NBI系统打火瞬间关键参数高速采集研究取得进展

   近期，中性束注入研究室控制课题组针对负离子源中性束注入系统（NNBI）打火瞬间关键参数的高速采集开展了研究并取得一系列进展，相关成果发表在核聚变研究领域权威期刊Fusion Engineering and Design 186 (2023) 113355上。

   在大功率兆瓦级离子源中性束注入系统运行过程中打火事件不可避免。为了对系统实验过程进行监控、对打火事件进行理论分析，装置运行过程中状态、参数的采集十分重要。目前运行在NNBI上的低速数据采集系统具有几十KSa/s的采样率，虽能满足大部分电源电压电流信号的测量需求，却不能满足打火瞬间加速极电压、加速极电流、引出极电压、引出极电流等关键信号的高精度测量需求，不能精确表征打火瞬间离子源的真实运行状态。

   针对以上问题，控制课题组设计了一套NNBI打火瞬间关键参数高速数据采集系统，实现微秒量级下打火瞬间各电信号的采集与存储。针对打火事件的瞬时性和随机性，系统可分别实现随机触发采集和预触发采集，可对打火前后电信号波形进行完整表征，提高了采样率的同时降低了数据存储成本，并完成了相应的系统软硬件测试。测试结果表明该系统的采集精度远远高于低速数据采集系统（图1）；且系统针对打火瞬间进行采集，在长脉宽放电实验中可完整采集多次打火数据（图2），并实现了与低速数据采集系统的时间轴对齐，保证了数据一致性及采集稳定性。

图1.高速数据采集系统采集到的加速极电压信号（左）、低速数据采集系统采集到的加速极电压信号（右）

图2.高速数据采集系统采集到的多次打火数据