CN101169319B - 核燃料板厚度自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种核燃料板厚度自动检测装置，该装置采用模块式结构，包括测量头、底座、XY轴数控滑台、电感传感器和控制台等部件。与传统的手工方式相比，可彻底克服人工手动检测的缺点，自动测量核燃料板的厚度，且具备故障自检、定位、报警功能，可以远距离操作，大幅度提高了核燃料板厚度检测的精度和工作效率，测量可靠性好、自动化程度高，满足燃料板的厚度检测要求。

Description

核燃料板厚度自动检测装置

技术领域

本发明属于一种核燃料元件的检测装置，具体是一种核燃料板厚度的检测装置。

背景技术

板型燃料元件是核反应堆的一种燃料元件，燃料板厚度尺寸是板型燃料元件的一个重要技术指标，关系到组件性能、组件焊接选配以及组件几何尺寸，因此生产过程中需要精密检测燃料板的厚度。由于燃料板的特殊性要求，厚度检测点较多，特别是要求在检测过程中，测量头与燃料板之间不能产生相对滑动，以避免划伤燃料板，同时要求整个检测系统必须具备较高的可靠性、检测精度和检测效率。

传统的燃料板厚度传统的检测大多采用人工方式，用卡尺、外径千分尺等量具进行测量，效率低、劳动强度大、测量点重复性差，由于外径千分尺的测量杆是旋转向前推进的，所以极易划伤燃料板表面，而且人工测量容易带进主观性误差，受量具结构尺寸的影响，有些需要测量的位置点无法检测，所以对燃料板的质量判别有影响，特别是当进行大批量燃料板检测时，人工方式已明显不能满足检测要求。

目前，对于核燃料板厚度尺寸的检测，国内外文献资料较少，有关资料仅简单介绍了钢铁厂轧制普通匀质钢板的厚度测量仪，采用的方法有超声波法、激光法、涡流法等，因钢铁厂轧制的钢板允许公差较大，且对钢板尺寸检测点要求较为简单，远远达不到核燃料板检测点位置和检测点数量的检测要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可靠性好、检测精度高、自动化程度高并满足燃料板的厚度检测要求的核燃料板厚度检测装置。

本发明的技术方案如下：

一种核燃料板厚度自动检测装置，其特征是：所述的检测装置包括测量头、底座、X轴数控滑台、Y轴数控滑台和控制台，所述的测量头包括电感位移传感器，测量头通过螺钉固定在Y轴数控滑台上；X轴数控滑台通过螺钉连接板固定在底座上，Y轴数控滑台通过螺钉连接板固定在X轴数控滑台上，并与X轴数控滑台垂直安装，X轴数控滑台和Y轴数控滑台内安装有步进电机；定位夹具通过螺钉固定在底座上，并且与X轴数控滑台平行；电气拖链一端通过螺钉固定在底座上并与控制台的连接电缆连接，另一端通过螺钉固定在Y轴数控滑台上。

其附加特征是：

所述的测量头由上测臂锁紧螺钉、上测头锁紧螺钉、上测臂微调螺钉、上测臂连接杆、电感位移传感器、下测臂锁紧螺钉、下测头锁紧螺钉、下测臂微调螺钉和下测臂连接杆组成，通过螺钉固定在Y轴数控滑台上；上测臂微调螺钉通过上测头锁紧螺钉连接在上测臂连接杆上；上测臂连接杆通过上测臂锁紧螺钉与电感位移传感器连接；下测臂微调螺钉通过下测头锁紧螺钉连接在下测臂连接杆上，下测臂连接杆通过下测臂锁紧螺钉与电感位移传感器连接。

所述的螺钉连接板共有8组；定位夹具共有5组；被测量核燃料板放置在定位夹具的上面，标准块固定在定位夹具上。

本发明的效果在于：由于本发明的检测装置采用模块式结构，维护性好，安全可靠，自动化程度高，且具备故障自检、定位、报警功能，可以远距离操作，与传统的手工方式相比，可彻底克服人工手动检测的缺点，自动测量燃料板的厚度，大幅度提高检测的精度和工作效率，测量可靠性好、自动化程度高，满足燃料板的厚度检测要求。

附图说明

图1是本发明检测装置的结构示意图。

图2是本发明检测装置测量头的结构示意图。

图中：1.测量头  2.电气拖链  3.被测量燃料板  4.底座  5.X轴数控滑台  6.Y轴数控滑台  7.标准块  8.定位夹具  9.螺钉连接板10.控制台  11.连接电缆  12.上测臂锁紧螺钉  13.上测头锁紧螺钉14.上测臂微调螺钉  15.上测臂连接杆  16.电感位移传感器  17.下测臂锁紧螺钉  18.下测头锁紧螺钉  19.下测臂微调螺钉  20.下测臂连接杆21.被测燃料板  22.步进电机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

如图1所示，本发明的燃料板厚度测量系统包括测量头1、X数控滑台5、Y数控滑台6、底座4、控制台10、电感位移传感器16等部件。

底座4是本发明测量系统的安装基础，测量头1通过螺钉固定在Y轴数控滑台6上，可以随Y轴数控滑台6运动；X轴数控滑台5通过螺钉连接板9固定在底座4上Y轴数控滑台6通过螺钉连接板9固定在X数控滑台5上，并与X数控滑台5垂直安装，螺钉连接板9共有八件；X数控滑台5和Y数控滑台6采用全封闭防尘结构，将滚动丝杆、滚动螺母、滚动导轨，行程开关全部封装在高强度铝防护板内，在X数控滑台5和Y数控滑台6内安装有步进电机22和编码器，用于数控滑台的驱动和位置反馈，X数控控滑台5和Y数控滑台6还设有机械零点(即XY轴运动的基准点)。电气拖链2一端通过螺钉固定在底座4上并与控制台10的连接电缆11连接，另一端通过螺钉固定在Y轴数控滑台6上，当X轴数控滑台5运动时带动Y轴数控滑台6及电气拖链2一起运动，保证电气拖链2内部的电缆线不会产生缠绕。定位夹具8有共有5件通过螺钉固定在底座4上，并且与X轴数控滑台5平行。被测量燃料板21放置在定位夹具8上面，标准块7固定在定位夹具8上。控制台10包括测控系统、计算机数据处理系统两大部分，采用一体化机柜，整合电源、驱动、及显示部分，显示面板包括预置参数的开关，显示指示灯、以及电源总开关，控制仪与外部各功能模块均采用航空插头连接，便于各功能模块的维修和更换。控制台10通过连接电缆11对X轴数控滑台5、Y轴数控滑台6、测量头1等发出控制命令。

如图2所示，本发明测量系统的测量头1由上测臂锁紧螺钉12、上测头锁紧螺钉13、上测臂微调螺钉14、上测臂连接杆15、电感位移传感器16、下测臂锁紧螺钉17、下测头锁紧螺钉18、下测臂微调螺钉19和下测臂连接杆20组成，通过螺钉固定在Y轴数控滑台6上。上测臂微调螺钉14通过上测头锁紧螺钉13连接在上测臂连接杆15上；上测臂连接杆15通过上测臂锁紧螺钉12连接在电感位移传感器16上；下测臂微调螺钉19通过下测头锁紧螺钉18连接在下测臂连接杆20上，下测臂连接杆20通过下测头锁紧螺钉17连接在电感位移传感器16上。测量头1通过上测臂连接杆15、下测臂连接杆20的收张动作，利用上测臂微调螺钉14和下测臂微调螺钉19夹紧被测燃料板21，并同电感位移传感器16测量出被测燃料板21的厚度。

测量头1采用杠杆式结构，通过接触测臂的变化，使电感位移传感器的电感发生变化，对应于测点处板厚相对于标准块7的差值，该差值信号通过控制台10包括的测控系统、计算机数据处理系统采集后，通过与标准块7的厚度值进行和差运算，得到燃料板的板厚度尺寸数据，最大测量误差为-0.005mm。

Claims (3)

1.一种核燃料板厚度自动检测装置，其特征在于：所述的检测装置包括测量头(1)、底座(4)、X轴数控滑台(5)、Y轴数控滑台(6)和控制台(10)，所述的测量头(1)包括电感位移传感器(16)，测量头(1)通过螺钉固定在Y轴数控滑台(6)上；X轴数控滑台(5)通过螺钉连接板(9)固定在底座(4)上，Y轴数控滑台(6)通过螺钉连接板(9)固定在X轴数控滑台(5)上，并与X轴数控滑台(5)垂直安装，X轴数控滑台(5)和Y轴数控滑台(6)内安装有步进电机(22)；定位夹具(8)通过螺钉固定在底座(4)上，并且与X轴数控滑台(5)平行；电气拖链(2)一端通过螺钉固定在底座(4)上并与控制台(10)的连接电缆(11)连接，另一端通过螺钉固定在Y轴数控滑台(6)上。

2.按照权利要求1所述的核燃料板厚度自动检测装置，其特征在于：所述的测量头(1)由上测臂锁紧螺钉(12)、上测头锁紧螺钉(13)、上测臂微调螺钉(14)、上测臂连接杆(15)、电感位移传感器(16)、下测臂锁紧螺钉(17)、下测头锁紧螺钉(18)、下测臂微调螺钉(19)和下测臂连接杆(20)组成，通过螺钉固定在Y轴数控滑台(6)上；上测臂微调螺钉(14)通过上测头锁紧螺钉(13)连接在上测臂连接杆(15)上；上测臂连接杆(15)通过上测臂锁紧螺钉(12)与电感位移传感器(16)连接；下测臂微调螺钉(19)通过下测头锁紧螺钉(18)连接在下测臂连接杆(20)上，下测臂连接杆(20)通过下测臂锁紧螺钉(17)与电感位移传感器(16)连接。

3.按照权利要求1或2所述的核燃料板厚度自动检测装置，其特征在于：所述的螺钉连接板(9)共有8组；定位夹具(8)共有5组；被测量核燃料板(21)放置在定位夹具(8)的上面，标准块(7)固定在定位夹具(8)上。

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