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激光跟踪仪实现大型核聚变反应堆磁铁尺寸高精度检测

面临的挑战:
来自海克斯康的解决方案:

用户名称:ASG
面临挑战:大型核聚变反应堆磁铁尺寸巨大,长13米,宽8米,尺寸精度要求却很高
产品、解决方案名称:Leica AT90X激光跟踪仪
实现效果:海克斯康为客户提供了Leica T-Scan扫描测头和T-Probe测头的组合测量解决方案,并未客户设计了独特的应用程序,简化了客户的测量流程,节省了生产时间并提高了产品质量。

Leica 激光跟踪仪检测大型核聚变反应堆磁铁尺寸
干净、安全、可控的能源,对于保证我们地球指数化、绝对化增长的能源需求是至关重要的。为核反应过程提供能源的原料极其常见,价格低廉且易于获得:海水中的氢。控制这种反应几乎完全没有风险, 不产生对环境、人和动物有害的废物。
对于太阳的物理现象而言,作为实现核聚变系统的各种可能解决方案之一,ITER 是基于磁约束反应。聚变的核心是等离子体,核聚变反应堆的物质状态是当加热温度高于 1 亿 5000 万℃°时才能实现。等离子体原子对的运动在磁场的巨大推力作用下聚合到一起从而使聚变成为可能。当原子粒子的聚变已构成一个单一核时,后者需要的质量低于原来粒子的总和,导致大量的能量释放。在反应后的磁力系统继续运行, 将等离子限制在能够利用这种热能的一个空间中,并且限制作用于容器壁上的力。
ASG质量经理Barutti说:“制造一个环形磁体,线圈制造的所有阶段和大部件的检验都在La  Spezia工厂进行,每个操作都经过非常严格的质量控制和尺寸检测,不允许错误发生。每个环节都必须完全地符合理论规范,从而避免实验失败和成本产生。”
磁铁的组件包括18个主要的D型线圈(线圈包),它约13m 长,8m宽。每一个线圈都是由7个双线圈组成的,称为“双饼”,即夹在一起形成线圈包。电缆的线圈是由一个内部流动着冷却液氨的中央螺旋管构成框架(在温度接近绝对零度下, 允许超导电性),铜导体的同心矩阵中嵌入超导细丝,最后是一个金属壳涂层。外部直径约40mm的电缆用于750m的每个巨大的线圈中。
Barutti说:“通过包含在真空室等严格的验收测试后,展开传输线圈的电缆,拉直,清洗,然后用专用的设备打磨外涂层表面。我们使用 Lieca 绝对激光跟踪仪与Leica T-Scan激光扫描测头来保证这一阶段的高尺寸要求。22匝的双线圈必须满足三维形状误差为毫米量级的公差,扭转的总长度具有百万分之几的公差,这是最复杂的测量尺寸。”
Caserza说,“虽然设计好的热处理程序可以控制线圈变形, 但是在进行下一步之前仍然需要检查各线圈的实际形状。同时需要对保持线圈形状的部件安装作非常精确的调整,为后续的装配做准备。这里我们使用第二个 Leica 绝对跟踪仪配合LeicaT-Probe接触传感器来完成测量。指导检测程序允许操作员对原来的相对位置做出必要的修正,以百分之几毫米的精度来检测偏差。”
Barutti说,“我们的生产过程与每个阶段尺寸和形状检测都密切相,这些检测是通过海克斯康提供的设备和程序,以及和他们的技术人员紧密合作而完成的。几年前,来自海克斯康的Leica测量设备已让我们证明并提高了为LHC制造大型磁铁的工艺,LHC是著名的欧洲核子研究组织粒子加速器,位于日内瓦,是有史以来世界上人类制造的最大机器。所以当我们获得ITER项目时,我们顺利的解决、分析问题,检查和修正生产周期。此外,测量系统的技术在过去的几年中有大幅度的发展, 使我们能够建立比过去更快更准确的程序,从而优化整个过程。”
Barutti对海克斯康测量方案做了这样的评价:在设备的前期分析和设计阶段,我们就仔细评估过我们产品尺寸控制的各种测量方案。过去的成功经验指引我们最终选择了海克斯康测量提供的解决方案。因此,我们有机会和他们技术人员的紧密合作,海克斯康不仅为我们提供了设备和软件,还提供了测量程序并专门为我们设计了独特的应用程序。这需要深入的专业知识协同才能实现最终目标。需要指出的是,正是有了这些,我们才能第一次在像磁性测量这种老旧设备上,配备上激光跟踪技术。归功于这些新技术的应用,我们极大的减少加工生产制造线圈的时间,并显著的简化流程,提高数据质量。
海克斯康不仅为我们提供了精密的测量设备和软件,还为我们设计了独特的应用程序,使我们极大的减少了生产制造线圈的时间,简化了流程,显著的提高了数据质量。

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