Структура та калібрування функціонально-інтегрованих пристроїв магнітної діагностики термоядерних реакторів

Simple item page
dc.citation.epage73
dc.citation.issue1
dc.citation.journalTitleІнфокомунікаційні технології та електронна інженерія
dc.citation.spage61
dc.contributor.affiliationНаціональний університет “Львівська політехніка”
dc.contributor.affiliationLviv Polytechnic National University
dc.contributor.authorБольшакова, І.
dc.contributor.authorБарило, Г.
dc.contributor.authorГоляка, Р.
dc.contributor.authorМарусенкова, Т.
dc.contributor.authorШуригін, Ф.
dc.contributor.authorBolshakova, I.
dc.contributor.authorBarylo, G.
dc.contributor.authorHolyaka, R.
dc.contributor.authorMarusenkova, T.
dc.contributor.authorShurygin, F.
dc.coverage.placenameЛьвів
dc.coverage.placenameLviv
dc.date.accessioned2023-08-17T08:58:15Z
dc.date.available2023-08-17T08:58:15Z
dc.date.created2022-03-01
dc.date.issued2022-03-01
dc.description.abstractРозглянуто проблематику побудови засобів магнітної діагностики плазми в термоядерних реакторах наступного покоління. На основі проведеного аналізу запропоновано новий підхід до реалізації функціонально інтегрованих пристроїв вимірювання магнітного поля у таких реакторах, новизною яких є поєднання сенсорів Холла та індукційних котушок. Такий підхід забезпечує періодичне in-situ самокалібрування сигнальних трактів, а відтак підвищення точності пристроїв магнітної діагностики в жорстких умовах експлуатації. Подано результати розроблення апаратно-програмної системи, основними компонентами якої є 3D-зонд, що поєднує сенсори Холла та індукційні котушки, аналоговий фронт-енд сигнального перетворення та програмні засоби подальшого цифрового перетворення сигналів. Відповідно до концепції злиття даних подано структуру та послідовність калібрування функціонально інтегрованих пристроїв магнітної діагностики термоядерних реакторів, а також програмне забезпечення для аналізу шумових стохастичних процесів вимірювальних кіл на основі дисперсій Аллана.
dc.description.abstractThe analysis of magnetic diagnostics in next generation thermonuclear reactors is carried out. Based on this analysis, the new approach of magnetic field measurement in hard radiation and temperature condition is presented. The concept is based on data fusion concept by integration of Hall sensor and coil. High precision of magnetic field measurement insures on periodic in-situ calibration, namely, forming by the coil test magnetic field of known magnitude and measuring the signals of the Hall sensor, which are due to this test field. According to the results of measuring the test signals, the coefficients of the measuring conversion function are calculated. Main calibration issues of functionally integrated devices on Hall sensors and coils are detailed. Measurement system consists a functionally integrated 3D probe on Hall sensor and coil, analog front-end and software. Currently six sets of such devices have been installed for trial operation in JET (Oxford, GB).
dc.format.extent61-73
dc.format.pages13
dc.identifier.citationСтруктура та калібрування функціонально-інтегрованих пристроїв магнітної діагностики термоядерних реакторів / І. Большакова, Г. Барило, Р. Голяка, Т. Марусенкова, Ф. Шуригін // Інфокомунікаційні технології та електронна інженерія. — Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2022. — Том 2. — № 1. — С. 61–73.
dc.identifier.citationenStructure and calibration of functionally integrated devices for thermonuclear reactors magnetic diagnostics / I. Bolshakova, G. Barylo, R. Holyaka, T. Marusenkova, F. Shurygin // Infocommunication Technologies and Electronic Engineering. — Lviv : Lviv Politechnic Publishing House, 2022. — Vol 2. — No 1. — P. 61–73.
dc.identifier.doidoi.org/10.23939/ictee2022.01.061
dc.identifier.urihttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/59677
dc.language.isouk
dc.publisherВидавництво Львівської політехніки
dc.publisherLviv Politechnic Publishing House
dc.relation.ispartofІнфокомунікаційні технології та електронна інженерія, 1 (2), 2022
dc.relation.ispartofInfocommunication Technologies and Electronic Engineering, 1 (2), 2022
dc.relation.references[1] Peruzzo S., Brombin M., Furno Palumbo M., [et al.]. (2016), “Progress in the design and testing of in-vessel magnetic pickup coils for ITER”, IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. 44, No. 9, pp. 1704–1710. DOI: https://doi.org/10.1109/TPS.2016.2580380.
dc.relation.references[2] Zhang Z.,, Fu P., Gao G., [et al.]. (2018), “A Rogowski digital integrator with comb filter signal processing system”, IEEE Transactions on Plasma Science. Vol. 46, No. 5. pp. 1338–1343. DOI: https://doi.org/10.1109/TPS.2018.2815699.
dc.relation.references[3] Vyhnanek J., Ripka P. (2017), “Experimental comparison of the low-frequency noise of small-size magnetic sensors” IEEE Transactions on Magnetics. Vol. 53, No. 4, pp. 4001304 (4 p.). DOI: https://doi.org/10.1109/TMAG.2016.2633398.
dc.relation.references[4] He X., Wang T., Liu W., Luo T. (2019), “Measurement data fusion based on optimized weighted least-squares algorithm for multi-target tracking”, IEEE Access, Vol. 7, pp. 13901–13916. DOI: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2894641.
dc.relation.references[5] Nemec D., Janota A., Hrubos M., Simak V. (2016), “Intelligent real-time MEMS sensor fusion and calibration”, IEEE Sensors Journal, Vol. 16, No. 19, pp. 7150–7160. DOI: https://doi.org/10.1109/JSEN.2016.2597292.
dc.relation.references[6] J. Huang, B., Soong H. (2019), “Cost-aware stochastic compressive data gathering for wireless sensor networks”, IEEE Transactions on Vehicular Technology, Vol. 68, pp. 1525–1533. DOI: https://doi.org/10.1109/TVT.2018.2887091.
dc.relation.references[7] Shmaliy Y., Zhao S., Ahn C. K. (2019), “Optimal and unbiased filtering with colored process noise using state differencing”, IEEE Signal Processing Letters, Vol. 26, No. 4, pp. 548–551. DOI: https://doi.org/10.1109/LSP.2019.2898770.
dc.relation.references[8] Luo C., Casaseca-de-la-Higuera P., McClean S., [et al.] (2018), “Characterization of received signal strength perturbations using Allan variance”, IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. Vol. 54, No. 2, pp. 873–889. DOI: https://doi.org/10.1109/TAES.2017.2768278.
dc.relation.references[9] Cichon D., Psiuk R., Brauer H., Töpfer H. (2019) “A Hall-sensor-based localization method with six degrees of freedom using unscented Kalman filter”, IEEE Sensors Journal, Vol. 19, No. 7, pp. 2509–2516. DOI: https://doi.org/10.1109/JSEN.2018.2887299.
dc.relation.references[10] Jo S. H., Cho H. W., Yoo H. J. (2019), “A fully reconfigurable universal sensor analog front-end IC for the Internet of Things Era”, IEEE Sensors Journal, Vol. 19, No. 7, pp. 2621–2633. DOI: https://doi.org/10.1109/JSEN.2018.2890211.
dc.relation.references[11] Murari A., Edlington T., Angelone M., Bertalot L., Bolshakova I., Bonheure G., Brzozowsk Ji, Coccorese V., Holyaka R., Kiptily V., Lengar I., Morgan P., Pillon M., Popovichev S., Prior P., Prokopowicz R., Quercia A., [et al.] (2010), “Measuring the Radiation Field and Radiation Hard Detectors at JET: Recent Developments”, JET Preprint and Reports. EFD-P(07)32. 29P. http://www.iop.org/Jet/fulltext/EFDP07032.pdf.
dc.relation.references[12] Ďuran, I. Bolshakova I., Viererbl L., Sentkerestiová J., Holyaka R., Lahodová Z., Bém P. (2010), “Irradiation tests of ITER candidate Hall sensors using two types of neutron spectra”, Review of Scientific Instruments, Vol. 81, Is. 10, pp. 10E122–10E122. https://doi.org/10.1063/1.3479115.
dc.relation.referencesen[1] Peruzzo S., Brombin M., Furno Palumbo M., [et al.]. (2016), "Progress in the design and testing of in-vessel magnetic pickup coils for ITER", IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. 44, No. 9, pp. 1704–1710. DOI: https://doi.org/10.1109/TPS.2016.2580380.
dc.relation.referencesen[2] Zhang Z.,, Fu P., Gao G., [et al.]. (2018), "A Rogowski digital integrator with comb filter signal processing system", IEEE Transactions on Plasma Science. Vol. 46, No. 5. pp. 1338–1343. DOI: https://doi.org/10.1109/TPS.2018.2815699.
dc.relation.referencesen[3] Vyhnanek J., Ripka P. (2017), "Experimental comparison of the low-frequency noise of small-size magnetic sensors" IEEE Transactions on Magnetics. Vol. 53, No. 4, pp. 4001304 (4 p.). DOI: https://doi.org/10.1109/TMAG.2016.2633398.
dc.relation.referencesen[4] He X., Wang T., Liu W., Luo T. (2019), "Measurement data fusion based on optimized weighted least-squares algorithm for multi-target tracking", IEEE Access, Vol. 7, pp. 13901–13916. DOI: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2894641.
dc.relation.referencesen[5] Nemec D., Janota A., Hrubos M., Simak V. (2016), "Intelligent real-time MEMS sensor fusion and calibration", IEEE Sensors Journal, Vol. 16, No. 19, pp. 7150–7160. DOI: https://doi.org/10.1109/JSEN.2016.2597292.
dc.relation.referencesen[6] J. Huang, B., Soong H. (2019), "Cost-aware stochastic compressive data gathering for wireless sensor networks", IEEE Transactions on Vehicular Technology, Vol. 68, pp. 1525–1533. DOI: https://doi.org/10.1109/TVT.2018.2887091.
dc.relation.referencesen[7] Shmaliy Y., Zhao S., Ahn C. K. (2019), "Optimal and unbiased filtering with colored process noise using state differencing", IEEE Signal Processing Letters, Vol. 26, No. 4, pp. 548–551. DOI: https://doi.org/10.1109/LSP.2019.2898770.
dc.relation.referencesen[8] Luo C., Casaseca-de-la-Higuera P., McClean S., [et al.] (2018), "Characterization of received signal strength perturbations using Allan variance", IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. Vol. 54, No. 2, pp. 873–889. DOI: https://doi.org/10.1109/TAES.2017.2768278.
dc.relation.referencesen[9] Cichon D., Psiuk R., Brauer H., Töpfer H. (2019) "A Hall-sensor-based localization method with six degrees of freedom using unscented Kalman filter", IEEE Sensors Journal, Vol. 19, No. 7, pp. 2509–2516. DOI: https://doi.org/10.1109/JSEN.2018.2887299.
dc.relation.referencesen[10] Jo S. H., Cho H. W., Yoo H. J. (2019), "A fully reconfigurable universal sensor analog front-end IC for the Internet of Things Era", IEEE Sensors Journal, Vol. 19, No. 7, pp. 2621–2633. DOI: https://doi.org/10.1109/JSEN.2018.2890211.
dc.relation.referencesen[11] Murari A., Edlington T., Angelone M., Bertalot L., Bolshakova I., Bonheure G., Brzozowsk Ji, Coccorese V., Holyaka R., Kiptily V., Lengar I., Morgan P., Pillon M., Popovichev S., Prior P., Prokopowicz R., Quercia A., [et al.] (2010), "Measuring the Radiation Field and Radiation Hard Detectors at JET: Recent Developments", JET Preprint and Reports. EFD-P(07)32. 29P. http://www.iop.org/Jet/fulltext/EFDP07032.pdf.
dc.relation.referencesen[12] Ďuran, I. Bolshakova I., Viererbl L., Sentkerestiová J., Holyaka R., Lahodová Z., Bém P. (2010), "Irradiation tests of ITER candidate Hall sensors using two types of neutron spectra", Review of Scientific Instruments, Vol. 81, Is. 10, pp. 10E122–10E122. https://doi.org/10.1063/1.3479115.
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1109/TPS.2016.2580380
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1109/TPS.2018.2815699
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1109/TMAG.2016.2633398
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2894641
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1109/JSEN.2016.2597292
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1109/TVT.2018.2887091
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1109/LSP.2019.2898770
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1109/TAES.2017.2768278
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1109/JSEN.2018.2887299
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1109/JSEN.2018.2890211
dc.relation.urihttp://www.iop.org/Jet/fulltext/EFDP07032.pdf
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1063/1.3479115
dc.rights.holder© Національний університет “Львівська політехніка”, 2022
dc.subjectсенсор
dc.subjectмагнітне поле
dc.subjectінтегрування сенсорів
dc.subjectзлиття даних
dc.subjectкалібрування
dc.subjectsensor
dc.subjectmagnetic field
dc.subjectsensor integration
dc.subjectdata fusion
dc.subjectcalibration
dc.subject.udc621.382
dc.titleСтруктура та калібрування функціонально-інтегрованих пристроїв магнітної діагностики термоядерних реакторів
dc.title.alternativeStructure and calibration of functionally integrated devices for thermonuclear reactors magnetic diagnostics
dc.typeArticle

Files

Original bundle

Now showing 1 - 2 of 2
Thumbnail Image
Name:
2022v2n1_Bolshakova_I-Structure_and_calibration_61-73.pdf
Size:
1.38 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download
Thumbnail Image
Name:
2022v2n1_Bolshakova_I-Structure_and_calibration_61-73__COVER.png
Size:
1.16 MB
Format:
Portable Network Graphics
Download

License bundle

Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
license.txt
Size:
1.9 KB
Format:
Plain Text
Description:
Download

Collections

Infocommunication Technologies and Electronic Engineering. – 2022. – Vol. 2, No. 1