專利名稱:East裝置實(shí)時(shí)鋰粉注入控制信號(hào)發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及信號(hào)發(fā)生器領(lǐng)域，尤其是一種EAST裝置實(shí)時(shí)鋰粉注入控制信號(hào)發(fā)生器。
背景技術(shù)：
隨著聚變裝置等離子體與壁相互作用物理研究的深入，對(duì)壁處理的要求也越來(lái)越高。因?yàn)檎婵帐冶诘臈l件是影響壁處理效果的重要因素之一，而好的第一壁狀態(tài)條件是托卡馬克能夠正常放電，并使等離子體物理實(shí)驗(yàn)達(dá)到高品質(zhì)參數(shù)的前提條件。目前EAST裝置真空壁處理手段主要有實(shí)驗(yàn)前的輝光放電清洗、烘烤和硼化，實(shí)驗(yàn)間隙的離子回旋放電清洗、離子回旋輔助下的硼化和鋰蒸發(fā)壁處理等。輝光放電清洗、離子回旋放電清洗以及采用在強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境中進(jìn)行的離子回旋波(ICRF)輔助下硼化及鋰蒸發(fā)壁處理等手段，可以為EAST裝置等離子體提供良好的第一壁狀態(tài)條件，有效地抑制雜質(zhì)水平，擴(kuò)展等離子體運(yùn) 行區(qū)域，提高等離子體運(yùn)行效率和參數(shù)。綜合雜質(zhì)清除、抑制、降低氫氘比及減少粒子再循環(huán)來(lái)比較，其中以鋰蒸發(fā)壁處理效果最好，但是鋰的蒸發(fā)只能在等離子體放電間隙進(jìn)行，為了能夠在等離子體放電前和放電過(guò)程中進(jìn)行實(shí)時(shí)壁處理，我們引入了美國(guó)DIII裝置上的Dropper鋰粉注入系統(tǒng)。在進(jìn)行鋰粉注入實(shí)時(shí)壁處理時(shí)，將不同頻率的正弦信號(hào)分別加載到Dropper系統(tǒng)的方形震動(dòng)片和圓形震動(dòng)片上，使其震動(dòng)，從而注入鋰粉到EAST裝置真空室中，實(shí)現(xiàn)一種實(shí)時(shí)鋰粉注入壁處理技術(shù)，其中加載到方形震動(dòng)片上的正弦信號(hào)頻率為312Hz,電壓0-7Vrms可調(diào)；加載到圓形震動(dòng)片上的正弦信號(hào)頻率為2. 25kHz,電壓0-7Vrms可調(diào)，通過(guò)控制這二路正弦信號(hào)的幅值和加載到震動(dòng)片的時(shí)長(zhǎng)來(lái)控制注入鋰粉量的多少。此外還要求可通過(guò)串口遠(yuǎn)程設(shè)置此控制信號(hào)發(fā)生器輸出的二路正弦波信號(hào)的頻率和幅值，因此有必要研制新的鋰粉注入控制信號(hào)發(fā)生器來(lái)對(duì)Dropper鋰粉注入系統(tǒng)進(jìn)行有效的控制。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種鋰粉注入控制信號(hào)發(fā)生器，以解決傳統(tǒng)的信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)幅值過(guò)低、輸出頻率范圍過(guò)小及不能遠(yuǎn)程控制輸出信號(hào)參數(shù)等問(wèn)題。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為
EAST裝置實(shí)時(shí)鋰粉注入控制信號(hào)發(fā)生器，包括有單片機(jī)，所述單片機(jī)外接外部時(shí)鐘電路、LED顯示模塊，所述單片機(jī)依次連接D/A轉(zhuǎn)換模塊、電壓偏移放大模塊、信號(hào)產(chǎn)生模塊，所述信號(hào)產(chǎn)生模塊包括兩個(gè)信號(hào)輸出端，所述信號(hào)產(chǎn)生模塊的信號(hào)輸出端依次連接輸出隔離模塊、信號(hào)放大模塊，所述信號(hào)放大模塊包括有數(shù)字電位器，所述數(shù)字電位器與單片機(jī)相連，所述信號(hào)放大模塊的輸出端依次連接輸入隔離模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊接入單片機(jī)，所述單片機(jī)將采集到的信息通過(guò)串口通信模塊接入計(jì)算機(jī)。
所述的EAST裝置實(shí)時(shí)鋰粉注入控制信號(hào)發(fā)生器，其特征在于所述單片機(jī)型號(hào)為INTEL 公司的 AT89C52。[0007]所述的EAST裝置實(shí)時(shí)鋰粉注入控制信號(hào)發(fā)生器，其特征在于所述串口通信模塊的串口通信電平轉(zhuǎn)換芯片型號(hào)為MAX232。
所述的EAST裝置實(shí)時(shí)鋰粉注入控制信號(hào)發(fā)生器，其特征在于所述LED顯示模塊的8位串行輸入一并行輸出轉(zhuǎn)換芯片為74LS164芯片。
所述的EAST裝置實(shí)時(shí)鋰粉注入控制信號(hào)發(fā)生器，其特征在于所述A/D轉(zhuǎn)換模塊的芯片為L(zhǎng)TC1288模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。
所述的EAST裝置實(shí)時(shí)鋰粉注入控制信號(hào)發(fā)生器，其特征在于所述D/A轉(zhuǎn)換模塊的芯片為L(zhǎng)TC1451數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片。
所述的EAST裝置實(shí)時(shí)鋰粉注入控制信號(hào)發(fā)生器，其特征在于所述電壓偏移放大模塊中的運(yùn)放為L(zhǎng)M324四運(yùn)放放大器。
所述的EAST裝置實(shí)時(shí)鋰粉注入控制信號(hào)發(fā)生器，其特征在于所述信號(hào)產(chǎn)生模塊中多波形輸出震蕩集成電路為ICL8038單片集成電路芯片。
所述的EAST裝置實(shí)時(shí)鋰粉注入控制信號(hào)發(fā)生器，其特征在于所述輸入隔離模塊、輸出隔離模塊、信號(hào)放大模塊中的運(yùn)放為0P07非斬波雙極性運(yùn)算放大器集成電路。
所述的EAST裝置實(shí)時(shí)鋰粉注入控制信號(hào)發(fā)生器，其特征在于所述外部時(shí)鐘電路的晶振頻率為11.0592MHz。
D/A轉(zhuǎn)換模塊將單片機(jī)輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量(電壓)，通過(guò)電壓偏移放大模塊將電壓偏移放大，偏移放大模塊輸出的電壓值控制信號(hào)產(chǎn)生模塊輸出正弦信號(hào)的頻率，單片機(jī)輸出數(shù)字量來(lái)控制信號(hào)放大模塊中數(shù)字電位器的數(shù)值進(jìn)而確定放大倍數(shù)。單片機(jī)通過(guò)串口通信模塊與控制室的計(jì)算機(jī)相連實(shí)現(xiàn)串口通信，在計(jì)算控制界面設(shè)置信號(hào)發(fā)生器的輸出正弦信號(hào)的頻率和幅值，接收單片機(jī)上傳的輸出正弦信號(hào)的實(shí)際頻率和幅值，并在LED顯示模塊顯示界面上實(shí)時(shí)顯示。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是本實(shí)用新型可以同時(shí)輸出二路幅值0-10Vrms、頻率
0-30KHZ且分別連續(xù)可調(diào)的正弦信號(hào)，輸出幅值高，頻率范圍大，精度高且工作穩(wěn)定可靠，具有很好的推廣前景。


圖I為本實(shí)用新型的原理框圖。
圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)工作流程圖。
圖3為本實(shí)用新型的算法流程圖。
具體實(shí)施方式
EAST裝置實(shí)時(shí)鋰粉注入控制信號(hào)發(fā)生器，包括有單片機(jī)I，所述單片機(jī)I外接外部時(shí)鐘電路2、LED顯示模塊3，所述單片機(jī)I依次連接D/A轉(zhuǎn)換模塊4、電壓偏移放大模塊5、信號(hào)產(chǎn)生模塊6,所述信號(hào)產(chǎn)生模塊6包括兩個(gè)信號(hào)輸出端,所述信號(hào)產(chǎn)生模塊6的信號(hào)輸出端依次連接輸出隔離模塊7、信號(hào)放大模塊9，所述信號(hào)放大模塊9包括有數(shù)字電位器，所述數(shù)字電位器與單片機(jī)I相連，所述信號(hào)放大模塊7的輸出端依次連接輸入隔離模塊8、A/D轉(zhuǎn)換模塊10，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊10接入單片機(jī)1，所述單片機(jī)I將采集到的信息通過(guò)串口通信模塊11接入計(jì)算機(jī)12。[0021]所述所述單片機(jī)I的型號(hào)為INTEL公司的AT89C52。
所述串口通信模塊11的串口通信電平轉(zhuǎn)換芯片型號(hào)為MAX232。
所述LED顯示模塊的8位串行輸入一并行輸出轉(zhuǎn)換芯片為74LS164芯片。
所述A/D轉(zhuǎn)換模塊10的芯片為L(zhǎng)TC1288模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。
所述D/A轉(zhuǎn)換模塊4的芯片為L(zhǎng)TC1451數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片。
所述電壓偏移放大模塊5中的運(yùn)放為L(zhǎng)M324四運(yùn)放放大器。
所述信號(hào)產(chǎn)生模塊6中多波形輸出震蕩集成電路為ICL8038單片集成電路芯片。所述輸入隔離模塊8、輸出隔離模塊7、信號(hào)放大模塊9中的運(yùn)放為0P07非斬波雙極性運(yùn)算放大器集成電路。
所述外部時(shí)鐘電路2的晶振頻率為11. 0592MHz。
本實(shí)用新型工作模式
在EAST裝置頂部的H窗口安裝Dropper鋰粉注入裝置，安裝的過(guò)程中一定要要帶上眼罩及口罩并在高純Ar的保護(hù)下進(jìn)行。Dropper離真空室大約3米，從頂端落下的時(shí)間大約是0. 8秒。
實(shí)驗(yàn)前需要進(jìn)行鋰粉實(shí)時(shí)壁處理時(shí)連通Dropper與EAST真空室，鋰粉注入前，轉(zhuǎn)動(dòng)Dropper上的螺紋從000到878 (7)，打開(kāi)擋板，連接laser激光器，并設(shè)置信號(hào)發(fā)生器(CHl:圓型震動(dòng)片的震動(dòng)頻率為2. 25kHZ，電壓0-7Vrms (信號(hào)發(fā)生器最大到7Vrms);方形震動(dòng)片震動(dòng)頻率為312HZ，電壓0-7Vrms);在計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制界面上設(shè)置輸出的二路正弦信號(hào)的幅值和頻率。然后在放電過(guò)程中由等離子體運(yùn)行人員從總控按照充氣模式控制(5V以上的電壓信號(hào))，實(shí)施放電過(guò)程中的實(shí)時(shí)鋰化壁處理。
當(dāng)結(jié)束鋰球注入壁處理實(shí)驗(yàn)后，務(wù)必進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，切斷電源，轉(zhuǎn)回上面的螺紋到000，關(guān)閉擋板，斷掉laser連接，關(guān)閉控制信號(hào)發(fā)生器電源，關(guān)閉插板閥。
權(quán)利要求
1.一種EAST裝置實(shí)時(shí)鋰粉注入控制信號(hào)發(fā)生器，包括有單片機(jī)，其特征在于所述單片機(jī)外接外部時(shí)鐘電路、LED顯示模塊，所述單片機(jī)依次連接D/A轉(zhuǎn)換模塊、電壓偏移放大模塊、信號(hào)產(chǎn)生模塊，所述信號(hào)產(chǎn)生模塊包括兩個(gè)信號(hào)輸出端，所述信號(hào)產(chǎn)生模塊的信號(hào)輸出端依次連接輸出隔離模塊、信號(hào)放大模塊，所述信號(hào)放大模塊包括有數(shù)字電位器，所述數(shù)字電位器與單片機(jī)相連，所述信號(hào)放大模塊的輸出端依次連接輸入隔離模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊接入單片機(jī)，所述單片機(jī)將采集到的信息通過(guò)串口通信模塊接入計(jì)算機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的EAST裝置實(shí)時(shí)鋰粉注入控制信號(hào)發(fā)生器，其特征在于所述單片機(jī)型號(hào)為INTEL公司的AT89C52。
3.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的EAST裝置實(shí)時(shí)鋰粉注入控制信號(hào)發(fā)生器，其特征在于所述串口通信模塊的串口通信電平轉(zhuǎn)換芯片型號(hào)為MAX232。
4.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的EAST裝置實(shí)時(shí)鋰粉注入控制信號(hào)發(fā)生器，其特征在于所述LED顯示模塊的八位串行輸入一并行輸出轉(zhuǎn)換芯片為74LS164芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的EAST裝置實(shí)時(shí)鋰粉注入控制信號(hào)發(fā)生器，其特征在于所述A/D轉(zhuǎn)換模塊的芯片為L(zhǎng)TC1288模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的EAST裝置實(shí)時(shí)鋰粉注入控制信號(hào)發(fā)生器，其特征在于所述D/A轉(zhuǎn)換模塊的芯片為L(zhǎng)TC1451數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片。
7.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的EAST裝置實(shí)時(shí)鋰粉注入控制信號(hào)發(fā)生器，其特征在于所述電壓偏移放大模塊中的運(yùn)放為L(zhǎng)M324四運(yùn)放放大器。
8.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的EAST裝置實(shí)時(shí)鋰粉注入控制信號(hào)發(fā)生器，其特征在于所述信號(hào)產(chǎn)生模塊中多波形輸出震蕩集成電路為ICL8038單片集成電路芯片。
9.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的EAST裝置實(shí)時(shí)鋰粉注入控制信號(hào)發(fā)生器，其特征在于所述輸入隔離模塊、輸出隔離模塊、信號(hào)放大模塊中的運(yùn)放為0P07非斬波雙極性運(yùn)算放大器集成電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的EAST裝置實(shí)時(shí)鋰粉注入控制信號(hào)發(fā)生器，其特征在于所述外部時(shí)鐘電路的晶振頻率為11. 0592MHzo
專利摘要
本實(shí)用新型公開(kāi)了一種EAST裝置實(shí)時(shí)鋰粉注入控制信號(hào)發(fā)生器，包括有單片機(jī)，所述單片機(jī)外接外部時(shí)鐘電路、LED顯示模塊，所述單片機(jī)依次連接D/A轉(zhuǎn)換模塊、電壓偏移放大模塊、信號(hào)產(chǎn)生模塊，所述信號(hào)產(chǎn)生模塊包括兩個(gè)信號(hào)輸出端，所述信號(hào)產(chǎn)生模塊的信號(hào)輸出端依次連接輸出隔離模塊、信號(hào)放大模塊，所述信號(hào)放大模塊包括有數(shù)字電位器，所述數(shù)字電位器與單片機(jī)相連，所述信號(hào)放大模塊的輸出端依次連接輸入隔離模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊接入單片機(jī)，所述單片機(jī)將采集到的信息通過(guò)串口通信模塊接入計(jì)算機(jī)。本實(shí)用新型可以同時(shí)輸出二路幅值0-10Vrms、頻率0-30KHz且分別連續(xù)可調(diào)的正弦信號(hào)，輸出幅值高，頻率范圍大，精度高且工作穩(wěn)定可靠，具有很好的推廣前景。
文檔編號(hào)G21B1/25GKCN202487182SQ201120442698
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2011年11月10日
發(fā)明者孫震, 王玲, 陳強(qiáng) 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan