核燃料組件視頻檢測方法及檢測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及核發(fā)電領域，尤其涉及核發(fā)電站核燃料組件的視頻檢測。
【背景技術】
[0002]核燃料組件由核燃料棒、核燃料組件格架、壓緊彈簧、上管座和下管座等組成。燃料包殼容納核燃料棒，將燃料與冷卻劑隔離開，并包容裂變氣體。它是防止放射性粒子外逸的第一道屏障。在正常運行時，核燃料棒由于熱膨脹、致密化、腫脹、裂縫和釋放的裂變氣體都有可能造成燃料包殼變形破裂，導致一次回路冷卻劑放射性提高，故需要對核燃料組件進行必要的檢測，在核燃料組件破損時及時更換核燃料組件。
[0003]由于核燃料組件的整個檢測過程比較復雜，耗時較長，故核燃料組件的缺陷檢測時，可通過視頻檢測裝置對核燃料組件進行簡單的初步檢測，耗時短，設備成本低，對核燃料組件進行視頻檢測的步驟包括:使用攝像頭觀察核燃料組件的各面，判斷核燃料組件的變形程度以及核燃料組件格架的外觀狀況，組件內部是否有異留物、外層核燃料棒是否有破損、劃傷等表面狀況，從而判定核燃料組件的外圍情況，作為判定是否換棒操作的依據(jù)。
[0004]然而，上述燃料檢測視頻檢測方法中，判定核燃料組件的變形程度需要操作人員依據(jù)實際經(jīng)驗用人眼判斷，往往由于操作人員經(jīng)驗不足或者由于人眼的局限性發(fā)生誤判斷，檢測準確性差。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明的目的是提供檢測準確性高的核燃料組件視頻檢測方法。
[0006]本發(fā)明的另一目的是提供一種檢測準確性高的核燃料組件視頻檢測裝置。
[0007]為了實現(xiàn)上有目的，本發(fā)明公開了一種核燃料組件視頻檢測方法，包括以下步驟:
(I)在攝像主體的拍攝區(qū)域內設置至少兩實際距離確定的距離標定，使用攝像主體采集核燃料組件的視頻圖像，所述攝像主體包括攝像機和照明燈；(2)處理、顯示并存儲所述視頻圖像，確定所述視頻圖像內兩實際距離確定的所述距離標定的標定點，接受外部輸入的尺寸測量信號并依據(jù)所述尺寸測量信號確定所述視頻圖像上的測量區(qū)域；(3)計算所述測量區(qū)域的尺寸，具體包括:獲得兩所述標定點之間的實際標定距離Lb，計算所述視頻圖像內兩所述標定點之間的圖像標定距離Np，計算所述視頻圖像內所述測量區(qū)域的圖像缺陷尺寸Ne，依據(jù)所述實際標定距離Lb、圖像標定距離Np和圖像缺陷尺寸Ne計算并存儲所述測量區(qū)域的實際缺陷尺寸Lc。
[0008]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明所述核燃料組件視頻檢測方法不但可以通過視頻圖像觀察核燃料組件的外觀狀況和表面狀況，還可以通過在視頻圖像內確定兩個實際距離確定的標定點，通過兩個標定點的圖像標定距離和實際標定距離來計算視頻圖像中測量區(qū)域的實際尺寸，通過測量區(qū)域的實際缺陷尺寸Lc判斷核燃料組件是否變形以及變形的程度，判斷精準度高。
[0009]較佳地，設置距離標定的方法為在所述核燃料組件的被測量面上平行放置一標定卡，所述標定卡上設有至少兩實際距離確定的距離標定，所述步驟(2)中確定兩所述標定點的方法包括:接受外部輸入的標定命令信號，依據(jù)所述標定命令信號在所述視頻圖像中的標定卡區(qū)域確定兩標定點。
[0010]較佳地，設置距離標定的步驟包括:使用激光標定設備向所述核燃料組件的被測量面發(fā)出距離確定且平行的兩激光點以設置兩實際距離確定的距離標定，所述步驟(2)中確定兩所述標定點的方法包括:在所述視頻圖像中提取兩所述激光點的光斑中心，以獲得兩所述標定點。該方案將兩平行激光源射向核燃料組件的激光點作為距離標定，便于視頻圖像中對標定點的確定，通過在所述視頻圖像中提取兩所述激光點的光斑中心以獲得兩所述標定點，有效保證了測量精度。
[0011]更具體地，依據(jù)灰度重心法提取兩所述激光點的光斑中心，可比較精確的定位光斑的高斯分布中心，確定光斑中心的位置，減少光斑灰度分布不對稱性引起的誤差。
[0012]更具體地，所述步驟(I)采集所述視頻圖像之前還包括:調節(jié)所述激光標定設備的照射角度以使所述激光源垂直射向所述核燃料組件的被測量面。
[0013]更具體地，所述激光標定設備與所述攝像機固定在一起，所述步驟(3)中還包括，計算所述激光標定設備中兩所述激光源分別與所述核燃料組件的激光距離L1、L2，依據(jù)所述激光距離L1、L2校正所述實際缺陷尺寸Lc。
[0014]較佳地，所述步驟(I)之前還包括:(a)利用乏燃料水池內的輔吊抓取核燃料組件并將核燃料組件懸掛于所述乏燃料水池內的適當位置；(b)將攝像主體固定于所述乏燃料水池中的預設位置，以使所述攝像主體的視頻區(qū)域大于所述核燃料組件被檢測面的橫向距離；(C)從所述核燃料組件的端部標記所述核燃料組件的各個檢測面和核燃料棒；(d)調整所述核燃料組件的位置以使所述核燃料組件的下一檢測面位于所述攝像機的鏡頭，并重復步驟(1)-(3)，直至完成所述核燃料組件各個檢測面的檢測。
[0015]較佳地，所述攝像主體還包括二維馬達，所述二維馬達調節(jié)所述攝像機的拍攝角度并控制所述照明燈工作。
[0016]較佳地，所述步驟(3)中計算所述實際缺陷尺寸Lc的具體步驟包括:依據(jù)公式D=Lb/Np計算視頻圖像上每一像素的實際尺寸D，依據(jù)公式Lc = Nc*D計算所述實際缺陷尺寸Lc0
[0017]為了實現(xiàn)本發(fā)明的另一目的，本發(fā)明公開了一種核燃料組件視頻檢測裝置，包括攝像主體、距離標定設備、控制器和操控屏，所述攝像主體包括攝像主體，所述攝像主體包括攝像機和照明燈，且所述攝像主體伸入所述乏燃料水池內并采集核燃料組件的視頻圖像；所述距離標定設備在所述攝像機的拍攝區(qū)域設置至少兩實際距離確定的距離標定；所述控制器包括控制單元、圖像處理單元和尺寸計算單元，所述控制單元依據(jù)攝像控制命令控制所述攝像主體動作；所述圖像處理單元接收所述攝像主體采集的視頻圖像，處理并存儲所述視頻圖像，并將處理后的所述視頻圖像發(fā)送至操控屏中顯示；所述尺寸計算單元依據(jù)尺寸測量信號確定所述視頻圖像上的測量區(qū)域；確定所述視頻圖像內兩實際距離確定的所述距離標定的兩標定點；獲得兩所述標定點之間的實際標定距離Lb，計算所述視頻圖像內兩所述標定點之間的圖像標定距離Np，計算所述視頻圖像內所述測量區(qū)域的圖像缺陷尺寸Ne，依據(jù)所述實際標定距離Lb、圖像標定距離Np和圖像缺陷尺寸Ne計算并存儲所述測量區(qū)域的實際缺陷尺寸Lc ;所述操控屏接收外部輸入的命令信號并將外部輸入的命令信號發(fā)送至所述控制器內，顯示所述控制器內輸入的視頻圖像，所述命令信號包括尺寸測量信號和攝像控制命令。
[0018]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明所述核燃料組件視頻檢測裝置不但可以通過視頻圖像觀察核燃料組件的外觀狀況和表面狀況，還可以計算視頻圖像中測量區(qū)域的實際尺寸，通過測量區(qū)域的實際缺陷尺寸Lc判斷核燃料組件是否變形以及變形的程度，判斷精準度高。
[0019]較佳地，所述距離標定設備包括標定卡，所述標定卡設置于攝像主體的拍攝區(qū)域內并與所述核燃料組件的被測量面平行設置，且所述標定卡上具有至少兩實際距離確定的距離標定，所述命令信號包括標定命令信號，所述控制器依據(jù)所述標定命令信號在所述視頻圖像中的標定卡區(qū)域確定兩標定點。
[0020]較佳地，所述距離標定設備包括激光標定設備，所述激光標定設備包括兩激光源，兩所述激光源向所述核燃料組件的被測量面發(fā)出距離確定且平行的兩激光點以設置兩實際距離確定的距離標定，所述控制器在所述視頻圖像中提取兩所述激光點的光斑中心以獲得兩所述標定點。
[0021 ] 具體地，所述控制器依據(jù)灰度重心法提取兩所述激光點的光斑中心。
[0022]具體地，所述激光標定設備與所述攝像機固定在一起，所述攝像主體還包括二維馬達，所述二維馬達調節(jié)所述攝像機的拍攝角度并控制所述照明燈工作。
[0023]具體地，所述激光標定設備與所述攝像機固定在一起，所述激光標定設備計算所述激光標定設備中兩所述激光源分別與所述核燃料組件的激光距離L1、L2，所述控制器依據(jù)所述激光距離L1、L2校正所述實際缺陷尺寸Lc。
[0024]較佳地，所述核燃料組件視頻檢測裝置還包括固定架和長桿，所述固定架與所述長桿的一端相連并固定于乏燃料水池池壁，所述長桿的另一端伸入所述乏燃料水池并固定所述攝像主體，所述攝像主體采集所述視頻圖像。
[0025]較佳地，所述控制器依據(jù)公式D = Lb/Np計算視頻圖像上每一像素的實際尺寸D，依據(jù)公式Lc = Nc*D計算所述實際缺陷尺寸Lc。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明所述核燃料組件視頻檢測方法的流程圖。
[0027]圖2是本發(fā)明使用攝像主體檢測所述核燃料組件的檢測示意圖。
[0028]圖3是本發(fā)明圖2中A部分的放大示意圖。
[0029]圖4是本發(fā)明核燃料組件視頻檢測裝置的結構示意圖。
[0030]圖5是本發(fā)明所述攝像主體的結構示意圖。
[0031]圖6是本發(fā)明所述核燃料組件視頻檢測裝置的結構框圖。
[0032]圖7是本