CN115979130A - 核燃料组件检查用水下图像测量标靶及靶标组件 - Google Patents

核燃料组件检查用水下图像测量标靶及靶标组件 Download PDF

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龙绍军
王哲
李宁
杜超
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Abstract

本发明涉及辐照后燃料组件池边检查技术领域,公开了核燃料组件检查用水下图像测量标靶及靶标组件,核燃料组件检查用水下图像测量标靶,包括靶标板,所述靶标板上从下到上设置有若干标识圆环,若干标识圆环等间距布置,若干标识圆环的圆心位于同一直线上;所述标识圆环用于图像的尺寸测量对比标识,所述靶标板的尺寸为覆盖待测试的燃料组件。本发明所述水下图像测量标靶能够对测量系统进行位置校准和系统精度标定,以确保燃料组件的测量精度。

Description

核燃料组件检查用水下图像测量标靶及靶标组件
技术领域
本发明涉及辐照后燃料组件池边检查技术领域,具体涉及核燃料组件检查用水下图像测量标靶及靶标组件。
背景技术
运行后的燃料组件由于在堆内运行过程中,影响燃料组件外形尺寸发生变化,会产生辐照生长、组件还会产生弯曲和扭曲,严重时造成装卸料困难,给反应堆运行带来风险。为了保证反应堆安全运行,在换料期间应对出堆的燃料的外形尺寸进行检查,对超过限值的组件予以更换。
辐照后燃料组件外形尺寸常采用视频图像法测量,图像法测量精度受到位移传感器、标尺精度等影响。
因此,为了提高图像法测量的准确度,亟需设计一种能够对测量系统进行位置校准和系统精度标定的量具。
发明内容
本发明的目的在于提供核燃料组件检查用水下图像测量标靶,该水下图像测量标靶能够对测量系统进行位置校准和系统精度标定,以确保燃料组件的测量精度。
此外,本发明还提供包括上述水下图像测量标靶的靶标组件。
本发明通过下述技术方案实现:
核燃料组件检查用水下图像测量标靶,包括靶标板,所述靶标板上从下到上设置有若干标识圆环,若干标识圆环等间距布置,若干标识圆环的圆心位于同一直线上;所述标识圆环用于图像的尺寸测量对比标识,所述靶标板的尺寸为覆盖待测试的燃料组件。
本发明的标识圆环用于图像的尺寸测量对比标识。图像测量时,通过拍摄标识圆环对比燃料组件测量。由于标识圆环直径已知,圆环之间间距已知,即可通过对比测量燃料组件的长度、棒间距等尺寸测量。
本发明通过所有标识圆环圆心的连线,组成一个基座线。同时结合标识圆环尺寸,用于测量燃料组件得扭曲度和弯曲度。
因此,本发明的靶标板可作为燃料组件测量时的测量、定位参照标志物,通过靶标板上的图像特征(标识圆环),完成对相机位置的标定,实现了图像检测系统在高度和水平方向位置定位。
本发明所述用水下图像测量标靶在使用时,可通过相机拍摄靶标板,以获取二维图像获取三维空间信息,用于在水下对水下测量相机位置校准和相机标定。
进一步地,标识圆环内至少设置有两个位于不同位置的定位框,所述定位框用于摄像头位姿变换的测量。
本发明的靶标板设置图像标识,标识设计为标识圆环,标识圆环内设置有定位框,圆环内的不同位置的定位框用于图像测量过程,摄像头位姿变换的测量。测量摄像头通过拍摄到的定位框不同位置的尺寸变化来判断相机姿态的相对变化。并结合变化计算,对图像测量进行补偿,进一步提高测量精度。
进一步地,标识圆环内设置有标识点,各个标识圆环内的标识点数量按照从下到上或从上到下的方向呈逐渐增加的趋势。
所述标识点便于相机识别标识圆环所在位置。
进一步地,标识圆环内还设置有数字,各个标识圆环内的数字按照从下到上或从上到下的方向呈逐渐增加的趋势,所述标识圆环内的数字与标识点同步增加或降低。
数字标识便于人工观测,通过观察图片即可人工确认靶标位置等信息。
进一步地,靶标板上设置有安装孔。
进一步地,靶标板采用耐腐蚀材料制成,所述耐腐蚀材料包括不锈钢。
靶标板作为图像测量基准,要求具有高精度,高稳定性的特点,同时水下属于弱碱性环境具备高耐腐蚀性和尺寸稳定性,因此采用耐腐蚀材料制成,而不锈钢具有优异的耐腐蚀性能。
一种靶标组件,包括安装座、加长杆、标靶板组件和配重块;
所述标靶板组件包括固定背板,以及上述的标靶,所述标靶安装在固定背板上;
所述固定背板的顶部和底部分别与加长杆和配重块可拆卸式连接;
所述加长杆的顶部与安装座可拆卸式连接;
所述安装座安装在水池顶部地面上。
本发明的配重块用于确保标靶板组件的垂直度,所述加长杆用于调节标靶板组件在竖直方向的位置,确保标靶板组件覆盖燃料组件。
进一步地,固定背板上还设置有用于固定标靶的定位压块。
进一步地,加长杆包括第一加长杆和第二加长杆;
所述第一加长杆的顶部与装座可拆卸式连接,底部与第二加长杆顶部可拆卸式连接;
所述第二加长杆的底部与固定背板顶部可拆卸连接。
进一步地,固定背板的上端设置有自适应的二维调节机构,确保靶标板的自由调节,下端设置有二维平移调节机构,确保配重块安装上后可以调节前后左右位置,达到调节重心位置的目的,所述配重块上设置有与二维平移调节机构相配合的二维角度调节机构,确保配重块自然状态下能竖直朝下。
本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
1、本发明的用水下图像测量标靶为测量系统进行位置校准和系统精度标定的量具,安装在核电站乏燃料水池中,保证了组件外形尺寸测量精度。
2、本发明的靶标板设置图像标识,标识设计为圆形环,圆环内设置有定位框,同时圆形环内设置标识点和数字标识,不仅可通过对比测量燃料组件的长度、棒间距等尺寸测量,完成燃料组件的扭曲度和弯曲度测量,且定位框用于图像测量过程,摄像头位姿变换的测量,图像测量进行补偿,提高测量精度,由于设置有标识点和数字标识,通过图像测量软件可以自动识别不同位置的识圆环所在位置。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
图1为本发明水下图像测量标靶的结构示意图;
图2为本发明标识圆环的示意图;
图3为本发明水下图像测量标靶的局部图;
图4为本发明靶标板组件的上部结构示意图;
图5为本发明靶标板组件的下部结构示意图
图6为本发明靶标组件的结构示意图;
图7为本发明靶标组件的应用示意图;
图8为靶标板安装在固定背板上的示意图;
图9为标靶与配重块连接的示意图;
图10为标靶与配重块连接位置的局部剖视图;。
附图中标记及对应的零部件名称:
1-靶标板;2-标识圆环;3-定位框;4-标识点;5-安装孔;501-固定背板;502-连接件;503-定位压块;504-定位边;505-方形槽;506-螺钉;601-滑动块;100-标靶;200-安装座;300-第一加长杆;400-第二加长杆;500-标靶板组件;600-配重块;700-燃料组件;800-测量平台;900-升降轨道。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。
实施例1:
如图1-图3所示,核燃料组件检查用水下图像测量标靶,包括靶标板1,所述靶标板1上从下到上设置有若干标识圆环2,若干标识圆环2等间距布置,若干标识圆环2的圆心位于同一直线上;所述标识圆环2用于图像的尺寸测量对比标识,所述靶标板1的尺寸为覆盖待测试的燃料组件700,此处的覆盖具体是指二者在同一竖直平面上的投影,靶标板1覆盖燃料组件700(至少需要靶标板1在长度方向全覆盖燃料组件700)。
本实施例的标识圆环2用于图像的尺寸测量对比标识。图像测量时,通过拍摄标识圆环2对比燃料组件700测量。标识圆环2直径已知,标识圆环2之间间距已知,即可通过对比测量燃料组件700的长度、棒间距等尺寸测量。
本实施例通过所有标识圆环2圆心的连线,组成一个基座线。同时结合标识圆环2尺寸,用于测量燃料组件700的扭曲度和弯曲度。
在一个优选案例中,标识圆环2内至少设置有两个位于不同位置的定位框3,所述定位框3用于摄像头位姿变换的测量;定位框3的形状可以是方形框,定位框3的数量可以是两个等。标识圆环2的不同位置的定位框3用于图像测量过程,摄像头位姿变换的测量。测量摄像头通过拍摄到的定位框3不同位置的尺寸变化来判断相机姿态的相对变化。并结合变化计算,对图像测量进行补偿,提高测量精度。
在一个优选案例中,标识圆环2内设置有标识点4,各个标识圆环2内的标识点4数量按照从下到上或从上到下的方向呈逐渐增加的趋势。进一步优选为:标识圆环2内还设置有数字,各个标识圆环2内的数字按照从下到上或从上到下的方向呈逐渐增加的趋势,所述标识圆环2内的数字与标识点4同步增加或降低。
上述案例针对不同位置的标识有不同的尺寸数据。为了识别不同位置的标识尺寸,设置了标识点4。标识点4为数量递增的圆点,通过图像测量软件可以自动识别不同位置的标识圆环2所在位置。通过标识圆环2识别结合靶标的尺寸数据完成测量检测。同时,为便于人工观测,专门设置了递增数字标识,通过观察图片即可人工确认靶标位置等信息。
在一个优选案例中,靶标板1采用耐腐蚀材料制成,所述耐腐蚀材料包括不锈钢,为了便于安装靶标板1,在靶标板1上设置有安装孔5。
示例性地:
靶标板1为长度为5m,厚度为8mm,宽度为50mm的方形不锈钢板,其中,标识圆环2的外径为60mm,圆环间距41mm,线宽0.5mm。标识圆环2内设置有两个定位框3,定位框3为方形框,两个定位框3呈对称设置,两个定位框3的顶点交汇处就是标识圆环2的圆心;标识点4和数字均分别单独设置一个方框内。
实施例2:
如图1-7所示,一种靶标组件,包括安装座200、加长杆、标靶板组件500和配重块600;
标靶板组件500包括固定背板501,以及如实施例1的标靶100,所述标靶100安装在固定背板501上,如图8所示,具体固定方式为:固定背板501(靶标背板)上设计有靶标板1的安装基准台面,基准台面一侧为定位边504,靶标板1固定在固定背板501的基准台面内,与定位边504贴合,再使用定位压块503压紧靶标板1,防止靶标板1在水中状态位置变动;
固定背板501的顶部和底部分别与加长杆和配重块600可拆卸式连接;
加长杆的顶部与安装座200可拆卸式连接;
安装座200安装在水池顶部地面上。
本实施例的配重块600用于确保标靶板组件500的垂直度,所述加长杆用于调节标靶板组件500在竖直方向的位置,确保标靶板组件500覆盖燃料组件700。
示例性的:
加长杆包括第一加长杆300和第二加长杆400;
第一加长杆300的顶部与装座200可拆卸式连接,底部与第二加长杆400顶部可拆卸式连接;
第二加长杆400的底部与固定背板501顶部可拆卸连接。
第一加长杆300包括第一竖向杆,所述第一竖向杆的顶部和底部分别设置有安装块和第一连接器座。第一竖向杆长度为3000mm,设计选用规格为外径Ф40mm、壁厚2mm,安装块与安装座200之间通过螺栓或螺钉连接。
第二加长杆400包括第二竖向杆,所述第二竖向杆的顶部和底部分别设置有连接器座A和连接器座B,其中,连接器座A与第一加长杆300的第一连接器座连接,可以采用了竖向螺栓连接,也可采用横向插销锁紧的形式连接,优选的,插销的一端通过钢丝绳与第二竖向杆固定在一起,防止掉落。连接器座B用于与固定背板501顶部连接。
固定背板501的顶部设置有连接件502,连接件502与第二加长杆400的连接器座B连接,可以采用了竖向螺栓连接,也可采用横向插销锁紧的形式连接。
固定背板501的底部也可采用插销方式与配重块600连接。
本实施例的标靶100采用竖直悬挂安装方式,设置配重块600,保持标靶100竖直。
本实施例的靶标组件在核电站乏燃料水池环境中对辐照后燃料组件高度、棒长度、组件弯曲测量,满足核电站辐照后燃料组件弯曲、扭曲测量,能用于辐照后燃料组件外形尺寸测量项目中图像测量精度标定。
本实施例的靶标组件的安装过程为:
1)、将安装座200安装在水池顶部地面上;
2)、将靶标板组件500与配重块600连接,保证配重块600自然状态下能竖直朝下;
3)、靶标板组件500组装完成后,通过顶部安装M16吊环螺钉将靶标板组件500及配重块600其安装到安装座200;
4)、取下M16吊环螺钉,使第二加长杆400吊装竖直在靶标板组件500顶部,然后将第二加长杆400的顶部挂放在安装座200的挂装槽内;
5)、将第一加长杆300的底部与第二加长杆400顶部连接,将第一加长杆300的顶部放置在在安装座200上;
6)、调整靶标组件500的姿态,确保靶标板1面对正前方,便于测量相机观察。到位后即可拧紧安装座200上的顶紧螺钉,使第一加长杆300的顶部固定在安装座200上。
在一个优选案列中,固定背板501的下端设置有二维平移调节机构,确保配重块600安装上后可以调节前后左右位置,达到调节重心位置的目的,二维平移调节机构包括方形槽505,所述方形槽505的四个侧壁均设置有螺钉506,所述配重块600上设置有与二维平移调节机构相配合的滑动块601,确保配重块600自然状态下能竖直朝下。
配重块600的重心调节直接使用紧定螺钉调节,调节时根据调节方向一边松一边紧,首次安装调节到位后,可以锁死螺钉。重心调节范围为前后左右分别为20mm。
具体地,如图9、图10所示,配重块600重心位于滑动块601中心,通过调节螺钉506推动滑动块601在方形槽505内的平面内沿XY轴向运动,以调节配重块600的位置,当拧紧顶入一侧螺钉506时,对侧螺钉506即需要退出相应距离。
靶标背板的竖直调节除调整配重块的位置外,还需要调整靶标背板的角度,设计有十字万向节机构,能够进行俯仰和偏转轴的自适应调节。
将靶标背板组件与配重块600等吊装竖直,检查垂直度时以靶标板1的左侧边为基准边,测量偏摆角度,以靶标板1正面板为基准,分别调整X轴向、Y轴向的螺钉506,测量俯仰角度,直到与地面垂直;X轴向为方形槽505其中两个对边水平连线方向,Y轴向为方形槽505另外两个对边水平连线方向。
图7为靶标组件的一个应用示意图,使用时,靶标组件和燃料组件700分别设置在升降轨道900的两侧,其中,升降轨道900和装座200均安装在水池顶部地面上,在升降轨道900上设置有测量平台800,测量平台800可以在升降轨道900内上下移动,测量平台800上安装有两个相机,两个相机分别用于拍摄燃料组件700和靶标板1。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
需要注意的是,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。

Claims (10)

1.核燃料组件检查用水下图像测量标靶,其特征在于,包括靶标板(1),所述靶标板(1)上从下到上设置有若干标识圆环(2),若干标识圆环(2)等间距布置,若干标识圆环(2)的圆心位于同一直线上;所述标识圆环(2)用于图像的尺寸测量对比标识,所述靶标板(1)的尺寸为覆盖待测试的燃料组件(700)。
2.根据权利要求1所述的核燃料组件检查用水下图像测量标靶,其特征在于,所述标识圆环(2)内至少设置有两个位于不同位置的定位框(3),所述定位框(3)用于摄像头位姿变换的测量。
3.根据权利要求1所述的核燃料组件检查用水下图像测量标靶,其特征在于,所述标识圆环(2)内设置有标识点(4),各个标识圆环(2)内的标识点(4)数量按照从下到上或从上到下的方向呈逐渐增加的趋势。
4.根据权利要求3所述的核燃料组件检查用水下图像测量标靶,其特征在于,所述标识圆环(2)内还设置有数字,各个标识圆环(2)内的数字按照从下到上或从上到下的方向呈逐渐增加的趋势,所述标识圆环(2)内的数字与标识点(4)同步增加或降低。
5.根据权利要求1所述的核燃料组件检查用水下图像测量标靶,其特征在于,所述靶标板(1)上设置有安装孔(5)。
6.根据权利要求1-5任一项所述的核燃料组件检查用水下图像测量标靶,其特征在于,所述靶标板(1)采用耐腐蚀材料制成,所述耐腐蚀材料包括不锈钢。
7.一种靶标组件,其特征在于,包括安装座(200)、加长杆、标靶板组件(500)和配重块(600);
所述标靶板组件(500)包括固定背板(501),以及如权利要求1-6任一项所述的标靶(100),所述标靶(100)安装在固定背板(501)上;
所述固定背板(501)的顶部和底部分别与加长杆和配重块(600)可拆卸式连接;
所述加长杆的顶部与安装座(200)可拆卸式连接;
所述安装座(200)安装在水池顶部地面上。
8.根据权利要求7所述的靶标组件,其特征在于,所述固定背板(501)上还设置有用于固定标靶(100)的定位压块(503)。
9.根据权利要求7所述的靶标组件,其特征在于,所述加长杆包括第一加长杆(300)和第二加长杆(400);
所述第一加长杆(300)的顶部与装座(200)可拆卸式连接,底部与第二加长杆(400)顶部可拆卸式连接;
所述第二加长杆(400)的底部与固定背板(501)顶部可拆卸连接。
10.根据权利要求7所述的靶标组件,其特征在于,所述固定背板(501)的上端设置有自适应的二维调节机构,下端设置有二维平移调节机构,所述配重块(600)上设置有与二维平移调节机构相配合的二维角度调节机构。
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