[实用新型]弹丸速度测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种弹丸速度测量装置，特别是涉及一种适用于注入到聚变反应堆中的固态小弹丸的速度测量装置。

背景技术

弹丸注入指的是把由氢或者其同位素冷冻成的毫米量级的固态小丸注入到聚变等离子体中。高速弹丸芯部注入被认为是改善等离子体密度分布和增强等离子体约束最重要的方法之一，相对于普通的补充送气和分子束注入等加料手段，因其具有更高的加料效率和更深的注入深度而被多国的聚变研究者所采用。近年来，随着托卡马克高约束运行模式（H模）的实现以及国际热核实验反应堆（ITER）工作的推进，低速弹丸浅层注入对于等离子体高约束模式放电过程中边缘局域模（ELM）的缓解和调制、L-H转换的触发以及台基区参数的影响等成为国际聚变界研究的热点课题。弹丸注入深度的不同，决定了其对于等离子体的影响主要是加料还是H模的控制，而弹丸注入深度主要是由弹丸速度决定的。弹丸速度的准确测量，不但可以研究其与推动气体压力的关系，而且能够精确地控制其穿透深度和沉积位置，以便开展不同方向的物理课题的研究。在以往的物理实验中，弹丸的速度是通过估算其从弹丸发射时刻到引起等离子体参数变化时刻之间通过的距离得到的，这类方法非常粗略，难以获得较准确的数值。基于以上原因，有必要提供一种可以精确测量弹丸速度的速度测量装置。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够精确测量弹丸飞行速度，从而准确地把弹丸注入到等离子体的不同位置，为开展弹丸注入的相关物理实验提供重要参数的弹丸速度测量装置。

本实用新型所采取的技术方案如下：一种弹丸速度测量装置，包括弹丸注入管道、诊断腔一、诊断腔二、光源一、光源二、光接收器一、光接收器二、光检测器一、光检测器二、弹丸速度测量单元、计算机处理系统；

所述的诊断腔一与诊断腔二连通；弹丸注入管道依次贯穿诊断腔一和诊断腔二；诊断腔一的一侧设有光源一，诊断腔一的另一侧设有光接收器一；诊断腔二的一侧设有光源二，诊断腔二的另一侧设有光接收器二；

光接收器一与光检测器一连接；光接收器二与光检测器二连接；光检测器一和光检测器二的输出端均与弹丸速度测量单元连接；弹丸速度测量单元与计算机处理系统连接。

所述的光源一、光源二均为波长为650nm、光束直径为0.6-1mm的发光二极管。

本实用新型的有益技术效果：本实用新型采用遮光法测量飞行弹丸的速度，从而可以准确地把弹丸注入到等离子体的不同位置，为在核聚变装置上开展与弹丸注入相关的物理实验提供重要参数。

附图说明

图一为本实用新型所提供的一种弹丸速度测量装置的示意图。

图中：1为光源一，2为弹丸，3为弹丸注入管道，4为诊断腔一，5为光源二，6为诊断腔二，7为光接收器一，8为光接收器二，9为光检测器一，10为弹丸速度测量单元，11为光检测器二，12为计算机处理系统。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型所提供的一种弹丸速度测量装置包括弹丸注入管道3、诊断腔一4、诊断腔二6、光源一1、光源二5和光接收器一7、光接收器二8、光检测器一9、光检测器二11、弹丸速度测量单元10、计算机处理系统12。

诊断腔一4与诊断腔二6通过不锈钢管道连通；弹丸注入管道3依次从诊断腔一4和诊断腔二6中穿过。诊断腔一4的一侧设有光源一1，诊断腔一4的另一侧设有光接收器一7。诊断腔二6的一侧设有光源二5，诊断腔二6的另一侧设有光接收器二8。光源一1和光源二5安装在弹丸2飞行必经轨迹的垂直方向，光接收器一7、光接收器二8的安装位置分别在与光源（1,5）对应的光源一1、光源二5的另一侧。

光接收器一7的输出端与光检测器一9的输入端通过电缆连接；光接收器二8的输出端与光检测器二11的输入端通过电缆连接；光检测器一9和光检测器二11的输出端各自与弹丸速度测量单元10的一个输入端通过电缆连接；弹丸速度测量单元10的输出端与计算机处理系统12的输入端口通过电缆连接。

诊断腔一4和诊断腔二6均要求有很好的密封性，以避免弹丸注入管道3的真空度受到破坏。

计算机处理系统12采集弹丸速度测量单元10的输出信号后，对弹丸速度进行计算、显示并保存数据。

弹丸2的大小是毫米量级（直径1.3毫米，长度1.3-1.7可调）的氢或氘丸；弹丸2的速度范围为：150m/s-1000m/s。

诊断腔一4和诊断腔二6均要求有很好的密封性，以避免弹丸注入管道的真空度受到破坏。