CN204537707U - 用于控制棒的冲击力传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于控制棒的冲击力传感器，包括圆环缓冲受力板、缓冲式连接座和由八片圆弧形梁式纯剪切片沿圆周均匀连接而成的圆环剪切式弹性体，所述圆环缓冲受力板和所述缓冲式连接座分别设置在所述圆环剪切式弹性体的两端，所述圆环剪切式弹性体的侧壁设置有多片带有引线的应变片，所述缓冲式连接座上设置有用于包裹所述引线的橡胶密封芯。本实用新型设计的传感器结构代替控制棒与缓冲结构之间的压紧环结构件，可以精确测量缓冲结构受力件压紧环的全域性应力应变场，可以精确测量缓冲结构受力件压紧环在控制棒落棒终了时所受冲击力的真实值，可以在有一定压力、流动的水中正常工作，是一种防水性极好的冲击力传感器。

Description

用于控制棒的冲击力传感器

技术领域

本实用新型涉及到反应堆的控制技术领域，尤其涉及一种用于控制棒的冲击力传感器。

背景技术

反应堆中控制链式反应速率在一个预定的水平上，需用吸收中子的材料做成吸收棒，称之为控制棒或安全棒，控制棒主要用来补偿燃料消耗和调节反应速率。

在地震等紧急状况下控制棒会在自重作用下快速落棒使反应堆停止运行。控制棒落棒终了时所受冲击力是衡量缓冲结构和缓冲效果的关键技术指标，也是控制棒全寿命期可靠性的关键，所以在控制棒驱动线缓冲结构设计阶段就采用1:1的控制棒驱动线试验模型进行落棒试验并测量冲击力以验证缓冲结构。

通常采用传统应变式测量方法，即是采用电阻应变计做为敏感元件，粘贴在撞击物或被撞击物表面，将物体表面应变转换成电阻相对变化，然后用应变测量仪器将电阻变化转换成电压或电流变化，经放大检波测量记录，由所测应变换算成应力。传统的应变式测量方法的缺点是：通常为逐点测量，不能得到缓冲结构的全域性应力应变场；所测应变是敏感丝栅覆盖面积内构件表面的平均应变，测量误差较大；缓冲面所受偏心撞击力导致一侧受压一侧受拉现象应变测试换算不准确；不能满足在有一定流动水压且在水中工作的恶劣环境条件。

对于测量在有水流动的导向管内，流动的水使得控制棒自由下落过程中会受到不规则流场的干扰，导致落棒终了时与缓冲平面的撞击总是偏心，存在一侧受压一侧受拉现象，使得传统的应变式测量方法无法准确获得冲击力数值，测量难以实现。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于控制棒的冲击力传感器。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种用于控制棒的冲击力传感器，包括圆环缓冲受力板、缓冲式连接座和由八片圆弧形梁式纯剪切片沿圆周均匀连接而成的圆环剪切式弹性体，所述圆环缓冲受力板和所述缓冲式连接座分别设置在所述圆环剪切式弹性体的两端，所述圆环剪切式弹性体的侧壁设置有多片带有引线的应变片，所述缓冲式连接座上设置有用于包裹所述引线的橡胶密封芯。

进一步地，所述缓冲式连接座的底部均匀设置有六个螺纹安装孔。

进一步地，所述缓冲式连接座上设置有用于安装所述橡胶密封芯的安装槽。

进一步地，所述圆环剪切式弹性体的内外两侧分别设置有内壳和外壳，所述圆环缓冲受力板和所述缓冲式连接座上均设置有用于卡装所述内壳和所述外壳的环形槽。

进一步地，所述应变片有四片，四片所述应变片均粘贴在所述圆环剪切式弹性体的侧壁，四片所述应变片的引线均穿过所述橡胶密封芯。

更进一步地，四片所述应变片均采用多层防水胶粘贴在所述圆环剪切式弹性体的侧壁。

进一步地，所述圆弧形梁式纯剪切片开有上下对称的工艺槽和工艺孔。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型设计的传感器结构代替控制棒与缓冲结构之间的压紧环结构件，可以精确测量缓冲结构受力件压紧环的全域性应力应变场，可以精确测量缓冲结构受力件压紧环在控制棒落棒终了时所受冲击力的真实值，可以在有一定压力、流动的水中正常工作，是一种防水性极好的冲击力传感器。

附图说明

图1是本实用新型所述用于控制棒的冲击力传感器的主剖视结构示意图，为了示出全部内部结构，只画出了外壳，未将内壳画出；

图2是本实用新型所述用于控制棒的冲击力传感器的俯视结构示意图；

图3是本实用新型所述用于控制棒的冲击力传感器的仰视结构示意图；

图4是本实用新型所述用于控制棒的冲击力传感器的左视结构示意图，为了示出应变片，这里将外壳和内壳均省略；

图中：1-引线、2-橡胶密封芯、3-外壳、4-缓冲式连接座、5-圆环剪切式弹性体、6-圆环缓冲受力板、7-工艺孔、8-工艺槽、9-螺纹安装孔、10-应变片、11-安装槽。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1、图2、图3和图4所示，本实用新型包括圆环缓冲受力板6、圆环剪切式弹性体5和缓冲式连接座4，圆环缓冲受力板6和缓冲式连接座4分别设置在圆环剪切式弹性体5的两端，圆环剪切式弹性体5的侧壁设置有多片带有引线1的应变片10，缓冲式连接座4上设置有用于包裹引线1的橡胶密封芯2，圆环缓冲受力板6是一个有一定厚度的圆环体，其上端面做为控制棒落棒终了时的撞击面，其下端面通过圆周上均布的四段圆弧工艺段与圆环剪切弹性体5整体相连，将承受的撞击力全部均匀传递给圆环剪切弹性体5。

缓冲式连接座4的底部均匀设置有六个螺纹安装孔9，螺纹安装孔9与缓冲结构紧密配合连接，使传感器较好替代控制棒与缓冲结构中的压紧环，准确测得压紧环承受的撞击力值。

圆环剪切式弹性体5的内外两侧分别设置有内壳和外壳3，圆环缓冲受力板6和缓冲式连接座4上均设置有用于卡装内壳和外壳3的环形槽，圆环剪切式弹性体5外圆用封装外壳3封装保护，内圆用封装内壳封装保护，以防止应变片10及引线1直接受到流动水的大压力冲刷，提高传感器的使用寿命。

缓冲式连接座4上设置有用于安装橡胶密封芯2的安装槽11，使得外观更加美观，橡胶密封芯2更加牢固，节省空间，布置引线1更方便。

应变片10有四片(根据实际情况可以改变应变片10的数量)，四片应变片10均粘贴在圆环剪切式弹性体5的侧壁，四片应变片10的引线1均穿过橡胶密封芯2，四片应变片10均采用多层防水胶粘贴在圆环剪切式弹性体5的侧壁，从而传感器具有了全防水功能。

圆环剪切式弹性体5由八片圆弧形梁式纯剪切片沿圆周均匀连接而成，圆弧形梁式纯剪切片开有上下对称的工艺槽8和工艺孔7。剪切片的受应力处粘贴应变片10构成圆环剪切式测力敏感元件，将结构全域内所受冲击应力的变化通过纯剪切片上粘贴的应变计精确转换为电压的线性变化，其下端通过圆周上均布的四段圆弧工艺段与缓冲式连接座4整体连接；这样的结构能消除承受偏心撞击力造成的测试误差，其将撞击力分成八份来测量，使得传感器有较高的灵敏度和精度。

本实用新型所述用于控制棒的冲击力传感器的优点如下：

1)设计的外形结构能够准确代替原结构中的压紧环和其功能结构；

2)采用八片开有上下对称工艺槽和工艺孔的圆弧形梁式纯剪切片沿圆周均匀连接，能够将结构全域内所受冲击应力的变化通过纯剪切片上粘贴的应变片10精确转换为电压的线性变化；

3)剪切片外圆弧面表面粘接防水应变片10以及相应的防水处理工艺，使其能够在有一定压力的流动的水中，准确测量缓冲结构受力件压紧环在控制棒落棒终了时所受冲击力的真实大小。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制实用新型，如本公司还有一种冲击力传感器将缓冲式连接座4做成阶梯结构，而其它结构均相同，但是功能基本一致，因此凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种用于控制棒的冲击力传感器，其特征在于：包括圆环缓冲受力板、缓冲式连接座和由八片圆弧形梁式纯剪切片沿圆周均匀连接而成的圆环剪切式弹性体，所述圆环缓冲受力板和所述缓冲式连接座分别设置在所述圆环剪切式弹性体的两端，所述圆环剪切式弹性体的侧壁设置有多片带有引线的应变片，所述缓冲式连接座上设置有用于包裹所述引线的橡胶密封芯。

2.根据权利要求1所述的用于控制棒的冲击力传感器，其特征在于：所述缓冲式连接座的底部均匀设置有六个螺纹安装孔。

3.根据权利要求1所述的用于控制棒的冲击力传感器，其特征在于：所述缓冲式连接座上设置有用于安装所述橡胶密封芯的安装槽。

4.根据权利要求1所述的用于控制棒的冲击力传感器，其特征在于：所述圆环剪切式弹性体的内外两侧分别设置有内壳和外壳，所述圆环缓冲受力板和所述缓冲式连接座上均设置有用于卡装所述内壳和所述外壳的环形槽。

5.根据权利要求1所述的用于控制棒的冲击力传感器，其特征在于：所述应变片有四片，四片所述应变片均粘贴在所述圆环剪切式弹性体的侧壁，四片所述应变片的引线均穿过所述橡胶密封芯。

6.根据权利要求5所述的用于控制棒的冲击力传感器，其特征在于：四片所述应变片均采用多层防水胶粘贴在所述圆环剪切式弹性体的侧壁。

7.根据权利要求1所述的用于控制棒的冲击力传感器，其特征在于：所述圆弧形梁式纯剪切片开有上下对称的工艺槽和工艺孔。