[发明专利]一种等离子体信号采集装置及采集方法

说明书

本申请实施例公开了一种等离子体信号采集装置及采集方法。所述装置包括：信号采集球和弹射器；信号采集球用于在等离子体放电时悬浮于等离子体中采集信号；弹射器用于在等离子体放电前，将信号采集球竖直向上弹射，以使在等离子体放电时，信号采集球恰好上升至最高点位置，从而悬浮于等离子体中采集信号，以及，在等离子体放电结束后回收从最高点位置自由落体的信号采集球，并获取信号采集球在最高点位置采集的等离子体信号。本申请实施例规避了传统探针支持杆件对等离子体的影响，并且为探针深入等离子体内部的探测提供了可能。

技术领域

本申请涉及可控核聚变研究技术领域。具体涉及一种等离子体信号采集装置及采集方法。

背景技术

在可控核聚变研究中，对等离子体参数的把握和物理过程的分析十分重要，通过外部的征兆来推断出这些信息，称为等离子体诊断。探针是可控核聚变研究装置中最为常用的等离子体诊断手段之一，因其小巧灵活、灵敏度高、可诊断的参数多等特点而被广泛使用。

现有的探针在对等离子体进行诊断时，探针的头部需要置于等离子体中，通过连接杆包裹的信号线将探针的信号从真空室内引出，接入后续的数据采集器中。

而现有的这种探针结构，由于连接杆的插入会对等离子体造成不可忽视的影响。因此，目前只能诊断固定位置的等离子体参数，且不能进入等离子体内部，而是通常在外围诊断。

发明内容

由于现有方法存在上述问题，本申请实施例提供一种等离子体信号采集装置及采集方法。

具体的，本申请实施例提供了以下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供一种离子体信号采集装置，包括：信号采集球和弹射器；

其中，所述信号采集球用于在等离子体放电时悬浮于所述等离子体中采集信号；

所述弹射器用于在所述等离子体放电前，将所述信号采集球竖直向上弹射，以使在所述等离子体放电时，所述信号采集球恰好上升至最高点位置，从而悬浮于所述等离子体中采集信号，以及，在所述等离子体放电结束后回收从最高点位置自由落体的所述信号采集球，并获取所述信号采集球在最高点位置采集的等离子体信号。

可选的，所述信号采集球的外壳为一个不锈钢空心圆柱体，其内部包括：磁探针线圈和近距离无线通讯NFC天线；

其中，所述磁探针线圈用于采集所述等离子体信号；所述NFC天线用于将所述等离子体信号以无线传输的方式发送至所述弹射器。

可选的，所述弹射器的顶部为一个喇叭口套管，用于接收自由落体的信号采集球，并使所述信号采集球准直的落回与所述喇叭口套管连接的准直管底部；所述弹射器的底部为一个推进组件；所述推进组件由一个推进杆和一个加速环构成，所述加速环与所述推进杆的底部连接，通过所述推进组件周围环绕的线圈放电产生的磁场，使所述加速环带动所述推进杆向上加速运动；

其中，所述喇叭口套管的上端为一个开口圆锥面，中端为光滑的多段圆弧，下端为一段套在所述准直管外的直管；

其中，所述推进杆的顶部在所述加速环尚未加速运动时，位于所述准直管中，且所述推进杆的顶部连接一个推进盘，所述推进盘用于承接所述信号采集球，所述推进盘的直径小于所述准直管的直径，大于所述信号采集球的直径。

可选的，所述加速环的外壳为一个碳钢圆柱体，中间部分设有一个用于连接所述推进杆的第一通孔，所述第一通孔外侧均匀设有四个第二通孔，用于在四根固定的导轨上准直滑动；所述加速环内除设有的第一通孔和第二通孔外其余部分镂空，并在所述镂空部分的外圈开设至少两根槽，用于阻断所述推进组件周围环绕的线圈放电产生的环向涡流。

可选的，所述弹射器的中间部分还包括一个真空室，所述真空室顶端位于所述喇叭口套管中端位置，底端位于所述准直管底部位置，所述喇叭口套管中端与所述准直管均处于所述真空室内部。