[发明专利]托卡马克-低杂波系统水电气综合保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及托卡马克系统领域，具体是一种托卡马克-低杂波系统水电气综合保护装置。

背景技术

托卡马克是一种重要的等离子体物理和核聚变实验装置，低杂波是实现装置内等离子体加热和电流驱动的重要手段之一，一般为频率是800MHz至8GHz的微波。低杂波系统是一种兆瓦级大功率微波系统，采用矩形波导作为微波传输线，将微波能量馈入托卡马克真空室内的等离子体中。微波传输时一部分波导位于大气中，另一部分在托卡马克真空室内，中间采用陶瓷窗作为隔离真空和大气的器件。为了高功率传输，一般处于大气的波导内需要充气的密封环境。同时，波导外部需要安装水冷管道用于冷却波导，使之温度降低，从而提升功率容量并达到连续波运行。在微波系统高功率运行时，一旦系统发生陶瓷窗破裂、系统漏水、真空泄漏或其他严重故障，需要触发相应的保护信号，及时切断微波源——速调管的高压电源，并关闭相对应的水冷或者充气子系统。托卡马克上低杂波系统包含高低压水路、各种电子设备和充气管道等装置，工作电磁环境恶劣，并且对运行参数要求也较高，这就需要特殊的水电气综合保护设备来保护整个微波系统的安全。微波系统上的水电气综合保护装置，是决定该系统能否安全可靠运行的关键保护设备之一。现有技术中，低杂波的保护系统一般仅针对单独的水路，气路或打火保护装置等子系统分别设计，具有很大的分散性，没有系统级的安全连锁装置。例如，一旦发生漏水事故，水路保护仅能关闭水系统，但并不能及时切断速调管高压电源，这就给设备和人员带来了一定的安全隐患。

发明内容    本发明的目的是提供一种托卡马克-低杂波系统水电气综合保护装置，以解决现有技术存在的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

托卡马克-低杂波系统水电气综合保护装置，其特征在于：包括三个光电转换模块、一个信号延时模块、一个逻辑运算模块及两个电光转换模块，其中：

三个光电转换模块结构相同，分别包括型号为HFBR-2412的光接收芯片、型号为74HC14的非门芯片，光接收芯片的第二引脚与第六引脚之间连接有一个电阻，光接收芯片的第三引脚与第七引脚共接后接地，光接收芯片的第三引脚还通过一个电容与自身第二引脚共接后接入+5V电压，第一个光电转换模块中光接收芯片的第六引脚与非门芯片的输入端连接，且光接收芯片第六引脚与非门芯片输入端之间连接有RC滤波电路后接地，光接收芯片的第六引脚还通过连接导线接入逻辑运算模块，非门芯片的正电源端接入+5V电压，正电源端还通过一个电容、一个电解电容分别接地，非门芯片的负电源端接地，其中第一个光电转换模块中非门芯片输出端连接至信号延时模块，第二个、第三个光电转换模块中非门芯片输出端连接至逻辑运算模块；

所述信号延时模块包括型号为M51958的延时芯片，第一个光电转换模块中非门芯片输出端通过电阻连接至延时芯片的INPUT引脚，延时芯片的DELAY引脚通过电容与自身的GND引脚共接后接地，延时芯片的VCC引脚与OUTPUT引脚之间连接有一个电阻，且OUTPUT引脚与电阻之间通过连接导线接入逻辑运算模块，延时芯片的VCC引脚接入+5V电压，延时芯片的VCC引脚还通过一个电容、一个电解电容分别接地；

所述逻辑运算模块包括两个型号为74LS00的与门芯片、一个三极管，延时芯片OUTPUT引脚与电阻之间连接导线通过一个电阻接入三极管集电极，第二个光电转换模块中非门芯片输出端通过一个电阻与三极管基极连接，第二个光电转换模块中非门芯片输出端还通过一个电阻与第一个与门芯片一个输入端连接，第一个光电转换模块中光接收芯片的第六引脚上连接导线通过一个电阻与第一个与门的另一个输入端连接，第一个与门的输出端通过一个电阻与第二个与门一个输入端连接，第三个光电转换模块中非门芯片输出端通过一个电阻与第二个与门另一个输入端连接，所述三极管发射极接地，三极管集电极还通过一个电阻连接至第一个电光转换模块，第二个与门的输出端通过一个电阻连接至另一个电光转换模块；