JP2006234745A - Device for measuring neutron conduit unit position - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、原子炉や加速器を利用して発生させた中性子を、効率良く実験装置まで導くために使用される中性子導管を敷設するときに使用される中性子導管ユニット位置測定装置に関するものである。 The present invention relates to a neutron conduit unit position measuring device used when laying a neutron conduit used for efficiently guiding neutrons generated using a nuclear reactor or an accelerator to an experimental device.
中性子導管は原子炉や加速器を利用して発生させた中性子を効率良く実験室まで導き、分光器等の実験装置に供給するものである。中性子導管は、通常、中性子導管ユニットと呼ばれる長さ約0.85mのガラス製板を4枚組み合わせて中空4角柱を形成し、内側に特殊な膜を形成して多重反射させることにより中性子を導く。 A neutron conduit efficiently guides neutrons generated using a nuclear reactor or accelerator to a laboratory and supplies them to an experimental device such as a spectrometer. A neutron conduit usually introduces neutrons by combining four glass plates of about 0.85 m in length called a neutron conduit unit to form a hollow quadrangular prism, forming a special film on the inside, and performing multiple reflection.
中性子導管は、通常数十mの長さを有し、多数の中性子導管ユニットをつなぎ合わせて形成される。よって、中性子の伝送効率を良くするためには、特に各中性子導管ユニットのアライメントが重要である。このアライメントは、計測と調整を交互に繰り返して行うが、従来は、図3に示すような方法で行われていた。 A neutron conduit has a length of several tens of meters and is formed by connecting a large number of neutron conduit units. Therefore, in order to improve the transmission efficiency of neutrons, the alignment of each neutron conduit unit is particularly important. This alignment is performed by alternately repeating measurement and adjustment. Conventionally, this alignment has been performed by a method as shown in FIG.
中性子導管ユニット31と中性子導管ユニット32を接続する場合、まず、(a)に示すように、中性子導管ユニット31の上に気泡管(水準器)33を置き、x方向の水平度を測定して、調整により中性子導管ユニット31のx方向を水平にする。次に、(b)に示すように、中性子導管ユニット31の上に気泡管(水準器)33を置き、y方向の水平度を測定して、調整により中性子導管ユニット31のy方向を水平にする。必要に応じて、この測定と調整を繰り返して、中性子導管ユニット31のx方向、y方向を水平にする。
When connecting the
次に、(c)に示すように、ダイヤルゲージ34を基準台(図示せず)に取り付け、中性子導管ユニット31と中性子導管ユニット32の上面の位置をそれぞれ測定する。そして、上流側の中性子導管ユニット31の位置を基準として、下流側の中性子導管ユニット32の位置をそれに合わせるように、中性子導管ユニット32の上下方向の調整を行う。この際、中性子導管ユニット31と中性子導管ユニット32の寸法が異なることがあるので、この寸法の違いを予め測定しておき、この違いを考慮して調整を行う。
Next, as shown in (c), the
次に、(d)に示すように、ダイヤルゲージ34を基準台(図示せず)に取り付け、中性子導管ユニット31と中性子導管ユニット32の側面の位置をそれぞれ測定する。この測定は、z方向位置が異なる2箇所で行う。これにより、中性子導管ユニット31と中性子導管ユニット32のy方向のずれと、x軸周りの回転角のずれを測定することができる。そして、上流側の中性子導管ユニット31の位置を基準として、下流側の中性子導管ユニット32の位置と回転角をそれに合わせるように、中性子導管ユニット32のy方向位置、x軸周りの回転角の調整を行う。この際、中性子導管ユニット31と中性子導管ユニット32の寸法が異なることがあるので、この寸法の違いを予め測定しておき、この違いを考慮して調整を行う。
Next, as shown in (d), the
続いて、中性子導管ユニット31に対する中性子導管ユニット32の、z軸周りの回転角の調整を行う。まず、光電オートコリメータ35を使用して、角度のずれを測定する。光電オートコリメータ35は、x軸方向に向かってレーザ光を放出する。その光を、中性子導管ユニット31と中性子導管ユニット32に取り付けられたプリズム36によりy軸方向の光に変え、中性子導管ユニット31と中性子導管ユニット32に取り付けられた反射鏡37により反射させる。その反射光を、再びプリズム36によりx軸方向の光に変え、光電オートコリメータ35により受光する。光電オートコリメータから出射した光の位置と、光電オートコリメータが受光した光の位置から、中性子導管ユニット31と中性子導管ユニット32のそれぞれのz軸周りの回転角が分かるので、中性子導管ユニット32の回転角を中性子導管ユニット31の回転角と同じになるように調整する。
Subsequently, the rotation angle around the z-axis of the
必要に応じて以上の測定と調整を繰り返して、中性子導管ユニット32を中性子導管ユニット31に対して正しくセットする。このようにして中性子導管ユニットの接続を次々に行っていき、中性子導管を敷設する。
The above measurement and adjustment are repeated as necessary to set the
しかしながら、この作業には大変な時間と労力を要する。 However, this work requires a lot of time and labor.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、中性子導管を敷設する際に、中性子導管ユニットの位置関係を測定する専用の測定器を提供することにより、中性子導管敷設作業を簡易化することを課題とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and when installing a neutron conduit, by providing a dedicated measuring instrument for measuring the positional relationship of the neutron conduit unit, the neutron conduit laying operation is simplified. This is the issue.
前記課題は、中性子導管ユニットをつなぎ合わせて中性子導管を形成して敷設するときに使用する中性子導管ユニット同士の位置関係を測定する中性子導管ユニット位置測定装置であって、前記中性子導管の長手方向をx軸方向、上下方向をz軸方向とするx−y−z直交座標系をとるとき、x,y方向に移動可能な台車に、
(1) 中性子導管を敷設する基準位置を定めるターゲットを視準することにより、前記台車のy軸方向,z軸方向の位置と、z軸周りの回転量、y軸周りの回転量を測定する台車位置測定装置
(2) 前記台車のx軸方向に移動可能とされ、前記台車のz軸方向位置を基準として、前記中性子導管ユニットのz軸方向位置を測定する中性子導管ユニットz軸方向位置測定装置
(3) 前記台車のx軸方向に移動可能とされ、前記台車のy軸方向位置を基準として、前記中性子導管ユニットのy軸方向位置をz軸方向位置が異なる2箇所の位置で測定する中性子導管ユニットy軸方向位置測定装置
(4) x軸方向に光を照射し、その光を前記中性子導管ユニットに取り付けられたプリズム又は反射鏡によりy方向の光に変えて、前記中性子導管ユニットに取り付けられた反射鏡で反射させ、その反射光を、前記プリズム又は反射鏡によりx軸方向の光に変えて受光し、照射光と受光光の相対位置関係から、前記中性子導管ユニットのz軸を中心とする回転角を検出する中性子導管ユニット回転角検出装置
が搭載されていることを特徴とする中性子導管ユニット位置測定装置により解決される。
The object is to provide a neutron conduit unit position measuring device for measuring the positional relationship between neutron conduit units used when connecting and connecting neutron conduit units to form a neutron conduit, wherein the longitudinal direction of the neutron conduit is measured. When taking an xyz orthogonal coordinate system in which the x-axis direction and the vertical direction are the z-axis directions,
(1) Measure the position of the carriage in the y-axis direction and z-axis direction, the amount of rotation about the z-axis, and the amount of rotation about the y-axis by collimating the target that defines the reference position for laying the neutron conduit. Dolly position measuring device
(2) A neutron conduit unit z-axis position measuring apparatus that is movable in the x-axis direction of the carriage and that measures the z-axis position of the neutron conduit unit with reference to the z-axis position of the carriage.
(3) Neutrons that are movable in the x-axis direction of the carriage and that measure the y-axis position of the neutron conduit unit at two different positions in the z-axis direction with reference to the y-axis position of the carriage. Y-axis position measuring device for conduit unit
(4) irradiating light in the x-axis direction, changing the light into y-direction light by a prism or a reflector attached to the neutron conduit unit, and reflecting it by a reflector attached to the neutron conduit unit; The reflected light is received by converting it into light in the x-axis direction by the prism or reflecting mirror, and the neutron that detects the rotation angle about the z-axis of the neutron conduit unit from the relative positional relationship between the irradiated light and the received light. This is solved by a neutron conduit unit position measuring device which is equipped with a conduit unit rotation angle detection device.
本手段においては、台車位置測定装置により台車の位置を測定して、基準位置に位置合わせして、その後は、台車に搭載された各測定器により中性子導管ユニットの位置関係の測定を行えるので、その測定結果に基づいて中性子導管ユニットの位置関係を容易に調整することができる。 In this means, the position of the carriage is measured by the carriage position measuring device, aligned with the reference position, and thereafter, the positional relationship of the neutron conduit unit can be measured by each measuring instrument mounted on the carriage. Based on the measurement result, the positional relationship of the neutron conduit unit can be easily adjusted.
本発明によれば、中性子導管を敷設する際に、中性子導管ユニットの位置関係を測定する専用の測定器を提供することにより、中性子導管敷設作業を簡易化することができる。 According to the present invention, when a neutron conduit is laid, it is possible to simplify the neutron conduit laying operation by providing a dedicated measuring device for measuring the positional relationship of the neutron conduit unit.
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態の1例である中性子導管ユニット位置測定装置の概要を示す図である。以下の説明においては、中性子導管の敷設される長さ方向をx軸方向、上下方向をz軸方向とするx−y−z直交座標系を用いて説明を行う。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an outline of a neutron conduit unit position measuring apparatus which is an example of an embodiment of the present invention. In the following description, the description will be made using an xyz orthogonal coordinate system in which the length direction in which the neutron conduit is laid is the x-axis direction and the vertical direction is the z-axis direction.
中性子導管ユニット位置測定装置1は、台車2と、それに搭載された測定装置類から構成される。図1において、3a、3bはターゲットであり、それぞれ、中性子導管を敷設すべき基準位置の最前端、最後端に設けられ、これらを結ぶ直線に平行に、中性子導管が敷設されるような基準を与えるものである。以下の説明においては、これらのターゲット3a、3bの中心を結ぶ線は、x軸に平行であるものとして説明する。
The neutron conduit unit position measuring device 1 includes a
台車2には、セオドライト4が搭載されており、これを通してターゲット3a、3bを視準することにより、台車2のy方向、z方向位置と、z軸周りの回転、y軸周りの回転がどの程度基準値からずれているかを測定することができる。台車2には、キャスタ2aと高さ調整装置2bが付属しており、これらを調整することにより、台車2の位置を基準位置に正しく合わせることができる。高さ調整装置2bは、台車2の位置を固定する役割を果たしている。
The theodolite 4 is mounted on the
台車2には、レーザ変位計5a、5b、5cが設けられ、それぞれリニアガイド6a、6b、6cに沿ってx軸方向にスライド可能なようにされている。レーザ変位計は、それ自身と測定対象物との距離を測定する機能を有するものであり、後に説明するように、レーザ変位計5aは、中性子導管ユニットの上面までの距離を、レーザ変位計5bとレーザ変位計5cは、共に中性子導管ユニットの側面までの距離を測定するようになっており、従来技術で説明したダイヤルゲージを使った測定と同等の測定を行えるようになっている。又、レーザ変位計5bとレーザ変位計5cの測定位置はz軸方向が異なっており、従来技術で説明した2つのダイヤルゲージを使った測定と同等の測定を行えるようになっている。
The
さらに、台車2には、光電オートコリメータ7とその光源装置8が搭載されている。光電オートコリメータ7は、レーザビームをx軸方向に放出し、リニアガイド6bに沿ってスライド可能に設けられたプリズム9面を照射する。プリズム9面で直角に反射されたレーザビームは、y軸方向に進み、後に説明するように、中性子導管ユニット側面に設けられた反射鏡で反射されて、再びプリズム9面で反射され、光電オートコリメータ7に戻って受光され、内蔵された2次元CCD素子により、受光された反射光の位置が測定される。これにより、中性子導管ユニットのz軸周りの回転角度が測定されるようになっている。なお、2には、測定器類を制御表示する制御表示装置10が搭載されている。
Further, a photoelectric autocollimator 7 and its
図2は、図1に示したような中性子導管ユニット位置測定装置を使用して、中性子導管ユニットの位置測定装置を行う方法の概要を示す図である。図2において、図1に示された構成要素と同じ構成要素には、同じ符号を付してその説明を省略することがある。 FIG. 2 is a diagram showing an outline of a method of performing a neutron conduit unit position measuring apparatus using the neutron conduit unit position measuring apparatus as shown in FIG. In FIG. 2, the same components as those shown in FIG.
図2において、11a、11b、11cは真空容器であり、この中に、それぞれ中性子導管ユニット12が収納されている(真空容器11bに収納されているもののみを図示している)。各々の真空容器11a、11b、11cは、それぞれ架台13a、13b、13cの上に搭載されている。架台13a、13b、13cには切り欠き部が設けられ、マイクロメーター14が外部から操作できるようになっている。プランジャー15は、その先に設けられたバネ機構等により、それと対面するマイクロメータ14との間で、中性子導管ユニット12を挟み込んで、その位置を調整可能とするようになっている。
In FIG. 2,
同様、マイクロメータ16、17が、真空容器11a、11b、11cの側面にも取り付けられている。これら、マイクロメータ16、17に対向する紙面の反対側には、プランジャー(図示せず)が取り付けられ、マイクロメータ16、17との間に、中性子導管ユニット12を挟み込んで、その位置を調整可能とするようになっている。これら、3種のマイクロメータ14、16、17を調整することにより、中性子導管ユニット12のx軸方向、y軸方向、z軸方向の位置決めと、角度調整を行える。
Similarly, the
真空容器11a、11b、11cはフランジ18で結合されるが、各真空容器11a、11b、11cは、この他にフランジ19とフランジ20を有している。フランジ19は、通常目くらフランジ(図示せず)により塞がれているが、図では、目くらフランジを取り外した状態を示している。フランジ20は、その中央部にガラス等の透明窓を有するフランジで塞がれており、透明窓を通してレーザ光が、中性子導管ユニット12の側面に設けられた反射鏡(図示せず)に到達できるようになっている。
The
以下、真空容器11b内の中性子導管ユニット12と、真空容器11c内の中性子導管ユニット12との位置合わせ調整を行う手順を説明する。開放されたフランジ19を通して、ディジタル水準器21を中性子導管ユニット12の上に載置し、中性子導管ユニット12のx軸方向とy軸方向の水平度を測定する。このようにして、中性子導管ユニット12のx軸方向とy軸方向の水平度を測定し、マイクロメータ14、16、17を調整することにより、中性子導管ユニット12のx軸方向とy軸方向の水平度を調整する。
Hereinafter, a procedure for adjusting the alignment between the
同様、フランジ19を開放した状態で、レーザ変位計5aを走査させ、真空容器11b中の中性子導管ユニット12と真空容器11c中の中性子導管ユニット12のz軸方向の段差を測定し、その結果に基づいて、マイクロメータ14を調整することにより、真空容器11c中の中性子導管ユニット12の高さを、真空容器11b中の中性子導管ユニット12の高さに合わせる。
Similarly, with the
又、レーザ変位計5bを走査させ、フランジ20中の透明窓から、真空容器11b中の中性子導管ユニット12の側面と、真空容器11c中の中性子導管ユニット12の側面の段差を測定する。同様、レーザ変位計5cを走査させ、フランジ20中の透明窓から、真空容器11b中の中性子導管ユニット12の側面と、真空容器11c中の中性子導管ユニット12の側面の段差を測定する。これらの測定結果から、真空容器11b中の中性子導管ユニット12と真空容器11c中の中性子導管ユニット12のy軸方向の段差とx軸を中心とするねじれを測定し、マイクロメータ16、17を調整することにより、これらの段差とねじれを解消する。
Further, the
次に、光電オートコリメータ7からレーザビームをx軸方向に放出し、プリズム9で反射させてy軸方向に向かう光とし、フランジ20の透明窓を通して、中性子導管ユニット12の側面に設けられた反射鏡(図示せず)に照射して反射させ、再びプリズム9で反射させてx軸方向に向かうビームとし、光電オートコリメータ7で受光することにより、中性子導管ユニット12のz軸周りの回転量を測定する。この操作を、プリズム9を走査させて真空容器11b中の中性子導管ユニット12と、真空容器11c中の中性子導管ユニット12について行って、互いのz軸周りの回転量を測定し、真空容器11b中の中性子導管ユニット12と真空容器11c中の中性子導管ユニット12が直線上に位置するように、真空容器11bのマイクロメータ16、17を操作する。
Next, a laser beam is emitted from the photoelectric autocollimator 7 in the x-axis direction, reflected by the prism 9 to be light directed in the y-axis direction, and reflected on the side surface of the
必要に応じて、以上のような調整を繰り返して、真空容器11bと真空容器11cの位置関係を調整する。この調整方法は、基本的には従来技術で行った調整方法と同じであるが、本発明の実施の形態である中性子導管ユニット位置測定装置を使用しているので、測定を迅速に行うことができ、中性子導管の敷設工程を簡易化、短時間化することができる。
If necessary, the above adjustment is repeated to adjust the positional relationship between the
1…中性子導管ユニット位置測定装置、2…台車、2a…キャスタ、2b…高さ調整装置、3a,3b…ターゲット、4…セオドライト、5a,5b,5c…レーザ変位計、6a,6b,6c…リニアガイド、7…光電オートコリメータ、8…光源装置、9…プリズム、10…制御表示装置、11a,11b,11c…真空容器、12…中性子導管ユニット、13a,13b,13c…架台、14…マイクロメータ、15…プランジャー、16…マイクロメータ、17…マイクロメータ、18…フランジ、19…フランジ、20…フランジ、21…ディジタル水準器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Neutron conduit unit position measuring apparatus, 2 ... Cart, 2a ... Caster, 2b ... Height adjusting device, 3a, 3b ... Target, 4 ... Theodolite, 5a, 5b, 5c ... Laser displacement meter, 6a, 6b, 6c ... Linear guide, 7 ... photoelectric autocollimator, 8 ... light source device, 9 ... prism, 10 ... control display device, 11a, 11b, 11c ... vacuum vessel, 12 ... neutron conduit unit, 13a, 13b, 13c ... mount, 14 ... micro Meter, 15 ... Plunger, 16 ... Micrometer, 17 ... Micrometer, 18 ... Flange, 19 ... Flange, 20 ... Flange, 21 ... Digital level
Claims (1)
(1) 中性子導管を敷設する基準位置を定めるターゲットを視準することにより、前記台車のy軸方向,z軸方向の位置と、z軸周りの回転量、y軸周りの回転量を測定する台車位置測定装置
(2) 前記台車のx軸方向に移動可能とされ、前記台車のz軸方向位置を基準として、前記中性子導管ユニットのz軸方向位置を測定する中性子導管ユニットz軸方向位置測定装置
(3) 前記台車のx軸方向に移動可能とされ、前記台車のy軸方向位置を基準として、前記中性子導管ユニットのy軸方向位置をz軸方向位置が異なる2箇所の位置で測定する中性子導管ユニットy軸方向位置測定装置
(4) x軸方向に光を照射し、その光を前記中性子導管ユニットに取り付けられたプリズム又は反射鏡によりy方向の光に変えて、前記中性子導管ユニットに取り付けられた反射鏡で反射させ、その反射光を、前記プリズム又は反射鏡によりx軸方向の光に変えて受光し、照射光と受光光の相対位置関係から、前記中性子導管ユニットのz軸を中心とする回転角を検出する中性子導管ユニット回転角検出装置
が搭載されていることを特徴とする中性子導管ユニット位置測定装置。
A neutron conduit unit position measuring device for measuring a positional relationship between neutron conduit units used when connecting and forming a neutron conduit by connecting neutron conduit units, the longitudinal direction of the neutron conduit unit being in the x-axis direction, When taking an xyz orthogonal coordinate system in which the vertical direction is the z-axis direction, a cart that can move in the x and y directions,
(1) Measure the position of the carriage in the y-axis direction and z-axis direction, the amount of rotation about the z-axis, and the amount of rotation about the y-axis by collimating the target that defines the reference position for laying the neutron conduit. Dolly position measuring device
(2) A neutron conduit unit z-axis position measuring apparatus that is movable in the x-axis direction of the carriage and that measures the z-axis position of the neutron conduit unit with reference to the z-axis position of the carriage.
(3) Neutrons that are movable in the x-axis direction of the carriage and that measure the y-axis position of the neutron conduit unit at two different positions in the z-axis direction with reference to the y-axis position of the carriage. Y-axis position measuring device for conduit unit
(4) irradiating light in the x-axis direction, changing the light into light in the y direction by a prism or a reflector attached to the neutron conduit unit, and reflecting it by a reflector attached to the neutron conduit unit; The reflected light is received by converting the reflected light into light in the x-axis direction by the prism or reflecting mirror, and the neutron that detects the rotation angle around the z-axis of the neutron conduit unit from the relative positional relationship between the irradiated light and the received light. A neutron conduit unit position measuring device, comprising a conduit unit rotation angle detector.
Priority Applications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113099600A (en) * | 2021-04-02 | 2021-07-09 | 西京学院 | Neutron pipe target pole structure with adjustable target distance |
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2005
- 2005-02-28 JP JP2005053194A patent/JP2006234745A/en active Pending
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