CN2599522Y

CN2599522Y - 二氧化铀芯块的自动检测装置

Info

Publication number: CN2599522Y
Application number: CNU022910883U
Authority: CN
Inventors: 伟曹; 曹伟; 周永忠; 陈晓香; 黄太熙
Original assignee: STATE RUN JIANZHONG CHEMICAL C
Current assignee: STATE RUN JIANZHONG CHEMICAL C
Priority date: 2002-12-16
Filing date: 2002-12-16
Publication date: 2004-01-14
Anticipated expiration: 2012-12-16

Abstract

本实用新型提供一种二氧化铀芯块的自动检测装置，其中直径高度测量仪、高精度光栅测量显微镜、碟形深度测量仪、垂直度测量仪均配置采样控制盒，并分别与EXE光栅插补器连接，每一个EXE光栅插补器和采样控制盒都与集线器连接，集线器通过光栅计数卡与计算测控装置连接，电子天平及密度测定装置通过多路RS232与计算测控装置连接。该装置能以每分钟完成十个以上几何参数的高精度测量，几何密度的自动计算，也可进行水浸密度测量计算及几何密度与水浸密度差值比较，运用计算机监视测试全过程。

Description

二氧化铀芯块的自动检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种自动检测装置，特别是一种核燃料芯块几何尺寸、几何密度及形位公差的自动检测装置。

背景技术

目前国内外核电站广泛采用二氧化铀芯块作为核燃料元件，为确保反应堆安全运行，对核燃料元件制定了非常严格的质量指标。在诸多质量指标中，芯块的几何尺寸、几何密度及形位公差等参数占有非常重要的地位。二氧化铀芯块的几何尺寸、形位公差决定芯块和包壳管的结合状态，包壳和芯体的间隙以及芯棒在包壳中的位置对称性，将影响燃料棒的导热和径向温度的分布以及辐照效应，二氧化铀芯块的几何密度是影响热导率、反应性和抗震性的至关重要的因素，因此，为了控制反应堆的传热和反应性以及便于更换元件，二氧化铀芯块的几何尺寸、几何密度及形位公差必须控制在设计标准内。因此，建立一套完整、可靠、高效的测量系统是十分重要的课题。目前，二氧化铀芯块几何尺寸、几何密度及形位公差的检测为手动测量方法，通常采用常规量具、表盘、鼓轮、刻度尺读数。人工记录测量值和键盘输入计算机进行数据处理、打印等。该方法尚存在以下问题：1、有五个环节易产生人为误差；2、测量、记录费时耗力；3、无法实现精确、高效、方便的检测过程；4、不能满足今后大生产的需要。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种高效、快速的二氧化铀芯块几何尺寸、几何密度及形位公差的自动检测装置。

实现本实用新型目的的技术方案是：

芯块的几何尺寸包括芯块高度H(mm)、芯块直径D(mm)；芯块碟形深度h(mm)；芯块碟形直径d(mm)、径向倒角L(mm)、轴向倒角I(mm)。直径高度测量仪测量磨削后二氧化铀芯块的高度H(mm)、直径D(mm)；碟形深度测量仪测量芯块的碟形深度h(mm)；高精度光栅测量显微镜测量芯块的碟形直径d(mm)、径向倒角L(mm)、轴向倒角I(mm)。

芯块的几何密度：ρ＝m/V；

芯块质量m(g)；

芯块体积V＝3.1416[HD²/4-(h³/3+hd²/4)-IL(D-2/3L)]：

ρ＝1000Xm/3.1416[HD2/4-(h3/3+hd2/4)-IL(D-2/3L)]，通

过电子天平测量芯块质量m(g)；

芯块的形位公差通过垂直度测量仪进行测量。

该自动检测装置，包括：直径高度测量仪、碟形深度测量仪、高精度光栅测量显微镜、垂直度测量仪、电子天平及密度测定装置和计算测控装置。其中直径高度测量仪、高精度光栅测量显微镜、碟形深度测量仪、垂直度测量仪均配置采样控制盒，并分别与EXE光栅插补器连接，每一个EXE光栅插补器和采样控制盒都与集线器连接，集线器通过光栅计数卡与计算测控装置连接，电子天平及密度测定装置通过多路RS232与计算测控装置连接。计算测控装置包括计算机主机、以及其外配的打印机和监视器。

本发明的效果：1、能以每分钟完成十个以上几何参数的高精度测量；2、几何密度的自动计算，也可进行水浸密度测量计算及几何密度与水浸密度差值比较；3、运用计算机监视测试全过程；4、实现了测量数据的自动采集、计算分析、存储打印；5、实现了数据的分类、相关参数的设置与修改、分析、处理等；6、可自动完成九类报告单、12项频率分布图和波动图的存储、输出、打印等。

附图及说明

图1为二氧化铀芯块的自动检测装置硬件连接图。

具体实施方式

如图1所示，该自动检测装置，包括：直径高度测量仪、碟形深度测量仪、高精度光栅测量显微镜、垂直度测量仪、电子天平及密度测定装置和计算测控装置。

1.直径、高度测量仪

测量范围：0～15.000mm

分度值：0.0005mm

示值误差：±00010mm

示值重复性：0.0010mm

配备相应工程号的直径、高度上限、中值、下限校对柱(块)

2.光栅测量显微镜

测量范围：X轴：50mm；Y轴：15mm

分度值：0.0005mm

示值误差：±0.0010mm

示值重复性：0.0010mm

十字分划板为宽大视场，采用亮刻线浅绿视场。

3.碟形深度测量仪

测量范围：0～1mm

分度值：0.0005mm

示值误差：±0.001mm

示值重复性：0.001mm

配备中心位置校对柱

4.垂直度测量仪

测量范围：0～1mm

分度值：0.0005mm

示值误差：±0.003mm

示值重复性：0.002mm

5.电子分析天平及水浸密度测定装置(YDK01)

称量范围：0～120g

感量：0.001g

重复性：≤±0.0001g

线性误差：≤±0.0002g

6.计算机测控系统

(1)具备以上量仪的数据通讯接口。

(2)具备9类报告单，12项频率分布图、波动图的生成、存储、输出、打印。

(3)数据处理系统存储的数据具有随时调用，待查和计时功能。

其中直径高度测量仪、高精度(15J)光栅测量显微镜、碟形深度测量仪、垂直度测量仪全部采用采用50线/mm的光栅测微传感器及单片机GSW205A数显表和20细分技术，使其分辨率达到0.0005mm。直径高度测量仪、高精度光栅测量显微镜、碟形深度测量仪、垂直度测量仪分别与EXE光栅插补器连接，每一个EXE光栅插补器都与集线器连接，集线器通过四通道的PG422光栅计数卡与计算测控装置连接，电子天平及密度测定装置通过多路RS232与计算测控装置连接。计算测控装置包括计算机主机，计算机主机采用工控机，外配置HP激光打印机，考虑到测试工位与计算机主机的位置分离，因此通过VGA分配器在测量工位单独设置一至二台监视器，从而使系统操作运行更为方便。

四个通道的EXE光栅插补器是对直径高度测量仪、高精度光栅测量学显微镜垂直度、碟形深度测量仪的光栅传感器输出的信号进行细分及数字化插补。集线器对各路数字信号及控制信号进行整理分配，送入光栅计数卡进行计数处理，从而使测量信号可靠进入计算机内存。电子天平的数据经多路RS232送入计算机COM2端口传送给计算机，从而使各测量仪的测量信号按要求送入计算机中。为了取得有效时刻的测量信号，每台测量仪器均配置有采样控制盒，该控制盒通过集线器送入计算机，使计算机能及时获知采有效数据的来源。

直径高度测量仪测量磨削后二氧化铀芯块的高度H(mm)、直径D(mm)；碟形深度测量仪测量芯块的碟形深度h(mm)；高精度光栅测量显微镜测量芯块的碟形直径d(mm)、径向倒角L(mm)、轴向倒角I(mm)；垂直度测量仪测量芯块的形位公差；电子天平及水浸密度测量装置，天平测量芯块质量m(g)，如需进行水浸密度测量，则称量二氧化铀芯块的干重、芯块在浸没液中质量及饱和质量。

1.直径、高度测量——由直径高度测量仪配合上限、中值、下限校对柱进行测量。将芯块置于基准平台上，对芯块进行静态接触式比较测量；

2.碟形尺寸测量——采用15J高精度光栅测量显微镜，用光学镜头瞄准测量要素，X/Y两个坐标轴上安装的光栅测微仪进行非接触式间接测量；

3.碟形深度测量——利用碟形深度测量仪配合标准芯块端面对碟形深度测量仪进行校零后，进行接触式比较测量；

4.垂直度测量——该垂直度测量仪形位公差测量跳动原理，对芯块端面进行接触式绝对测量；

5.几何密度测量——是采用由连机的电子天平将二氧化铀芯块的质量称出，并自动传送给计算机。

Claims

1.一种二氧化铀芯块的自动检测装置，包括：直径高度测量仪、碟形深度测量仪、高精度光栅测量显微镜、垂直度测量仪、电子天平及密度测定装置和计算测控装置，其特征在于直径高度测量仪、高精度光栅测量显微镜、碟形深度测量仪、垂直度测量仪分别与EXE光栅插补器连接，每一个EXE光栅插补器都与集线器连接，集线器通过光栅计数卡与计算测控装置连接，电子天平及密度测定装置通过多路RS232与计算测控装置连接。

2.如权利要求1所述的自动检测装置，其特征在于每一个测量仪均配置有采样控制盒，该控制盒通过集线器送入计算测控装置。

3.如权利要求1或2所述的自动检测装置，其特征在于计算测控装置包括计算机主机、以及其外配的打印机和监视器。

4.如权利要求3所述的自动检测装置，其特征在于计算机主机通过分配器设置一至二台测量仪。