方向进入安装在泵的进气口端的质谱室内而被检测。在质谱室内,根据质谱学原理,测出氦气的多少,从而确定漏孔的漏率。

 

图1 逆扩散检漏原理

1.2、系统检漏步骤

  气密性检测过程包括各分系统的导管材料检漏、导体焊缝检漏和最后的总检。氦质谱检漏步骤分为:管材内充正压氦气,外抽空检漏,以检测管材的材料气密性;管材组焊过程中对单条焊缝进行检漏,管材内充氦气,外部用真空工装罩住焊缝抽空检漏;单件导线最后进行总检,单件导线线圈放入试检真空容器中抽空,用置在真空容器的标准漏孔标定检漏仪实际可检漏率达标后,内充压20 个表压,进行检漏。检测系统构成如图2 所示。

检测系统构成图

图2 检测系统构成图

4、结论

  本文基于Visual C++ 平台, 设计了应用于ITER CICC 导体气密性检测的控制系统。主要说明了该系统的具体原理和软件的设计实现过程。目前该系统已经应用于ITER CICC 导体中的检漏工作,实现了自动控制检漏仪,并同步进行数据采集、显示和存储的功能,人机交互界面良好,运行比较稳定。为进一步的系统自动控制开发打下了良好的基础,极大的提高了真空检漏的工作效率。

参考文献

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