一種送氣快照成像光路的電動磁力傳輸機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種送氣快照成像光路的電動磁力傳輸機構(gòu)，包括磁力傳輸機構(gòu)、電動傳輸機構(gòu)和透鏡組系統(tǒng)。使用時，當電動傳輸機構(gòu)中的步進電機（11）運轉(zhuǎn)，帶動螺旋絲杠（13）旋轉(zhuǎn)，配套的螺旋絲杠螺母（12）帶動磁力傳輸機構(gòu)中的外磁環(huán)系統(tǒng)（8）前進，被耦合的內(nèi)磁環(huán)（7）帶動內(nèi)傳輸管（2）前進，固定在內(nèi)傳輸管（2）內(nèi)的透鏡（6）隨之前進，直至鉬鏡面反射鏡（1）到達等離子體邊緣及以內(nèi)的測量點處；實驗結(jié)束，步進電機（11）反向運轉(zhuǎn)，鉬鏡面反射鏡（1）和透鏡（6）隨之撤離主真空室。本發(fā)明的效果在于：本發(fā)明的裝置設(shè)計的光路系統(tǒng)、透鏡組和傳輸系統(tǒng)精度高，操作使用方便，快照觀測的等離子體邊緣湍流數(shù)據(jù)準確可靠。
【專利說明】一種送氣快照成像光路的電動磁力傳輸機構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及等離子體邊緣沿磁力線方向的可見光行為觀測【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種送氣快照成像光路的電動磁力傳輸機構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]等離子體微湍流能引起粒子和能量的反常輸運。反常輸運問題一直是聚變研究中的焦點，它通過與背景湍流的非線性相互作用對湍流輸運進行調(diào)節(jié)，改善約束狀況。實驗表明:約束的改善與旋轉(zhuǎn)速度的增加和邊緣漲落的下降密切相關(guān)，因此需要設(shè)計一種可以將光路系統(tǒng)和透鏡組傳送到等離子體邊緣接收邊緣切向射入的可見光的裝置，通過實驗主真空室外的高速相機照相來觀測等離子體邊緣沿磁力線方向的可見光行為特征，用以研究等離子體邊緣非線性能量輸運和轉(zhuǎn)換、湍流動量輸運、湍流調(diào)制能量和粒子通量輸運、湍流陣發(fā)性傳播特性以及剪切流的形成。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對觀測等離子體邊緣沿磁力線方向可見光行為特征的觀測需要，提供一種送氣快照成像光路的電動磁力傳輸機構(gòu)。
[0004]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為:
[0005]—種送氣快照成像光路的電動磁力傳輸機構(gòu)，由磁力傳輸機構(gòu)、電動傳輸機構(gòu)和透鏡組系統(tǒng)組成。
[0006]磁力傳輸機構(gòu)包括:內(nèi)傳輸管、傳輸系統(tǒng)外管、內(nèi)直線運動軸承、內(nèi)磁環(huán)、外磁環(huán)系統(tǒng)和外直線運動軸承。傳輸系統(tǒng)外管左端固定在端法蘭上，內(nèi)側(cè)焊接有內(nèi)直線運動軸承；內(nèi)傳輸管為圓柱管，位于傳輸系統(tǒng)外管內(nèi)，左端通過內(nèi)直線運動軸承與傳輸系統(tǒng)外管滑動配合；傳輸系統(tǒng)外管與內(nèi)傳輸管之間具有可沿傳輸系統(tǒng)外管內(nèi)側(cè)滑動的內(nèi)磁環(huán)和外直線運動軸承，內(nèi)磁環(huán)和外直線運動軸承固定在內(nèi)傳輸管右端外側(cè)；傳輸系統(tǒng)外管3外側(cè)具有與內(nèi)磁環(huán)耦合的外磁環(huán)系統(tǒng)。
[0007]電動傳輸機構(gòu)包括:步進電機、螺旋絲杠、螺旋絲杠螺母和螺旋絲杠軸承座。螺旋絲杠右端與步進電機固定連接，左端與螺旋絲杠軸承座連接；與螺旋絲杠配套的螺旋絲杠螺母與外磁環(huán)系統(tǒng)固連。
[0008]透鏡組系統(tǒng)固定于內(nèi)傳輸管內(nèi)，包括:鑰鏡面反射鏡、小孔、透鏡和K9光學玻璃。鑰鏡面反射鏡安裝在內(nèi)傳輸管內(nèi)最左端，其與內(nèi)傳輸管的水平角度與光源入射角度匹配，鑰鏡面反射鏡右側(cè)具有用于排除散射光干擾的小孔，小孔右側(cè)固定有多個透鏡；傳輸系統(tǒng)外管右側(cè)端法蘭與K9光學玻璃法蘭密封連接，保證傳輸系統(tǒng)外管3和內(nèi)傳輸管2內(nèi)的真空環(huán)境。小孔與鑰鏡面反射鏡的距離、透鏡之間的距離通過光學計算確定。
[0009]進一步地，所述透鏡為3個或4個。
[0010]進一步地，所述透鏡組系統(tǒng)還包括用于固定小孔、透鏡之間距離的透鏡架和用于固定透鏡垂直的透鏡固定件；透鏡架左端為開有小孔的圓板，圓板外徑與內(nèi)傳輸管內(nèi)徑相等，中間固定有三組用于固定透鏡的透鏡固定件。
[0011]進一步地，根據(jù)入射光源角度計算得到鑰鏡面反射鏡I與內(nèi)傳輸管2水平夾角呈38度。
[0012]本發(fā)明的效果在于:本發(fā)明的裝置設(shè)計的光路系統(tǒng)、透鏡組和傳輸系統(tǒng)精度高，操作使用方便，快照觀測的等離子體邊緣湍流數(shù)據(jù)準確可靠。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]附圖1為本發(fā)明送氣快照成像光路的電動磁力傳送機構(gòu)主視圖；
[0014]附圖2為透鏡組系統(tǒng)的剖視圖；
[0015]圖中:1_鑰鏡面反射鏡,2-內(nèi)傳輸管,3-傳輸系統(tǒng)外管,4-內(nèi)直線運動軸承,5-小?L，6-透鏡，7-內(nèi)磁環(huán)，8-外磁環(huán)系統(tǒng)，9-外直線運動軸承，10-K9光學玻璃，11-步進電機，12-螺旋絲杠螺母，13-螺旋絲杠，14-螺旋絲杠軸承座，15-透鏡架，16透鏡固定件。

【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。
[0017]實施例1
[0018]—種送氣快照成像光路的電動磁力傳輸機構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖1所不，由磁力傳輸機構(gòu)、電動傳輸機構(gòu)和透鏡組系統(tǒng)組成。
[0019]磁力傳輸機構(gòu)包括:內(nèi)傳輸管2、傳輸系統(tǒng)外管3、內(nèi)直線運動軸承4、內(nèi)磁環(huán)7、外磁環(huán)系統(tǒng)8和外直線運動軸承9。傳輸系統(tǒng)外管3左端固定在端法蘭上，內(nèi)側(cè)焊接有內(nèi)直線運動軸承4 ;內(nèi)傳輸管2為圓柱管，位于傳輸系統(tǒng)外管3內(nèi)，與傳輸系統(tǒng)外管3同軸設(shè)置，左端通過內(nèi)直線運動軸承4與傳輸系統(tǒng)外管3滑動配合；傳輸系統(tǒng)外管3與內(nèi)傳輸管2之間具有可沿傳輸系統(tǒng)外管3內(nèi)側(cè)滑動的內(nèi)磁環(huán)7和外直線運動軸承9，內(nèi)磁環(huán)7和外直線運動軸承9固定在內(nèi)傳輸管2右端外側(cè)；傳輸系統(tǒng)外管3外側(cè)具有與內(nèi)磁環(huán)7 I禹合的外磁環(huán)系統(tǒng)8。
[0020]電動傳輸機構(gòu)包括:步進電機11、螺旋絲杠13、螺旋絲杠螺母12和螺旋絲杠軸承座14。螺旋絲杠13右端與步進電機11固定連接，左端與螺旋絲杠軸承座14連接；與螺旋絲杠13配套的螺旋絲杠螺母12與外磁環(huán)系統(tǒng)8固連。
[0021]透鏡組系統(tǒng)固定于內(nèi)傳輸管2內(nèi)，包括:鑰鏡面反射鏡1、小孔5、透鏡6和K9光學玻璃10。鑰鏡面反射鏡I安裝在內(nèi)傳輸管2內(nèi)最左端，其與內(nèi)傳輸管2水平夾角與光源入射角度匹配，鑰鏡面反射鏡I右側(cè)具有用于排除散射光干擾的小孔5，小孔5右側(cè)固定有3個或4個透鏡6 ;傳輸系統(tǒng)外管3右側(cè)端法蘭與K9光學玻璃10法蘭密封連接，保證傳輸系統(tǒng)外管3和內(nèi)傳輸管2內(nèi)的真空環(huán)境。小孔5與鑰鏡面反射鏡I的距離、透鏡之間的距離通過光學計算確定。
[0022]根據(jù)入射光源角度計算得到鑰鏡面反射鏡I與內(nèi)傳輸管2水平夾角呈38度。
[0023]使用時，當步進電機11運轉(zhuǎn)時,帶動螺旋絲杠13旋轉(zhuǎn),配套的螺旋絲杠螺母12帶動外磁環(huán)系統(tǒng)8前進，被耦合的內(nèi)磁環(huán)7帶動內(nèi)傳輸管2前進，固定在內(nèi)傳輸管2內(nèi)的透鏡6隨之前進，直至鑰鏡面反射鏡I到達HL-2A等離子體邊緣及以內(nèi)的測量點處。HL-2A等離子體邊緣測量點的湍流變化信息通過鑰鏡面反射鏡I，透鏡6和K9光學玻璃10傳送到真空室外的快速相機拍照。實驗結(jié)束，步進電機11反向運轉(zhuǎn)，鑰鏡面反射鏡I和透鏡6隨之撤離HL-2A裝置主真空室。
[0024]采用本發(fā)明的技術(shù)方案，在一次放電中對等離子體邊緣宏觀參數(shù)進行了送氣快照成像觀測分析，并利用譜相關(guān)分析方法研究了該裝置邊緣的等離子體非線性能量輸運和湍流動量輸運及其反常輸運的特性，特別是高約束模下，HL-2A邊緣的等離子體的能量輸運和轉(zhuǎn)換，湍流動量輸運，湍流調(diào)制能量和粒子通量輸運，湍流陣發(fā)性傳播特性等，所觀測的等離子體邊緣參數(shù)準確可靠。
[0025](I)本發(fā)明的送氣快照成像光路的電動磁力傳送機構(gòu)，可在HL-2A裝置運行期間，特別是高約束模放電下，將光路系統(tǒng)和透鏡組前端的鑰鏡面反射鏡傳送到等離子體邊緣及以內(nèi)測量點的沿磁力線切向方向上，使其處在同一磁面上，為相關(guān)的邊緣湍流測量提供了保障。在HL-2A裝置實驗中利用該機構(gòu)首次觀測到邊緣非線性能量輸運和轉(zhuǎn)換，湍流動量輸運，湍流調(diào)制能量和粒子通量輸運，湍流陣發(fā)性傳播特性以及剪切流的形成。
[0026](2)在HL-2A裝置運行期間，不進行送氣快照成像相關(guān)診斷時，可將送氣快照成像光路系統(tǒng)通過電動磁力傳送機構(gòu)撤離HL-2A裝置主真空室，有效地保護了光路系統(tǒng)和透鏡組部件，確保了觀測的邊緣湍流特性的準確性和可靠性。整套結(jié)構(gòu)采用插件式組件，可在放電的間隔期間隨時更換，即當鑰鏡面反射鏡和透鏡損壞時，在放電的間隔期間可將整套機構(gòu)拉到主等離子體外的管道中，關(guān)閉隔離插板閥，更換被損壞件。
[0027]本發(fā)明提供的技術(shù)方案，在研究等離子體邊緣物理中起了相當重要的作用，獲得許多重要的物理成果。為聚變等離子體的反常輸運機理研究提供實驗依據(jù)，為國際熱核反應(yīng)堆ITER實驗提供數(shù)據(jù)資料和運行經(jīng)驗。
[0028]實施例2
[0029]為了保證透鏡組件的裝配精度，本實施例在實施例1的基礎(chǔ)上增加了用于固定小孔5、透鏡6之間距離的透鏡架15和用于固定透鏡6垂直的透鏡固定件16。
[0030]透鏡組系統(tǒng)固定于內(nèi)傳輸管2內(nèi)，其結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括:鑰鏡面反射鏡1、小孔
5、透鏡架15、透鏡固定件16、透鏡6和K9光學玻璃10。鑰鏡面反射鏡安裝在內(nèi)傳輸管2內(nèi)最左端，與內(nèi)傳輸管2水平夾角38度；透鏡架15左端為開有小孔5的圓板，圓板外徑與內(nèi)傳輸管2內(nèi)徑相等，中間固定有三組用于固定透鏡6的透鏡固定件16 ；K9光學玻璃10與傳輸系統(tǒng)外管3右側(cè)法蘭密封連接，保證傳輸系統(tǒng)外管3和內(nèi)傳輸管2內(nèi)的真空環(huán)境。小孔5與鑰鏡面反射鏡I的距離、三組透鏡之間的距離通過光學計算確定。
[0031]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。倘若這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種送氣快照成像光路的電動磁力傳輸機構(gòu)，其特征在于:包括磁力傳輸機構(gòu)、電動傳輸機構(gòu)和透鏡組系統(tǒng)； 磁力傳輸機構(gòu)包括:內(nèi)傳輸管(2)、傳輸系統(tǒng)外管(3)、內(nèi)直線運動軸承(4)、內(nèi)磁環(huán)(7)、外磁環(huán)系統(tǒng)(8)和外直線運動軸承(9);內(nèi)傳輸管(2)為圓柱管,位于傳輸系統(tǒng)外管(3)內(nèi)，左端通過內(nèi)直線運動軸承(4)與傳輸系統(tǒng)外管(3)滑動配合；內(nèi)直線運動軸承(4)焊接在傳輸系統(tǒng)外管(3)內(nèi)側(cè)；傳輸系統(tǒng)外管(3)與內(nèi)傳輸管(2)之間具有可沿外傳輸系統(tǒng)外管(3)內(nèi)側(cè)滑動的內(nèi)磁環(huán)(7)和外直線運動軸承(9);傳輸系統(tǒng)外管(3)外側(cè)具有與內(nèi)磁環(huán)(7)稱合的外磁環(huán)系統(tǒng)(8)； 電動傳輸機構(gòu)包括:步進電機(11)、螺旋絲杠(13)、螺旋絲杠螺母(12)和螺旋絲杠軸承座(14);螺旋絲杠(13)右端與步進電機(11)固定連接，左端與螺旋絲杠軸承座(14)連接；與螺旋絲杠(13)配套的螺旋絲杠螺母(12)與外磁環(huán)系統(tǒng)(8)固連； 透鏡組系統(tǒng)固定于內(nèi)傳輸管(2)內(nèi)，包括:鑰鏡面反射鏡(I)、小孔(5)、透鏡(6)和K9光學玻璃(10);鑰鏡面反射鏡(I)安裝在內(nèi)傳輸管(2)內(nèi)最左端，鑰鏡面反射鏡(I)右側(cè)具有小孔(5)，小孔(5)右側(cè)固定多個透鏡(6);傳輸系統(tǒng)外管(3)右側(cè)端法蘭與K9光學玻璃(10)法蘭密封連接。
2.如權(quán)利要求1中的一種送氣快照成像光路的電動磁力傳輸機構(gòu)，其特征在于:所述的透鏡(6)為3個或4個。
3.如權(quán)利要求1中的一種送氣快照成像光路的電動磁力傳輸機構(gòu)，其特征在于:所述的透鏡組系統(tǒng)還包括用于固定小孔(5)、透鏡(6)之間距離的透鏡架(15)和用于固定透鏡(16)垂直的透鏡固定件(16)。
4.如權(quán)利要求1中的一種送氣快照成像光路的電動磁力傳輸機構(gòu)，其特征在于:所述的透鏡架(15)左端為開有小孔(5)的圓板，圓板外徑與內(nèi)傳輸管(2)內(nèi)徑相等，中間固定有3個或4個用于固定透鏡(6)的透鏡固定件(16)。
5.如權(quán)利要求1中的一種送氣快照成像光路的電動磁力傳輸機構(gòu)，其特征在于:所述的鑰鏡面反射鏡(I)與內(nèi)傳輸管(2)水平夾角呈38度。
【文檔編號】G02B7/02GK104238061SQ201310237573
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月17日
【發(fā)明者】洪文玉, 程均 申請人:核工業(yè)西南物理研究院