總部位于慕尼黑的初創(chuàng)公司 Marvel Fusion GmbH 正在追逐這一夢想，目標(biāo)是建造第一座商業(yè)上可行的核聚變發(fā)電廠。這家深度科技公司開發(fā)了一種基于激光的新型方法，可以生產(chǎn)無二氧化碳、清潔、安全的電力。隨著計劃在科羅拉多州建造技術(shù)演示器，原型研究正進入決定性階段。世界上第一臺用于研究商業(yè)核聚變的定制激光系統(tǒng)將在科羅拉多州立大學(xué)校園內(nèi)建造。與此同時，慕尼黑和布加勒斯特正在開展基礎(chǔ)研究。
9月25日，DESIGN WORLD報道了《 Marvel Fusion 獲得多達 20 臺 IDS 攝像機支持進行研究》，這 20 臺 IDS 攝像機同時用于監(jiān)控和控制真空室中的實驗。“這些攝像機讓我們能夠精確監(jiān)控研究和開發(fā)激光聚變的實驗。”Marvel Fusion 的 Caya Momm 說道。
進行實驗的高真空室的壓力范圍為 10^-4 帕斯卡。這種極低的壓力遠(yuǎn)低于約 10^5帕斯卡的大氣壓，需要抽氣時間長達 8 小時的特殊真空泵。因此，高效執(zhí)行實驗至關(guān)重要。“因此，攝像機發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，因為它們使我們能夠觀察實驗并控制測量設(shè)備，”Caya Momm補充道。
最終選擇的是 GigE uEye LE 攝像機系列中的一款機型。攝像機周圍專門開發(fā)的保護外殼確保它們能夠承受聚變實驗期間可能出現(xiàn)的極端條件和強電磁脈沖。這個所謂的 EMP 攝像機盒可保護攝像機電子設(shè)備免受高能放電的影響。“這種設(shè)計保證了我們的最佳功能和可靠性。”Kyle Kenney(實驗室工程師)強調(diào)。
檢查激光系統(tǒng)
在實驗過程中，一些攝像機被放置在檢查鏡面反射和激光對準(zhǔn)的位置。真空室內(nèi)的其他攝像機則監(jiān)控我們上部結(jié)構(gòu)的布置。“這是必要的，因為我們從外部控制真空室內(nèi)的電動組件。IDS攝像機控制測量設(shè)備、探測器、傳感器和鏡子。”Kyle Kenney 說道，他描述了每個激光實驗最多使用 20 臺 IDS 攝像機的情況。攝像機使用的主要方面也各不相同：
光學(xué)元件對準(zhǔn)：攝像機確保鏡子的正確定位。
避免碰撞：室內(nèi)的概覽攝像機確保實時監(jiān)控，避免與機動上部結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞。
微觀聚焦：另一組攝像機精確聚焦于我們的激光目標(biāo)，從而實現(xiàn)精確的激光目標(biāo)采集。
與激光脈沖同步：攝像機必須與激光脈沖同步，以確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤。
Marvel Fusion選擇了單板GigE攝像機UI-5241LE和S-Mount，用以完成所有任務(wù)。
uEye LE – 經(jīng)濟高效、節(jié)省空間的項目專用攝像機應(yīng)用型號：UI-5241LE-MB 攝像機系列：uEye LE
IDS區(qū)域銷售經(jīng)理Markus Schickner解釋說：“我們的節(jié)省空間的項目專用攝像機具有高分辨率、快速且體積小，足以解決所有這些任務(wù)。”GigE uEye LE攝像機尺寸緊湊，僅為45 x 45毫米，非常適合此類定制嵌入式項目。
它能夠精確地集成到EMP外殼中，GigE接口還支持長達100米的電纜。該攝像機模型之所以受到推薦，還因為它配備了e2v的1/1.8英寸CMOS傳感器，能夠以50幀每秒的速率提供130萬像素(1280 x 1024)的分辨率。此外，與激光脈沖同步的觸發(fā)器等特殊功能以及價格也是選擇該型號的決定性因素。這是因為uEye LE精簡了基本功能，因此價格合理。盡管如此，此處的多集成模型非常靈活，以至于不需要根據(jù)不同的需求使用不同的特殊攝像機。這大大簡化了實驗中涉及的多達20臺攝像機的處理。
“這些攝像機的設(shè)計旨在在我們的激光實驗中高效工作，”Caya Momm說，證實了這些攝像機的多功能性。“它們還能直接連續(xù)地實時傳輸激光實驗。這在一定程度上消除了進入真空室的需要，”她補充道。攝像機盒的堅固密封確保了安全性，這可以防止顆粒物逸出并有效保護真空室的完整性，防止污染。
捕獲的圖像信息使用開源軟件框架Tango Controls進行進一步處理，IDS攝像機可以通過GigE Vision標(biāo)準(zhǔn)接口快速輕松地集成到該框架中。Tango Controls能夠控制和監(jiān)控分布式系統(tǒng)中的設(shè)備，專為需要復(fù)雜設(shè)備集成和控制的科學(xué)設(shè)施和實驗室而開發(fā)。因此，IDS攝像機以及集成到系統(tǒng)中的所有其他設(shè)備都可以通過網(wǎng)絡(luò)單獨控制。
同時，Tango支持事件驅(qū)動的通信，這使得在實驗過程中能夠根據(jù)需要對實驗設(shè)備和視覺系統(tǒng)進行實時的反應(yīng)和調(diào)整。在Tango Controls的幫助下，攝像機捕獲的實時圖像被迅速處理并傳輸。“結(jié)果非常令人滿意，因為激光的位置被精確地確定。圖像處理技術(shù)使我們能夠精確地設(shè)定或調(diào)整光學(xué)元件和線性驅(qū)動器的位置，”電氣工程師Oscar Juina報告說。
激光聚變的進展及其作為創(chuàng)新能源的潛力具有重要意義。它們有可能大幅減少全球能源供應(yīng)的碳足跡。
