CN107356496B - 一种水测芯块密度测量设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及芯块密度测量技术领域,特别涉及一种水测芯块密度测量设备。其包括测量平台,所述测量平台上设有电子天平,所述电子天平上设有测量槽,所述测量槽内固定设置有芯块托架。本发明的水测芯块密度测量设备能够解决现有技术中所存在的在测量芯块密度时容易出现芯块尺寸测量存在误差导致密度测算不准确的问题,通过测量芯块的干重和湿重计算出芯块密度,避免对芯块尺寸和体积进行测算,降低测量和计算的误差。
Description
技术领域
本发明涉及芯块密度测量技术领域,特别涉及一种水测芯块密度测量设备。
背景技术
燃料芯块,为构成燃料元件而堆叠在包壳内的燃料小块,通常为圆柱形。燃料芯块是燃料元件的核心部分。目前在核燃料领域中,氧化铀、氧化钍、氧化钚及其混合物和其他氧化物的应用较为广泛。
燃料芯块大多采用传统的粉末冶金工艺制造,即将氧化物粉末冷压成生坯,然后高温烧结成圆柱形并具有一定尺寸、强度和密度的烧结快,最后通过磨削和检查,得到符合技术条件的燃料芯块。
在检查的过程总,需要着重对芯块的密度进行测量。在现有技术中,主要是利用测量工具测算出芯块在空气中的干重和和芯块的尺寸和体积后通过公式进行密度的测算。但是,在这个测量过程中,在测量芯块的尺寸时,容易产生较大的误差,从而造成芯块的体积测算不准确并导致最后的芯块密度测量结果不准确。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的在测量芯块密度时容易出现芯块尺寸测量存在误差导致密度测算不准确的问题,提供一种水测芯块密度测量设备,其能够避免对芯块尺寸和体积进行测算,解决常规测量时对芯块体积测算存在误差导致芯块密度测算不准确的问题。
为了实现上述发明目的,本发明提供了以下技术方案:
一种水测芯块密度测量设备,包括测量平台,所述测量平台上设有电子天平,所述电子天平上设有测量槽,所述测量槽内固定设置有芯块托架。其中,测量槽内可以盛放液体。相较于利用普通的测量方式和利用公式来计算芯块密度,通过水测芯块密度能够避免对芯块尺寸和体积进行测算,解决常规测量时对芯块体积测算存在误差导致芯块密度测算不准确的问题。其可以通过公式 来进行计算芯块密度,式中:
ρ—烧结块样品密度;
M1—芯块样品在空气中的重量(简称干重);
M2—充分浸水后的烧结块样品在浸没液中的悬浮重量(简称湿重);
δ—浸润液的密度;
λ—空气密度。
根据该公式,只需要测算出芯块的干重和湿重,再配合浸润芯块的浸润液的密度和空气密度就能够计算出芯块的密度。因此,在设置电子天平和测量槽后,就可以在测量槽保持干燥的条件下测算出芯块的干重,在测量槽内充入液体后可以测算出芯块的湿重,芯块托架可以用于放置和固定芯块,以防止芯块在进行测重时发生移动,使测算结果不准确。
作为本发明的优选方案,所述芯块托架为V形条状结构。实际中的芯块一般为圆柱形,将芯块托架设置为V形的条状结构后,芯块防止在其上时可以保持稳定和静止状态。
作为本发明的优选方案,所述测量平台上设有干料盘和水槽,所述水槽内设有湿料盘,所述湿料盘的水平高度低于水槽的水平高度。干料盘和湿料盘的均是用于盛放芯块,干料盘中放置的芯块主要用于测量干重,湿料盘内放置的芯块用于测量湿重。在测量时,若将干燥的芯块在测量干重后直接进行湿重的测量,芯块在放置入浸润液时表面容易出现气泡导致测量结果不准确,因此,在测量湿重之前,需要对芯块进行一定时间的浸泡,使其表面的气泡消失后,方能进行准确的计算。在使用时,首先将待测量的芯块全部放置在干料盘上以便于对芯块进行集中和拿取,在将芯块拿取到测量槽中进行干重测量后,将芯块全部放置到湿料盘上,然后对水槽内注入液体,由于湿料盘的水平高度低于水槽的水平高度,从而能够注入液体使得液体完全浸没湿料盘上的芯块,在将芯块浸泡一段时间后,再将芯块放置入测量槽中进行湿重的测量,从而得出准确的测量结果。
作为本发明的优选方案,所述干料盘和湿料盘上设有用于放置芯块的V型槽。芯块为圆柱形,将芯块放置在V型槽上可以有效地对芯块进行固定放置,防止其出现滑动等情况。
作为本发明的优选方案,所述测量平台内设有储水箱和水泵,所述储水箱、水泵和水槽通过输水管道接通。在设置储水箱、水泵并将其通过输水管道与水槽接通后,在需要对芯块进行浸泡时,就不用再让使用者人工向水槽里注入浸润液,只需要通过水泵从储水箱里抽取浸润液进入水槽即可,从而简化了使用者的操作,使用起来更为便利。
作为本发明的优选方案,所述水泵为蠕动泵。蠕动泵具有无污染、精度高、密封性好和维护简单等特点,相较于传统水泵能够减少使用者的操作,增加便利性。
作为本发明的优选方案,所述干料盘和湿料盘的位置固定,所述V型槽以固定的间隔平行设置在干料盘和湿料盘上,所述测量平台内部设有控制系统,所述测量平台上设有机械臂,所述机械臂与控制系统接通。设置机械臂和控制系统后,抓取、拿放芯块的任务即可交由机械臂及其控制系统完成,控制系统包括电路、信息传输通路以及处理器等装置,同时可以外接电脑,由电脑算法或者使用者控制其运行。在使用时,需要将干料盘和湿料盘的位置固定,并将其上的V型槽以固定的间隔均匀设置,以在控制系统内以固定的距离或坐标的形式固定干料盘、湿料盘及其上的V型槽的位置,便于控制系统控制机械臂对其上的芯块进行定位和抓取放置。
作为本发明的优选方案,所述机械臂包括固定端,主臂和次臂,所述固定端和主臂、主臂和次臂之间均为可转动连接,所述次臂上设有机械爪,所述机械爪上设有红外探测传感器。将机械臂设置为包括固定端、主臂和次臂的结构且固定端和主臂、主臂和次臂之间均为可转动连接后,可以加强机械臂的灵活性,在机械爪上设置的红外探测探测传感器可以工作时对芯块进行探测,当V型槽上有芯块时,可以将其探测到并进行抓取;当V型槽上没有芯块时,可以将该信息反馈至控制系统,控制系统控制机械爪直接跳过该段V型槽,从而提高了工作效率。
作为本发明的优选方案,所述测量平台上和水槽内均设有若干个支架,所述不同的支架上设有固定凹槽,所述干料盘和湿料盘底部设置有与固定凹槽适配的凸块,所述干料盘和湿料盘固定在支架上。这样设置后,干料盘和湿料盘可以通过凸块和凹槽的配合固定在支架上。同时,在需要将干料盘和湿料盘取下以进行清理或调整时也非常方便。
作为本发明的优选方案,所述测量平台底部设有可伸缩支柱和脚轮。可伸缩支柱对测量平台进行支撑,当需要移动测量平台时,将可伸缩支柱收起后即可通过脚轮对测量平台进行移动。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1、水测芯块密度能够避免对芯块尺寸和体积进行测算,解决常规测量时对芯块体积测算存在误差导致芯块密度测算不准确的问题。其可以通过公式 来进行计算芯块密度,只需要测算出芯块的干重和湿重,再配合浸润芯块的浸润液的密度和空气密度就能够计算出芯块的密度。
2、,干料盘和湿料盘的均是用于盛放芯块,干料盘中放置的芯块主要用于测量干重,湿料盘内放置的芯块用于测量湿重。由于湿料盘的水平高度低于水槽的水平高度,从而能够注入液体使得液体完全浸没湿料盘上的芯块,在将芯块浸泡一段时间后,再将芯块放置入测量槽中进行湿重的测量,从而得出准确的测量结果。
3、设置机械臂和控制系统后,抓取、拿放芯块的任务即可交由机械臂及其控制系统完成。在使用时,需要将干料盘和湿料盘的位置固定,并将其上的V型槽以固定的间隔均匀设置,以在控制系统内以固定的距离或坐标的形式固定干料盘、湿料盘及其上的V型槽的位置,便于控制系统控制机械臂对其上的芯块进行定位和抓取放置。
附图说明:
图1为本发明的水测芯块密度测量设备结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为本发明的一个实施例中测量槽的结构示意图。
图4为芯块托架的结构示意图。
图5为图4的侧视图。
图6为本发明的一个实施例中湿料盘和干料盘的结构示意图。
图7为本发明的一个实施例中支架和固定凹槽的结构示意图。
图8为机械臂的结构示意图。
图中标记:1-测量平台,2-测量槽,201-芯块托架,3-电子天平,4-干料盘,5-水槽,501-湿料盘,6-V型槽,7-储水箱,8-水泵,9-输水管道,10-控制系统,11-机械臂,1101-固定端,1102-主臂,1103-次臂,1104-机械爪,12-支架,1201-固定凹槽,13-凸块,14-可伸缩支柱,15-脚轮。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
如图1和图2所示,一种水测芯块密度测量设备,包括测量平台1,所述测量平台1上设有电子天平3,所述电子天平3上设有测量槽2,所述测量槽2内固定设置有芯块托架201。其中,测量槽2内可以盛放液体。相较于利用普通的测量方式和利用公式来计算芯块密度,通过水测芯块密度能够避免对芯块尺寸和体积进行测算,解决常规测量时对芯块体积测算存在误差导致芯块密度测算不准确的问题。其可以通过公式来进行计算芯块密度,根据该公式,只需要测算出芯块的干重和湿重,再配合浸润芯块的浸润液的密度和空气密度就能够计算出芯块的密度。因此,在设置电子天平3和测量槽2后,就可以在测量槽2保持干燥的条件下测算出芯块的干重,在测量槽2内充入液体后可以测算出芯块的湿重,芯块托架201可以用于放置和固定芯块,以防止芯块在进行测重时发生移动,使测算结果不准确。
实施例2
如图1至图4所示,一种水测芯块密度测量设备,包括测量平台1,所述测量平台1上设有电子天平3,所述电子天平3上设有测量槽2,所述测量槽2内固定设置有芯块托架201。其中,测量槽2内可以盛放液体。相较于利用普通的测量方式和利用公式来计算芯块密度,通过水测芯块密度能够避免对芯块尺寸和体积进行测算,解决常规测量时对芯块体积测算存在误差导致芯块密度测算不准确的问题。其可以通过公式来进行计算芯块密度,根据该公式,只需要测算出芯块的干重和湿重,再配合浸润芯块的浸润液的密度和空气密度就能够计算出芯块的密度。因此,在设置电子天平3和测量槽2后,就可以在测量槽2保持干燥的条件下测算出芯块的干重,在测量槽2内充入液体后可以测算出芯块的湿重,芯块托架201可以用于放置和固定芯块,以防止芯块在进行测重时发生移动,使测算结果不准确。
在上述实施方式的基础上,述芯块托架为V形条状结构。实际中的芯块一般为圆柱形,将芯块托架设置为V形的条状结构后,芯块防止在其上时可以保持稳定和静止状态。
在本实施例中,在测量槽2内设有两个水平高度不一致的芯块托架201,两个芯块托架固定在同一个竖杆上,竖杆放置在电子天平3上。这样设置后,在测量时,由于两个芯块托架201的水平高度不一致,注入浸润液时只需要浸没水平高度较低的芯块托架201即可,这样未被浸没的芯块托架201可以用于测量干重,被浸没的芯块托架201可以用来测量湿重,从而实现了干重测量和湿重测量的分工,避免了在测量干重和湿重时需要对测量槽进行排出和注入浸润液的操作。
实施例3
如图1至图7所示,一种水测芯块密度测量设备,包括测量平台1,所述测量平台1上设有电子天平3,所述电子天平3上设有测量槽2,所述测量槽2内固定设置有芯块托架201。其中,测量槽2内可以盛放液体。相较于利用普通的测量方式和利用公式来计算芯块密度,通过水测芯块密度能够避免对芯块尺寸和体积进行测算,解决常规测量时对芯块体积测算存在误差导致芯块密度测算不准确的问题。其可以通过公式来进行计算芯块密度,根据该公式,只需要测算出芯块的干重和湿重,再配合浸润芯块的浸润液的密度和空气密度就能够计算出芯块的密度。因此,在设置电子天平3和测量槽2后,就可以在测量槽2保持干燥的条件下测算出芯块的干重,在测量槽2内充入液体后可以测算出芯块的湿重,芯块托架201可以用于放置和固定芯块,以防止芯块在进行测重时发生移动,使测算结果不准确。
在上述实施方式的基础上,所述测量平台1上设有干料盘4和水槽5,所述水槽5内设有湿料盘501,所述湿料盘501的水平高度低于水槽5的水平高度。干料盘4和湿料盘501的均是用于盛放芯块,干料盘4中放置的芯块主要用于测量干重,湿料盘501内放置的芯块用于测量湿重。在测量时,若将干燥的芯块在测量干重后直接进行湿重的测量,芯块在放置入浸润液时表面容易出现气泡导致测量结果不准确,因此,在测量湿重之前,需要对芯块进行一定时间的浸泡,使其表面的气泡消失后,方能进行准确的计算。在使用时,首先将待测量的芯块全部放置在干料盘4上以便于对芯块进行集中和拿取,在将芯块拿取到测量槽2中进行干重测量后,将芯块全部放置到湿料盘501上,然后对水槽内注入液体,由于湿料盘501的水平高度低于水槽5的水平高度,从而能够注入液体使得液体完全浸没湿料盘501上的芯块,在将芯块浸泡一段时间后,再将芯块放置入测量槽2中进行湿重的测量,从而得出准确的测量结果。
在上述实施方式的基础上,所述干料盘4和湿料盘501上设有用于放置芯块的V型槽6。芯块为圆柱形,将芯块放置在V型槽6上可以有效地对芯块进行固定放置,防止其出现滑动等情况。
在上述实施方式的基础上,所述测量平台1内设有储水箱7和水泵8,所述储水箱7、水泵8和水槽5通过输水管道9接通。在设置储水箱7、水泵8并将其通过输水管道9与水槽5接通后,在需要对芯块进行浸泡时,就不用再让使用者人工向水槽5里注入浸润液,只需要通过水泵8从储水箱7里抽取浸润液进入水槽5即可,从而简化了使用者的操作,使用起来更为便利。
在上述实施方式的基础上,所述水泵8为蠕动泵。蠕动泵具有无污染、精度高、密封性好和维护简单等特点,相较于传统水泵能够减少使用者的操作,增加便利性。
在上述实施方式的基础上,所述干料盘4和湿料盘501的位置固定,所述V型槽6以固定的间隔平行设置在干料盘4和湿料盘501上,所述测量平台1内部设有控制系统10,所述测量平台上设有机械臂11,所述机械臂11与控制系统10接通。设置机械臂11和控制系统10后,抓取、拿放芯块的任务即可交由机械臂11及其控制系统10完成,控制系统10包括电路、信息传输通路以及处理器等装置,同时可以外接电脑,由电脑算法或者使用者控制其运行。在使用时,需要将干料盘4和湿料盘501的位置固定,并将其上的V型槽6以固定的间隔均匀设置,以在控制系统10内以固定的距离或坐标的形式固定干料盘4、湿料盘501及其上的V型槽6的位置,便于控制系统10控制机械臂11对其上的芯块进行定位和抓取放置。
实施例4
如图1至图8所示,一种水测芯块密度测量设备,包括测量平台1,所述测量平台1上设有电子天平3,所述电子天平3上设有测量槽2,所述测量槽2内固定设置有芯块托架201。其中,测量槽2内可以盛放液体。相较于利用普通的测量方式和利用公式来计算芯块密度,通过水测芯块密度能够避免对芯块尺寸和体积进行测算,解决常规测量时对芯块体积测算存在误差导致芯块密度测算不准确的问题。其可以通过公式来进行计算芯块密度,根据该公式,只需要测算出芯块的干重和湿重,再配合浸润芯块的浸润液的密度和空气密度就能够计算出芯块的密度。因此,在设置电子天平3和测量槽2后,就可以在测量槽2保持干燥的条件下测算出芯块的干重,在测量槽2内充入液体后可以测算出芯块的湿重,芯块托架201可以用于放置和固定芯块,以防止芯块在进行测重时发生移动,使测算结果不准确。
在上述实施方式的基础上,所述测量平台1上设有干料盘4和水槽5,所述水槽5内设有湿料盘501,所述湿料盘501的水平高度低于水槽5的水平高度。干料盘4和湿料盘501的均是用于盛放芯块,干料盘4中放置的芯块主要用于测量干重,湿料盘501内放置的芯块用于测量湿重。在测量时,若将干燥的芯块在测量干重后直接进行湿重的测量,芯块在放置入浸润液时表面容易出现气泡导致测量结果不准确,因此,在测量湿重之前,需要对芯块进行一定时间的浸泡,使其表面的气泡消失后,方能进行准确的计算。在使用时,首先将待测量的芯块全部放置在干料盘4上以便于对芯块进行集中和拿取,在将芯块拿取到测量槽2中进行干重测量后,将芯块全部放置到湿料盘501上,然后对水槽内注入液体,由于湿料盘501的水平高度低于水槽5的水平高度,从而能够注入液体使得液体完全浸没湿料盘501上的芯块,在将芯块浸泡一段时间后,再将芯块放置入测量槽2中进行湿重的测量,从而得出准确的测量结果。
在上述实施方式的基础上,所述干料盘4和湿料盘501的位置固定,所述V型槽6以固定的间隔平行设置在干料盘4和湿料盘501上,所述测量平台1内部设有控制系统10,所述测量平台上设有机械臂11,所述机械臂11与控制系统10接通。设置机械臂11和控制系统10后,抓取、拿放芯块的任务即可交由机械臂11及其控制系统10完成,控制系统10包括电路、信息传输通路以及处理器等装置,同时可以外接电脑,由电脑算法或者使用者控制其运行。在使用时,需要将干料盘4和湿料盘501的位置固定,并将其上的V型槽6以固定的间隔均匀设置,以在控制系统10内以固定的距离或坐标的形式固定干料盘4、湿料盘501及其上的V型槽6的位置,便于控制系统10控制机械臂11对其上的芯块进行定位和抓取放置。
在上述实施方式的基础上,所述机械臂11包括固定端1101,主臂1102和次臂1103,所述固定端1101和主臂1102、主臂1102和次臂1103之间均为可转动连接,所述次臂1103上设有机械爪1104,所述机械爪1104上设有红外探测传感器。将机械臂11设置为包括固定端1101、主臂1102和次臂1103的结构且固定端1101和主臂1102、主臂1102和次臂1103之间均为可转动连接后,可以加强机械臂11的灵活性,在机械爪1104上设置的红外探测探测传感器可以工作时对芯块进行探测,当V型槽6上有芯块时,可以将其探测到并进行抓取;当V型槽6上没有芯块时,可以将该信息反馈至控制系统10,控制系统10控制机械爪1104直接跳过该段V型槽6,从而提高了工作效率。
在上述实施方式的基础上,所述测量平台1上和水槽5内均设有若干个支架12,所述不同的支架12上设有固定凹槽1201,所述干料盘4和湿料盘501底部设置有与固定凹槽1201适配的凸块13,所述干料盘4和湿料盘501固定在支架12上。这样设置后,干料盘4和湿料盘501可以通过凸块13和凹槽1201的配合固定在支架12上。同时,在需要将干料盘4和湿料盘501取下以进行清理或调整时也非常方便。
在上述实施方式的基础上,所述测量平台1底部设有可伸缩支柱14和脚轮15。可伸缩支柱14对测量平台1进行支撑,当需要移动测量平台1时,将可伸缩支柱14收起后即可通过脚轮15对测量平台1进行移动。
Claims (6)
1.一种水测芯块密度测量设备,包括测量平台,其特征在于,所述测量平台上设有电子天平,所述电子天平上设有测量槽,所述测量槽内固定设置有两个水平高度不一致的芯块托架;在测量时,注入浸润液时只需要浸没水平高度较低的芯块托架即可,未被浸没的芯块托架用于测量干重,被浸没的芯块托架用来测量湿重;所述测量平台上设有干料盘和水槽,所述水槽内设有湿料盘,所述湿料盘的水平高度低于水槽的水平高度;所述干料盘和湿料盘上设有用于放置芯块的V型槽;所述干料盘和湿料盘的位置固定,所述V型槽以固定的间隔平行设置在干料盘和湿料盘上,所述测量平台内部设有控制系统,所述测量平台上设有机械臂,所述机械臂与控制系统接通;所述测量平台上和水槽内均设有若干个支架,所述支架上设有固定凹槽,所述干料盘和湿料盘底部设置有与固定凹槽适配的凸块,所述干料盘和湿料盘固定在支架上。
2.根据权利要求1所述的水测芯块密度测量设备,其特征在于,所述芯块托架为V形条状结构。
3.根据权利要求1所述的水测芯块密度测量设备,其特征在于,所述测量平台内设有储水箱和水泵,所述储水箱、水泵和水槽通过输水管道接通。
4.根据权利要求3所述的水测芯块密度测量设备,其特征在于,所述水泵为蠕动泵。
5.根据权利要求1所述的水测芯块密度测量设备,其特征在于,所述机械臂包括固定端,主臂和次臂,所述固定端和主臂、主臂和次臂之间均为可转动连接,所述次臂上设有机械爪,所述机械爪上设有红外探测传感器。
6.根据权利要求1所述的水测芯块密度测量设备,其特征在于,所述测量平台底部设有可伸缩支柱和脚轮。
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