最新聚變堆材料氦氣擴(kuò)散系數(shù)測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)免費(fèi)下載-wenkub
2023-04-09 03:49:44 本頁面
【正文】 塊讀出對應(yīng)的字符串，提取出字符串?dāng)?shù)據(jù)的有效位，最終經(jīng)過轉(zhuǎn)換得到結(jié)果[4]。在自動測試之前需要用戶進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，利用生產(chǎn)者消費(fèi)者循環(huán)，通過隊(duì)列的傳輸，在用戶操作之前設(shè)置相關(guān)的參數(shù)然后開始測試。整個測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖1所示，其中數(shù)據(jù)采集卡采用阿爾泰多功能數(shù)據(jù)采集卡USB2831，主要參數(shù)為12位AD精度，250 KS/s采樣頻率，16K FIFO，輸入電壓范圍為0~10V，輸出電壓為0~5V。當(dāng)?shù)驼婵諅?cè)壓力恒定時(shí)，氦氣流入測試池低真空側(cè)的速度與氦氣透過材料的速度相同，系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)記錄氦氣檢漏儀的值，即氦氣透過量。質(zhì)量流量控制器選用七星華創(chuàng)CS200，通過RS232串口控制和讀取氣體流量。本文中我們設(shè)計(jì)了一套全自動測試系統(tǒng)來測試材料中的氦氣擴(kuò)散系數(shù)以評估聚變堆用材料的性能，同時(shí)設(shè)計(jì)了一套監(jiān)測軟件供局域網(wǎng)內(nèi)的多名客戶實(shí)時(shí)觀測測試進(jìn)程。diffusion coefficient；test system；LabVIEW核聚變反應(yīng)堆由于其燃料來源充足，放射性廢物更少，受到了關(guān)注。以通過模糊控制算法調(diào)節(jié)氣體流量，測試出氦氣在反應(yīng)堆用材料中的擴(kuò)散系數(shù)來評價(jià)該材料的性能，以選擇更優(yōu)的材料應(yīng)用于聚變反應(yīng)堆中避免反應(yīng)器的性能下降，測試時(shí)可以對測試進(jìn)程進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。介紹了測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和測試原理，測控系統(tǒng)框架和軟件流程，詳述了模糊控制算法如何應(yīng)用于該系統(tǒng)。由于具有耐高溫強(qiáng)度、低活性和高斷裂韌性，炭炭和碳化硅復(fù)合材料適用于聚變反應(yīng)堆中的第一壁材料[1]。聚變堆用材料氦氣擴(kuò)散系數(shù)測試系統(tǒng)主要包括質(zhì)量流量控制器、真空規(guī)、數(shù)據(jù)采集卡、樣品測試池、待測樣品、真空泵、氦氣檢漏儀、計(jì)算機(jī)、各部件電磁閥及管線。氦氣在聚變堆中被作為冷卻劑，因此測試氣體選用氦氣。氦氣對樣品的擴(kuò)散系數(shù)K可用式(1)表示： (1)公式中PH(Pa)為低真空側(cè)壓力，A(cm2)為復(fù)合材料的面積，d(cm)為復(fù)合材料的厚度。測試過程需要記錄系統(tǒng)穩(wěn)定后各參數(shù)的值，測試過程中各電磁閥的狀態(tài)都是保持不變的。同時(shí)本系統(tǒng)專門設(shè)計(jì)了獨(dú)立的監(jiān)測軟件供客戶使用，監(jiān)測軟件采用DataSocket技術(shù)來實(shí)現(xiàn)主機(jī)與多個客戶端之間數(shù)據(jù)的共享，網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)包括發(fā)布者、服務(wù)器及接收者等三部分，首先擴(kuò)散系數(shù)測試系統(tǒng)在測試過程中通過調(diào)節(jié)電磁閥和流量控制器控制測試進(jìn)程將各個重要參數(shù)通過編程發(fā)送到DataSocket服務(wù)器，客戶端從DataSocket服務(wù)器中接收數(shù)據(jù)，各客戶端接收數(shù)據(jù)的過程各自獨(dú)立[3]。 用戶首先進(jìn)入測試界面，程序界面如圖3所示。用戶選擇手動測試后可以控制各個電磁閥的開關(guān)和質(zhì)量流量控制器的流量。進(jìn)入自動測試階段時(shí)，系統(tǒng)通過模糊控制算法自動控制質(zhì)量流量控制器調(diào)節(jié)進(jìn)氣流量使低真空室的壓力穩(wěn)定在每一個步長對應(yīng)的壓力設(shè)定值，直到最后一個步長的循環(huán)結(jié)束[6]。其模糊關(guān)系公式(2)如下： (2)一般對于實(shí)際控制系統(tǒng)，取為控制誤差，取為誤差的變化率。
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