專利名稱：核燃料可燃毒物芯塊綜合尺寸檢測方法及其檢測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于核燃料測量技術，具體涉及可燃毒物芯塊綜合尺寸的檢測系 統(tǒng)及檢測方法。
背景技術：
核燃料可燃毒物芯塊是壓水反應堆用的燃料元件芯體，芯塊綜合尺寸 (長度、外徑、圓度等)是芯塊的一個重要技術指標，在批量生產中，采取 合理的抽樣檢測方案，準確地測量出芯塊的綜合尺寸，為堆物理及熱工計算 提供數(shù)據(jù)，對于確定燃料元件在堆中的使用效果和芯塊制造有著重要的意 義。在芯塊生產過程中不僅需要檢測大量的芯塊綜合尺寸，同時還要將大量 的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和報表反饋給質量部門和生產部門，以往芯塊檢驗報告單的填 寫和管理工作一直依靠人工手寫完成，人工手動千分尺法需要檢驗人員和記
錄人員兩人配合工作，檢測一塊芯塊需要30秒鐘，隨著芯塊生產量的不斷 增大和大量數(shù)據(jù)的積累，傳統(tǒng)的人工手動檢測和檢驗數(shù)據(jù)管理嚴重制約了產 品檢驗管理工作的質量和效率，無法及時有效地將產品質量直觀清晰的反饋 給質量管理部門和生產工序，不僅費時費力，而且容易出差錯。因此，為了 高效、可靠地完成芯塊尺寸檢測以及對檢測數(shù)據(jù)進行有效管理，研制一種新 的檢測系統(tǒng)實現(xiàn)芯塊尺寸的半自動測量，對于自動判別芯塊尺寸為合格與不 合格品，提高檢測效率是十分必要的。
目前，芯塊綜合尺寸的檢測系統(tǒng)及其檢測方法，國內外文獻資料較少， 法國法瑪通公司有關資料僅簡單介紹了在磨削生產線上采用激光法測量芯 塊外徑，但其具體結構和技術指標，特別是芯塊長度的檢測未見詳細報道。 經查新，可燃毒物芯塊測量的技術和設備未見報導。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種能有效提高核燃料可燃毒物芯塊測量效率 與測量可靠性，改進芯塊配長組裝的核燃料可燃毒物芯塊綜合尺寸檢測系統(tǒng) 及檢測方法。
4本發(fā)明的目的是通過實施下述技術方案實現(xiàn)的
一種核燃料可燃毒物芯塊綜合尺寸檢測系統(tǒng)，包括有測量臺、安放在測 量臺架上的容柵位移傳感器、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于還包括有電器控 制箱及腳踏開關；其中電器控制箱通過各自的傳輸線分別與容柵位移傳感 器、腳踏開關及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接；所述的電器控制箱，包括具有數(shù)據(jù)轉換 模塊及輸入、輸出接口的數(shù)據(jù)轉換板，分別與數(shù)據(jù)轉換板連接的邏輯控制板 及電源轉換板，以及與電源轉換板連接的變壓器，其中邏輯控制板為具有聲 光報警控制以及邏輯判斷控制的功能控制板。
使用所述檢測系統(tǒng)，對核燃料可燃毒物芯塊綜合尺寸進行檢測的方法， 步驟如下
a. 從測量臺架上手動提升容柵位移傳感器，將待測芯塊放入測量臺上；
b. 使容柵位移傳感器自由落下，依靠其自身重力夾持住芯塊，保證容 柵位移傳感器的測量頭與芯塊緊密接觸；
c. 踩下腳踏開關進行采集數(shù)據(jù)，此時電器控制箱發(fā)出聲、光提示，確 定測量芯塊的長度數(shù)據(jù)；
d. 手動提升容柵位移傳感器，移動芯塊到下一個測量點，重復b、 c 操作步驟，完成該芯塊長度的測量；
e. 手動提升容柵位移傳感器，取下芯塊；
f. 對所有待測芯塊都按上述步驟完成長度測量；
g. 按照所測芯塊的數(shù)量，建立與各芯塊編號相對應的數(shù)據(jù)組X(i);
h. 取所有芯塊的長度平均值做閥值m;
i. 用閥值m和每個數(shù)據(jù)組X(i)，把所有芯塊分為長芯塊和短芯塊，算 出長芯塊和短芯塊的比例關系Y ;
j.按照比例關系Y的比例，為每根元件棒配置芯塊； k.在為每根元件棒配置最后兩塊芯塊時，加入元件棒總長限制，在剩 余的芯塊中選出最合適的長度。
所述芯塊尺寸控制參數(shù)為(pl0.2±0.03mmx (28mm 32mm)。 本發(fā)明的效果在于本發(fā)明采用容柵位移傳感器配合提升機構，利用傳 感器與芯塊直接接觸的測量原理，研制成的核燃料可燃毒物芯塊綜合尺寸檢測系統(tǒng)，具有測量數(shù)據(jù)重復性好，測量結果可靠，工作效率高和安裝使用方 便等突出優(yōu)點，特別是其位移傳感器的可動部分不需通電，從根本上解決了 連線困難的問題；實現(xiàn)了檢測數(shù)據(jù)自動記錄、判斷、統(tǒng)計、存儲并可打印輸 出結果，使用本檢測系統(tǒng)對核燃料芯塊綜合尺寸進行檢測的方法，可根據(jù)芯 塊長度的檢測結果，優(yōu)化選配出單根毒物棒所需芯塊的組裝配長。


圖l為本發(fā)明檢測系統(tǒng)的結構示意圖。
圖2為本發(fā)明檢測系統(tǒng)中電氣控制箱的結構示意圖。
圖3為本發(fā)明電源電路原理圖。
圖4為本發(fā)明芯塊配長原理流程示意圖。 圖中標記l.為測量臺，2.為芯塊，3.為容柵位移傳感器，4.為信號傳輸線， 5.為電氣控制箱，6.為信號輸出線，7.為腳踏開關，8.為數(shù)據(jù)連線，9.為數(shù)據(jù)處 理系統(tǒng)。
具體實施例方式
如圖1所示，本發(fā)明的核燃料可燃毒物芯塊綜合尺寸檢測系統(tǒng)，由測量 臺1、容柵位移傳感器3、電氣控制箱5、腳踏開關7和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)9組成； 其中容柵位移傳感器3通過信號傳輸線4與電氣控制箱5連接；電氣控制箱 5通過信號輸出線6與腳踏開關7連接，電氣控制箱5通過數(shù)據(jù)連線8與數(shù)據(jù) 處理系統(tǒng)9連接。
圖3給出了本發(fā)明電源的電路工作原理輸入電源為220V交流電，經 電氣控制箱中的變壓器Tl轉換為24V交流電，再經橋堆Ql和7824被轉換 為24V直流電，該24V直流電供邏輯控制板使用；圖中SW-P為上電按鈕， 接通后產生控制指令通過繼電器1K1向邏輯控制板提供24V直流電。
從圖中看出腳踏開關的一路控制輸出，是接通電氣控制箱內的聲光報 警器FMQ1發(fā)出聲光報警。
腳踏開關的另一路控制輸出，是送出接通信號到計算機，以便計算機產 生聯(lián)動采集數(shù)據(jù)；由于數(shù)據(jù)轉換模塊在上電后會持續(xù)不斷向計算機傳送當前 檢測到的數(shù)據(jù)，所以腳踏開關的信號不需要送到數(shù)據(jù)轉換模塊。
本發(fā)明所述芯塊綜合尺寸檢測系統(tǒng)的工作原理是-容柵位移傳感器3通過電氣控制箱5與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)9之間進行通信， 容柵位移傳感器3首先將檢測數(shù)據(jù)信號通過信號傳輸線4發(fā)送給電器控制箱 5，電器控制箱5通過信號輸出線6將信號輸入腳踏開關7，踩下腳踏開關7， 開始采集數(shù)據(jù)，發(fā)出聲光提示，確定芯塊檢測數(shù)據(jù)，腳踏開關具有防誤操作 功能(例如加入延時、智能判別誤操作)；同時電器控制箱5對檢測數(shù)據(jù)信 號經過一系列處理后，通過數(shù)據(jù)連線8再傳給控制計算機9，控制計算機9 完成數(shù)據(jù)的運算處理、顯示內容，監(jiān)控工作狀態(tài)，統(tǒng)計、報表、存儲等。系 統(tǒng)具有故障顯示、報警功能、能提示用戶正確設置參數(shù)，進行芯塊配長；圖 4給出了芯塊配長原理的流程示意圖。
使用所述本發(fā)明檢測系統(tǒng)，對核燃料可燃毒物芯塊綜合尺寸進行檢測的 方法，步驟如下-
a. 從測量臺1的臺架上手動提升容柵位移傳感器3，將待測芯塊2放 入測量臺1上；
b. 使容柵位移傳感器3自由落下，依靠其自身重力夾持住芯塊2，保 證容柵位移傳感器3的測量頭與芯塊2緊密接觸；
c. 踩下腳踏開關7進行采集數(shù)據(jù)，此時電器控制箱5發(fā)出聲、光提示， 確定檢測芯塊2的長度數(shù)據(jù)；
d. 手動提升容柵位移傳感器3，移動芯塊2到下一個測量點，重復b、 c操作步驟，完成該芯塊2長度的測量；
e. 手動提升容柵位移傳感器3，取下芯塊2;
f. 對所有待測芯塊都按上述步驟完成長度測量；
g. 按照所測芯塊的數(shù)量，建立與各芯塊編號相對應的數(shù)據(jù)組X(i);
h. 取所有芯塊的長度平均值做閥值m;
i. 用閥值m和每個數(shù)據(jù)組X(i)，把所有芯塊分為長芯塊和短芯塊，算 出長芯塊和短芯塊的比例關系Y ;
j.按照比例關系的比例Y，為每根元件棒配置芯塊； k.在為每根元件棒配置最后兩塊芯塊時，加入元件棒總長限制，在剩 余的芯塊中選出最合適的長度；盡量保證配出的元件棒一次達到要求，如果不能直接配出合格的元件棒，則通過計算，給出這兩塊芯塊需要重新加工 的長度值，使兩塊芯塊的長度值相等，并且滿足芯塊尺寸要求。
按照以上方法，芯塊尺寸控制參數(shù)為10.2±0.03 mmx(28 mm 32 mm)。
與人工手動千分尺法檢測相比，本檢測系統(tǒng)具有更高的檢測效率和檢驗 質量。在檢測效率上芯塊綜合尺寸檢測系統(tǒng)平均10秒鐘即可檢測完成一塊 芯塊，同時還能完成檢測數(shù)據(jù)的記錄、判別、儲存，克服了過去人工測量、 記錄的缺點，各項指標均達到設計要求。
權利要求
1、一種核燃料可燃毒物芯塊綜合尺寸檢測系統(tǒng)，包括有測量臺(1)、安放在測量臺(1)的臺架上的容柵位移傳感器(3)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(9)，其特征在于還包括有電器控制箱(5)及腳踏開關(7)；其中電器控制箱(5)通過各自的傳輸線分別與容柵位移傳感器(3)、腳踏開關(7)及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(9)連接；所述的電器控制箱(5)，包括具有數(shù)據(jù)轉換模塊及輸入、輸出接口的數(shù)據(jù)轉換板，分別與數(shù)據(jù)轉換板連接的邏輯控制板及電源轉換板，以及與電源轉換板連接的變壓器，其中邏輯控制板為具有聲光報警控制以及邏輯判斷控制的功能控制板。
2、 使用權利要求1所述檢測系統(tǒng)，對核燃料可燃毒物芯塊綜合尺寸進 行檢測的方法，按下述步驟進行a. 從測量臺(1)的臺架上手動提升容柵位移傳感器(3)，將待測芯 塊(2)放入測量臺(1)上；b. 使容柵位移傳感器(3)自由落下，依靠其自身重力夾持住芯塊(2)， 使容柵位移傳感器(3)的測量頭與芯塊(2)緊密接觸；c. 踩下腳踏開關(7)進行采集數(shù)據(jù)，此時電器控制箱(5)發(fā)出聲、 光提示，確定檢測芯塊(2)的長度數(shù)據(jù)；d. 手動提升容柵位移傳感器(3)，移動芯塊(2)到下一個測量點， 重復b、 c操作步驟，完成該芯塊(2)長度的測量；e. 手動提升容柵位移傳感器(3)，取下芯塊(2);f. 對所有待測芯塊都按上述步驟完成長度測量；g. 按照所測芯塊的數(shù)量，建立與各芯塊編號相對應的數(shù)據(jù)組X(i);h. 取所有芯塊長度的平均值做閥值m;i. 用閥值m和每個數(shù)據(jù)組X(i)，把所有芯塊分為長芯塊和短芯塊，算 出長芯塊和短芯塊的比例關系Y ;j.按照比例關系Y的比例，為每根元件棒配置芯塊；k.在為每根元件棒配置最后兩塊芯塊時，加入元件棒總長限制，在剩 余的芯塊中選出最合適的長度。
3、按照權利要求2所述對核燃料可燃毒物芯塊綜合尺寸進行檢測的方 法，其特征在于對所述芯塊尺寸的控制參數(shù)在cpl0.2士0.03 mmx (28 mm 32mm)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種核燃料可燃毒物芯塊綜合尺寸檢測系統(tǒng)，由測量臺、安放在測量臺架上的容柵位移傳感器、電器控制箱、腳踏開關及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成；其中電器控制箱通過各自的傳輸線分別與容柵位移傳感器、腳踏開關及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接；所述的電器控制箱，包括具有數(shù)據(jù)轉換模塊及輸入、輸出接口的數(shù)據(jù)轉換板，分別與數(shù)據(jù)轉換板連接的邏輯控制板及電源轉換板，以及與電源轉換板連接的變壓器，其中邏輯控制板為具有聲光報警控制以及邏輯判斷控制的功能控制板。本發(fā)明采用手動上料，自動記錄、判斷、統(tǒng)計、存儲數(shù)據(jù)，打印輸出結果。與人工手動千分尺法檢測相比，具有更高的檢測效率和檢測質量，解決了芯塊批量檢測及芯塊的配長組裝問題。
文檔編號G01B7/02GK101441059SQ200810147910
公開日2009年5月27日 申請日期2008年12月18日 優(yōu)先權日2008年12月18日
發(fā)明者川 于, 彭思同, 徐海生, 谷明非 申請人:中國核動力研究設計院