Projektbeschreibung
Mehr Genauigkeit bei Temperaturmessungen in Fusionsanlagen
Eine Fusion tritt auf, wenn Materie auf extrem hohe Temperaturen erhitzt wird und hoch energetische Teilchen kollidieren. In Fusionsanlagen können grundlegende wissenschaftliche Experimente durchgeführt und große Mengen emissionsfreier Energie erzeugt werden. Derzeit gibt es weltweit etwa 130 Anlagen, die sich von der Planung bis zum Betrieb in jeglichen Phasen befinden. Die hohe Leistung und der sichere Betrieb sind zum Teil von Infrarotkameras abhängig, mit denen die plasmaseitigen Komponenten überwacht und gesteuert werden. Doch präzise Temperaturmessungen sind schwierig. Unterstützt über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen wird im Projekt MAGRITTE ein digitaler Zwilling der Maschine und ein Optimierungsalgorithmus aufgestellt, um reale mit prognostizierten Bildern zu vergleichen und so die echte Temperatur zu bestimmen, bei der die erzeugten Bilder übereinstimmen.
Ziel
Infrared (IR) cameras are key diagnostics to monitor and control plasma-facing components (PFCs) in fusion devices. Nevertheless, the use of all-metallic PFCs with low and variable emissivity (ε ~ 0.1-0.5) makes it difficult to obtain a correct surface temperature measurement. The radiance collected by the IR camera includes both the thermal radiation emitted by the target and parasitic radiation coming from the target's surroundings. Furthermore, target emissivity changes with the surface temperature and roughness. This causes significant errors in the surface temperature measurement that we need to address for achieving high power and safe plasma operation. Inaccurate interpretation of IR temperature measurement could endanger machine safety (temperature underestimation) or on the contrary, lead to unnecessary pulse interruptions that reduce the overall performance of the machine (temperature overestimation). The current approach is to convert the radiance collected by each pixel in an apparent using a physical relationship between emitted radiance and temperature (Planck’s law). Because a portion of the collected radiance is due to reflection on the target, a systematic error is made. This method is unable to recover the portion of reflected radiance and to deduce the correct temperature of the target using only the emitted radiance. The proposed technique in this project is to use a digital twin of the machine and to make in it assumptions on the temperatures of the different elements of the machine in order to simulate the images that would be measured under these supposed conditions. By comparing to the real image measured by the camera and using optimization techniques, the assumptions on the parameters can be updated until the simulated and measured images are close enough. It is then deduced that the assumptions made on the parameters of the digital twin are correct and that they correspond to the real temperatures in the machine.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Andere Projekte für diesen Aufruf anzeigenFinanzierungsplan
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European FellowshipsKoordinator
1000 Ljubljana
Slowenien