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CS002R/23/es/10.05
ALBA será un complejo científico de forma circular, situado cerca de la ciudad de Barcelona. Este complejo incorporará un Sincrotrón,un sistema matricial de imanes para la generación de radiación electromagnética y estará ocupada por más de 100 ingenieros, científicos, técnicos y personal de soporte.
Control de la energía disipada en un SincrotrónTecnología Endress+Hauser para los grandes avances del futuro
¿Qué es un Sincrotrón?
Es un acelerador de partículas. Los electrones son mantenidos en un anillo circular mediante un campo magnético y producen rayos X tangencialmente a su trayectoria. Estos rayos X son utilizados para analizar la materia por el sector químico, industrial, por teóricos del magnetismo, en el estudio de materiales, etc…:
¿Cómo trabaja?
Los electrones emitidos por el cañón de electrones son acelerados inicialmente por el acelerador lineal (linac) y transmitidos al acelerador circular (booster) en donde son acelerados hasta alcanzar un alto nivel de energía. Estos electrones, de alta energía, son entonces introducidos, en el anillo circular (storage ring) donde, en un ambiente de vacío, circulan con energía constante.
La radiación electromagnética producida se canaliza hacia las líneas de estudio (beamlines) en donde se realizan las diferentes pruebas.
Contador de Energía
Imán
Principio de Sincrotrón
ALBA wird ein kreisförmig aufgebauter wissenschaftlicher Komplex sein, der in der Nähe der Stadt Barcelona (Spanien) angesiedelt ist. In diesem Komplex wird ein Synchrotron - ein aus Magneten bestehendes Matrix-system zur Erzeugung von elektromagne-tischer Strahlung - untergebracht sein. Darüber hinaus wird dieser Komplex mehr als 100 Ingenieure, Wissenschaftler, Tech-niker und Support-Personal beschäftigen.
Was ist ein Synchrotron?Bei einem Synchrotron handelt es sich um einen Partikel-beschleuniger. Die Elektronen werden durch ein Magnet-feld auf einer Kreisbahn gehalten und erzeugen tangential zu ihrer Kreisbahn Röntgenstrahlen. Diese Röntgenstrahlen werden in der Chemie, Industrie, von Magnettechnikern, bei Materialstudien etc. verwendet, um die Materie zu analysieren.
Wie funktioniert das? Die von der Elektronenkanone ausgegebenen Elektronen werden zunächst vom Linearbeschleuniger (Linac) vorbe-schleunigt und danach in den Ringbeschleuniger (Booster) überführt, wo sie schrittweise weiter beschleunigt werden, bis eine Maximalenergie erreicht wird. Diese mit hoher Energie geladenen Elektronen werden dann in den Speicherring (Storage Ring) geleitet, wo sie im Vakuum mit einer konstant bleibenden Energie zirkulieren.Die erzeugte elektromagnetische Strahlung wird in die Strahlrohre (Beam Lines) geleitet, wo verschiedene Tests durchgeführt werden.
Energiemanager RMS621
High Tech sicher im Griff mit Endress+Hauser
Überwachung der Verlustleistung in einem Synchrotron
Magnet
Das Prinzip des Synchrotrons
CS009R/09/de/10.0571103773INDD CS2
España
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Contador de energía RMS621, sonda temperatura TST90 yProwirl 72, un trabajo de equipo.
CS 001R/23/es/10.05UE/INDD 2.0
Aplicación
Para conseguir que los electrones se mantengan en la posición correcta mientras están circulando por el “storage ring”, el imán tiene que tener una gran estabilidad de temperatura, una pequeña variación de ésta, puede provocar que el electrón se salga de su trayectoria. Por lo tanto, controlar la temperatura ambiente que existe dentro del sincrotrón es de suma importancia. Para ello, se necesita conocer la energía que el imán disipa al ambiente, para poder dimensionar correctamente el aire acondicionado que irá en los túneles donde están situados los imanes.
Por ejemplo, una variación de 1,2 ºC puede provoca una disipación de energía mayor del 6%; una de 1,5 ºC un 8%.... el sistema funcionará incorrectamente.
El sistema experimental, está compuesto por una bobina por la que circulan 800 Amperios de corriente continua creando un campo magnético (imán). Para controlar la temperatura del imán, se utiliza un circuito de refrigeración en donde se mide la cantidad de calor diferencial del sistema.
Es decir, cuanta energía de refrigeración se aporta al imán y cuanta se retorna. El enfriamiento se realiza mediante un circuito de agua con un caudal aproximado 1 m3/h, controlando las temperaturas de entrada y salida del sistema.
Solución
La medición del caudal del circuito refrigerador se realiza mediante el caudalímetro Vortex Prowirl 72 y las sondas TST90 realizan la medición de la temperatura diferencial; son sondas emparejadas que ofrecen un error diferencial máximo de 0,05 ºC. El cálculo de la energía disipada en el ambiente, se realiza mediante el contador de energía RMS 621.
Komplettmessung von E+H: Energiemanager RMS621, Widerstandsthermometer TST90 und Prowirl 72AnwendungDamit die Elektronen auf ihrer Flugbahn im Speicherring (Storage Ring) in der korrekten Position bleiben, muss der Magnet eine große Temperaturstabilität aufweisen. Schon geringe Temperaturschwankungen können bereits die Ursache dafür sein, dass die Elektronen ihre Flugbahn verlassen. Aus diesem Grund ist die Überwachung und Steuerung der Umgebungstemperatur im Synchrotron von oberster Priorität. Hierfür muss die Verlustleistung bekannt sein, die der Magnet an die Umgebung abgibt, denn nur so kann die Klimaanlage, die in den Tunneln installiert wird, in denen sich die Ma-gnete befinden, korrekt dimensioniert werden. So kann beispielsweise eine Abweichung von 1,2 ºC schon eine Verlustleistung von mehr als 6 % verursachen; eine Abweichung von 1,5 ºC sogar eine Verlustleistung von 8 %, womit das System fehlerhaft arbeiten würde.Das Versuchssystem besteht aus einer Spule, durch die 800 A Gleichstrom fließen und ein Magnetfeld erzeugen. Um die Temperatur des Magnets zu steuern, wird ein Kühlkreislauf genutzt, in dem die Differenz-Wärmemenge des Systems gemes-sen wird. Das heißt, hier wird gemessen, wie viel Kühl-energie dem Magneten zugeführt und wie viel davon zurückgeleitet wird. Die Kühlung erfolgt mithilfe eines Wasser-kreislaufs mit einem Durchfluss von ca. 1 m3/h, wobei die Zulauftemperatur sowie die Temperatur beim Ableiten aus dem System überwacht und geregelt werden.
LösungDer Durchfluss im Kühlkreislauf wird mit-hilfe eines Durchflussmessgerätes des Typs Vortex Prowirl 72 durchgeführt.Die Thermometer des Typs TST90 messen die Differenztemperatur. Hierbei handelt es sich um ein Thermometerpaar, das einen Differenzfehler von max. 0,05 ºC aufweist. Die hochgenaue Berechnung der an die Umgebung abgegebene Verlustleistung er-folgt nach internationalen Standards mithilfe eines Energiemanagers des Typs RMS621.
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