在科大一环KTX装置中存在着很强的由等离子体电流和外在的导体产生的磁场,高温等离子体的约束正是利用等离子体与磁场间的强烈相互作用来实现的。磁场的位形决定着等离子体的宏观平衡及稳定性等约束特性,而其空间分布及瞬间的变化规律则是了解等离子体运动规律的基础,所以在KTX装置等离子体状态的研究中,磁场信息的获得是必需的。对于KTX装置宏观的等离子体信息以及工程参数的获得,电磁测量诊断系统是最基本和有效的方法。并且它在装置的运行、等离子体的放电控制以及物理诊断中都非常重要。利用电磁测量诊断系统可以得出以下重要信息:a)宏观的等离子体放电参数,例如等离子体电流、磁通和电压等;b)装置的运行和主动控制系统参数,例如极向场和纵场线圈电流、切缝处的三维误差场等;c)等离子体平衡重建;d) MHD和各种瞬态电磁现象的参数等。本论文的主要工作就是完成KTX装置的电磁测量系统的搭建。与其他的RFP装置对比,我们不仅为切缝处误差场控制的研究提供了三维磁场信号,还为反馈控制系统的研究在复合壳的夹层中安装了鞍形传感器和相应真空室内壁的三维磁探针。除此之外,我们在真空室的内壁与铜壳外壁对应位置放置了 3 × 46 + 1 × 22组测量极向磁场Bp和环向磁场Bt的二维探针,用来测量复合壳上的环向和极向涡流。我们的磁探针包覆了整个真空室和铜壳,为三维等离子体控制的研究提供了平台。完成了整个系统包含的测量磁场信号的磁探针、电流信号的罗氏线圈、局域磁场信号的鞍形传感器、磁通信号的磁通线圈以及涡流信号的涡流探针阵列等诊断种类的设计、标定、安装和初步的实验结果。本论文另一部分的工作是电磁测量系统的其中一个应用:利用复合壳上涡流的多级矩展开的方法来估算等离子体位移。在RFP中,另一个最基本和重要的诊断是等离子体电流重心位置(位移)的测量,对RFP装置的运行和实验有着重要的意义。只有等离子体处于稳定的平衡状态,才能使高温的等离子体脱离真空室壁,约束在磁场中。所以等离子体位移的诊断和控制是每个反场箍缩装置实验需要解决的基本问题之一。因为等离子体位移的测量既是等离子体是不是已经达到宏观平衡状态的一个判断,也是装置中反馈平衡控制系统中用到的产生位置偏差信号的来源,所以同样十分重要。利用涡流的多级矩展开法求等离子体位移是一种测量等离子体位移的新方法,也是KTX装置上独有的涡流探针阵列的一个重要应用。通常情况下,我们都是利用边界磁场“推测”出“内部”等离子体电流的“主要”特征,而多级矩展开的方法,也是利用部分信息,由主要到次要,描述整个系统的宏观特征,两者思路吻合。本论文不仅给出了柱坐标下利用对称探针法测得的等离子体位移。也给出了在理想导体壳的近似条件下,在环坐标中利用极向涡流多级矩展开的方法得到的等离子体位移。最后给出了在短脉冲放电情况下利用这两种方法给出的等离子体位移的实验结果。总得来说,两种测量结果保持一致,但是涡流多级矩展开的方法考虑了环效应的影响,等离子体位移的计算结果比前者更准确,并且这种方法还可以将涡流各阶对等离子体位移的影响区分开来。