一种用于EAST装置的等离子体电流保护的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于EAST装置的等离子体电流保护的方法，在低杂波电流保护控制计算机内安装高速采集卡；安装一个信号处理及驱动电路（逻辑或并驱动）；通过计算机高速采集卡采集EAST触发及等离子体电流Ip等信号；计算机程序根据不同放电模式由I/O卡输出预电离脉冲，预电离脉冲与等离子体电流数字信号（硬件IP保护信号）作为信号处理及驱动电路的输入；经信号处理及驱动电路后输出最终合成等离子体电流保护信号。本发明专利技术为EAST装置低杂波系统提供了一个新型等离子体电流保护方法，帮助系统实现正常模式保护的同时兼顾预电离放电的安全保护。

A plasma current protection method for EAST device

【技术实现步骤摘要】
一种用于EAST装置的等离子体电流保护的方法
本专利技术涉及控制及信号处理
，尤其涉及一种用于EAST装置的等离子体电流保护的方法。
技术介绍
EAST是世界第一台全超导托卡马克装置，低杂波是其实现稳态运行目标的重要手段。EAST低杂波系统是由多只速调管组成的稳态高功率微波系统，微波功率通过多结波导阵天线耦合到等离子体中。等离子体是高功率微波的终端负载，一旦等离子体电流熄灭，反射激增，如果不及时保护关断高功率微波，会危及低杂波系统陶瓷窗及微波器件的安全，甚至会破坏EAST装置的真空安全，为了保护系统安全，稳定可靠的等离子体电流保护方法是低杂波系统必不可少的。在许多托卡马克装置上会采用预电离技术，这项技术通过微波预击穿来辅助建立等离子体。EAST装置采用低杂波来进行预电离，预电离需要等离子体电流未建立前即投入低杂波（预电离脉宽一般10~50ms，波功率不高，对低杂波系统安全无影响），原有等离子体电流保护装置只能在等离子体电流建立的时候才输出允许加波信号，一旦等离子体电流为零，即封锁高压电源，因此预电离放电时原有的等离子体电流保护方法不能使用。为了实现装置预电离放电并安全保护系统，急需新型等离子体电流保护方法以满足实验需求。
技术实现思路
本专利技术目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种用于EAST装置的等离子体电流保护的方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种用于EAST装置的等离子体电流保护的方法，包括有微波源控制台PXI工控机和信号处理及驱动电路，在所述的微波源控制台PXI工控机内安装有高速采集卡(含I/O端口），所述的微波源控制台PXI工控机通过高速采集卡采集EAST总控触发信号和等离子体电流信号IP，根据模式选择正常放电模式或者预电离放电模式来输出不同的电流保护控制信号；在正常放电模式时，输出保持低电平，这时采集到的等离子体电流信号只用来做软件IP保护，一旦采集到IP低于设定值时即通过网络关断前级微波输出；在预电离放电模式时，触发到来时刻即通过I/O卡输出预电离脉冲信号，预电离脉冲信号宽度由EAST总控设置，高电平有效，预电离脉宽结束时停止输出高电平，将预电离脉冲信号与等离子体电流数字信号输出至所述的信号处理及驱动电路的输入端，经信号处理及驱动电路处理后输出最终的合成等离子体电流保护信号，之后按正常放电模式进行软件IP保护。所述的高速采集卡的型号为NI6259。所述的信号处理及驱动电路是由逻辑或U1与三极管Q1组成的，逻辑或U1的输出端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极为信号处理及驱动电路的输出端，且发射极还连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接地，三极管Q1的集电极连接Vcc。本专利技术旨在通过新的等离子体电流保护装置实现低杂波系统的安全保护，同时满足特殊放电模式下的保护需求。本专利技术的优点是：本专利技术为EAST装置低杂波系统提供了一个新型等离子体电流保护方法，帮助系统实现正常模式保护的同时兼顾预电离放电的安全保护。附图说明图1为本专利技术的工作原理图。图2为信号处理及驱动电路图。具体实施方式如图1所示，一种用于EAST装置的等离子体电流保护的方法，包括有微波源控制台PXI工控机1和信号处理及驱动电路2，在所述的微波源控制台PXI工控机1内安装有高速采集卡(含I/O端口），所述的微波源控制台PXI工控机1通过高速采集卡采集EAST总控3触发信号和等离子体电流信号(IP），根据模式选择正常放电模式或者预电离放电模式来输出不同的电流保护控制信号；在正常放电模式时，输出保持低电平，这时采集到的等离子体电流信号只用来做软件IP保护，一旦采集到IP低于设定值时即通过网络关断前级微波输出；在预电离放电模式时，触发到来时刻即通过I/O卡输出预电离脉冲信号，预电离脉冲信号宽度由EAST总控3设置，高电平有效，预电离脉宽结束时停止输出高电平，将预电离脉冲信号与等离子体电流数字信号输出至所述的信号处理及驱动电路的输入端，经信号处理及驱动电路处理后输出最终的合成等离子体电流保护信号，之后按正常放电模式进行软件IP保护。所述的高速采集卡的型号为NI6259。如图2所示，所述的信号处理及驱动电路是由逻辑或U1与三极管Q1组成的，逻辑或U1的输出端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极为信号处理及驱动电路的输出端，且发射极还连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接地，三极管Q1的集电极连接Vcc。（1）安装高速采集卡(含I/O端口）的保护控制计算机，采集等离子体电流(IP)模拟信号、总控触发等，同时程序根据模式选择“正常放电”或“预电离放电”来输出不同的电流保护控制信号。在“正常放电”时，输出保持低电平，这时采集到的等离子体电流信号只用来做软件IP保护，一旦采集到IP低于设定值时即通过网络关断前级微波输出；在“预电离放电”时，触发到来时刻即通过I/O卡输出预电离脉冲（预电离脉冲宽度可由程序或总控设置，高电平有效），预电离脉宽结束时停止输出高电平，之后按正常放电模式进行软件保护。（2）信号处理及驱动电路，将两信号逻辑或并提升驱动能力，驱动后续控制电路。（3）系统集成：利用计算机高速采集卡采集EAST总控信号触发及等离子体电流Ip信号，根据实验模式选择“正常放电”或“预电离放电”，触发到来时控制程序通过I/O卡输出预电离脉冲信号，将预电离脉冲信号Sn与等离子体电流数字信号Si（硬件IP保护）输出至信号处理及驱动电路，经信号处理及驱动电路处理后输出最终的合成等离子体电流保护信号SO。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于EAST装置的等离子体电流保护的方法，其特征在于：包括有微波源控制台PXI工控机和信号处理及驱动电路，在所述的微波源控制台PXI工控机内安装有具有I/O端口的高速采集卡，所述的微波源控制台PXI工控机通过高速采集卡采集EAST总控触发信号和等离子体电流IP信号，根据模式选择正常放电模式或者预电离放电模式来输出不同的电流保护控制信号；在正常放电模式时，输出保持低电平，这时采集到的等离子体电流信号只用来做软件IP保护，一旦采集到IP低于设定值时即通过网络关断前级微波输出；在预电离放电模式时，触发到来时刻即通过I/O卡输出预电离脉冲信号，预电离脉冲信号宽度由EAST总控设置，高电平有效，预电离脉宽结束时停止输出高电平，将预电离脉冲信号与等离子体电流数字信号输出至所述的信号处理及驱动电路的输入端，经信号处理及驱动电路处理后输出最终的合成等离子体电流保护信号，之后按正常放电模式进行软件IP保护。

【技术特征摘要】
1.一种用于EAST装置的等离子体电流保护的方法，其特征在于：包括有微波源控制台PXI工控机和信号处理及驱动电路，在所述的微波源控制台PXI工控机内安装有具有I/O端口的高速采集卡，所述的微波源控制台PXI工控机通过高速采集卡采集EAST总控触发信号和等离子体电流IP信号，根据模式选择正常放电模式或者预电离放电模式来输出不同的电流保护控制信号；在正常放电模式时，输出保持低电平，这时采集到的等离子体电流信号只用来做软件IP保护，一旦采集到IP低于设定值时即通过网络关断前级微波输出；在预电离放电模式时，触发到来时刻即通过I/O卡输出预电离脉冲信号，预电离脉冲信号宽度由EAST总控设置，高电平有效，预电离脉宽结束时停...

【专利技术属性】
技术研发人员：王茂，胡怀传，吴则革，马文东，冯建强，杨永，朱梁，程敏，周泰安，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽,34