CN117160893A - 一种带绕丝核燃料棒检测装置、方法及分类装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种带绕丝核燃料棒检测装置、方法及分类装置，该检测装置中的检测组件对带绕丝核燃料棒进行尺寸及焊点检测，以得到带绕丝核燃料棒的尺寸数据和焊点图像，焊点图像中包含焊点缺陷信息。移动组件位于检测组件和扫描组件之间，用于将完成尺寸及焊点检测的带绕丝核燃料棒移动至扫描组件。扫描组件对带绕丝核燃料棒进行扫描，以采集带绕丝核燃料棒的表面图像，表面图像包含带绕丝核燃料棒的表面缺陷信息和缺陷深度信息。控制组件分别与检测组件和扫描组件电连接，接收带绕丝核燃料棒的尺寸数据、焊点图像以及表面图像，并根据以上数据和图像判断带绕丝核燃料棒是否合格。该检测装置能够高效、准确地对带绕丝核燃料棒进行质量检测。

Description

一种带绕丝核燃料棒检测装置、方法及分类装置

技术领域

本发明属于核燃料检测领域，具体涉及一种带绕丝核燃料棒检测装置、检测方法以及带绕丝核燃料棒的分类系统。

背景技术

核燃料元件，是指反应堆内以核燃料作为主要成分的结构上独立的最小构件，也泛指核反应堆内具有独立结构的燃料使用单元。核燃料元件包括从单一的圆柱状短棒到结构复杂的大组件，通常指由燃料芯体和包壳组成的燃料单元，如燃料棒、燃料板和燃料球。核燃料元件是核燃料产业的最终产品，是核电站的能量源泉，也是核反应堆的核心部件。

现有技术中，对于带绕丝核燃料棒采用人工检测，不仅效率低，检测不准确等，而且通过人工难以检测带绕丝核燃料元件的绕丝螺距、长度、表面缺陷等检测，导致检测结果不够精准，且工作效率低。因此，亟待提出一种能够高效、准确地检测带绕丝核燃料棒质量的装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种带绕丝核燃料棒检测装置、方法、分类装置及分类方法，该带绕丝核燃料棒检测装置能够高效、准确地对带绕丝核燃料棒进行质量检测。

根据本发明的第一方面的实施例，提供一种带绕丝核燃料棒，包括：检测组件、扫描组件、控制组件和移动组件。所述检测组件，用于对带绕丝核燃料棒进行尺寸及焊点检测，以得到带绕丝核燃料棒的尺寸数据和焊点图像，所述焊点图像中包含焊点缺陷信息。所述移动组件位于所述检测组件和所述扫描组件之间，用于将完成尺寸及焊点检测的带绕丝核燃料棒移动至扫描组件。所述扫描组件，用于对所述带绕丝核燃料棒进行扫描，以采集所述带绕丝核燃料棒的表面图像，所述表面图像包含所述带绕丝核燃料棒的表面缺陷信息和缺陷深度信息。所述控制组件分别与所述检测组件和所述扫描组件电连接，用于接收所述带绕丝核燃料棒的尺寸数据、焊点图像以及表面图像，并根据以上数据和图像判断所述带绕丝核燃料棒是否合格。

优选的，所述控制组件包括第一处理单元、第二处理单元和判断单元。所述第一处理单元与所述检测组件电连接，所述第一处理单元中预存储有带绕丝核燃料棒的标准尺寸范围，用于判断接收的所述带绕丝核燃料棒的尺寸数据是否处于标准尺寸范围内，若是，则发出第一判定信号。所述第一处理单元还用于对接收的所述焊点图像进行图像处理，以获取所述带绕丝核燃料棒的焊点缺陷信息，并根据所述焊点缺陷信息判断所述焊点是否合格，若是，则发出第二判定信号。所述第二处理单元与所述扫描组件电连接，用于对接收的所述表面图像进行图像处理，以获取所述带绕丝核燃料棒的表面缺陷信息和缺陷深度信息，并根据所述表面缺陷信息和缺陷深度信息判断所述带绕丝核燃料棒的表面是否合格，若是，则发出第三判定信号。所述判断单元分别与所述第一处理单元和第二处理单元电连接，用于在接收到第一判定信号、第二判定信号和第三判定信号时，判断所述带绕丝核燃料棒合格。

优选的，所述检测组件包括检测台和棒料检测单元。所述检测台上设有定位槽，所述定位槽用于对所述带绕丝核燃料棒进行定位。所述棒料检测单元安装于所述检测台上，并与所述第一处理单元电连接，用于对放置在检测台上的所述带绕丝核燃料棒进行检测，以得到所述带绕丝核燃料棒的尺寸数据和焊点图像。所述带绕丝核燃料棒的尺寸数据包括长度、直线度和绕丝螺距。

优选的，所述定位槽沿所述带绕丝核燃料棒的轴向延伸,其竖向截面呈V形，以构成V形槽，所述带绕丝核燃料棒放置在所述V形槽内。

优选的，所述棒料检测单元包括第一检测仪。所述第一检测仪的数量为两个或两个以上，所述第一检测仪安装于所述检测台上，并分别位于所述定位槽的两端，用于分别对所述带绕丝核燃料棒的两端进行检测，以得出所述带绕丝核燃料棒的长度数据和其两端的焊点图像。

优选的，所述棒料检测单元还包括第一旋转件和第二检测仪。所述第一旋转件安装于所述检测台上，能够绕自身轴线旋转，并与所述带绕丝核燃料棒的端部连接，以带动所述带绕丝核燃料棒绕自身轴线旋转。所述第二检测仪与所述检测台移动连接，能够沿着所述带绕丝核燃料棒的轴向移动，且所述第二检测仪朝向所述带绕丝核燃料棒，用于在所述带绕丝核燃料棒旋转时，对所述带绕丝核燃料棒进行扫描，以得出所述带绕丝核燃料棒的直线度和绕丝螺距。

优选的，所述扫描组件包括表面缺陷扫描单元和缺陷深度扫描单元，所述表面缺陷扫描单元和所述缺陷深度扫描单元均与所述处理单元电连接。所述表面缺陷扫描单元用于对所述带绕丝核燃料棒进行一次扫描，以采集所述带绕丝核燃料棒的第一表面图像，并将所述第一表面图像发送给处理单元，所述第一表面图像包含所述带绕丝核燃料棒的表面缺陷信息。所述缺陷深度扫描单元用于对所述带绕丝核燃料棒进行二次扫描，以采集所述带绕丝核燃料棒的第二表面图像，并将所述第二表面图像发送给处理单元，所述第二表面图像包含所述带绕丝核燃料棒的缺陷深度信息。所述移动组件包括第一转运单元和第二转运单元，所述第一转运单元位于所述检测台和所述表面缺陷扫描单元之间，用于将带绕丝核燃料棒由检测台转运至所述表面缺陷扫描单元处，以使得表面缺陷扫描单元对所述带绕丝核燃料棒进行一次扫描。所述第二转运单元位于所述表面缺陷扫描单元和所述缺陷深度扫描单元之间，用于将带绕丝核燃料棒由所述表面缺陷扫描单元转运至所述缺陷深度扫描单元，以使得缺陷扫描单元对所述带绕丝核燃料棒进行二次扫描。

优选的，所述表面缺陷扫描单元包括第一扫描仪，其中部贯穿地开设有扫描通道，所述第一扫描仪用于对穿过所述扫描通道的带绕丝核燃料棒进行一次扫描。所述扫描通道的两端分别为进料端和出料端，所述进料端朝向所述检测台，所述出料端朝向所述缺陷深度扫描单元。所述第一转运单元位于所述进料端和所述检测台之间，用于夹持所述带绕丝核燃料棒，并将其由所述检测台转运至所述进料端，经由进料端进入所述扫描通道内。所述第二转运单元位于所述出料端和所述缺陷深度扫描单元之间，用于交替夹持所述带绕丝核燃料棒，使其由出料端穿出所述扫描通道，以完成一次扫描，并将带绕丝核燃料棒转运至所述缺陷深度扫描单元处。

优选的，所述缺陷深度扫描单元包括扫描台、第二扫描仪和第二旋转件。所述扫描台用于放置待进行二次扫描的带绕丝核燃料棒。所述第二旋转件安装于所述扫描台上，能够绕自身轴线转动，所述第二旋转件与所述带绕丝核燃料棒的端部连接，以带动所述带绕丝核燃料棒绕自身轴线旋转。所述第二扫描仪与所述扫描台移动连接，能够沿着所述带绕丝核燃料棒的轴向移动，且所述第二扫描仪朝向所述带绕丝核燃料棒，用于在所述带绕丝核燃料棒旋转时，对所述带绕丝核燃料棒进行二次扫描。

根据本发明的第二方面的实施例，提供一种带绕丝核燃料棒分类系统，包括分拣组件、分类存储盒以及上述的带绕丝核燃料棒检测装置。所述分类存储盒设有合格存放区和不合格存放区。所述分拣组件与所述带绕丝核燃料棒检测装置的控制组件电连接，用于在控制组件判定所述带绕丝核燃料棒合格时，将所述带绕丝核燃料棒分拣至合格存放区；以及，在控制组件判定所述带绕丝核燃料棒不合格时，将所述带绕丝核燃料棒分拣至不合格存放区。

根据本发明的第三方面的实施例，提供一种带绕丝核燃料棒检测方法，该方法应用于上述的带绕丝核燃料棒检测装置，包括如下步骤：

S1：检测组件获取所述带绕丝核燃料棒的尺寸数据和焊点图像，所述焊点图像中包含焊点缺陷信息；

S2：扫描组件获取所述带绕丝核燃料棒的表面图像，所述表面图像中包含表面缺陷信息和缺陷深度信息；

S3:控制组件根据所述带绕丝核燃料棒的尺寸数据、焊点缺陷信息、表面缺陷信息和缺陷深度信息，判断所述带绕丝核燃料棒是否合格。

优选的，所述尺寸数据包括所述带绕丝核燃料棒的长度、直线度和绕丝螺距数据，

所述步骤S3具体包括：

获取所述带绕丝核燃料棒的标准尺寸范围，所述标准尺寸范围包括标准长度范围、标准直线度范围和标准螺距范围；

根据所述尺寸数据和所述标准尺寸范围，判断所述带绕丝核燃料棒的尺寸数据是否处于标准尺寸范围内，即所述长度、直线度和绕丝螺距数据是否分别处于标准长度范围、标准直线度范围和标准螺距范围内；

若是，则继续以下判断；若否，则判断为所述带绕丝核燃料棒不合格，本次判断结束；

根据所述带绕丝核燃料棒的焊点缺陷信息，判断所述带绕丝核燃料棒是否存在第一预设缺陷，所述第一预设缺陷为所述带绕丝核燃料棒的焊点处的缺陷；

若不存在，则继续以下判断；若存在，则判断为所述带绕丝核燃料棒不合格，本次判断结束；

根据所述带绕丝核燃料棒的表面缺陷信息，判断所述带绕丝燃料棒是否存在第二预设缺陷，所述第二预设缺陷为所述带绕丝核燃料棒的绕丝表面的缺陷和/或所述带绕丝核燃料棒的棒体表面的缺陷；

若不存在，则继续以下判断；若存在，则判断为所述带绕丝核燃料棒不合格，本次判断结束；

根据所述带绕丝核燃料棒的缺陷深度信息，判断所述带绕丝核燃料棒是否存在第三预设缺陷，所述第三预设缺陷为处于棒体表面且深度大于或等于预设值的缺陷；

若不存在，则判断为所述带绕丝核燃料棒合格，本次判断结束；

若存在，则判断为所述带绕丝核燃料棒不合格，本次判断结束。

本发明中的带绕丝核燃料棒检测装置通过检测组件获取带绕丝核燃料棒的尺寸数据和焊点图像，通过扫描组件获取带绕丝核燃料棒的侧表面的表面图像。另外，控制组件能够根据尺寸数据、焊点图像和表面图像判断带绕丝核燃料棒是否合格。因此，本带绕丝核燃料棒检测装置能够对带绕丝核燃料棒进行自动化的表面质量检测，无需人工检测，具有较高的效率和准确性。

附图说明

图1是本发明一些实施例中的带绕丝核燃料棒分类系统的结构示意图；

图2是本发明一些实施例中的检测组件的结构示意图；

图3是图2中A处的局部放大图；

图4是本发明一些实施例中的扫描组件的结构示意图；

图5是图4中B处的局部放大图；

图6是本发明一些实施例中的表面缺陷扫描单元的结构示意图；

图7是本发明一些实施例中的分拣组件的结构示意图；

图8是本发明一些实施例中的分拣组件的部分结构的示意图。

图中：1-(表面尺寸及焊点)检测组件、101-(待检测燃料棒)进料台、102-(表面尺寸)检测台、103-燃料棒移动导轮、104-第一检测仪(焊点与长度光学检测单元)、105-第一移动导轨(扫描装置移动轨道)、106-检测仪安装架、107-第二检测仪(直线度与螺距扫描装置)、108-第一旋转件(燃料棒旋转夹持机构)、109-燃料棒上料单元、110-第二移动导轨(夹持机构移动导轨)；

2-表面缺陷扫描单元、21-第一扫描仪、201-线阵激光扫描装置、202-线阵视觉扫描装置、203-移料装置机架、204-第一转运单元(燃料棒进料移动夹爪)、205-夹爪开闭驱动气缸、206-夹爪移动传动带、207-传动带驱动电机、208-第二转运单元(燃料棒出料移动夹爪)；

3-缺陷深度扫描单元、301-扫描台(表面缺陷深度扫描台)、302-缺陷深度检测进料导轮、303-第三移动导轨(缺陷深度扫描装置移动轨道)、304-第二扫描仪(光谱共聚焦扫描装置)、305-扫描装置升降组件、306-第二夹爪(燃料棒旋转夹爪)、307-第二驱动电机(旋转夹爪驱动电机)、308-第四移动导轨(旋转夹爪移动轨道)；

4-分拣组件(龙门吊装移料装置)、401-龙门吊装机构支架、402-升降装置移动板、403-移动板滑轨、404-移动驱动齿条、405-移动驱动齿轮、406-移动驱动电机、407-升降驱动螺母机构、408-升降驱动螺杆、409-升降导向杆、410-移料托板固定梁、411-燃料棒移料托板；

5-带绕丝核燃料棒、6-人工复检料架、7-分类存储盒。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示方位或位置关系是基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于和简化描述，而并不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须设有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”、“安装”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

请参阅图1，本发明公开一种带绕丝核燃料棒检测装置，包括检测组件1、扫描组件、控制组件和移动组件。

其中，检测组件1，用于对带绕丝核燃料棒5进行尺寸及焊点检测，以得到带绕丝核燃料棒5的尺寸数据和焊点图像，焊点图像中包含焊点缺陷信息。移动组件位于检测组件1和扫描组件之间，用于将完成尺寸及焊点检测的带绕丝核燃料棒5移动至扫描组件。扫描组件，用于对带绕丝核燃料棒5进行扫描，以采集带绕丝核燃料棒5的表面图像，表面图像包含带绕丝核燃料棒5的表面缺陷信息和缺陷深度信息。控制组件分别与检测组件1和扫描组件电连接，用于接收带绕丝核燃料棒5的尺寸数据、焊点图像以及表面图像，并根据以上数据和图像判断带绕丝核燃料棒5是否合格。

需要说明的是，核燃料棒通常呈圆柱状，主要采用低浓缩铀制成，具体为由铀混合物粉末烧结成的二氧化铀陶瓷芯块。在现有的燃料元件中，通常在核燃料棒外表采用绕丝点焊结构，将各个燃料棒进行隔离和定位，以便冷却剂钠能够从燃料棒间绕丝形成的螺旋形空腔中流过，形成冷却液循环回路，将反应堆释放的热量带走。目前的燃料棒设计多采用绕丝结构，即按照固定螺距将金属丝绕于燃料棒外圆上，并在燃料棒两端实施点焊。此类核燃料棒即为带绕丝核燃料棒5。而带绕丝核燃料棒5的尺寸、焊点质量、表面质量都会对其品质产生重大影响，因此，为了保证带绕丝核燃料棒5的性能，以及其安全性，需要在带绕丝核燃料棒5投入使用之前就进行质量检测。

本检测装置用于对带绕丝核燃料棒5的尺寸(包括长度、直线度、绕丝螺距等)、焊点缺陷、棒体表面缺陷和缺陷深度进行检测，从而能够判断该绕丝核燃料棒5是否满足质量要求。

如图1所示，本带绕丝核燃料棒检测装置包括检测组件1和扫描组件。检测组件1用于对绕丝核燃料棒5的表面尺寸及焊点进行检测。扫描组件包括表面缺陷扫描单元2和缺陷深度扫描单元3。表面缺陷扫描单元2用于对带绕丝核燃料棒5的表面进行一次扫描，以得出核燃料棒5的表面缺陷；缺陷深度扫描单元3用于对带绕丝核燃料棒5进行二次扫描，以得出核燃料棒5的表面缺陷的深度。

具体地，(表面尺寸及焊点)检测组件1的出料端与表面缺陷扫描单元2的进料端连接，表面缺陷扫描单元2的出料端与表面缺陷深度扫描单元3的进料端连接。因此，带绕丝核燃料棒5在完成表面尺寸及焊点检测后，能够从检测组件1的出料端移动至表面缺陷扫描单元2的进料端，进而通过表面缺陷扫描单元2进行一次扫描。带绕丝核燃料棒5在完成一次扫描后，能够从表面缺陷扫描单元2的出料端移动至缺陷深度扫描单元3的进料口，进而通过缺陷深度扫描单元3进行二次扫描。

需要说明的是，为了提高扫描的精确性，本装置需要对核燃料棒5进行两次针对于表面缺陷的扫描(即一次扫描和二次扫描)。一次扫描的特点在于检测出待检物体的宏观信息和较大的有凹凸起伏的缺陷；二次扫描的特点在于识别出较小的微观缺陷并进行精确的缺陷深度测量。通过采用不同精度的仪器来对核燃料棒5进行扫描，能够更加高效地识别出核燃料棒5上的不同类型的缺陷。

进一步地，一次扫描可以采用线阵激光扫描装置201来实现；二次扫描可以采用光谱共聚焦扫描装置来实现。线阵激光扫描装置201主要检测待检物体的宏观信息和较大的有凹凸起伏的缺陷，其优势在于扫描速度快；而光谱共聚焦扫描装置的优势则在于能识别出较小的微观缺陷并进行精确的缺陷深度测量。

在本实施例中，控制组件包括第一处理单元、第二处理单元和判断单元。第一处理单元与检测组件1电连接，第一处理单元中预存储有带绕丝核燃料棒5的标准尺寸范围，用于判断接收的带绕丝核燃料棒5的尺寸数据是否处于标准尺寸范围内，若是，则发出第一判定信号。第一处理单元还用于对接收的焊点图像进行图像处理，以获取带绕丝核燃料棒5的焊点缺陷信息，并根据焊点缺陷信息判断焊点是否合格，若是，则发出第二判定信号。第二处理单元与扫描组件电连接，用于对接收的表面图像进行图像处理，以获取带绕丝核燃料棒5的表面缺陷信息和缺陷深度信息，并根据表面缺陷信息和缺陷深度信息判断带绕丝核燃料棒5的表面是否合格，若是，则发出第三判定信号。判断单元分别与第一处理单元和第二处理单元电连接，在接收到第一判定信号、第二判定信号和第三判定信号时，判断带绕丝核燃料棒5合格；否则，判断带绕丝核燃料棒5为不合格。

因此，本带绕丝核燃料棒检测装置能够能够高效、准确地对带绕丝核燃料棒5进行质量检测。

请参阅图2和图3，图2为检测组件1的结构示意图，图3为图2中A处的局部放大图。以下将结合图2、图3来对检测组件1的具体结构展开说明。

如图2所示，在本实施例中，检测组件1包括(待检测燃料棒)进料台101、(表面尺寸)检测台102和棒料检测单元。

其中，(待检测燃料棒)进料台101位于(表面尺寸)检测台102的一侧。(待检测燃料棒)进料台101上放置有待检测的带绕丝核燃料棒5，(待检测燃料棒)进料台101用于将带绕丝核燃料棒5输送至(表面尺寸)检测台102上。进料台101设有进料端和送料端，进料端位于远离检测台102的一端，用于供工作人员进行上料；送料端位于靠近检测台102的一端。进料端和送料端之间设有移料单元，移料单元用于将核燃料棒5由进料端移动至送料端。

具体地，移料单元可以是斜面结构，该斜面结构的靠近进料端的一端较高，而靠近送料端的一端较低，在重力的作用下，带绕丝核燃料棒5能够从进料端滚动至送料端。通过在送料端设置限位部，便能够避免核燃料棒5滚落。

请参阅图3，在本实施例中，检测台102上设置有检测位和暂存位。检测台102的检测位上设有定位槽，定位槽用于对带绕丝核燃料棒5进行定位。棒料检测单元安装于检测台102的检测位上，并与第一处理单元电连接，用于对放置在检测台上的带绕丝核燃料棒5进行检测，以得到带绕丝核燃料棒5的尺寸数据和焊点图像。带绕丝核燃料棒5的尺寸数据包括长度、直线度和绕丝螺距。暂存位与检测位相对设置，用于放置完成检测后的带绕丝核燃料棒5。

进一步地，如图3所示，定位槽沿带绕丝核燃料棒5的轴向延伸,其竖向截面呈V形，以构成V形槽，带绕丝核燃料棒5放置在该V形槽内。

检测组件1还设置有燃料棒上料单元109，燃料棒上料单元109与检测台102移动连接，能够在进料台101的送料端以及检测台102的检测位、暂存位之间移动，用于将带绕丝核燃料棒5由送料端移动至检测位，进行表面尺寸以及焊点的检测，完成检测后，再移动至暂存位放置。具体地，燃料棒上料单元109可以通过沿着送料端、检测位和暂存位的排列方向放置的气缸或滑轨进行驱动，使其能够在送料端、检测位和暂存位之间移动。燃料棒上料单元109可以是气动夹爪，或是与带绕丝核燃料棒5的形状相匹配的支架，只要能够运载核燃料棒5即可。

继续如图3所示，在本实施例中，棒料检测单元包括第一检测仪104，即为焊点与长度光学检测单元，用于检测核燃料棒5两端的焊点以及其长度。第一检测仪104的数量为两个或两个以上，第一检测仪104安装于检测台102上，并分别位于定位槽的两端，用于分别对带绕丝核燃料棒5的两端进行检测，以得出带绕丝核燃料棒5的长度数据和其两端的焊点图像。

示例性地，第一检测仪104(即焊点与长度光学检测单元)的数量为两个，两个第一检测仪104分别设置于表面尺寸检测台102两端，并位于带绕丝核燃料棒5端部的上方。具体地，焊点与长度光学检测单元为面阵相机、远心镜头加背光源和正面光源组成的组件。远心镜头安装于面阵相机上，面阵相机朝向核燃料棒的端部，透过远心镜头采集核燃料棒的图像信息。在测量核燃料棒的长度时,控制背光源开启，正面光源关闭，相机与镜头采集燃料棒端部轮廓图像，根据像素数量与长度标准棒的标定值计算燃料棒长度。进行对带绕丝核燃料棒进行焊点检测时，控制正面光源开启，背光源关闭，相机与镜头采集燃料棒端部(含焊点)的正面图像，根据图像和算法对焊点合格与否进行检测。容易理解的是，相机、光源均可采用市购的相机和光源。

进一步地，棒料检测单元还包括第一旋转件108(燃料棒旋转夹持机构)、第二检测仪107(即直线度与螺距扫描装置)、第一移动导轨105(即扫描装置移动轨道)、检测仪安装架106和第二移动导轨110(即夹持机构移动导轨)。

第一旋转件108(即燃料棒旋转夹持机构)安装于检测台102上，能够绕自身轴线旋转，第一旋转件108还与带绕丝核燃料棒5的端部连接，以带动带绕丝核燃料棒5绕自身轴线旋转。第一旋转件108(燃料棒旋转夹持机构)包括第一驱动电机和第一夹爪，第一驱动电机的输出轴与第一夹爪连接，用于驱动第一夹爪转动，第一夹爪用于夹持/松开核燃料棒5的端部。

如图3所示，第一旋转件108(即为燃料棒旋转夹持机构)通过第二移动导轨110安装于检测台102的一端。第二移动导轨110能够驱动第一旋转件108沿着带绕丝核燃料棒5的轴向延长线移动，进而使得第一夹爪靠近或远离核燃料棒5的端部。当第一夹爪需要夹持核燃料棒5并带动核燃料棒5旋转时，第二移动导轨110驱动第一夹爪向靠近核燃料棒5端部的方向移动，进而夹持核燃料棒5的端部；当带绕丝核燃料棒5的表面尺寸及焊点检测完成后，第一夹爪松开带绕丝核燃料棒5的端部，接着，第二移动导轨110驱动第一夹爪向远离带绕丝核燃料棒5端部的方向移动，以便于燃料棒上料单元109将带绕丝核燃料棒5转运至暂存位。

在另外一些实施例中，为了保证带绕丝核燃料棒5能够平稳旋转，第一旋转件108的数量可以为两个，分别安装于检测位的两侧。且两个第一旋转件108的第一夹爪相对设置，分别用于夹持核燃料棒5的两端端部。

进一步地，第一移动导轨105(即扫描装置移动导轨)设置于检测台102上，并位于靠近进料台101的一侧，且其沿带绕丝核燃料棒5的轴向延伸。第一移动导轨105上设有滑块，滑块能够沿着轨道的延伸方向滑动。检测仪安装架106的一端与第一移动导轨105的滑块连接，另一端与第二检测仪107固定连接，使得第二检测仪107(即直线度与螺距扫描装置)能够沿着核燃料棒5的轴向移动。第二检测仪107位于带绕丝核燃料棒5的上方，并朝向带绕丝核燃料棒5，以便于扫描核燃料棒5的表面。第二检测仪107通过第一移动导轨105与检测台102移动连接，能够沿着带绕丝核燃料棒5的轴向移动，且第二检测仪107朝向带绕丝核燃料棒5，用于在带绕丝核燃料棒5旋转时，对带绕丝核燃料棒5进行扫描，以得出带绕丝核燃料棒5的直线度和绕丝螺距。需要说明的是，第二检测仪主要是对带绕丝核燃料棒的侧表面进行扫描。

示例性地，第二检测仪107可以采用激光轮廓扫描仪，品牌型号为基恩士LJ-X8000系列。当然，其它品牌的同类产品也可用于进行测量。

在本实施例中，检测台102的暂存位处设置有燃料棒移动导轮103，燃料棒移动导轮103为多个，多个燃料棒移动导轮103沿定位槽的延伸方向排列放置。燃料棒移动导轮103用于支承带绕丝核燃料棒5。燃料棒移动导轮103还周向表面上设有凹陷，凹陷用于对带绕丝核燃料棒5进行定位，并能够在导轮转动时，通过摩擦力带动带绕丝核燃料棒5移动。燃料棒移动导轮103的一侧与表面缺陷扫描单元2的进料端对接，用于将暂存位上的核燃料棒5推向表面缺陷扫描单元2的进料口。

进一步，(表面尺寸及焊点)检测组件1的工作过程如下：

将待检测的带绕丝核燃料棒5放置于待检测燃料棒进料台101的进料端口处，带绕丝核燃料棒5能够在待检测燃料棒进料台101的斜面结构上滚动，并逐一进入检测台102上。当带绕丝核燃料棒5落入检测台102上时，首先进入两套焊点与长度光学检测单元(即第一检测仪104)的下方，从而对带绕丝核燃料棒5两端进行扫描，得出带绕丝核燃料棒5的准确长度和焊点图像；再通过第二移动导轨110移动燃料棒旋转夹持机构的位置，使得燃料棒旋转夹持机构(即第一旋转件108)的夹爪对准带绕丝核燃料棒5的端部，并夹持带绕丝核燃料棒5的端部，进而带动其同步旋转。燃料棒旋转夹持机构(即第一旋转件108)驱动带绕丝核燃料棒5旋转的同时，第一移动导轨105通过驱动检测仪安装架106，进而带动直线度与螺距扫描装置(即第二检测仪107)在带绕丝核燃料棒5的表面来回移动(沿轴向来回移动)，从而扫描带绕丝核燃料棒5螺距及直线度。最后完成检测后，燃料棒上料单元109将带绕丝核燃料棒5移动到燃料棒移动导轮103上，再经由燃料棒移动导轮103将其送入表面缺陷扫描单元2中进行检测。

请参阅图4、图5和图6，图4示出扫描组件的具体结构，图5为图4中B处的局部放大图，具体示出缺陷深度扫描单元3的结构；图6示出表面缺陷扫描单元2的具体结构。

在本实施例中，扫描组件包括安装架、表面缺陷扫描单元2和缺陷深度扫描单元3。表面缺陷扫描单元2和缺陷深度扫描单元3均安装于安装架上。表面缺陷扫描单元2和缺陷深度扫描单元3均与处理单元电连接。表面缺陷扫描单元2用于对带绕丝核燃料棒5进行一次扫描，以采集带绕丝核燃料棒5的第一表面图像，并将第一表面图像发送给处理单元，第一表面图像包含带绕丝核燃料棒5的表面缺陷信息。缺陷深度扫描单元3用于对带绕丝核燃料棒5进行二次扫描，以采集带绕丝核燃料棒5的第二表面图像，并将第二表面图像发送给处理单元，第二表面图像包含带绕丝核燃料棒5的缺陷深度信息。需要说明的是，一次扫描和二次扫描都主要是对带绕丝核燃料棒的侧表面进行扫描，以得到包含其侧表面缺陷信息的表面图像。

如图1所示，表面缺陷扫描单元2位于缺陷深度扫描单元3和检测组件1之间,表面缺陷扫描单元2的进料端朝向检测台102的暂存位，出料端则朝向缺陷深度扫描单元3。另外，移动组件包括第一转运单元204和第二转运单元208，第一转运单元204位于检测台102和表面缺陷扫描单元2之间，用于将带绕丝核燃料棒5由暂存位转运至表面缺陷扫描单元2处，以使得表面缺陷扫描单元2对带绕丝核燃料棒5进行一次扫描。第二转运单元208位于表面缺陷扫描单元2和缺陷深度扫描单元3之间，用于将带绕丝核燃料棒5由表面缺陷扫描单元2转运至缺陷深度扫描单元3，以使得缺陷扫描单元对带绕丝核燃料棒5进行二次扫描。示例性地，第一转运单元204和第二转运单元208均可以采用夹爪。

需要说明的是，表面缺陷扫描单元2主要采用线阵激光扫描装置201；缺陷深度扫描单元3主要采用光谱共聚焦扫描装置。线阵激光扫描装置201与光谱共聚焦扫描装置的仪器精度不同，线阵激光扫描装置201主要用于检测出待检物体的宏观信息和较大的有凹凸起伏的缺陷；而光谱共聚焦扫描装置能识别出较小的微观缺陷并进行精确的缺陷深度测量。因此，为了保证缺陷扫描的效率和精确性，通过线阵激光扫描装置201和光谱共聚焦扫描装置分别对核燃料棒5进行一次扫描和二次扫描。

请参阅图6，以下对表面缺陷扫描单元2进行具体说明。

表面缺陷扫描单元2包括第一扫描仪21，其中部贯穿地开设有扫描通道，第一扫描仪21用于对穿过扫描通道的带绕丝核燃料棒5进行一次扫描。扫描通道的两端分别为进料端和出料端，进料端朝向检测台，出料端朝向缺陷深度扫描单元3。第一转运单元204位于进料端和暂存位之间，用于夹持带绕丝核燃料棒5，并将其由检测台102转运至进料端，经由进料端进入扫描通道内。第二转运单元208位于出料端和缺陷深度扫描单元3之间，用于交替夹持带绕丝核燃料棒，使其由出料端穿出扫描通道，以完成一次扫描，并将带绕丝核燃料棒转运至缺陷深度扫描单元3处。

因此，第一转运单元204和第二转运单元208能够交替夹持带绕丝核燃料棒5，使其由检测台102移动至穿过扫描通道，经过一次扫描后，再转运至缺陷深度扫描单元3处。图6中的箭头指向即为带绕丝核燃料棒的运动方向。

具体地，第一扫描仪21包括线阵激光扫描装置201、线阵视觉扫描装置202。其中，线阵激光扫描装置201用于生成核燃料棒5的第一表面图像，线阵视觉整列扫描装置用于将扫描到的第一表面图像上传至计算机设备，以便于从计算机上监视带绕丝核燃料棒5的第一表面图像。

进一步地，线阵激光扫描装置201和线阵视觉扫描装置202的中部分别设有第一通道和第二通道，第一通道和第二通道对齐，以形成上述的扫描通道。线阵激光扫描装置201的进料端通过第一转运单元204与检测组件1的出料端对接。换言之，线阵激光扫描装置201的进料端朝向检测组件1的暂存位，且通过第一转运单元204能够将暂存位上的带绕丝核燃料棒5转运至线阵激光扫描装置201的进料端内。线阵激光扫描装置201的出料端与线阵视觉扫描装置202的进料端对接。线阵视觉扫描装置202的出料端与缺陷深度扫描单元3的进料端通过第二转运单元208对接。线阵视觉扫描装置202采用两个串联，一个线阵视觉扫描装置202扫描燃料棒中间棒料的表面图像，另一个线阵视觉扫描装置202扫描燃料棒外部绕丝的表面图像。

示例性地，线阵激光扫描装置201采用三组激光轮廓扫描仪集合而成。激光轮廓扫描仪可以采用品牌型号为基恩士LJ-X8000系列，当然，也可以其它品牌的同类产品，能够进行测量即可。三组激光轮廓扫描仪均匀地环绕于核燃料棒5的周围，每个激光轮廓扫描仪覆盖燃料棒表面至少120°，使得三组激光轮廓扫描仪能够扫描到燃料棒的整个圆周表面。激光轮廓扫描仪的激光线的朝向垂直于核燃料棒5的轴线的延长线方向。在采集第一表面图像时，带绕丝核燃料棒5沿轴线运动，线阵激光扫描装置201则静止不动，以扫描燃料棒表面三维信息。

另外，线阵视觉扫描装置202由四组线阵相机、四组镜头以及非标光源组成。线阵相机、四组镜头以及非标光源均可采用市购设备。线阵相机与镜头的安装方式类似于上述的激光轮廓扫描仪的安装方式，即四组线阵相机与镜头均匀地环绕于核燃料棒5的周围，每个线阵相机与镜头覆盖燃料棒表面至少90°，使得四组线阵相机与镜头能够扫描到燃料棒的整个圆周表面。线阵相机与镜头的朝向垂直于核燃料棒5的轴线的延长线方向。线阵视觉扫描装置202的采集方式与上述线阵激光扫描装置201相同，即采集时燃料棒沿轴线运动，线阵视觉扫描装置202静止不动，以扫描燃料棒表面灰度信息

更进一步地，如图6所示，(棒料)移动组件包括移料装置机架203、燃料棒进料移动夹爪(即为第一转运单元204)、夹爪开闭驱动气缸205、夹爪移动传动带206、传动带驱动电机207、燃料棒出料移动夹爪(即为第二转运单元208)。

其中，移料装置机架203固定安装于安装架上，位于线阵激光扫描装置201的一侧。且移料装置机架203的一端靠近于检测台102的暂存位，另一端则靠近于缺陷深度扫描单元3。燃料棒进料移动夹爪和燃料棒出料移动夹爪均与移料装置机架203移动连接。燃料棒进料移动夹爪和燃料棒出料移动夹爪,分别位于线阵激光扫描装置201的进料端和线阵视觉扫描装置202的出料端。换言之，燃料棒进料移动夹爪位于检测台102和线阵激光扫描装置201之间，能够将燃料棒由检测台102的暂存位移动至线阵激光扫描装置201的进料端。燃料棒出料移动夹爪位于线阵视觉扫描装置202的出料端和缺陷深度扫描单元3之间，能够将燃料棒由线阵视觉扫描装置202的出料端移动至缺陷深度扫描单元3处。

更进一步地，燃料棒进料移动夹爪(即为第一转运单元204)和燃料棒出料移动夹爪(即为第二转运单元208)均与夹爪开闭驱动气缸205的驱动端连接，夹爪开闭驱动气缸205与夹爪移动传动带206传动连接，夹爪移动传动带206设置于移料装置机架203的侧面，传动带驱动电机207设置于移料装置机架203上，传动带驱动电机207驱动夹爪移动传动带206传动。

如图4和图6所示，表面缺陷扫描单元2的工作原理如下：

首先通过燃料棒进料移动夹爪(即为第一转运单元204)从表面尺寸及焊点检测组件1的燃料棒移动导轮103上夹持带绕丝核燃料棒5到线阵激光扫描装置201的进料端。接着，通过传动带驱动电机207驱动夹爪移动传动带206来回运动，驱动两个燃料棒进料移动夹爪交替夹持带绕丝核燃料棒5移动，从而将带绕丝核燃料棒5送入线阵激光扫描装置201和线阵视觉扫描装置202穿过。带绕丝核燃料棒5在线阵激光扫描装置201中进行表面缺陷的检测扫描，系统构建三维图像(即为第一表面图像)。带绕丝核燃料棒5从线阵激光扫描装置201穿出时，便同步进入线阵视觉扫描装置202中进行第一表面图像的采集，以便于工作人员能够从计算机上监视带绕丝核燃料棒5的表面图像。最后，通过燃料棒出料移动夹爪将带绕丝核燃料棒5移动至缺陷深度扫描单元3上。燃料棒出料移动夹爪的运行原理与燃料棒进料移动夹爪的运行原理相同，夹爪开闭驱动气缸205用于驱动燃料棒进料移动夹爪或燃料棒出料移动夹爪开闭夹持带绕丝核燃料棒5。

请参阅图4和图5，以下对缺陷深度扫描单元3进行具体说明。

缺陷深度扫描单元3包括扫描台301(即表面缺陷深度扫描台301)、第二扫描仪304、第二旋转件、缺陷深度检测进料导轮302、第三移动导轨303(即缺陷深度扫描装置移动轨道)、扫描升降组件。

其中，扫描台301(即表面缺陷深度扫描台301)用于放置待进行二次扫描的带绕丝核燃料棒5。第二旋转件安装于扫描台301上，能够绕自身轴线转动，第二旋转件与带绕丝核燃料棒5的端部连接，以带动带绕丝核燃料棒5绕自身旋转。第二扫描仪304与扫描台301移动连接，能够沿着带绕丝核燃料棒5的轴向移动，且第二扫描仪304朝向带绕丝核燃料棒5，用于在带绕丝核燃料棒5旋转时，对带绕丝核燃料棒5进行二次扫描。优选地，第二扫描仪304为光谱共聚焦扫描装置，光谱共聚焦扫描装置可以采用型号为Precitec CHROCODILECLS系列。当然，也可使用其它品牌的同类产品进行测量。

具体地，表面缺陷深度扫描台301的中部设置有扫描位，在扫描位的一侧设置为进料位，与进料位相对的另一侧则设置有缺陷深度扫描装置移动轨道。

进料位处设有多个缺陷深度检测进料导轮302，多个缺陷深度检测进料导轮302沿核燃料棒5的轴线方向排列设置，缺陷深度检测进料导轮302的一端与表面缺陷扫描单元2的出料端对接。多个缺陷深度检测进料导轮302用于承接带绕丝核燃料棒5，并且，多个导轮的同步旋转，能够通过摩擦力依次驱动核燃料棒5移动。示例性地，当核燃料棒5完成一次扫描后，通过第二转运单元208(即燃料棒出料移动夹爪)将核燃料棒5移动至扫描台301的进料位，然后，进料位处的缺陷深度检测进料导轮302能够承接核燃料棒5，并通过摩擦力将核燃料棒5移动至进料位。

在进料位和扫描位之间可以通过现有的自动转运设备来实现核燃料棒5的转运，在此不再赘述。

缺陷深度扫描装置移动轨道沿着核燃料棒5的轴向延伸，且其传动驱动端与扫描装置升降组件305连接，从而能够驱动核燃料棒5沿着核燃料棒5的轴向移动。进而，在核燃料棒5旋转的同时，对其进行扫描，便能够得到核燃料棒5的表面图像信息。扫描装置升降组件305的升降驱动端与光谱共聚焦扫描装置连接，光谱共聚焦扫描装置位于扫描位的上方，并朝向带绕丝核燃料棒5。扫描装置升降组件305用于调节光谱共聚焦扫描装置的扫描端的高度，使其与带绕丝核燃料棒5之间保持适合的扫描距离。

更进一步地，第二旋转件位于扫描台301的一侧，且正对核燃料棒5的端部，能够夹持核燃料棒5的端部，并带动核燃料棒5绕自身轴线旋转。第二旋转件包括第二夹爪306(即燃料棒旋转夹爪)和第二驱动电机307，第二驱动电机307的输出轴线与第二夹爪306连接，用于驱动第二夹爪306旋转。第二夹爪306朝向核燃料棒5的端部，且旋转夹爪的中心轴线与核燃料棒5的中心轴线重合。

表面缺陷深度扫描台301在靠近第二旋转件的一侧还安装有第四移动导轨308(即旋转夹爪移动轨道)，其沿着表面缺陷深度扫描台301的长度方向延伸。第四移动导轨308与第二旋转件传动连接，用于驱动第二旋转件沿着带绕丝核燃料棒5的轴向延长线移动，进而使得第二夹爪306靠近或远离核燃料棒5的端部。

如图4和图5所示，表面缺陷深度扫描单元3的工作原理如下：

缺陷深度检测进料导轮302用于接收表面缺陷扫描单元2输出的来料，并将带绕丝核燃料棒5传输至进料位上。当带绕丝核燃料棒5传输至扫描位并进行定位后，通过旋转夹爪移动轨道带动燃料棒旋转夹爪和旋转夹爪驱动电机(即第二驱动电机307)移动至带绕丝核燃料棒5端部的位置，燃料棒旋转夹爪(即第二夹爪306)将带绕丝核燃料棒5端部夹持，并通过旋转夹爪驱动电机(即第二驱动电机307)驱动旋转，同时，通过扫描装置升降组件305驱动光谱共聚焦扫描装置(即第二扫描仪304)的扫描端与带绕丝核燃料棒5保持适合的距离，再通过缺陷深度扫描装置移动轨道303带动光谱共聚焦扫描装置304沿带绕丝核燃料棒5的径向方向移动，从而扫描带绕丝核燃料棒5的缺陷深度，完成检测后通过龙门吊装移料装置4移动到人工复检料架6上复检，最后将合格与不合格的带绕丝核燃料棒5移动至燃料棒分类存储盒7中分类存储。

以下将对本带绕丝核燃料棒检测装置的整体工作过程进行说明：首先，通过检测组件1对带绕丝核燃料棒5进行尺寸及焊点检测，以得到的尺寸数据和焊点图像。接着，移动组件将带绕丝核燃料棒5由检测组件1的暂存位转运至扫描组件。扫描组件中的表面缺陷扫描单元2和缺陷深度扫描单元3分别用于对带绕丝核燃料棒5进行一次扫描和二次扫描，以得到带绕丝核燃料棒5的第一表面图像和第二表面图像。第一表面图像主要包含核燃料棒5表面的宏观信息和较大的有凹凸起伏的缺陷；而第二表面图像主要包含较小的微观缺陷以及精确的缺陷深度信息。控制组件分别与检测组件1、表面缺陷扫描单元2和缺陷深度扫描单元3电连接，用于根据尺寸数据、焊点图像、表面缺陷信息和缺陷深度信息，判断带绕丝核燃料棒5是否合格。

综上，本带绕丝核燃料棒检测装置能够高效、准确地对带绕丝核燃料棒5进行质量检测。

实施例2

请参阅图1，本发明还公开一种带绕丝核燃料棒分类系统，包括分拣组件4、分类存储盒7以及实施例1中的带绕丝核燃料棒检测装置。

分类存储盒7设有合格存放区和不合格存放区。分拣组件4与带绕丝核燃料棒检测装置的控制组件电连接，用于在控制组件判定带绕丝核燃料棒5合格时，将带绕丝核燃料棒5分拣至合格存放区；以及，在控制组件判定带绕丝核燃料棒5不合格时，将带绕丝核燃料棒5分拣至不合格存放区。

需要说明的是，分拣组件4可以采用龙门吊装移料装置。龙门吊装移料装置与实施例1中的控制组件连接。控制组件在判定核燃料棒5合格时，向分拣组件4发出第一分拣信号，以及，在判定核燃料棒5不合格时，向分拣组件4发出第二分拣信号。分拣组件4根据第一分拣信号将核燃料棒5移动至合格区，或者根据第二分拣信号将核燃料棒5移动至不合格区。

在本实施例中，作为改进，本分类系统还设有人工复检料架6，人工复检料架6和燃料棒分类存储盒7分别位于表面缺陷深度扫描单元3的两侧。龙门吊装移料装置需要在核燃料棒5完成二次扫描后，将核燃料棒5移动至人工复检料架6，进行人工复检。人工复检料架6用于供工作人员对带绕丝核燃料棒5进行人工复检，其主要目的是在设备运行初期，需要人工对设备检测出的结果进行复验，从而对设备结果的准确与否进行反馈，有利于设备算法的更新和优化，以提高设备的检测准确性。在一段时间的运行后，如果控制组件的判定结果与人工复检的结果的重合率达到要求，则可以减少人工复检的程序。

请参阅图1、图7和图8，在本实施例中，龙门吊装移料装置由龙门吊装机构支架401、升降装置移动板402、移动板滑轨403、移动驱动齿条404、移动驱动齿轮405、移动驱动电机406、升降驱动螺母机构407、升降驱动螺杆408、升降导向杆409、移料托板固定梁410和燃料棒移料托板411组成。

如图1所示，龙门吊装机构支架401位于表面缺陷扫描单元2、缺陷深度扫描单元3、人工复检料架6和分类存储盒7的上方。如图7所示，移动板滑轨403与龙门吊装机构支架401连接，且移动板滑轨403沿着分类存储盒7、缺陷深度扫描单元3和人工复检料架6之间的排列方向延伸。移动板滑轨403的滑块与升降装置移动板402连接，用于驱动升降装置移动板402沿着移动板滑轨403滑动。

如图8所示，移动驱动齿条404固定设置于龙门吊装机构支架401上，并与移动板滑轨403平行。移动驱动电机406固定设置于升降装置移动板402上，移动驱动电机406的转轴与移动驱动齿轮405固定连接，移动驱动齿轮405与移动驱动齿条404啮合连接。移动驱动电机406用于驱动移动驱动齿轮405转动，进而带动升降装置移动板402沿着移动板滑轨403的延伸方向(即移动驱动齿条404的延伸方向)移动，从而能够在缺陷深度扫描单元3和人工复检料架6以及分类存储盒7之间来回移动。

进一步地，升降驱动螺母机构407安装于升降装置移动板402上，升降驱动螺母机构407的驱动端与升降驱动螺杆408螺纹连接，用于驱动升降驱动螺杆408进行升降。升降导向杆409贯穿于升降装置移动板402，并能够上下滑动，其用于对升降驱动螺杆408进行导向，升降导向杆409能够保持移料托板固定梁410稳定升降。当升降装置移动板402沿着移动板滑轨403的延伸方向来回移动时，升降驱动螺母机构407、升降导向杆409和升降驱动螺杆408也会同步移动。升降驱动螺杆408的下端与移料托板固定梁410的上端面固定连接，移料托板固定梁410的下端面设置多个燃料棒移料托板411。另外，升降导向杆409的下端与移料托板固定梁410的上端面固定连接。

如图8所示，龙门吊装移料装置的工作原理如下：

移动驱动齿轮405与移动驱动齿条404啮合，且移动驱动齿条404固定在龙门吊装机构支架401上。升降装置移动板402与移动板滑轨403滑动连接，移动板滑轨403固定在龙门吊装机构支架401上，且移动板滑轨403与移动驱动齿条404平行设置。因此，通过移动驱动电机406驱动移动驱动齿轮405转动，便能够使得升降装置移动板402在龙门吊装机构支架401上来回移动，进而能够将升降驱动螺杆408和燃料棒移料托板411移动至缺陷深度扫描单元3的上方。接着，通过升降驱动螺母机构407驱动升降驱动螺杆408升降，升降驱动螺杆408带动移料托板固定梁410下降至带绕丝核燃料棒5的下方，以托起核燃料棒5。然后，通过驱动升降驱动螺杆408抬升，进而带动燃料棒移料托板411上升，从而将带绕丝核燃料棒5抬起。通过移动升降装置移动板402将带绕丝核燃料棒5移动至所需的位置(合格区/不合格区)，再将带绕丝核燃料棒5放下，完成转移。

以下将对本带绕丝核燃料棒分类系统的整体工作过程进行说明：首先，通过实施例1中的带绕丝核燃料棒检测装置对带绕丝核燃料棒5进行检测，判断核燃料棒5是否合格。然后，龙门吊装移料装置(分拣组件4)将核燃料棒5移动至人工复检料架6，如果人工复检的结果与控制组件的判定结果一致，则根据控制组件发出的第一分拣信号/第二分拣信号，将带绕丝核燃料棒5移动至合格区/不合格区。如果人工复检的结果与控制组件的判定结果不一致，则需要对控制组件的算法进行迭代和修正，直至人工复检的结果与控制组件的判定结果一致为止。

综上，本带绕丝核燃料棒分类系统能够实现核燃料棒5的自动分拣，并且分类过程快速、准确。

实施例3

本发明还公开一种带绕丝核燃料棒检测方法，该方法应用于实施例1中的带绕丝核燃料棒检测装置，包括如下步骤：

S1：检测组件获取带绕丝核燃料棒5的尺寸数据和焊点图像，焊点图像中包含焊点缺陷信息；

S2：扫描组件获取带绕丝核燃料棒5的表面图像，表面图像中包含表面缺陷信息和缺陷深度信息；

S3：控制组件根据带绕丝核燃料棒5的尺寸数据、焊点缺陷信息、表面缺陷信息和缺陷深度信息，判断带绕丝核燃料棒5是否合格。

需要说明的是，尺寸数据包括带绕丝核燃料棒5的长度、直线度和绕丝螺距数据。首先,通过实施例1中的检测组件1对带绕丝核燃料棒5进行尺寸及焊点检测，以得到的尺寸数据和焊点图像。接着，通过扫描组件中的表面缺陷扫描单元2和缺陷深度扫描单元3分别用于对带绕丝核燃料棒5进行一次扫描和二次扫描，以得到带绕丝核燃料棒5的第一表面图像和第二表面图像。第一表面图像中包含核燃料棒5的表面缺陷信息，其主要指核燃料棒5表面的宏观信息和较大的有凹凸起伏的缺陷；而第二表面图像主要包含核燃料棒5的缺陷深度信息，其主要指核燃料棒5表面较小的微观缺陷以及精确的缺陷深度信息。

然后，通过控制组件根据尺寸数据、焊点缺陷信息、表面缺陷信息和缺陷深度信息判断带绕丝核燃料棒5是否合格。控制组件可以采用计算机设备上的软件模块。

在本实施例中，步骤S3具体包括如下步骤：

获取带绕丝核燃料棒5的标准尺寸范围，标准尺寸范围包括标准长度范围、标准直线度范围和标准螺距范围；

根据尺寸数据和标准尺寸范围，判断带绕丝核燃料棒5的尺寸数据是否处于标准尺寸范围内，即长度、直线度和绕丝螺距数据是否分别处于标准长度范围、标准直线度范围和标准螺距范围内；

若是，则继续以下判断；若否，则判断为带绕丝核燃料棒5不合格，本次判断结束；

根据带绕丝核燃料棒5的焊点缺陷信息，判断带绕丝核燃料棒是否存在第一预设缺陷，第一预设缺陷为带绕丝核燃料棒的焊点处的缺陷；

若不存在，则继续以下判断；若存在，则判断为带绕丝核燃料棒5不合格，本次判断结束；

根据带绕丝核燃料棒5的表面缺陷信息，判断带绕丝燃料棒是否存在第二预设缺陷，第二预设缺陷为带绕丝核燃料棒的绕丝表面和/或带绕丝核燃料棒的棒体表面的缺陷；

若不存在，则继续以下判断；若存在，则判断为带绕丝核燃料棒5不合格，本次判断结束；

根据带绕丝核燃料棒5的缺陷深度信息，判断带绕丝核燃料棒5是否存在第三预设缺陷，第三预设缺陷为处于棒体表面且深度大于或等于预设值的缺陷；

若不存在，则判断为带绕丝核燃料棒5合格，本次判断结束；

若存在，则判断为带绕丝核燃料棒5不合格，本次判断结束。

需要说明的是，标准尺寸范围，即标准长度范围、标准直线度范围和标准螺距范围需要根据带绕丝核燃料棒5的实际应用场景来给定。当带绕丝核燃料棒5的长度、直线度和绕丝螺距分别处于上述的标准长度范围、标准直线度范围和标准螺距范围内，则该带绕丝核燃料棒5满足尺寸要求。

接下来，需要判断该带绕丝核燃料棒5是否满足表面缺陷的要求。还需要说明的是，第一预设缺陷是指第一检测仪104能够观测到的处于带绕丝核燃料棒5的焊点处的凹陷、划伤等缺陷。第二预设缺陷是指表面缺陷扫描单元2能够观测到的处于带绕丝核燃料棒5的绕丝表面和/或棒体表面上的凹陷或划伤等缺陷。第三预设缺陷主要是一些长度或宽度尺寸较小的缺陷，预设值是指此类缺陷的深度，为20-30μm。

示例性地，首先，判断带绕丝核燃料棒5是否存在第一预设缺陷，当焊点处存在第一检测仪104能够观测到的裂缝时，判定为存在第一预设缺陷，该带绕丝核燃料棒5不合格；如果焊点处不存在第一检测仪104能够观测到的裂缝，则继续判断核燃料棒5的表面是否存在第二预设缺陷。当核燃料棒5的棒体表面或绕丝表面存在表面缺陷扫描单元2能够观测到的缺陷，则判定为存在第二预设缺陷，该带绕丝核燃料棒5不合格；如果绕丝表面或棒体表面不存在表面缺陷扫描单元2能够观测到的缺陷，则继续判定核燃料棒5是否存在第三预设缺陷。当核燃料棒5表面的缺陷的深度大于25μm时，判定为存在第三预设缺陷，该带绕丝核燃料棒5不合格，若核燃料棒5表面的缺陷的深度小于25μm，则判定核燃料棒5合格。

综上，本方法能够方便、快捷地对带绕丝核燃料棒5完成质量检测。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种带绕丝核燃料棒检测装置，其特征在于，包括：检测组件(1)、扫描组件、控制组件和移动组件；

所述检测组件(1)，用于对带绕丝核燃料棒(5)进行尺寸及焊点检测，以得到带绕丝核燃料棒(5)的尺寸数据和焊点图像，所述焊点图像中包含焊点缺陷信息；

所述移动组件位于所述检测组件(1)和所述扫描组件之间，用于将完成尺寸及焊点检测的带绕丝核燃料棒(5)移动至扫描组件；

所述扫描组件，用于对所述带绕丝核燃料棒(5)进行扫描，以采集所述带绕丝核燃料棒(5)的表面图像，所述表面图像包含所述带绕丝核燃料棒(5)的表面缺陷信息和缺陷深度信息；

所述控制组件分别与所述检测组件(1)和所述扫描组件电连接，用于接收所述带绕丝核燃料棒(5)的尺寸数据、焊点图像以及表面图像，并根据以上数据和图像判断所述带绕丝核燃料棒(5)是否合格。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制组件包括第一处理单元、第二处理单元和判断单元；

所述第一处理单元与所述检测组件电连接，所述第一处理单元中预存储有带绕丝核燃料棒(5)的标准尺寸范围，用于判断接收的所述带绕丝核燃料棒(5)的尺寸数据是否处于标准尺寸范围内，若是，则发出第一判定信号；

所述第一处理单元还用于对接收的所述焊点图像进行图像处理，以获取所述带绕丝核燃料棒(5)的焊点缺陷信息，并根据所述焊点缺陷信息判断所述焊点是否合格，若是，则发出第二判定信号；

所述第二处理单元与所述扫描组件电连接，用于对接收的所述表面图像进行图像处理，以获取所述带绕丝核燃料棒(5)的表面缺陷信息和缺陷深度信息，并根据所述表面缺陷信息和缺陷深度信息判断所述带绕丝核燃料棒(5)的表面是否合格，若是，则发出第三判定信号；

所述判断单元分别与所述第一处理单元和第二处理单元电连接，用于在接收到第一判定信号、第二判定信号和第三判定信号时，判断所述带绕丝核燃料棒(5)合格。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述检测组件(1)包括检测台(102)和棒料检测单元，

所述检测台(102)上设有定位槽，所述定位槽用于对所述带绕丝核燃料棒(5)进行定位；

所述棒料检测单元安装于所述检测台(102)上，并与所述第一处理单元电连接，用于对放置在检测台上的所述带绕丝核燃料棒(5)进行检测，以得到所述带绕丝核燃料棒(5)的尺寸数据和焊点图像；

所述带绕丝核燃料棒(5)的尺寸数据包括长度、直线度和绕丝螺距。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述定位槽沿所述带绕丝核燃料棒(5)的轴向延伸,其竖向截面呈V形，以构成V形槽，

所述带绕丝核燃料棒放置在所述V形槽内。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述棒料检测单元包括第一检测仪(104)，

所述第一检测仪(104)的数量为两个或两个以上，所述第一检测仪(104)安装于所述检测台(102)上，并分别位于所述定位槽的两端，用于分别对所述带绕丝核燃料棒(5)的两端进行检测，以得出所述带绕丝核燃料棒(5)的长度数据和其两端的焊点图像。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述棒料检测单元还包括第一旋转件(108)和第二检测仪(107)；

所述第一旋转件(108)安装于所述检测台(102)上，能够绕自身轴线旋转，并与所述带绕丝核燃料棒(5)的端部连接，以带动所述带绕丝核燃料棒(5)绕自身轴线旋转，

所述第二检测仪(107)与所述检测台(102)移动连接，能够沿着所述带绕丝核燃料棒(5)的轴向移动，且所述第二检测仪(107)朝向所述带绕丝核燃料棒(5)，用于在所述带绕丝核燃料棒(5)旋转时，对所述带绕丝核燃料棒(5)进行扫描，以得出所述带绕丝核燃料棒(5)的直线度和绕丝螺距。

7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述扫描组件包括表面缺陷扫描单元(2)和缺陷深度扫描单元(3)，所述表面缺陷扫描单元(2)和所述缺陷深度扫描单元(3)均与所述处理单元电连接；

所述表面缺陷扫描单元(2)用于对所述带绕丝核燃料棒(5)进行一次扫描，以采集所述带绕丝核燃料棒(5)的第一表面图像，并将所述第一表面图像发送给处理单元，所述第一表面图像包含所述带绕丝核燃料棒(5)的表面缺陷信息；

所述缺陷深度扫描单元(3)用于对所述带绕丝核燃料棒(5)进行二次扫描，以采集所述带绕丝核燃料棒(5)的第二表面图像，并将所述第二表面图像发送给处理单元，所述第二表面图像包含所述带绕丝核燃料棒(5)的缺陷深度信息；

所述移动组件包括第一转运单元(204)和第二转运单元(208)，所述第一转运单元(204)位于所述检测台(102)和所述表面缺陷扫描单元(2)之间，用于将带绕丝核燃料棒(5)由检测台(102)转运至所述表面缺陷扫描单元(2)处，以使得表面缺陷扫描单元(2)对所述带绕丝核燃料棒(5)进行一次扫描；

所述第二转运单元(208)位于所述表面缺陷扫描单元(2)和所述缺陷深度扫描单元(3)之间，用于将带绕丝核燃料棒(5)由所述表面缺陷扫描单元(2)转运至所述缺陷深度扫描单元(3)，以使得缺陷扫描单元对所述带绕丝核燃料棒(5)进行二次扫描。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述表面缺陷扫描单元(2)包括第一扫描仪(21)，其中部贯穿地开设有扫描通道，所述第一扫描仪(21)用于对穿过所述扫描通道的带绕丝核燃料棒(5)进行一次扫描；

所述扫描通道的两端分别为进料端和出料端，所述进料端朝向所述检测台(102)，所述出料端朝向所述缺陷深度扫描单元(3)；

所述第一转运单元(204)位于所述进料端和所述检测台(102)之间，用于夹持所述带绕丝核燃料棒(5)，并将其由所述检测台(102)转运至所述进料端，经由进料端进入所述扫描通道内；

所述第二转运单元(208)位于所述出料端和所述缺陷深度扫描单元(3)之间，用于交替夹持所述带绕丝核燃料棒，使其由出料端穿出所述扫描通道，以完成一次扫描，并将带绕丝核燃料棒转运至所述缺陷深度扫描单元(3)处。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述缺陷深度扫描单元(3)包括扫描台(301)、第二扫描仪(304)和第二旋转件；

所述扫描台(301)用于放置待进行二次扫描的带绕丝核燃料棒(5)；

所述第二旋转件安装于所述扫描台(301)上，能够绕自身轴线转动，所述第二旋转件与所述带绕丝核燃料棒(5)的端部连接，以带动所述带绕丝核燃料棒(5)绕自身轴线旋转；

所述第二扫描仪(304)与所述扫描台(301)移动连接，能够沿着所述带绕丝核燃料棒(5)的轴向移动，且所述第二扫描仪(304)朝向所述带绕丝核燃料棒(5)，用于在所述带绕丝核燃料棒(5)旋转时，对所述带绕丝核燃料棒(5)进行二次扫描。

10.一种带绕丝核燃料棒分类系统，其特征在于，包括分拣组件(4)、分类存储盒(7)以及权利要求1-9任一项所述的带绕丝核燃料棒检测装置；

所述分类存储盒(7)设有合格存放区和不合格存放区；

所述分拣组件(4)与所述带绕丝核燃料棒检测装置的控制组件电连接，用于在控制组件判定所述带绕丝核燃料棒(5)合格时，将所述带绕丝核燃料棒(5)分拣至合格存放区；以及，在控制组件判定所述带绕丝核燃料棒(5)不合格时，将所述带绕丝核燃料棒(5)分拣至不合格存放区。

11.一种带绕丝核燃料棒检测方法，该方法应用于权利要求1-9任一项所述的带绕丝核燃料棒检测装置，其特征在于，包括如下步骤：

S1：检测组件获取所述带绕丝核燃料棒(5)的尺寸数据和焊点图像，所述焊点图像中包含焊点缺陷信息；

S2：扫描组件获取所述带绕丝核燃料棒(5)的表面图像，所述表面图像中包含表面缺陷信息和缺陷深度信息；

S3:控制组件根据所述带绕丝核燃料棒(5)的尺寸数据、焊点缺陷信息、表面缺陷信息和缺陷深度信息，判断所述带绕丝核燃料棒(5)是否合格。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述尺寸数据包括所述带绕丝核燃料棒(5)的长度、直线度和绕丝螺距数据，

所述步骤S3具体包括：

获取所述带绕丝核燃料棒(5)的标准尺寸范围，所述标准尺寸范围包括标准长度范围、标准直线度范围和标准螺距范围；

根据所述尺寸数据和所述标准尺寸范围，判断所述带绕丝核燃料棒(5)的尺寸数据是否处于标准尺寸范围内，即所述长度、直线度和绕丝螺距数据是否分别处于标准长度范围、标准直线度范围和标准螺距范围内；

若是，则继续以下判断；若否，则判断为所述带绕丝核燃料棒(5)不合格，本次判断结束；

根据所述带绕丝核燃料棒(5)的焊点缺陷信息，判断所述带绕丝核燃料棒(5)是否存在第一预设缺陷，所述第一预设缺陷为所述带绕丝核燃料棒的焊点处的缺陷；

若不存在，则继续以下判断；若存在，则判断为所述带绕丝核燃料棒(5)不合格，本次判断结束；

根据所述带绕丝核燃料棒(5)的表面缺陷信息，判断所述带绕丝燃料棒是否存在第二预设缺陷，所述第二预设缺陷为所述带绕丝核燃料棒的绕丝表面的缺陷和/或所述带绕丝核燃料棒的棒体表面的缺陷；

若不存在，则继续以下判断；若存在，则判断为所述带绕丝核燃料棒(5)不合格，本次判断结束；

根据所述带绕丝核燃料棒(5)的缺陷深度信息，判断所述带绕丝核燃料棒(5)是否存在第三预设缺陷，所述第三预设缺陷为处于棒体表面且深度大于或等于预设值的缺陷；

若不存在，则判断为所述带绕丝核燃料棒(5)合格，本次判断结束；

若存在，则判断为所述带绕丝核燃料棒(5)不合格，本次判断结束。