ITER CICC 導(dǎo)體氣密性檢測控制系統(tǒng)的研制
基于Visual c++ 技術(shù)，設(shè)計了應(yīng)用于ITER CICC 導(dǎo)體的氣密性檢測控制系統(tǒng)。利用計算機(jī)的串口通信功能，實(shí)現(xiàn)了漏率實(shí)時采集、實(shí)時繪圖顯示和數(shù)據(jù)同步保存的功能，達(dá)到了整個檢漏過程的自動化控制目標(biāo)。極大的提高了真空檢漏的工作效率。
ITER（國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆）裝置是一個能產(chǎn)生大規(guī)模核聚變反應(yīng)的全超導(dǎo)托卡馬克。其裝置中心是高溫氘氚等離子體環(huán)。等離子體環(huán)在屏蔽包層的環(huán)型包套中，在包層外是巨大的環(huán)形真空室。真空室穿在16 個大型超導(dǎo)環(huán)向場線圈（即縱場線圈）中，是裝置的關(guān)鍵部件之一。在環(huán)向場線圈外側(cè)還布有六個大型環(huán)向超導(dǎo)線圈，即極向場線圈。這些線圈都是由CICC （管內(nèi)電纜導(dǎo)體Cable-in-Conduit Conductor）導(dǎo)體所組成。為了保證ITER 裝置的正常運(yùn)行，真空水平是最為關(guān)鍵的條件之一。因此CICC 導(dǎo)體的氣密性檢測就顯得尤為重要。
由于ITER 超導(dǎo)電纜的檢漏要求有規(guī)范完整和全自動化的檢漏過程以及大量的漏率數(shù)據(jù)備份，根據(jù)這個要求本文設(shè)計一個檢測控制系統(tǒng)。此系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)檢漏儀的全自動化控制，漏率的實(shí)時采集和實(shí)時曲線顯示以及數(shù)據(jù)存儲、歷史曲線重現(xiàn)等功能，極大的提高了導(dǎo)體氣密性檢測的工作效率。
1、ITER CICC 導(dǎo)體氣密性檢測系統(tǒng)的構(gòu)成及其工作原理
1.1、檢漏原理
系統(tǒng)所選檢漏儀為Phoenix300 型檢漏儀，是真空應(yīng)用下的氦檢漏儀，即抽空測試件同時進(jìn)行檢漏。氦質(zhì)譜檢漏儀作為檢漏方式的一種，因其靈敏度高、性能穩(wěn)定、無污染等優(yōu)點(diǎn)在保證產(chǎn)品質(zhì)量方面起著越來越重要的作用。檢漏方式為逆擴(kuò)散型，工作原理如圖1 所示。逆擴(kuò)散檢漏是把被檢件接在分子泵出氣口一端，漏入的氦氣由分子泵出氣口逆著泵的排氣方向進(jìn)入安裝在泵的進(jìn)氣口端的質(zhì)譜室內(nèi)而被檢測。在質(zhì)譜室內(nèi)，根據(jù)質(zhì)譜學(xué)原理，測出氦氣的多少，從而確定漏孔的漏率。
圖1 逆擴(kuò)散檢漏原理
1.2、系統(tǒng)檢漏步驟
氣密性檢測過程包括各分系統(tǒng)的導(dǎo)管材料檢漏、導(dǎo)體焊縫檢漏和最后的總檢。氦質(zhì)譜檢漏步驟分為：管材內(nèi)充正壓氦氣，外抽空檢漏，以檢測管材的材料氣密性；管材組焊過程中對單條焊縫進(jìn)行檢漏，管材內(nèi)充氦氣，外部用真空工裝罩住焊縫抽空檢漏；單件導(dǎo)線最后進(jìn)行總檢，單件導(dǎo)線線圈放入試檢真空容器中抽空，用置在真空容器的標(biāo)準(zhǔn)漏孔標(biāo)定檢漏儀實(shí)際可檢漏率達(dá)標(biāo)后，內(nèi)充壓20 個表壓，進(jìn)行檢漏。檢測系統(tǒng)構(gòu)成如圖2 所示。
圖2 檢測系統(tǒng)構(gòu)成圖
4、結(jié)論
本文基于Visual C++ 平臺， 設(shè)計了應(yīng)用于ITER CICC 導(dǎo)體氣密性檢測的控制系統(tǒng)。主要說明了該系統(tǒng)的具體原理和軟件的設(shè)計實(shí)現(xiàn)過程。目前該系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于ITER CICC 導(dǎo)體中的檢漏工作，實(shí)現(xiàn)了自動控制檢漏儀，并同步進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、顯示和存儲的功能，人機(jī)交互界面良好，運(yùn)行比較穩(wěn)定。為進(jìn)一步的系統(tǒng)自動控制開發(fā)打下了良好的基礎(chǔ)，極大的提高了真空檢漏的工作效率。
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