HL-2A中性束注入器送气实验(3)
3.2 电源输出波形的调整对气压的影响
离子源正常放电需要平稳的气压，并且要尽量缩短送气的时间，过长时间的送气会减少钛泵的使用时间。这就需要气压快速上升，在上升到预设值以后要尽量保持稳定。为了满足以上要求我们对压电阀电压进行了调整。如图5所示，主要的调整措施有两点：首先将方波的初始阶段增加一个电压较高的平台，时间是200ms，这一平台的作用是将压电阀开启得较大，获得一个大的流量，使离子源内气压迅速升高；其次，在平台结束后，将水平的波形变成了缓慢下降的带有一定斜率的斜波，其目的是逐渐减小流量，抵消离子源内气压缓慢增大的趋势，从而达到稳定气压的目的。
从图5中可以看出， 离子源内的气压已经能够控制在稳定的范围内， 完全满足放电的要求。其它3个离子源所用的压电阀也按照这个思路进行调整， 最终都能达到图5 中所示的气压波形， 只是由于每个压电阀的机械结构有所差异， 所设置的平台电压与下降斜率不尽相同。
图5 输出电压波形调整后离子源内气压随时间的变化
3.3、束线4个离子源同时送气时气压的变化
当4个压电阀同时开启时，离子源的气压显示出与单个压电阀开启时明显的不同。如图6所示，在所有压电阀电压与单独开启保持一致的情况下，4个压电阀同时开启时离子源气压不再保持平稳，而是有明显的上翘趋势。这是因为4个离子源在真空室内部是相互连通的，每个离子源内的气体都会扩散到别的离子源，这就相当于在单个阀门开启时的气压下又叠加进了扩散气体的气压，这样，4个离子源相互影响，就造成了气压上翘。
图6 4个压电阀同时开启时气压的变化
为了解决这个问题，所采取的办法就是增大压电阀控制电压的下降斜率，使送气量下降的更明显。这样，4个离子源的气压便又能保持稳定。等效于通过调整压电阀电源输出波形，减小不同离子源送气的相互影响。
4、结论
实验表明，这套为压电阀设计的电压控制系统能够很好的调节气量，特别是通过采用压电阀电源输出波形控制技术，较准确的控制束线4个离子源放电室的气压波形，满足离子源放电的气压控制要求，控制精度达到0.05Pa。
另外实验表明，压电阀在恒稳电压下可以保持很好的流量稳定性，也就是说压电晶体的形变量始终没有变化，满足NBI系统要求。通过对不同PEV-1型压电阀性能的测试与标定，显示出每个压电阀之间的工作参数差异较大，这就需要在NBI送气系统中对每个压电阀有采用单独的控制和标定。
目前送气系统已经成功用于NBI系统的工程联调和物理实验。
