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可见光视频诊断系统既是EAST托卡马克系统安全运行和放电调控的必不可少常规诊断设备,同时也是研究高温等离子体运动与相互作用规律的有效手段。本论文在系统分析国内外重要聚变装置包括EAST本身视频诊断系统的技术发展与现状基础上,提出了具有创新意义的EAST可见光视频诊断系统的设计方案。根据EAST放电操作对可见光视频诊断系统的控制要求,搭建了三套可见光视频诊断设备,包括二套低速常规视频诊断系统和一套高速物理视频诊断系统。本论文的主要工作内容包括: (1)调研了国内外聚变装置上可见光视频诊断技术的发展,设计了EAST可见光视频诊断系统的硬件框架。对诊断系统各组成部分的配置进行分析,说明其功能和原理,给出其具体方案设计和选择。可见光视频诊断系统的硬件组成部分主要包括光学成像子系统、工业相机、工控机和数据存储等。 (2)设计了三套光学成像子系统。光学系统具有广角、高速成像、高空间分辨力的特点,其作用是把等离子体可见光成像传递到装置外并使工业相机安装于装置外,实现视频诊断系统安全可靠地工作。本论文给出光学系统的性能要求和设计参数,说明光学系统的成像原理,介绍光学系统组成部分的光学设计细节,分析衡量光学系统成像质量的重要参数,介绍光学系统的机械结构设计。光学系统由头部反射镜组和后部透镜组二部分组成。 (3)开发了可见光视频诊断系统专用控制软件。介绍了控制软件系统的体系框架和各组成软件,分析了各组成软件的功能要求,说明了各组成软件的程序模块组成、算法和实现方案。控制软件系统分为常规视频诊断采集软件VideoGrab和播放软件SEQPlayer,高速视频诊断采集软件PcoCamera和播放软件PcoPlayer,炮号发送软件。视频采集软件和视频播放软件是独立运行的。 (4)完成可见光视频诊断系统的台面验证测试,实现视频诊断系统在EAST装置上的安装,并对其在实验中的应用进行说明。