采用光纤传感器进行 ITER 核聚变实验

HBM与 ITER 国际核聚变能源组织签订合同,为ITER 真空容器提供光学应变片。这是 HBM 收到的最大单订单之一,整个项目预计将执行两年。

该合同是 HBM FiberSensing、Smartec 与 ITER 合同的后续。两家公司提供的基于FBG(光纤布拉格光栅)技术和Fabry Perot 干涉仪用于测量热核实验堆磁体中的应变、位移和温度。

ITER 项目:新能源之路

The ITER 核聚变项目 是一个大规模的科学实验,旨在开发一种新的、清洁的、可持续的能源,类似于太阳核心的发生过程。其涉及正在法国 Cadarache 建造的热核实验反应堆。

每秒,我们的太阳将6亿吨氢转化为氦气,释放出大量的能量。在ITER,聚变反应将在 Tokamak 装置中实现,这是一种下一代的融合机,强大的超导磁体被设计来利用熔合和控制热等离子体。氘和氚(氘氚)之间的融合会产生一个氦原子核,一个中子和一个能量。然后能量转化为热量,产生蒸汽,然后通过涡轮机和交流发电机产生电能。

问题

需要安装在超导磁体和 ITER 项目真空容器上的传感系统,需要在真空、辐射、大电磁场和深冷温度下工作。

 

解决方案

需要能承受特定环境约束的光纤传感器。总的来说,大约 500 到 900 个传感器及相关的数据采集系统。

 

结果

HBM 刚刚与 ITER 签署了一个新的合同,为真空容器提供光纤传感系统。

真空容器的光纤传感系统

ITER真空容器是一个复杂的结构,其重量大约为5000吨。它位于ITER 装置的低温恒温器内,其基本功能是作为聚变反应的腔室。在这个环面形容器中,等离子体粒子碰撞并释放能量,由于磁约束过程,粒子将而不接触任何容器内壁,这是。真空容器将在接近100°C的温度和在相当于11个大气压的水压下工作。由于结构极为复杂且具有极高的要求,因此在建造过程中需要极高的精度。并且需要进行大量的测试,HBM 提供的传感器需要在在高温、真空和辐射环境中进行测量和应用。

超导磁体光纤测量系统

就之前的合同而言,HBM 提供了应变、位移和温度光纤传感器,安装在ITER 超导磁体的线圈和不同的机械结构上。工作的第一阶段包括光纤传感器、解调仪和软件的适配和检定,以用于应用的特定要求,包括温度、辐射和真空条件。第二阶段包括传感系统的生产和交付。整个传感系统提供了大约500到900个传感器以及相关的数据采集系统。整个过程包括:

  • 第1阶段-传感器开发和测试。
  • 第2阶段-在高辐射,真空和低温-液氦温度下认证。2011—2014
  • 第3阶段-传感器的生产和交付。2014—2017

关于 ITER

ITER 是由七个成员国——中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国共同建立的,这是史上规模最大、最雄心勃勃的国际科学项目之一。其是在 2010年11月30日 正式建立的。

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