我们的客户

中科院等离子体所是中国热核聚变研究的重要基地，先后建成常规磁体托卡马克HT-6B、HT-6M，我国第一个圆截面超导托卡马克核聚变实验装置“合肥超环”（HT-7），世界上第一个非圆截面全超导托卡马克核聚变实验装置“东方超环”（EAST），并在物理实验中获得了一系列国际先进或独具特色的成果，荣获2项国家科学技术进步奖及多个国家重要奖项。

客户的需求

托卡马克（Tokamak）是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环性容器。它的名字Tokamak来源于环形（toroidal）、真空室（kamera）、磁（magnit）、线圈（kotushka）。托卡马克的中央是一个环形的真空室，外面缠绕着线圈。通电时托卡马克的内部会产生巨大的螺旋型磁场，将其中的等离子体加热到很高的温度，以达到核聚变的目的。

其中等离子体在稳态、高参数、高约束条件下稳定性、输运、壁的平衡等方面的物理问题都需要在各方面参数都要符合设计要求。而主体结构的安装、线圈绕制的精度是否规范决定了磁场的强度和稳定性。

图1：托卡马克（Tokamak）与结构示意

主图来源：《张杰院士：追逐激光，从“人造太阳”到微观世界探索》，彭拜新闻，https://www.sohu.com/a/493425217_260616。

高场卢瑟福线缆MRI导体前处理工作

导体安装→导体放送→导体校直（直度测量&截面尺寸测量）→超声清洗→喷砂及清洗（平面度测量）→弯绕成型（成型半径测量&截面尺寸测量）。

导体完成上线后，需对生产线设备进行进给精度标定及绕制模具的安装测量。本次主要解决绕制模具的安装标定测量。

测量并实现：

- 安装前绕制平台台面平面度调整及标定（请参考图3）；

- 绕制内模块安装调整并检测（请参考图4）；

- 绕制线圈平面度（请参考图5）及外圈与理论模型偏差纠正（请参考图6）。

请参考以下现场纪实图片与数据报告：

图2：绕制模具安装标定测量现场

图3：绕制平台台面平面度测量数据报告

图4：绕制内模块安装调整测量及数据

图5：绕制线圈平面度测量数据报告

图6：外圈理论模型偏差测量数据报告

聚变线圈测量

利用Radian Plus结合高精度反射靶球SMR，操作人员仅需要手持靶球和vProbe将测量基准确定，再重复测量其各部位位置关系，给工程师提供调整安装依据，保证超导线圈生产系统达到理论设计误差内。

图7：聚变线圈测量现场

并且Radian Plus内置的Autolock自动接光功能，在发生断光时，自动快速搜索并锁定靶球，根据要求以每秒1000点的测量频率实时进行快速数据比对分析。Autolock智能相机视场角可达30°，可以在实验平台上任一测量点进行快速自动完成测量并实时调装。在重复调试安装过程中，软件可自动完成数据采集和分析计算。

结论

API品牌的Radian系列激光跟踪仪，以超高的精度（微米级别，μm，0.001mm），为紧缩场天线测量系统提供了便捷、高效的动态测量及实时调整指导解决方案，为客户在生产及交付过程中大幅缩短了超导线圈绕制过程中各系统部件位置关系的调试时间，争取了更多的宝贵的测试时间，为工程整体进度的顺利实施提供了强有力的保障。