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Photo: shutterstock.com / sakkmesterke

December 15, 2015

Wendelstein 7-X Stellarator

Après 9 années de construction, le stellarator (machine de fusion nucléaire) de Greifswald a généré du plasma pour la première fois le 10 décembre 2015. Le réacteur a été activé graduellement au cours des douze derniers mois. L’événement a été largement couvert par les médias. Gantner Instruments a développé des capteurs pour la mesure de température et de contrainte spécifiquement pour le projet, qui n’existaient pas sur le marché.

1. Module de mesure A5-1CR e.bloxx pour l’enregistrement de températures faibles

Les capteurs cryogéniques spécifiques Cernox et TVOl ont été utilisés pour mesurer des températures faibles à partir de 3 Kelvin. Ces capteurs ont des caractéristiques spécifiques avec une résistance d’env. 3 000 à 8 000 ohms à 3 Kelvin qui chute à env. 30 à 100 ohms à température ambiante.

2. Module de mesure A101IPP

Des jauges de contraintes basse température spécifiques en demi-ponts ont été utilisées pour mesurer la contrainte des corps de bobine. Les connaissances acquises lors de la série de tests ont abouti à l’apparition d’exigences constamment nouvelles vis-à-vis des amplificateurs de mesure au cours de ce projet en coopération.

Comme les jauges de contraintes étaient situées dans un champ magnétique fort avec des valeurs allant jusqu’à 6 teslas, c’est la technologie de fréquence porteuse qui a été utilisée au départ. Mais l’effet microphonique a provoqué ici des vibrations dans les lignes de mesure (courant alternatif dans le champ magnétique). De plus, il était indispensable de réduire au minimum la consommation électrique sur les demi-ponts. La solution adoptée fut une tension d’excitation de pont pulsée avec des filtres spéciaux pour garantir un allumage et un arrêt doux et de ce fait un rapport dU/dt bas.

La série de tests touchait presque à sa fin lorsqu’il est apparu que les alliages spéciaux aux traversées électriques dans la chambre à plasma provoquaient des tensions thermo-électriques au niveau des points de contact, ce qui atteignait quasiment le niveau des tensions de signaux des jauges de contraintes. Il a donc fallu compenser ces tensions thermo-électriques pour assurer une mesure portant uniquement sur la contrainte. Le cycle de mesure déjà en place a été complété pour inclure la mesure supplémentaire de la tension thermo-électrique pendant les pauses de mesure avec jauge de contraintes lorsque la tension d’excitation était désactivée.

3. Module de mesure A107IPP

Les modules A107IPP Q.bloxx modifiés sont utilisés sur env. 1 000 autres points de mesure Pt 100.

L’espace requis est également un facteur important pour certains des 2 000 points de mesure. Avec une largeur de 25 mm, le module sur rail oméga A101IPP Q.bloxx est muni de deux canaux de mesure, alors que le module A107IPP Q.bloxx en comporte quatre.

Les modules sont connectés par groupes sur certains contrôleurs de test Q.gate via une interface RS485 série grande vitesse. Toutes les données sont enregistrées de manière synchrone, elles comportent un signal temporisé et elles sont envoyées sur un serveur via un réseau d’instruments courant.

Les systèmes de mesure sont en cours d’installation ; il est prévu que ce réacteur de fusion d’un genre nouveau entre dans la phase de fonctionnement d’essai en 2014.

L’utilisation de la fusion nucléaire comme nouvelle source d’énergie respectueuse de l’environnement pourrait être un tournant décisif dans le débat relatif aux exigences croissantes en énergie dans les économies émergentes, à la nature limitée des combustibles fossiles et aux problèmes liés aux émissions de CO2.

www.ipp.mpg.de

Communiqué de presse :

lisez le communiqué de presse dans le journal “Darmstädter Echo” : ‚Sensoren fürs Sonnenexperiment‘

Variables de mesure

Systèmes de mesure utilisés

Photo: dieneudenker.de / stephan ruh

Mesure en chiffres

Points de mesure de température et de contrainte

> 2000

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