CN203705484U - 一种电磁环境下的多路弱信号屏蔽传输接地组合结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电磁环境下的多路弱信号屏蔽传输接地组合结构，包括有真空屏蔽盒体、屏蔽机箱，真空屏蔽盒体中设有多组探测器，各探测器分别通过接线插座与一根真空室内多芯双屏蔽组合电缆连接，真空室内多芯双屏蔽组合电缆的另一端通过接头一与真空法兰的一端连接；屏蔽机箱中设有多个电子放大器，各电子放大器通过屏蔽机箱外的接头三与一根真空室外多芯双屏蔽组合电缆连接，真空室外多芯双屏蔽组合电缆的另一端分别通过接头二与真空法兰的另一端连接；多组探测器之间采用并联方式接到真空法兰上，最后从真空法兰处、屏蔽机箱上分别连接一根长电导线至实验装置周围专用的诊断公共地点上。本实用新型有效的抑制了地回路之间的串扰。
Description
技术领域
本实用新型涉及托卡马克实验装置领域，具体涉及一种电磁环境下的多路弱信号屏蔽传输接地组合结构，能在强电磁干扰环境下实现长距离传输并有效地抑制了地回路耦合引起的自激振荡。
背景技术
在托卡马克实验装置环境下，宽谱辐射测量系统由多组多路探测器系统、屏蔽支撑系统、信号传输系统、电子放大系统等几个部分组成。每路光电型探测器输出为微伏级的差分电压信号。探测器工作在高温、高真空、强磁场的环境下，每四路探测器组成一个集成模块。受空间和环境的限制，无法实现近距离前级信号放大。探测器距离首级放大电路的距离大于25米。这大大提高了对整个系统的屏蔽传输的技术要求。为了提高信号传输的抗干扰能力，电子放大电路采用了20kHz的正弦电压幅度调制技术对探测器工作电压进行调制。因此，信号传输涉及伏特量级电源电压和微伏量级输出电压两类信号。由于测量系统由多个子系统组成，各个系统之间的接地模式尤为重要。中国专利CN202837424U中所提到的对微弱信号采用的屏蔽双绞线和接地模式并不能适用于该套宽谱辐射测量系统。对于多路多子系统的测量系统，需要合适的单点接地模式以避免地回路之间的耦合对信号的影响。
实用新型内容
本实用新型需要解决的技术问题是：提供一种电磁环境下的多路弱信号屏蔽传输接地组合结构，并提供了适于该套多子系统之间的串并混合单点接地方案，从而保证了位于真空室内的探测器输出的微弱信号可以有效地传输到几十米之外的电子放大系统。
为达到上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：
一种电磁环境下的多路弱信号屏蔽传输接地组合结构，其特征在于：包括有真空屏蔽盒体、屏蔽机箱，真空屏蔽盒体中设有多组探测器，每组探测器封装在一个金属外壳中，金属外壳的一个侧壁上设有接线插座，各探测器分别通过接线插座与一根真空室内多芯双屏蔽组合电缆连接，所述的真空室内多芯双屏蔽组合电缆的另一端分别伸出真空屏蔽盒体外并通过接头一与真空法兰的一端连接；屏蔽机箱中设有多个电子放大器，每个电子放大器固定在一个放大器屏蔽外壳中，各电子放大器通过屏蔽机箱外的接头三与一根真空室外多芯双屏蔽组合电缆连接，所述的真空室外多芯双屏蔽组合电缆的另一端分别通过接头二与真空法兰的另一端连接；所述的真空室内多芯双屏蔽组合电缆的内屏蔽层一端与接头一的某一导电针连接，另一端与接线插座的金属外壳电连接；所述的真空室外多芯双屏蔽组合电缆的内屏蔽层一端与接头二的某一导电针连接，另一端与接头三的金属外壳电连接；所述的接头一的金属外壳还通过导线与真空室内多芯双屏蔽组合电缆的外屏蔽层电连接，接头二的金属外壳通过导线与真空室外多芯双屏蔽组合电缆的外屏蔽层电连接，接头三的金属外壳通过导线与放大器屏蔽外壳连接；所述的接线插座的金属外壳通过一个导线与真空屏蔽盒体电连接，真空屏蔽盒体通过导线与真空法兰电连接；多组探测器之间采用并联方式接到真空法兰上，最后从真空法兰处连接一根长电导线至实验装置周围专用的诊断公共地点上，屏蔽机箱通过也长导线接入诊断公共地点上。
所述的一种电磁环境下的多路弱信号屏蔽传输接地组合结构，其特征在于：所述的真空室内多芯双屏蔽组合电缆包括有四根单芯电导线，四根单芯电导线外依次包覆有内屏蔽层、电绝缘层、外屏蔽层；所述的真空室外多芯双屏蔽组合电缆包括有一个非导电缆芯和四组四芯组合电缆，一组四芯组合电缆包括有四根单芯电导线，四根单芯电导线外依次包覆有内屏蔽层、电绝缘层，四组四芯组合电缆外依次包覆有外屏蔽层、外绝缘层；所述的真空室内多芯双屏蔽组合电缆和真空室外多芯双屏蔽组合电缆中的单芯电导线、内屏蔽层、电绝缘层具有完全相同结构和材料。
所述的一种电磁环境下的多路弱信号屏蔽传输接地组合结构，其特征在于：所述的一组探测器由四路探测单元组成。
本实用新型的原理是：
本实用新型采用整体系统接地模式，将系统划分为多个单路子系统，子系统的内层屏蔽采用串联方式进行电连接，外层屏蔽采用并联方式进行电连接，多路系统之间采用并联方式进行电连接。整套系统采用串并混合方式实现单点接地。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型通过对测量系统有效的屏蔽设计，结合独特的混合单点接地模式，使探测器输出的微伏特电压信号可以在强电磁场环境下传输距离超过大于25米，在电子放大器增益5000倍的条件下，信号本底噪声小于40mV左右，并有效的抑制了地回路之间的串扰。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的详细说明。
图1是真空室内多芯双屏蔽组合电缆的截面图。
图2是真空室外多芯双屏蔽组合电缆的截面图。
图3是测量系统整体电连接以及接地示意图。
图4是信号的本底噪声波形图。
具体实施方式
如图3所示，一种电磁环境下的多路弱信号屏蔽传输接地组合结构，包括有真空屏蔽盒体3-1、屏蔽机箱3-13，真空屏蔽盒体3-1中设有多组探测器，每组探测器封装在金属外壳3-2中，探测器金属外壳3-2的一个侧壁上设有接线插座3-3，各探测器分别通过接线插座3-3与一根真空室内多芯双屏蔽组合电缆连接，真空室内多芯双屏蔽组合电缆的另一端分别伸出真空屏蔽盒体3-1外并通过接头3-6与真空法兰3-7的一端连接；屏蔽机箱3-13中设有多个电子放大器，每个电子放大器固定在一个放大器屏蔽外壳3-12中，各电子放大器通过屏蔽机箱3-13外的接头3-11与一根真空室外多芯双屏蔽组合电缆连接，真空室外多芯双屏蔽组合电缆的另一端分别通过接头3-8与真空法兰3-7的另一端连接；接头3-6的金属外壳与真空室内多芯双屏蔽组合电缆的外屏蔽层3-5连接，接头3-8的金属外壳与真空室外多芯双屏蔽组合电缆的外屏蔽层3-10连接。真空室内多芯双屏蔽组合电缆的内屏蔽层3-4与接头3-6内的某一个导电针连接，真空室外多芯双屏蔽组合电缆的内屏蔽层3-9与接头3-8内的某一个导电针连接，接头3-11的金属外壳通过导线与真空室外多芯双屏蔽组合电缆的内屏蔽层3-9以及放大器屏蔽外壳3-12连接；多组探测器之间采用并联方式接到真空法兰3-7上，最后从真空法兰3-7处连接一根长电导线至实验装置周围专用的诊断公共地点3-14上，屏蔽机箱3-13通过也长导线接入诊断公共地点3-14上。
如图1，所述的真空室内多芯双屏蔽组合电缆包括有四根单芯电导线1-1，四根单芯电导线外依次包覆有内屏蔽层1-2、电绝缘层1-3、外屏蔽层1-4；如图2，所述的真空室外多芯双屏蔽组合电缆包括有一个非导电缆芯2-6和四组四芯组合电缆，一组四芯组合电缆包括有四根单芯电导线2-1，四根单芯电导线外依次包覆有内屏蔽层2-2、电绝缘层2-3，四组四芯组合电缆外依次包覆有外屏蔽层2-4、外绝缘层2-5。所述的真空室内多芯双屏蔽组合电缆的单芯电导线1-1与真空室外多芯双屏蔽组合电缆的单芯电导线2-1具有完全相同结构和材料；所述的真空室内多芯双屏蔽组合电缆的内屏蔽层1-2与真空室外多芯双屏蔽组合电缆的内屏蔽层2-2具有完全相同的材料；所述的真空室内多芯双屏蔽组合电缆的电绝缘层1-3与真空室外多芯双屏蔽组合电缆的电绝缘层2-3具有完全相同的材料；所述的真空室内多芯双屏蔽组合电缆的外屏蔽层1-4与真空室外多芯双屏蔽组合电缆的外屏蔽层2-4具有完全相同的材料。
一组探测器由四路探测单元组成，多组探测器按照设计需求定位安装位置，每个探测单元需要4根电导线，一组探测器需要电导线16根。根据真空环境下对材料的要求，真空室内的多芯双屏蔽组合电缆采用图1模式组合在一起，真
空室外的多芯双屏蔽组合电缆采用图2模式组合在一起。组合电缆均具有内外两层屏蔽层。内屏蔽层1-2、2-2为镀银铜网，外屏蔽层1-4、2-4为镀锌铜网。
真空室内外组合电缆内的电导线通过接头3-6、3-8和真空法兰3-7内的导电针相互连接，然后将信号送至电子放大器内。每路电子放大器的屏蔽外壳3-12通过接头3-11的金属外壳与真空室内外电缆的内屏蔽层3-4、3-9进行电连接，然后四路并联后电连接到接线插座3-3的一点，此点通过一根电导线串联到真空屏蔽盒体3-1的某一点，再串联至真空法兰3-7的某一点。每路真空室内外电缆的外屏蔽层3-5、3-10通过接头3-6、3-8的金属外壳并联接到真空法兰3-7上。电缆外屏蔽层在两端都处于悬浮状态。多组探测器之间采用并联方式接到真空法兰3-7上，最后从真空法兰处连接一根长电导线至实验装置周围专用的诊断公共地点3-14上。多组放大器屏蔽机箱的外壳并联后与其他子系统串联然后接入公共地点3-14上，实现混合单点接地模式。整个系统的电连接和接地模式如图3所示。整套系统在电磁环境的实验现场，经过25米传输之后在放大器增益5000倍的条件下，信号的本底噪声小于40mV，如图4所示。
Claims (3)
1.一种电磁环境下的多路弱信号屏蔽传输接地组合结构，其特征在于：包括有真空屏蔽盒体、屏蔽机箱，真空屏蔽盒体中设有多组探测器，每组探测器封装在一个金属外壳中，金属外壳的一个侧壁上设有接线插座，各探测器分别通过接线插座与一根真空室内多芯双屏蔽组合电缆连接，所述的真空室内多芯双屏蔽组合电缆的另一端分别伸出真空屏蔽盒体外并通过接头一与真空法兰的一端连接；屏蔽机箱中设有多个电子放大器，每个电子放大器固定在一个放大器屏蔽外壳中，各电子放大器通过屏蔽机箱外的接头三与一根真空室外多芯双屏蔽组合电缆连接，所述的真空室外多芯双屏蔽组合电缆的另一端分别通过接头二与真空法兰的另一端连接；所述的真空室内多芯双屏蔽组合电缆的内屏蔽层一端与接头一的某一导电针连接，另一端与接线插座的金属外壳电连接；所述的真空室外多芯双屏蔽组合电缆的内屏蔽层一端与接头二的某一导电针连接，另一端与接头三的金属外壳电连接；所述的接头一的金属外壳还通过导线与真空室内多芯双屏蔽组合电缆的外屏蔽层电连接，接头二的金属外壳通过导线与真空室外多芯双屏蔽组合电缆的外屏蔽层电连接，接头三的金属外壳通过导线与放大器屏蔽外壳连接；所述的接线插座的金属外壳通过一个导线与真空屏蔽盒体电连接，真空屏蔽盒体通过导线与真空法兰电连接；多组探测器之间采用并联方式接到真空法兰上，最后从真空法兰处连接一根长电导线至实验装置周围专用的诊断公共地点上，屏蔽机箱通过也长导线接入诊断公共地点上。
2.根据权利要求1所述的一种电磁环境下的多路弱信号屏蔽传输接地组合结构，其特征在于：所述的真空室内多芯双屏蔽组合电缆包括有四根单芯电导线，四根单芯电导线外依次包覆有内屏蔽层、电绝缘层、外屏蔽层；所述的真空室外多芯双屏蔽组合电缆包括有一个非导电缆芯和四组四芯组合电缆，一组四芯组合电缆包括有四根单芯电导线，四根单芯电导线外依次包覆有内屏蔽层、电绝缘层，四组四芯组合电缆外依次包覆有外屏蔽层、外绝缘层；所述的真空室内多芯双屏蔽组合电缆和真空室外多芯双屏蔽组合电缆中的单芯电导线、内屏蔽层、电绝缘层具有完全相同结构和材料。
3.根据权利要求1所述的一种电磁环境下的多路弱信号屏蔽传输接地组合结构，其特征在于：所述的一组探测器由四路探测单元组成。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107576826A (zh) * | 2017-09-26 | 2018-01-12 | 杭州西湖电子研究所 | 一种外屏蔽线缆接头组件 |
-
2013
- 2013-12-21 CN CN201320851520.4U patent/CN203705484U/zh not_active Expired - Lifetime
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