DE2436881A1 - Qualitaetskontrollverfahren fuer kugeln aus schichten verschiedener materialien - Google Patents

Qualitaetskontrollverfahren fuer kugeln aus schichten verschiedener materialien

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DE2436881A1
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quality control
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spheres
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DE2436881A
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Jakob Flamm
Bodo Ganss
Giuseppe Tassone
Giuseppe Volta
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European Atomic Energy Community Euratom
Original Assignee
European Atomic Energy Community Euratom
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    • G21C17/066—Control of spherical elements
    • G—PHYSICS
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
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Description

PATENTANWÄLTE
körner ^Qfey
BERLIN-DAHLEM 33 · PODBIELSKIALLEE 68 8 MÜNCHEN 22 · WIDENMAYERSTRASSE 49
Europäische Atomgemeinschaft ^
, . BERLIN: DIPL.-ING. R. MÜLLER-BÖRNER
(EUEATOM)
MÜNCHEN: DIPL.-ING. HANS-H. WEY
Berlin, den 29. Juli 1974 665
Qualitätskontro11verfahren für Kugeln aus
Schichten verschiedener Materialien
Gegenstand dieser Erfindung ist die Durchführung eines
Qualitätskontrollverfahrens für Kugeln oder kugelförmige Teilchen aus Schichten verschiedener Materialien.
Bei Hochtemperatur-Kernreaktoren werden Brennstoffteilchen verschiedener Art mit einem Durchmesser zwischen
0,4 - 2 mm verwendet, die durch, mehrere Schichten pyrolytischer Kohle und Siliziumkarbid mit je einer Dicke
zwischen 0,2 bis 0,02 mm verkleidet werden. Die Funktion
5098 11/02 60
BERLIN: TELEFON (O3O) 8312088 MÜNCHEN: TELEFON (0811) 22 55 88
KABEL: PROPINDUS -TELEX 01 84O57 KAB EL: PROPIN DUS ■ TELEX O6 24 S44
dieser Schichten ist, die Spaltprodukte während des Betriebes des Reaktors zu mindern.
Diese Teilchen werden in flüssigen Hochtemperatur-Abteilungen diskontinuierlich hergestellt; jeder Abschnitt
7
enthält ca. 10' Teilchen, und in jedem Reaktor sind ca.
10 Teilchen vorhanden. Aus Sicherheitsgründen ist bein Betrieb des Reaktors erforderlich, dass bei einem Fehler
-4
nicht mehr als 10 der Teilchen im Hinblick auf die freigesetzten Spaltprodukte im Reaktor selbst freigesetzt werden.
Die Erfahrung hat bewiesen, dass ein fehlerhaftes Verhalten eher auf Herstellungs- als auf Fehler im Verlaufe des Betriebes zurückzuführen ist.
Daraus geht die Wichtigkeit d-er Qualitätskontrolle bei der Herstellung deutlich hervor, wobei gleichzeitig die Schwierigkeit dieser Kontrolle bezüglich des zulässigen Abweichungsniveaus für die zu kontrollierenden Teilchen und die Abmessungen der Teilchen selbst entsteht.
Zur Zeit wird die Qualitätskontrolle durch Röntgenstrahlenkontrolle der einzelnen Teilchen durchgeführt, ebenso metrologische Kontrollen zur Überprüfung der Kugelform. Schliesslich werden auch mikroskopische Kontrollen von Teilabschnitten vorgenommen. Diese zur Zeit verwendeten Verfahren erscheinen sehr kostspielig und ergeben nur Teil- bzw. unzureichende Ergebnisse, was die statistische Betrachtung der geforderten Massnahmen bestätigt.
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Um diesen Schwierigkeiten vorzubeugen wird vorgeschlagen, .erfindungsgemäss ein neues, nichtzerstörendes Qualitätskontrollverfahren anzuwenden, das direkt und stetig die Analyse des physikalischen Zustandes der Kugel ermöglicht, gleichzeitig die Teilchenanzahl festhält sowie wirtschaftlich günstig und schnell arbeitet.
Gemäss dem Grundgedanken der Erfindung wird die Kugel nach vorherigem Durchgang durch eine Heizvorrichtung, die sie auf Betriebstemperatur bringt, auf einen Wandler fallengelassen, wobei das erzielte Signal verzögert, verstärkt, an einen Hauptzähler und auf ein Filter geleitet wird, so dass das Ausgangssignal nach dem Filter aufgezeichnet, analysiert und mit dem nichtfiltrierten Signal verglichen werden kann.
Gemäss einer weiteren Eigenschaft der Erfindung besteht die Heizvorrichtung aus einem beheizten Hochfrequenzrohr.
In der Fig. 1 ist das Blockschema der verwendeten Einrichtung gezeigt, die Fig. 2 zeigt das Verhältnis Fehler/Amplitude des erzielten Signals und die Fig. 3 stellt das Frequenzspektrum des mit einem einwandfreien und einem fehlerhaften Teilchen erzielten Signales dar.
Wie in Fig. 1 dargestellt, wird das Teilchen 1, nachdem es eine entsprechende, elektrische Heizvorrichtung 2, "bestehend aus einem gut leitenden Rohr, z.B. aus Graphit, passiert hat, auf einen Druckwandler 3 mit einer linearen Amplitude und Frequenzwiedergabe innerhalb eines ausreichenden Fre-
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quenzbandes, d.h. von 4 KHz bis 420 KHz, fallengelassen. Dieser Wandler ist mit einem Verzögerer (für Echo-Wiedergabe) versehen, damit eine Rückstrahlung während der Messzeit
nicht auftritt. Das Ausgangssignal des Wandlers wird in verstärkt und gleichzeitig an einen Zähler 5 gesendet, der die Zahl der Teilchen registriert, sowie an ein, Hochpassfilter 6 gegeben, das nur das Signal von einwandfreien kugeligen Teilchen durchlässt. Dieses Signal wird durch einen anderen Zähler 7 empfangen und in 8 registriert.
Aus dem Verhältnis zwischen den in· den Zählern 5 und 7 registrierten Signalen kann man direkt den Prozentsatz der einwandfreien Teilchen entnehmen.
Gleichzeitig kann durch den Vorrichtungsblock, bestehend aus einem Oszillator-Analysator 9 und den Schreibern 10 und 11, das Wiedergabespektrum für alle Teilchen und jenes für die aussortierten Teilchen analysiert werden.
Da die Amplitude und das Frequenzspektrum des Signals anhand von Fehlern in den Aussenschichten der Teilchen und durch die Verbindung zwischen den verschiedenen Schichten vergleichbar sind, ermöglicht die Analyse aufgrund von festgelegten Qualitätsniveaus die Beurteilung, ob das Teilchen innerhalb oder ausserhalb der Kontrollgrenzen liegt. Das Verfahren ermöglicht es auch, die Teilchen bezüglich der Dicke der Verkleidungsschichten, des Verbindungsgrades zwischen den Schichten, etc. zu kennzeichnen.
Aus der Fig. 2 kann man das Verhältnis zwischen der AmpIi-
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tude des Signals eines einwandfreien Teilchen (Schaubild A) mit einer relativ grossen Amplitude und klarem Profil mit dem Schaubild eines fehlerhaften Teilchens (Schaubild B) erkennen und vergleichen. Die Amplitude ist niedrig und hat ein stumpfes und detailliertes Profil und zwar infolge der Reflexionen und Schallbrechung durch den Bruch einer Schicht und infolge der Verbindungs- und Homogenitätsdifferenzen zwischen den verschiedenen Verkleidungsschichten.
In Fig. 3 schliesslich wird das Frequenzspektrum des Signales zwischen einer einwandfreien Kugel (A) und einer fehlerhaften Kugel (B) verglichen.
Das beschriebene Verfahren gilt sowohl für die Analyse von kugeligen Teilchen aus verschiedenen Schichten als auch für die Analyse von homogenen Teilchen.
Die Empfindlichkeit des Verfahrens kann durch entsprechende Änderung der Fallhöhe variiert und optimiert werden.
Der Durchgang des kugeligen Teilchens 1 durch die Heizvorrichtung 2 kann wahlweise sein, d.h. die Kontrolle kann entweder bei Raumtemperatur oder bei höheren Temperaturen bis zu 2000 0C durchgeführt werden, wobei die Qualitätskontrolle bei Betriebsbedingungen durchgeführt werden kann, was bei anderen Verfahren nicht möglich .ist-.
Patentansprüche:
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Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    ί· 1.)Nichtzerstörendes Verfahren zur Qualitätskontrolle von Kugeln oder kugelförmigen Teilchen aus Schichten verschiedener Materialien durch Auf treffen auf einen Druckwandler, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel zunächst eine Heizvorrichtung passiert, die das Teilchen auf Betriebstemperatur bringt, dann das vom Wandler gegebene Signal verzögert, verstärkt und auf einen Hauptzähler und auf ein Filter geleitet und das Ausgangssignal des Filters aufgezeichnet, analysiert und mit dem nichtfiltrierten Signal verglichen wird,
  2. 2. Qualitätskontrollverfahren von Kugeln oder kugeligen Teilchen aus Schichten verschiedener Materialien gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung aus einem beheizten Hochfrequenzrohr besteht.
  3. 3. Qualitätskontrollverfahren von Kugeln oder kugeligen Teilchen aus Schichten verschiedener Materialien gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung ein direkt elektrisch beheiztes Rohr ist.
  4. A-. Qualitätskontrollverfahren von Kugeln oder kugeligen Teilchen aus Schichten verschiedener Materialien gemäss den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel auf eine Betriebstemperatur von 2000 0C gebracht wird.
  5. 5· Qualitätskontrollverfahren von Kugeln oder kugeligen Teilchen aus Schichten verschiedener Materialien gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckwandler
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    mit einem Frequenzband zwischen 4 KHz und 4-20 KHz versehen ist.
  6. 6. Qualitätskontrollverfahren von Kugeln oder kugeligen Teilchen aus Schichten verschiedener Materialien gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal durch ein Hochpassfilter filtriert wird.
  7. 7. Qualitätskontrollverfahren von Kugeln oder kugeligen Teilchen aus Schichten verschiedener Materialien g-emäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fallhöhe der Teilchen auf den Wandler variiert werden kann.
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DE2436881A 1973-07-30 1974-07-29 Qualitaetskontrollverfahren fuer kugeln aus schichten verschiedener materialien Pending DE2436881A1 (de)

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LU70597A1 (de) 1974-11-28
DE2436243A1 (de) 1975-02-13
IT990064B (it) 1975-06-20
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FR2239686A1 (de) 1975-02-28
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