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激光跟蹤儀實現(xiàn)大型核聚變反應(yīng)堆磁鐵尺寸高精度檢測

面臨的挑戰(zhàn):
來自??怂箍档慕鉀Q方案:

用戶名稱:ASG
面臨挑戰(zhàn):大型核聚變反應(yīng)堆磁鐵尺寸巨大,長13米,寬8米,尺寸精度要求卻很高
產(chǎn)品、解決方案名稱:Leica AT90X激光跟蹤儀
實現(xiàn)效果:??怂箍禐榭蛻籼峁┝薒eica T-Scan掃描測頭和T-Probe測頭的組合測量解決方案,并未客戶設(shè)計了獨特的應(yīng)用程序,簡化了客戶的測量流程,節(jié)省了生產(chǎn)時間并提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

Leica 激光跟蹤儀檢測大型核聚變反應(yīng)堆磁鐵尺寸
干凈、安全、可控的能源,對于保證我們地球指數(shù)化、絕對化增長的能源需求是至關(guān)重要的。為核反應(yīng)過程提供能源的原料極其常見,價格低廉且易于獲得:海水中的氫。控制這種反應(yīng)幾乎完全沒有風(fēng)險, 不產(chǎn)生對環(huán)境、人和動物有害的廢物。
對于太陽的物理現(xiàn)象而言,作為實現(xiàn)核聚變系統(tǒng)的各種可能解決方案之一,ITER 是基于磁約束反應(yīng)。聚變的核心是等離子體,核聚變反應(yīng)堆的物質(zhì)狀態(tài)是當(dāng)加熱溫度高于 1 億 5000 萬℃°時才能實現(xiàn)。等離子體原子對的運動在磁場的巨大推力作用下聚合到一起從而使聚變成為可能。當(dāng)原子粒子的聚變已構(gòu)成一個單一核時,后者需要的質(zhì)量低于原來粒子的總和,導(dǎo)致大量的能量釋放。在反應(yīng)后的磁力系統(tǒng)繼續(xù)運行, 將等離子限制在能夠利用這種熱能的一個空間中,并且限制作用于容器壁上的力。
ASG質(zhì)量經(jīng)理Barutti說:“制造一個環(huán)形磁體,線圈制造的所有階段和大部件的檢驗都在La  Spezia工廠進行,每個操作都經(jīng)過非常嚴(yán)格的質(zhì)量控制和尺寸檢測,不允許錯誤發(fā)生。每個環(huán)節(jié)都必須完全地符合理論規(guī)范,從而避免實驗失敗和成本產(chǎn)生。”
磁鐵的組件包括18個主要的D型線圈(線圈包),它約13m 長,8m寬。每一個線圈都是由7個雙線圈組成的,稱為“雙餅”,即夾在一起形成線圈包。電纜的線圈是由一個內(nèi)部流動著冷卻液氨的中央螺旋管構(gòu)成框架(在溫度接近絕對零度下, 允許超導(dǎo)電性),銅導(dǎo)體的同心矩陣中嵌入超導(dǎo)細(xì)絲,最后是一個金屬殼涂層。外部直徑約40mm的電纜用于750m的每個巨大的線圈中。
Barutti說:“通過包含在真空室等嚴(yán)格的驗收測試后,展開傳輸線圈的電纜,拉直,清洗,然后用專用的設(shè)備打磨外涂層表面。我們使用 Lieca 絕對激光跟蹤儀與Leica T-Scan激光掃描測頭來保證這一階段的高尺寸要求。22匝的雙線圈必須滿足三維形狀誤差為毫米量級的公差,扭轉(zhuǎn)的總長度具有百萬分之幾的公差,這是最復(fù)雜的測量尺寸。”
Caserza說,“雖然設(shè)計好的熱處理程序可以控制線圈變形, 但是在進行下一步之前仍然需要檢查各線圈的實際形狀。同時需要對保持線圈形狀的部件安裝作非常精確的調(diào)整,為后續(xù)的裝配做準(zhǔn)備。這里我們使用第二個 Leica 絕對跟蹤儀配合LeicaT-Probe接觸傳感器來完成測量。指導(dǎo)檢測程序允許操作員對原來的相對位置做出必要的修正,以百分之幾毫米的精度來檢測偏差?!?/span>
Barutti說,“我們的生產(chǎn)過程與每個階段尺寸和形狀檢測都密切相,這些檢測是通過??怂箍堤峁┑脑O(shè)備和程序,以及和他們的技術(shù)人員緊密合作而完成的。幾年前,來自??怂箍档腖eica測量設(shè)備已讓我們證明并提高了為LHC制造大型磁鐵的工藝,LHC是著名的歐洲核子研究組織粒子加速器,位于日內(nèi)瓦,是有史以來世界上人類制造的最大機器。所以當(dāng)我們獲得ITER項目時,我們順利的解決、分析問題,檢查和修正生產(chǎn)周期。此外,測量系統(tǒng)的技術(shù)在過去的幾年中有大幅度的發(fā)展, 使我們能夠建立比過去更快更準(zhǔn)確的程序,從而優(yōu)化整個過程?!?/span>
Barutti對??怂箍禍y量方案做了這樣的評價:在設(shè)備的前期分析和設(shè)計階段,我們就仔細(xì)評估過我們產(chǎn)品尺寸控制的各種測量方案。過去的成功經(jīng)驗指引我們最終選擇了??怂箍禍y量提供的解決方案。因此,我們有機會和他們技術(shù)人員的緊密合作,??怂箍挡粌H為我們提供了設(shè)備和軟件,還提供了測量程序并專門為我們設(shè)計了獨特的應(yīng)用程序。這需要深入的專業(yè)知識協(xié)同才能實現(xiàn)最終目標(biāo)。需要指出的是,正是有了這些,我們才能第一次在像磁性測量這種老舊設(shè)備上,配備上激光跟蹤技術(shù)。歸功于這些新技術(shù)的應(yīng)用,我們極大的減少加工生產(chǎn)制造線圈的時間,并顯著的簡化流程,提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。
??怂箍挡粌H為我們提供了精密的測量設(shè)備和軟件,還為我們設(shè)計了獨特的應(yīng)用程序,使我們極大的減少了生產(chǎn)制造線圈的時間,簡化了流程,顯著的提高了數(shù)據(jù)質(zhì)量。

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