CN114137593A - 放射性元素的检测装置及其维护方法 - Google Patents

放射性元素的检测装置及其维护方法 Download PDF

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夏晓峰
张秀丽
栾建举
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Abstract

本发明提供了放射性元素的检测装置及其维护方法,所述放射性元素的检测装置包括炬管和线圈,线圈固定在支架上;承载件用于承载炬管和基座,炬管设置在基座上;竖直导轨设置在支架上,移动件设置在竖直导轨上,承载件的底部设置在移动件上;第一限位单元设置在移动件上,用于限定底部的前后移动,第二限位单元设置在移动件上,用于限定所述底部的左右移动;第三限位单元设置在支架上,用于限定移动件的竖直移动;推动单元对移动件施加向上的推力;机械手用于移动所述第三限位单元,使得所述移动件被固定在不同高度处,以及移动所述第二限位单元,使得左右移动或固定所述底部。本发明具有自动化、安全等优点。

Description

放射性元素的检测装置及其维护方法
技术领域
本发明涉及元素检测,特别涉及放射性元素的检测装置及其维护方法。
背景技术
在核工业乏燃料后处理阶段,需要用ICP-OES对高放废液中的非挥发性元素进行分析,而样品本身具有强γ放射性,其放射源活度浓度达到1013Bq/L,因此需要利用屏蔽室来辐射防护。这就需要自动化装置去开展检测和维护,但目前尚未有满足该目的的检测装置。
发明内容
为解决上述现有技术方案中的不足,本发明提供了一种放射性元素的检测装置。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
放射性元素的检测装置,所述放射性元素的检测装置包括检测单元和支架,所述检测单元包括炬管和线圈,所述线圈固定在所述支架上;所述放射性元素的检测装置还包括:
承载件,所述承载件用于承载所述炬管和基座,所述炬管设置在所述基座上;
移动件和竖直导轨,所述竖直导轨设置在所述支架上,所述移动件设置在所述竖直导轨上,所述承载件的底部设置在所述移动件上;
第一限位单元和第二限位单元,所述第一限位单元设置在所述移动件上,用于限定所述底部的前后移动,所述第二限位单元设置在所述移动件上,用于限定所述底部的左右移动;
第三限位单元,所述第三限位单元设置在所述支架上,用于限定所述移动件的竖直移动;
推动单元,所述推动单元对所述移动件施加向上的推力;
机械手,所述机械手用于移动所述第三限位单元,使得所述移动件被固定在不同高度处,以及移动所述第二限位单元,使得左右移动或固定所述底部。
本发明的另一目的在于提供了本发明放射性元素的检测装置的维护方法,该发明目的是通过以下技术方案得以实现的:
本发明的放射性元素的检测装置的维护方法,所述放射性元素的检测装置的维护方法包括以下步骤:
(A1)机械手正向移动第三限位单元,移动件脱离所述第三限位单元的限位;
(A2)机械手向下推动所述移动件;
(A3)机械手反向移动所述第三限位单元,所述第三限位单元处于所述移动件处于的上侧,阻止所述移动件上移;
(A4)所述机械手移动所述第二限位单元,使得承载件底部右侧的限位被解除;
(A5)机械手移动所述承载件,使得所述承载件脱离第一限位单元。
与现有技术相比,本发明具有的有益效果为:
为了适应放射性元素的检测,防止操作人员辐照损伤,提出了自动化远程操作方案,从而取得了以下技术优势;
1.装配精度高;
利用机械手对承载件进行抓取、分离操作,并通过第一限位单元、第二限位单元和第三限位单元,实现对承载件的三维精确控制,确保RF线圈与炬管的同轴精度在0.2mm;
2.自动化;
用机械手实现平移、旋转等动作,自动化地实现了炬管的更换;
3.安全;
无需人员进入核辐射环境维护,提高了安全性。
附图说明
参照附图,本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是:这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案,而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中:
图1是根据本发明实施例放射性元素的检测装置的结构示意图;
图2是根据本发明实施例第二限位单元的结构示意图。
具体实施方式
图1-2和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了解释本发明技术方案,已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此,本发明并不局限于下述可选实施方式,而仅由权利要求和它们的等同物限定。
实施例1:
图1给出了本发明实施例的放射性元素的检测装置的结构示意图,如图1所示,所述放射性元素的检测装置包括:
检测单元和支架11,所述检测单元包括炬管22和线圈21,所述线圈21固定在所述支架11上;
承载件24,所述承载件24用于承载所述炬管22和基座23,所述炬管22设置在所述基座23上;
移动件41和竖直导轨42,所述竖直导轨42设置在所述支架11上,所述移动件41设置在所述竖直导轨42上,所述承载件24的底部241设置在所述移动件41上;
第一限位单元30和第二限位单元,所述第一限位单元30设置在所述移动件41上,用于限定所述底部241的前后移动,所述第二限位单元设置在所述移动件41上,用于限定所述底部241的左右移动;
第三限位单元,所述第三限位单元设置在所述支架11上,用于限定所述移动41件的竖直移动;
推动单元51,所述推动单元51对所述移动件41施加向上的推力;
机械手,所述机械手用于移动所述第三限位单元35,使得所述移动件41被固定在不同高度处,以及移动所述第二限位单元31,使得左右移动或固定所述底部241。
为了限制移动件前后移动,进一步地,所述第一限位单元30包括固定在所述移动件41上侧的前后方向,且相互平行的第一限位件和第二限位件,所述底部241被卡在所述第一限位件、第二限位件和移动件41间形成的凹槽内。
为了限制移动件左右平移,进一步地,所述第二限位单元包括第三限位件33和第四限位件31,所述第三限位件33用于阻挡所述底部241的左移,如图2所示,所述第四限位件31包括:
第一旋转臂312和第一转轴314,所述第一旋转臂312绕着所述第一转轴314转动,所述第一转轴314设置在所述底部241上;
第一夹持件311,所述第一夹持件311固定在所述第一旋转臂312的一端,允许所述机械手夹持;
第一导向件315和固定件313,所述第一导向件315固定在所述底部241上,所述固定件313的一端活动地连接所述第一旋转臂312的另一端,另一端穿过所述第一导向件315和底部241,插入所述移动件41上侧的孔内。
为了驱动固定件竖直移动,进一步地,所述固定件和旋转臂的连接方式为:
所述第一旋转臂312具有腰型孔316,所述固定件313的一端穿过所述腰型孔316,并在所述腰型孔316内滑动。
为了利用转动的方式限制移动件的竖直移动,进一步地,所述第三限位单元包括第五限位件35和第六限位件32,所述第五限位件35和第六限位件32分别包括:
第二转轴和第二旋转臂,所述第二转轴固定在所述支架11上,所述第二旋转臂绕所述第二转轴旋转;
第二夹持件,所述第二夹持件固定在所述第二旋转臂上,并允许所述机械手夹持;
限位部,所述限位部设置在所述第二旋转臂上,并具有限位槽,当所述第二旋转臂旋转时,使得所述移动件41被夹在限位槽内,或被所述限位部的下侧阻挡。
为了为移动件41以及其承载的部件提供向上的推力,进一步地,所述推动单元51包括:
支板52,所述支板52水平地固定在所述支架11上,并处于所述移动件41的下侧;所述支板52具有贯穿的导向孔;
第二导向件53,所述第二导向件53穿过所述导向孔,一端固定在所述移动件41上;
第一滑轮511和第二滑轮512,所述第一滑轮511和第二滑轮512分别固定在所述支板52的下侧,且处于所述第二导向件53的两侧;
第一配重513和第二配重514,第一连接绳的一端连接所述第二导向件53,另一端绕过所述第一滑轮511,并与所述第一配重513连接,第二连接绳的一端连接所述第二导向件53,另一端绕过所述第二滑轮512,并与所述第二配重514连接。
为了便于移动件及其承载的部件的竖直移动,进一步地,所述推动单元51中配重的质量和等于所述移动件41及其承载的部件的质量和。
本发明实施例放射性元素的检测装置的维护方法,所述放射性元素的检测装置的维护方法包括以下步骤:
(A1)机械手正向移动第三限位单元,移动件41脱离所述第三限位单元的限位;
(A2)机械手向下推动所述移动件41;
(A3)机械手反向移动所述第三限位单元,所述第三限位单元处于所述移动件41处于的上侧,阻止所述移动件41上移;
(A4)所述机械手移动所述第二限位单元,使得承载件24底部右侧的限位被解除;
(A5)机械手移动所述承载件24,使得所述承载件24脱离第一限位单元30。
为了将移动件限定在不同的高度,进一步地,在步骤(A1)中,机械手移动第三限位单元的方式为:
机械手正向旋转所述第三限位单元,所述移动件41的端部脱离限位槽;
在步骤(A3)中,机械手反向旋转所述第三限位单元,所述移动件41的端部被第三限位单元阻挡。
为了控制所述底部的平移,进一步地,在步骤(A4)中,所述机械手移动所述第二限位单元的方式为:
机械手向下按压第一旋转臂312的一端,第一旋转臂312的另一端带动固定件313在第一导向件315内上移,使得所述固定件313的下端脱离所述移动件41上的孔。
实施例2:
根据本发明实施例1的放射性元素的检测装置及其维护方法的应用例。
在本应用例中,如图1所示,炬管22设置在基座23上,承载件24承载所述炬管22和基座23;第一竖直导轨42和第二竖直导轨43分别设置在所述支架11上,所述移动件41设置在二个竖直导轨上,所述承载件24的底部241设置在所述移动件41上;
第一限位单元30中,固定在所述移动件41上侧的前后方向,且相互平行的第一限位件和第二限位件,所述底部241被卡在所述第一限位件、第二限位件和移动件41间形成的凹槽内,使得底部241仅有左右平移,无前后平移和竖直平移;
第一导向部和第二导向部设置在所述移动件的上侧,自右向左地,二个导向部间的距离变小,最小距离等于第一限位件和第二限位件间的距离;
如图2所示,第二限位单元中,第三限位件33采用第一挡块,第一挡块固定在所述移动件41上,用于阻挡所述底部241的进一步左移;第四限位件31中,弯折状的第一旋转臂312绕着所述第一转轴314转动,所述第一转轴314设置在所述底部241上;第一夹持件311固定在所述第一旋转臂312的一端,允许所述机械手夹持;第一导向件315固定在所述底部241上,固定件313的一端活动地连接所述第一旋转臂312的另一端,另一端穿过所述第一导向件315和底部241,插入所述移动件41上侧的孔内;所述第一旋转臂312具有腰型孔316,所述固定件313的一端穿过所述腰型孔316,并在所述腰型孔316内滑动;
第三限位单元中,第五限位件35和第六限位件32分别包括:第二转轴固定在所述支架11上,第二旋转臂绕所述第二转轴旋转;第二夹持件固定在所述第二旋转臂上,并允许所述机械手夹持;限位部设置在所述第二旋转臂上,并具有限位槽,当所述第二旋转臂旋转时,使得所述移动件41的左端和右端分别被夹在限位槽内,或被所述限位部的下侧阻挡;第五限位件限定移动件右端的位置,第六限位件限定移动件左端的位置;第二挡块36设置在支架11上,阻挡移动件41的进一步下移;第三挡块设置在支架11上,阻挡移动件41的进一步上移;
推动单元51中,支板52水平地固定在所述支架11上,并处于所述移动件41的下侧;所述支板52具有二个相互平行且贯穿支板52的导向孔:第一导向孔和第二导向孔;第二导向件53穿过所述第一导向孔,一端固定在所述移动件41上,第三导向件54穿过所述第二导向孔,一端固定在所述移动件41上;第一滑轮511和第二滑轮512分别固定在所述支板52的下侧,且处于所述第二导向件53的两侧;第一连接绳的一端连接所述第二导向件53,另一端绕过所述第一滑轮511,并与所述第一配重513连接,第二连接绳的一端连接所述第二导向件53,另一端绕过所述第二滑轮512,并与所述第二配重514连接;第三滑轮515和第四滑轮516分别固定在所述支板52的下侧,且处于所述第三导向件54的两侧;第三连接绳的一端连接所述第三导向件54,另一端绕过所述第三滑轮515,并与所述第三配重517连接,第四连接绳的一端连接所述第三导向件54,另一端绕过所述第四滑轮518,并与所述第四配重518连接;四个配重的质量和等于所述移动件41及其承载的部件(包括承载件24、炬管22、第一旋转臂312、固定件313等)的质量和;
机械手用于抓住第一夹持件311并正向旋转,从而松开位置限定并向左平移,以后限定承载件24的位置,以及抓住第二夹持件,从而旋转第三限位单元,使得移动件41的两端被限定在不同高度处。
本发明实施例放射性元素的检测装置的维护方法,所述放射性元素的检测装置的维护方法包括以下步骤:
(A1)机械手抓住第二夹持件,并逆时针旋转第五限位件35的旋转臂,使得移动件41的右端脱离第五限位件35的限位槽;
机械手顺时针旋转第六限位件32的旋转臂,使得移动件41的左端脱离第六限位件32的限位槽,使得移动件41可以竖直向下移动;
(A2)机械手向下推动所述移动件41,鉴于配重的质量和等于移动件41及其承载的部件(包括第二导向件53和第三导向件54)的质量和,机械手仅使用较小的力即可促使移动件41沿着第一竖直导轨42和第二竖直导轨43竖直下移;
炬管22在线圈21内下移,并移动到线圈21的下侧;
(A3)竖直下移的移动件41被第二挡块36阻挡,机械手抓住第二夹持件,并顺时针旋转第五限位件35的旋转臂,使得移动件41的右端被限位部的下侧阻挡;
机械手逆时针旋转第六限位件32的旋转臂,使得移动件41的左端被限位部的下侧阻挡,移动件41的左端和右端分别被限定在限位部和第二挡块36之间,从而无法竖直移动;
(A4)所述机械手抓住第一夹持件311,并顺时针旋转第一旋转臂312,从而带动固定件313在第一导向件315内竖直上移,并脱离移动件41上的盲孔,使得承载件24底部241右侧的限位被解除;
(A5)机械手向右拖动所述承载件24,使得所述承载件24脱离第一限位单元30,并从第一导向部和第二导向部之间移动;
(A6)机械手抓取新的承载件24(包括新炬管)上的第一夹持件311,并放置到移动件41上,并处于第一导向部和第二导向部之间;
新的承载件24和更换的承载件24结构相同;
(A7)机械手向左拖动新的承载件24,新的承载件24在第一导向部和第二导向部之间左移,使得新的承载件24的底部241卡入第一限位件和第二限位件之间,最终被第一挡块33阻挡;
(A8)机械手抓住新的承载件24的第一夹持件311,逆时针旋转第一旋转臂312,从而带动固定件313在第一导向件315内竖直下移,并进入移动件41上的盲孔,使得承载件24底部241左右侧被限位;
(A9)机械手抓住第二夹持件,并逆时针旋转第五限位件35的旋转臂,使得移动件41的右端脱离第五限位件35的阻挡;
机械手顺时针旋转第六限位件32的旋转臂,使得移动件41的左端脱离第六限位件32的阻挡,使得移动件41可以竖直向上移动;
(A10)机械手向上推动所述移动件41,鉴于配重的质量和等于移动件41及其承载的部件(包括第二导向件53和第三导向件54)的质量和,机械手仅使用较小的力即可促使移动件41沿着第一竖直导轨42和第二竖直导轨43竖直上移;
炬管22自下而上地进入线圈21内;
(A11)竖直上移的移动件41被第三挡块阻挡,机械手抓住第二夹持件,并顺时针旋转第五限位件35的旋转臂,使得移动件41的右端卡在限位槽内;
机械手逆时针旋转第六限位件32的旋转臂,使得移动件41的左端卡在限位槽内,使得移动件41无法竖直移动,也即炬管22的位置保持稳定。

Claims (10)

1.放射性元素的检测装置,所述放射性元素的检测装置包括检测单元和支架,所述检测单元包括炬管和线圈,所述线圈固定在所述支架上;其特征在于,所述放射性元素的检测装置还包括:
承载件,所述承载件用于承载所述炬管和基座,所述炬管设置在所述基座上;
移动件和竖直导轨,所述竖直导轨设置在所述支架上,所述移动件设置在所述竖直导轨上,所述承载件的底部设置在所述移动件上;
第一限位单元和第二限位单元,所述第一限位单元设置在所述移动件上,用于限定所述底部的前后移动,所述第二限位单元设置在所述移动件上,用于限定所述底部的左右移动;
第三限位单元,所述第三限位单元设置在所述支架上,用于限定所述移动件的竖直移动;
推动单元,所述推动单元对所述移动件施加向上的推力;
机械手,所述机械手用于移动所述第三限位单元,使得所述移动件被固定在不同高度处,以及移动所述第二限位单元,使得左右移动或固定所述底部。
2.根据权利要求1所述的放射性元素的检测装置,其特征在于,所述第一限位单元包括固定在所述移动件上侧的前后方向,且相互平行的第一限位件和第二限位件,所述底部被卡在所述第一限位件、第二限位件和移动件间形成的凹槽内。
3.根据权利要求1所述的放射性元素的检测装置,其特征在于,所述第二限位单元包括第三限位件和第四限位件,所述第三限位件用于阻挡所述底部的左移,所述第四限位件包括:
旋转臂和转轴,所述旋转臂绕着所述转轴转动,所述转轴设置在所述底部上;
第一夹持件,所述第一夹持件固定在所述旋转臂的一端,允许所述机械手夹持;
第一导向件和固定件,所述第一导向件固定在所述底部上,所述固定件的一端活动地连接所述旋转臂的另一端,另一端穿过所述第一导向件和底部,插入所述移动件上侧的孔内。
4.根据权利要求3所述的放射性元素的检测装置,其特征在于,所述固定件和旋转臂的连接方式为:
所述旋转臂具有腰型孔,所述固定件的一端穿过所述腰型孔,并在所述腰型孔内滑动。
5.根据权利要求3所述的放射性元素的检测装置,其特征在于,所述第三限位单元包括第五限位件和第六限位件,所述第五限位件和第六限位件分别包括:
转轴和旋转臂,所述转轴固定在所述支架上,所述旋转臂绕所述转轴旋转;
第二夹持件,所述第二夹持件固定在所述旋转臂上,并允许所述机械手夹持;
限位部,所述限位部设置在所述旋转臂上,并具有限位槽,当所述旋转臂旋转时,使得所述移动件被夹在限位槽内,或被所述限位部的下侧阻挡。
6.根据权利要求1所述的放射性元素的检测装置,其特征在于,所述推动单元包括:
支板,所述支板水平地固定在所述支架上,其处于所述移动件的下侧;所述支板具有贯穿的导向孔;
第二导向件,所述第二导向件穿过所述导向孔,一端固定在所述移动件上;
第一滑轮和第二滑轮,所述第一滑轮和第二滑轮分别固定在所述支板的下侧,且处于所述第二导向件的两侧;
第一配重和第二配重,第一连接绳的一端连接所述第二导向件,另一端绕过所述第一滑轮,并与所述第一配重连接,第二连接绳的一端连接所述第二导向件,另一端绕过所述第二滑轮,并与所述第二配重连接。
7.根据权利要求6所述的放射性元素的检测装置,其特征在于,所述推动单元中配重的质量和等于所述移动件及其承载的部件的质量和。
8.如权利要求1-7中任一项所述的放射性元素的检测装置的维护方法,所述放射性元素的检测装置的维护方法包括以下步骤:
(A1)机械手正向移动第三限位单元,移动件脱离所述第三限位单元的限位;
(A2)机械手向下推动所述移动件;
(A3)机械手反向移动所述第三限位单元,所述第三限位单元处于所述移动件处于的上侧,阻止所述移动件上移;
(A4)所述机械手移动所述第二限位单元,使得承载件底部右侧的限位被解除;
(A5)机械手移动所述承载件,使得所述承载件脱离第一限位单元。
9.根据权利要求8所述的放射性元素的检测装置的维护方法,其特征在于,在步骤(A1)中,机械手移动第三限位单元的方式为:
机械手正向旋转所述第三限位单元,所述移动件的端部脱离凹槽;
在步骤(A3)中,机械手反向旋转所述第三限位单元,所述移动件的端部被第三限位单元阻挡。
10.根据权利要求8所述的放射性元素的检测装置的控制方法,其特征在于,在步骤(A4)中,所述机械手移动所述第二限位单元的方式为:
机械手向下按压旋转臂的一端,旋转臂的另一端带动固定件在导向件内上移,使得所述固定件的下端脱离所述移动件上的孔。
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