直线等离子体装置中一种样品温度控制与测量结构制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及直线等离子体装置中一种样品温度控制与测量结构，其特征在于：样品通过夹具固定在可拆卸水冷样品台上，可拆卸水冷样品台前端真空室设有样品表面观察与测量窗口；热电偶穿过可拆卸水冷样品台的水冷底座和夹具，直接接触样品背面；样品表面发射的红外光穿过真空室样品表面观察与测量窗口到达红外热像仪和红外高温计接收器。可拆卸水冷样品台的水冷底座能通过世伟洛克接头更换为具有加热功能的样品台水冷底座。该实用新型专利技术在实验时可根据需要调节控制样品温度在几十度到上千度，所配备的样品温度诊断装置(热电偶、红外高温计、红外热像仪)能在线准确监测样品温度。

A sample temperature control and measurement structure in a linear plasma device

The utility model relates to a sample temperature control and measurement structure in a linear plasma device, which is characterized in that a sample is fixed on a detachable water-cooled sample table by a clamp, a vacuum chamber at the front end of the detachable water-cooled sample table is provided with a sample surface observation and measurement window, and a thermocouple passes through the water-cooled bottom of the detachable water-cooled sample table. The seat and clamp directly contact the back of the sample; the infrared light emitted from the sample surface passes through the observation and measurement window of the sample surface in the vacuum chamber to reach the infrared thermograph and the infrared pyrometer receiver. The water-cooled base of the detachable water-cooled sample table can be replaced by the water-cooled base of the sample table with heating function through the World Willock joint. The utility model can adjust and control the sample temperature from tens to thousands of degrees according to the need in the experiment, and the sample temperature diagnosis device (thermocouple, infrared pyrometer, infrared thermal imager) can accurately monitor the sample temperature on-line.

【技术实现步骤摘要】
直线等离子体装置中一种样品温度控制与测量结构
本技术涉及直线等离子体装置中一种样品温度控制与测量结构，该技术在实验时可根据需要调节控制样品温度在几十度到上千度，所配备的样品温度诊断装置(热电偶、红外高温计、红外热像仪)能在线准确监测样品温度。
技术介绍
核聚变能是解决人类能源需求问题的一个极有前途且长期可持续的选项，磁约束聚变等离子体的托卡马克装置是实现受控热核聚变的最可行的装置之一，而聚变堆中等离子体与壁材料的相互作用问题是ITER和未来聚变反应堆的性能、安全和可用性方面最为关键的问题。直线等离子体装置提供了以适中的成本和相近的边界等离子体状态参数研究等离子体与材料的相互作用过程的可行性。多功能直线等离子体装置测试平台可以产生稳态的不同离子种类(H、D、He、Ar、D+He等)的等离子体，将第一壁实验材料样品放置于直线等离子体装置中，暴露于预先设定好的放电参数等离子体来模拟ITER环境中边界等离子体与材料的相互作用。等离子体与材料的相互作用过程中，材料样品的温度会直接影响到材料自身发生肿胀、起泡、脱落/剥离等失效行为。如何控制材料样品温度来研究等离子体与不同温度材料相互作用过程、如何精确测量实验材料样品温度等问题就显得尤其重要。
技术实现思路
本技术涉及直线等离子体装置中一种样品温度控制与测量结构，该技术在实验时可根据需要调节控制样品温度在几十度到上千度，所配备的样品温度诊断装置(热电偶、红外高温计、红外热像仪)能在线准确监测样品温度。本技术采用的技术方案是：直线等离子体装置中一种样品温度控制与测量结构，其特征在于：直线等离子体装置中的样品温度可以根据需要人为控制，其温度高低由接触式热电偶和非接触式红外热像仪和高温计相互校正测量。直线等离子体装置中一种样品温度控制与测量结构，其特征在于：样品通过夹具固定在可拆卸水冷样品台上，可拆卸水冷样品台前端真空室设有样品表面观察与测量窗口；热电偶穿过可拆卸水冷样品台的水冷底座和夹具，直接接触样品背面；样品表面发射的红外光穿过真空室样品表面观察与测量窗口到达红外热像仪和红外高温计接收器。所述的直线等离子体装置中一种样品温度控制与测量结构，其特征在于：可拆卸样品台水冷底座可通过世伟洛克接头更换为具有加热功能的样品台底座，样品温度达到1000度。所述的直线等离子体装置中一种样品温度控制与测量结构，其特征在于：环绕真空室的磁场线圈可通过导轨滑动和固定。直线等离子体装置中等离子体源产生等离子体直接辐照材料样品表面。控温：低温(几十到五六百度)实验时，磁场线圈对真空室中等离子体起约束和传输作用，通过调节磁场线圈电流和磁场线圈相对位置可控制等离子体的约束情况，改变样品温度；通过调节可拆卸水冷样品台水流量可调节样品水冷底座水冷效率，改变样品温度；高温(六七百到上千度)实验时，更换为具有加热功能的样品台水冷底座，主动加热样品，改变样品温度。测温：直接穿过样品台水冷底座接触样品的热电偶直接接触测量样品温度，样品表面发射的红外光穿过真空室光学窗口到达红外热像仪和红外高温计接收器达到非接触式测量温度目的，两种测量结构相互校正。本技术具有以下优点：本技术在研究等离子体与材料相互作用过程中，样品温度调节多样化，样品温度测量准确，对其他等离子体相关装置具有参考意义。附图说明图1为本技术的结构示意图。具体实施方式直线等离子体中利用线切割加热丝将LaB6加热到1400度以上发射大量电子，气体通过阳极腔室进气口进入高真空阳极腔室和真空室，在LaB6阴极和阳极腔体间施加起弧电压将气体电离引起雪崩效应产生等离子体，利用磁场约束等离子体并传输到样品台辐照实验样品，实验样品温度可由其背面接触式热电偶和正面非接触式红外相机、高温计相互校正测量，等离子体相关状态参数由朗缪探针和光纤光谱仪测量。参见图1。直线等离子体装置中一种样品温度控制与测量结构，其特征在于：样品1通过夹具2固定在可拆卸水冷样品台3上，可拆卸水冷样品台前端真空室4设有样品表面观察与测量窗口5。热电偶穿过可拆卸水冷样品台的水冷底座6和夹具2，直接接触样品背面。样品表面发射的红外光7穿过真空室样品表面观察与测量窗口5到达红外热像仪和红外高温计接收器。可拆卸水冷样品台的水冷底座6可通过世伟洛克接头8更换为具有加热功能的样品台水冷底座9，主动加热样品温度达到1000度。磁场线圈10环绕真空室，可通过导轨滑动和固定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.直线等离子体装置中一种样品温度控制与测量结构，其特征在于：样品通过夹具固定在可拆卸水冷样品台上，可拆卸水冷样品台前端真空室设有样品表面观察与测量窗口；热电偶穿过可拆卸水冷样品台的水冷底座和夹具，直接接触样品背面；样品表面发射的红外光穿过真空室样品表面观察与测量窗口到达红外热像仪和红外高温计接收器。

【技术特征摘要】
1.直线等离子体装置中一种样品温度控制与测量结构，其特征在于：样品通过夹具固定在可拆卸水冷样品台上，可拆卸水冷样品台前端真空室设有样品表面观察与测量窗口；热电偶穿过可拆卸水冷样品台的水冷底座和夹具，直接接触样品背面；样品表面发射的红外光穿过真空室样品表...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯鹏飞，程龙，吕广宏，袁悦，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：新型
国别省市：北京,11