：本发明涉及托卡马克实验领域，具体涉及一种用于测量托卡马克装置外真空杜瓦实时位置的监测系统。
背景技术：
：超导托卡马克装置在进行实验前、实验时和实验后都要经过一系列过程。当全部的软件和硬件装置都安装完并封好真空室窗口后，开始对真空室进行抽真空，烘烤加热，与此同时开始对磁体进行降温，在这过程中装置外真空杜瓦承受由于内外巨大温差和一定压强差引起的应力作用，因为外真空杜瓦外部是常温和一个大气压，内部温度大约为零下269摄氏度，低温下外真空度大约5Χ10-4Pa。外杜瓦在此应力作用下它位置可能会发生一定的变化，当在轴向、纵向和高程中的某一值发生较大的变化时，就会影响到装置的安全运行。在实验时，真空室内的温度非常高，达到上千万度甚至上亿度，而且还发生等离子体破裂、边界局域模（ELMs）、垂直位移事件（VDE）等各种复杂工况，真空室和第一壁承受着巨大的瞬时热载荷和电磁载荷冲击，那么这些影响也极有可能会传导到外真空杜瓦，直接影响到装置的安全运行和实验。同样的当实验完成后，需要回温和充气等步骤，这些步骤是实验前抽真空和降温等步骤的一个逆过程，在此过程中外真空杜瓦也同样经受一定的应力作用。为了能及时观测到装置外杜瓦在实验运行时受到各种应力作用后发生位置的变化，以便能及早做出应对方案。需要发明出一个能测量到外真空杜瓦在横向、纵向和高程这三个方向上位置的实时变化情况的监测系统。本系统由测量硬件装备、软件和测量方案组成。世界上现有并投入运行的核聚变装置有俄罗斯T-15、法国Tore-supra、韩国KSTAR、日本JT-60SC、欧盟JET、美国TFTR、印度SST-1、中国的HT-7和EAST等，在建的超导托卡马克核聚变装置有ITER等。虽然它们结构相似，其实验参数不同，但在实验运行时外真空杜瓦都得承受由于温差、压力差、瞬时热载荷和电磁载荷冲击引起的位置变化等问题。世界上现有并投入运行的核聚变装置中第一次在EAST中提出超导托卡马克装置外真空杜瓦位置实时监测问题，并设计出监测测量系统，同时该系统将能用在所有的超导托卡马克装置中。
技术实现要素：
：本发明提供一种用于测量托卡马克装置外真空杜瓦实时位置的监测系统，主要通过一定的硬件设备和软件，还有测量方案和技巧来实现对托卡马克装置在实验过程中外真空杜瓦实时位置变化的监测，适用于在各种复杂实验工况下托卡马克装置外真空杜瓦由于受到各种复杂载荷时其轴向、纵向和高程位置的实时变化监测，为托卡马克装置的安全运行提供监测手段。本发明主要通过以下技术方案和工作原理来实现：一种用于测量托卡马克装置外真空杜瓦实时位置的监测系统，包括有超导托卡马克装置的外真空杜瓦、大厅二层平台，其特征在于：在外真空杜瓦上选择四个监测点，每个监测点上放置一个基座，所述的四个基座上分别固定有一个CCR球形棱镜，还包括有稳压直流电源、工控机，工控机上安装有GeoMos软件，用数据传输线和电源线把稳压电源和工控机、全站仪连接起来，以便测量和控制数据能顺利传输并保持电力供应；在所述的大厅二层平台上选择一个位置放置全站仪，测量过程中全站仪能在一个固定位置上观测到四个监测点。所述的测量托卡马克装置外真空杜瓦实时位置的监测系统，其特征在于：所述纵向方向上的两个监测点之间的角度在90度到180度之间；所述外真空杜瓦的总体高度是h米，那么极向上的上下两被监测点之间高度大于h/2米。所述的测量托卡马克装置外真空杜瓦实时位置的监测系统，其特征在于：稳压直流电源要先调到2－5伏，电流调节至0，短接（+）（－）端子，顺时针调节电流至2.0安培，然后拆除短接线，将电压调至12伏。所述的测量托卡马克装置外真空杜瓦实时位置的监测系统，其特征在于：所述的全站仪能两面同时测量并以15s为周期循环地对四个监测点进行循环测量。本发明的有益效果在于：本发明已对EAST全超导托卡马克装置在试验运行时的外杜瓦位置实时变化情况进行过成功的监测测量，能实时观测到EAST外真空杜瓦在横向、纵向和高程上的位置变化情况。附图说明：图1为本发明中用于测量托卡马克装置外真空杜瓦实时位置变化的监测系统的示意图。图中1.外杜瓦监测点基座上编号为1的CCR球形棱镜，2.外杜瓦监测点基座上编号为2的CCR球形棱镜，3.外杜瓦监测点基座上编号为3的CCR球形棱镜，4.外杜瓦监测点基座上编号为4的CCR球形棱镜，5.超导托卡马克装置外真空杜瓦，6.全站仪，7.稳压直流电源，8.工控机，9.大厅二层平台，10.工控机和稳压电源之间的数据传输线和电源线，11.全站仪和稳压电源之间的数据传输线和电源线。具体实施方式：如图1所示，一种用于测量托卡马克装置外真空杜瓦实时位置的监测系统，在装置大厅二层平台9上选择一个放置全站仪6的位置，观察能看到外真空杜瓦5的视角范围，保证能看到外真空杜瓦5一半以上。在外真空杜瓦5筋板上选择四个点来固定球形棱镜基座，然后将编号为1，2，3，4的四个CCR球形棱镜固定在基座上。同时将CCR球形棱镜1，2，3，4的聚光面大致对准二层平台上的全站仪6。CCR球形棱镜1和3之间及CCR球形棱镜2和4之间的纵向方向上的角度在90度到180度之间。同样外真空杜瓦的总体高度是h米，CCR球形棱镜1和2之间及CCR球形棱镜3和4之间的极向高度应大于h/2米。把稳压直流电源7和工控机8还有全站仪6通过电源线和数据线10及11连接起来，先将GeoMos软件安装到工控机8上，然后将稳压电源7电压调到2－5伏，将电流粗细调节钮调至0（逆时针到底），短接（+）（－）端子，顺时针调节电流至2.0安培，拆除短接线，将电压调至12伏。打开全站仪6，对准4个CCR球形棱镜1，2，3，4中的某一个棱镜。再打开工控机8，开始调试GeoMos软件，要让全站仪6和工控机8数据能连起来，再循环操作插入所有点，手工调好全站仪6对准好CCR球形棱镜1，2，3，4，等第一个点完成后再进入第二个点，不断循环，直到所有点完成为止。然后再设置好每个点的测量时间间隔为15s。最后再进行设置选择FaceⅠ,Ⅱ，让全站仪6测量时转动180度进行两面同时测量。到此整个系统设置和布置完成，可以在工控机8屏幕上看到托卡马克装置在在运行时外真空杜瓦5位置实时变化情况的数据曲线。在装置运行过程只要外真空杜瓦在横向、纵向和高程三个方向上的位置有任何变化都能及时监测到。一旦由于实验中发生等离子体破裂、边界局域模（ELMs）、垂直位移事件（VDE）等各种复杂工况，真空室和第一壁承受着巨大的瞬时热载荷和电磁载荷冲击，或者在抽真空、降温、回温和充气等步骤中外真空杜瓦受到较长时间极大应力作用而影响到继续安全实验时就可以及时采取紧急应对措施。