JP2915374B2 - 原子燃料棒の曲がり量測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原子燃料棒曲がり
量測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】原子燃料棒は、被覆管内に燃料ペレット
が封入された直線状の管状部材であるが、その長さが約
４ｍにもわたる長尺であるため、製造工程において湾曲
等の変形すなわち曲がりが発生しやすくなっている。一
方、この原子燃料棒は、所定間隔で取り付けられた複数
のスペーサの各コア内に挿通され、多数の燃料棒が束ね
られた状態で原子炉内に配設されるものである。したが
って、曲がりが存在している原子燃料棒をそのまま燃料
集合体として組み立てようとすると、原子燃料棒のスペ
ーサに対する挿通作業を円滑に行うことができないばか
りか、原子燃料棒に残留応力が発生し、長期間にわたる
運転期間中において原子燃料棒を損傷させる原因ともな
りかねない。そこで、原子燃料棒を原子炉内に配設する
前に、その曲がり量を測定し、一定以上の曲がり量が存
在する原子燃料棒を排除しておく必要がある。

【０００３】従来、原子燃料棒の曲がり量の測定は次の
ように行われていた。すなわち、まず、検査員が平坦な
検査テーブル上に検査対象の原子燃料棒を載せ、このテ
ーブル上で原子燃料棒を転がしてみる。検査員は、この
時の原子燃料棒の転がり具合から曲がりの存在の有無を
推定し、疑わしい原子燃料棒を取り上げて、これをスト
レートエッジに当てる。そして、隙間部分にフィラーゲ
ージを挿入することにより、この原子燃料棒の曲がり量
を測定していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の曲がり量測定方法では、検査員が自らの経験と勘を頼
りに曲がりの存在を推定しており、検査員の相違によっ
て異なる検査結果をもたらす虞がある。また、ストレー
トエッジに対する原子燃料棒の当て方やフィラーゲージ
の選択の仕方についても検査員の熟練度による差が出る
ために、曲がり量の測定値にバラツキが生じやすくなっ
ている。

【０００５】さらに、従来の曲がり量測定方法は、その
大部分が検査員による判断及び手作業に頼るものであっ
たため、作業効率が良いものとは言えず、また、検査員
に対して少なからず精神的及び肉体的な疲労をもたらす
等の問題があった。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、測定精度を向上させると共に、検査員が負担する
労力を軽減することが可能な原子燃料棒の曲がり量測定
装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、請求項１記載の発明は、測定台上に載置
された原子燃料棒の上方に配置され、この原子燃料棒の
一部の長さの輪郭を撮像可能なカメラ装置と、前記カメ
ラ装置が前記原子燃料棒の輪郭を全長にわたって撮像で
きるように、このカメラ装置を前記原子燃料棒の軸長方
向に移動させる軸長方向カメラ移動装置と、前記カメラ
装置が前記原子燃料棒を全長にわたって撮像した撮像デ
ータに基づいて、予め設定してある座標平面上にこの原
子燃料棒の中心軸線を形成し、この形成した中心軸線を
所定の基準線と比較することによりこの原子燃料棒の曲
がり量を演算する曲がり量演算装置と、を備えたことを
特徴とする。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記カメラ装置が撮像を行う時の焦点深度
を調整するために、前記軸長方向と直交する高さ方向に
前記カメラ装置を微少量移動させる高さ方向カメラ移動
装置、を備えたことを特徴とする。

【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記カメラ装置が原子燃料棒の全長
にわたる撮像を終了した後に、この原子燃料棒をその円
周方向に所定角度回転させる原子燃料棒回転装置、を備
えており、前記原子燃料棒回転装置が原子燃料棒を所定
角度回転させた後に、再度、前記カメラ装置が原子燃料
棒の全長にわたる撮像を行い、前記曲がり量演算装置
は、最初の撮像データ及び再度の撮像データの双方に基
づいて前記曲がり量を演算する、ことを特徴とする。

【００１０】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明において、前記原子燃料棒回転装置による原子燃料棒
の回転動作及び前記カメラ装置による再度の撮像動作は
予め設定してある回数だけ行われ、前記曲がり量演算装
置は、この回数分の撮像データと前記最初の撮像データ
とに基づいて前記曲がり量を演算する、ことを特徴とす
る。

【００１１】請求項５記載の発明は、請求項１乃至４の
いずれかに記載の発明において、前記カメラ装置は同一
軸線上に２台配設されており、前記軸長方向カメラ移動
装置は、この２台のカメラ装置を互いに接近する方向又
は離間する方向に移動させる、ことを特徴とする。

【００１２】請求項６記載の発明は、請求項１乃至５の
いずれかに記載の発明において、前記カメラ装置は、前
記原子燃料棒の中心軸線を中心とする一方の側の輪郭及
び他方の側の輪郭をそれぞれ撮像する一対のＣＣＤカメ
ラにより構成される、ことを特徴とする。

【００１３】請求項７記載の発明は、請求項１乃至６の
いずれかに記載の発明において、前記軸長方向移動装置
には、停止時における衝撃及び振動を吸収するための衝
撃・振動吸収部材が取り付けられている、ことを特徴と
する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基
づき説明する。図１（ａ），（ｂ）は、本実施形態に係
る装置の概略構成を示す側面図及び正面図図である。こ
の装置は、基盤１と、この基盤１上に配設された複数の
Ｖブロック２と、複数のＶブロック２上に水平に載置さ
れている原子燃料棒Ａの一部の長さの輪郭を撮像するカ
メラ装置３と、カメラ装置３を原子燃料棒Ａの軸長方向
に移動させる軸長方向カメラ移動装置（図示せず）と、
カメラ装置３を上記軸長方向と直交する方向に移動させ
る高さ方向カメラ移動装置（図示せず）と、原子燃料棒
ＡをＶブロック２の上方に持ち上げ、原子燃料棒Ａをそ
の円周方向に所定角度回転させる原子燃料棒回転装置４
と、上記軸長方向カメラ移動装置、上記高さ方向カメラ
移動装置、及び上記原子燃料棒回転装置４に対する総合
的な制御を行う制御装置５と、カメラ装置３からの撮像
データに基づいて原子燃料棒Ａの曲がり量を演算する曲
がり量演算装置６と、この曲がり量演算装置６の演算結
果を表示する表示装置７と、Ｖブロック２から所定高さ
だけ上方の位置（例えば、Ｖブロック２の上方約２０ｃ
ｍの位置）に原子燃料棒Ａの軸長方向に沿って配設され
た一軸テーブル８と、この一軸テーブル８の下部の摺動
面に摺動可能に取り付けられたＺ軸テーブル９と、から
概ね構成されている。

【００１５】カメラ装置３は、ＣＣＤカメラ１０、支持
部１１、及び固定治具１２により構成されており、固定
治具１２は、Ｚ軸テーブル９に取り付けられている。そ
して、ＣＣＤカメラ１０は、カメラ装置３の進行方向の
左右に一対設けられており、原子燃料棒Ａの中心軸線を
中心とする一方の側の輪郭及び他方の側の輪郭をそれぞ
れ撮像できるようになっている。

【００１６】そして、カメラ装置３は、図示を省略して
ある高さ方向カメラ移動装置によってＺ軸テーブル９の
表面をＺ軸方向すなわち高さ方向に自在に摺動できるよ
うになっている。また、Ｚ軸テーブル９は、カメラ装置
３の摺動面が一軸テーブル８の一軸方向すなわち原子燃
料棒Ａの軸長方向に垂直になるように取り付けられてお
り、軸長方向カメラ移動装置によって一軸テーブル８に
沿って移動されるようになっている。これによりカメラ
装置３は原子燃料棒Ａの軸長方向に自在に移動できるよ
うになっている。

【００１７】原子燃料棒Ａを載置するＶブロック２は、
基盤１の上面に原子燃料棒Ａの軸長方向に所定間隔をも
って複数個配設されている。図２（ａ），（ｂ）は、こ
のＶブロック２の形状を示す正面図及び側面図である。
このＶブロック２のＶ溝の頂点２ａは、原子燃料棒Ａの
軸長方向に関しては原子燃料棒Ａの中心軸線に対する基
準線と一致し、この軸長方向に直交する高さ方向に関し
てはＣＣＤカメラ１０の高さ方向位置を決定する際の基
準位置となる。そして、図１における複数のＶブロック
２の各基準位置２ａの高さの相互間のズレは±１０μｍ
以内となるように予め調整されている。なお、各Ｖブロ
ック２の付近には、図示を省略してある燃料棒送り出し
装置及び燃料棒払い出し装置が設置されており、Ｖブロ
ック２のＶ溝内に原子燃料棒Ａが自動的に送り出される
ようになっている。そして、測定終了後は、Ｖ溝内にあ
る原子燃料棒Ａが自動的にＶブロック２の脇へ払い出さ
れるようになっている。

【００１８】なお、本実施形態では、軸長方向カメラ移
動装置及び高さ方向カメラ移動装置には、いずれもＡＣ
サーボモータが用いられているが、高さ方向カメラ移動
装置用のＡＣサーボモータの停止精度は、後述する焦点
深度の調整の必要上から、軸長方向カメラ移動装置用の
ＡＣサーボモータの停止精度（±１０μｍ程度）よりも
高い方が好ましい。

【００１９】ところで、図１（ｂ）においては、カメラ
装置３は１台しか図示されていないが、図示を省略して
いる右方には同様のカメラ装置３がもう１台配設されて
いる。すなわち、一軸テーブル８には２台のカメラ装置
３（ＣＣＤカメラ１０は合計４個）が配設されており、
これら２台のカメラ装置３は、一軸テーブル８に沿って
互いに接近又は離間する方向へ移動できるようになって
いる。

【００２０】そして、一軸テーブル８の中央付近及び端
部付近すなわちカメラ装置３の停止位置には衝撃・振動
吸収部材１３が取り付けられている。この衝撃・振動吸
収部材１３は、金属材料に高分子化合物を張り付けるこ
とにより形成したものであり、周波数の異なる振動エネ
ルギーを吸収できるように工夫されたものである。一軸
テーブル８には、２台のカメラ装置３及びＺ軸テーブル
９が取り付けられているためある程度の重量がかかって
おり、これら２台のカメラ装置３が速い速度で搬送され
た後に停止した場合は、カメラ装置３に対してかなりの
衝撃が加わると共に、一軸テーブル８、Ｚ軸テーブル
９、及びカメラ装置３等により振動系が形成される。そ
のため、通常、カメラ装置３が停止した後、再度撮像が
可能な程度にまで振動が減衰するのにかなりの待ち時間
（約１秒）を要していたが、この衝撃・振動吸収部材１
３を取り付けることにより、減衰待ち時間は約０．３秒
に短縮される。

【００２１】ところで、前記複数のＶブロック２，２，
… の各間には、図１（ｂ）に示すように複数台の原子
燃料棒回転装置４が配設されている。そして、制御装置
５からの制御信号が制御信号入力部４ａを介して各制御
装置４に入力されるようになっている。図３は、図１に
おける原子燃料棒回転装置４の概略構成図であり、図３
（ａ）は原子燃料棒回転装置４の正面図、図３（ｂ）は
その一部についての側面図である。原子燃料棒回転装置
４は、大別すると、昇降駆動部１４と、この昇降駆動部
１４により昇降動される回転駆動部１５とにより構成さ
れている。

【００２２】すなわち、基盤１等に昇降駆動部１４が個
設されており、その昇降駆動部１４に回転駆動部１５が
上下動可能に装着されている。上記回転駆動部１５には
その下部に駆動モータ１６が設けられており、さらに上
部には前記各Ｖブロック２のＶ溝の頂点２ａを含む垂直
面に対して対称に一対のローラ２１，２１が互いに平行
に且つ水平状に軸支されている。上記一対のローラ２
１，２１はその上部が回転駆動部１５の上面より突出す
るように配設されており、一対のローラ２１，２１によ
って原子燃料棒Ａを支持し得るようにするとともに互い
に離間されている。

【００２３】上記一対のローラ２１，２１の各シャフト
２０，２０と、回転駆動部１５の中間部に軸支されてい
るプーリ１８との間にはベルト１９が巻装されており、
上記プーリ１８の回転によって両ローラ２１，２１が各
シャフト２０，２０を介して互いに同一方向に回転する
ようにしてある。なお、図中符号２２はテンションプー
リである。また、上記プーリ１８と駆動モータ１６の駆
動プーリ１６ａとの間には駆動ベルト１７が巻装されて
いる。したがって、駆動モータ１６が回転駆動される
と、駆動ベルト１７を介してプーリ１８が回転され、さ
らにベルト１９を介して両ローラ２１，２１が同一方向
に回転される。

【００２４】ところで、上記回転駆動部１５は、常時に
は両ローラ２１，２１によって形成される原子燃料棒Ａ
の支持面が、Ｖブロック２のＶ溝によって形成される支
持面より下方になるように下降位置に保持されており、
原子燃料棒ＡはＶブロック２上に載置されている。

【００２５】そこで、昇降駆動部１４により回転駆動部
１５が上動されると、上記一対のローラ２１，２１によ
って原子燃料棒ＡがＶブロック２から完全に持ち上げら
れた状態となる。

【００２６】この状態で回転駆動部１５の駆動モータ１
６が回転動作を行うと、その回転が駆動ベルト１７、プ
ーリ１８、及び連結ベルト１９を介して一対のシャフト
２０，２０及びローラ２１，２１に伝達される。そし
て、ローラ２１，２１が所定量回転することにより、こ
のローラ２１，２１上に載置された原子燃料棒Ａも回転
する。この時、原子燃料棒ＡはＶブロック２から完全に
持ち上げられた状態となっており、原子燃料棒ＡとＶブ
ロック２との間の接触抵抗が発生することがないので、
ローラ２１，２１の回転量が正確に原子燃料棒Ａに伝達
されるようになっている。この後、昇降駆動部１４が回
転駆動部１５を元の位置まで下降させると、原子燃料棒
Ａは再びＶブロック２上に載置されるが、この状態で
は、原子燃料棒Ａは当初の状態から円周方向に所定角度
だけ回転した状態となっている。

【００２７】原子燃料棒Ａを形成する被覆管は長尺状の
部材であり、展性及び延性が比較的大きな材料で製造さ
れているため、重力方向に常に撓む性質（数十μｍ程度
の無視し得ない量）がある。したがって、原子燃料棒Ａ
を載置する測定台にはＶブロック２のような平坦面を有
する台を使用し、且つ、この測定台の間隔をできるだけ
狭くしておくのが好ましい。一方、本発明に係る測定装
置は、Ｖブロック２上に載置された原子燃料棒Ａをカメ
ラ装置３により一方向からのみ撮像するものである。そ
のため、原子燃料棒Ａの曲がりについての撮像データは
載置したときの円周方向の角度によってその都度異なっ
たものとなる。しかし、上記のような原子燃料棒回転装
置４により原子燃料棒Ａを所定角度ずつ回転させながら
複数の撮像データを得、その中から最も適切なデータを
選択するようにすれば、原子燃料棒Ａを載置する際の円
周方向の相違に起因する測定誤差をなくすことができ
る。

【００２８】次に、上記のように構成される本実施形態
の動作につき説明する。図１（ｂ）において、カメラ装
置３を原子燃料棒Ａの軸長方向に走査して撮像データを
得るためには、最初にカメラ装置３の高さ方向の位置を
確定しておく必要がある。図４は、この高さ方向の位置
を確定する仕方を説明するための説明図である。この図
において、a は原子燃料棒Ａのノミナルな半径寸法を示
しており、ｂは基準位置と原子燃料棒Ａの下端との間の
寸法を示している。

【００２９】検査員は、まず、２台のカメラ装置３の位
置をそれぞれ原子燃料棒Ａの両端側に位置させ、各ＣＣ
Ｄカメラ１０の焦点位置を基準位置に合わせる。ここ
で、基準位置の高さは、厳密には、原子燃料棒Ａの軸長
方向の各位置において異なる値をとるが、画像処理上問
題とならない±２μｍ以内であれば差し支えないものと
する。そして、この基準位置から各ＣＣＤカメラ１０を
ａ＋ｂの距離だけ上方に移動させる。このように、各Ｃ
ＣＤカメラ１０の焦点位置は、原子燃料棒Ａの両端位置
において、基準位置からａ＋ｂの距離だけ上方の位置と
なっている。しかし、一軸テーブル８には２台のカメラ
装置３及びＺ軸テーブル９等の重量が加わっているた
め、各カメラ装置３が中央側へ移動するに連れて一軸テ
ーブル８は下方に撓むことになる。

【００３０】このような下方への撓みが無視し得なくな
る場合は、ＣＣＤカメラ１０の焦点深度が変化すること
になるため、その焦点位置の設定をａ＋ｂからａ＋ｂ＋
ｃ（但し、基準位置から上向きの方向を正方向とす
る。）に変える必要がある。ここでｃは焦点深度の変化
を補正するための微少昇降量であるが、原子燃料棒Ａ
は、その製造工程で圧延されている物品であり、隣接す
る撮像個所の焦点深度は大きく変化することはないた
め、ｃの実際の値は５０ミクロン以下である。そして、
このｃの値を決定するには、予め曲がり量が既知の長尺
状部材について全長の測定を行っておき、この測定結果
に基づき行うようにする。

【００３１】なお、原子燃料棒Ａのような円柱状の部材
の輪郭を上方から正確に捕らえるためには、湾曲した面
のピークに焦点を合わせて撮像を行う必要がある。この
ピーク位置は、円柱状長尺部材である原子燃料棒Ａの自
然な曲がり、あるいはＶブロック２に載置した時の重力
の影響に起因する撓みなどから、それぞれの撮像点で変
化し、その最大変化量は０．５ｍｍ程度である。本実施
形態で使用するＣＣＤカメラ１０は、静的にはこの焦点
深度の変化には対応ができないが、撮像した映像を多値
化し、ＣＣＤカメラ１０で捕らえた映像の光の入力レベ
ルよりピーク位置を同定することができるようになって
いる。

【００３２】このように、カメラ装置３の高さ方向の位
置設定が検査員により行われた後、制御装置５は、前述
した燃料棒送り出し装置を動作させ、原子燃料棒ＡをＶ
ブロック２のＶ溝内に送り出すようにする。原子燃料棒
ＡはＶブロック２上に載置されると、原子燃料棒Ａの両
端側に位置していたカメラ装置３は原子燃料棒Ａの輪郭
についての撮像を行い、その撮像データの曲がり量演算
装置６への送出を開始する。そして、これと同時に、各
カメラ装置３が互いに接近する方向すなわち中央側方向
へ移動を開始する。

【００３３】前述したように、各カメラ装置３が中央側
へ移動するに連れて、一軸テーブル８の下方への撓みが
生じ焦点深度が変化するが、この焦点深度の変化が無視
し得なくなる場合は、高さ方向カメラ移動装置によって
微少昇降量ｃだけ各カメラ装置３の高さ方向についての
位置調整が可能になっているので、原子燃料棒Ａの輪郭
の撮像を正確に行うことが可能である。そして、各カメ
ラ装置３は、中央部の所定停止位置で移動を停止する
が、この所定停止位置には前記の衝撃・振動吸収部材１
３が設けられているので、停止時におけるカメラ装置３
の衝撃及び振動が速やかに吸収される。

【００３４】各カメラ装置３が原子燃料棒Ａの中央部で
停止し撮像を終了した後、制御装置５は軸長方向カメラ
移動装置に制御信号を送り、各カメラ装置３を再び両端
部の元の位置に復帰させるようにする。この時、両端部
にも衝撃・振動吸収部材１３が設けられているので、復
帰の際の停止時におけるカメラ装置３の衝撃及び振動も
速やかに吸収される。

【００３５】次いで、制御装置５は、制御信号入力部４
ａを介して各原子燃料棒回転装置４の昇降駆動部１４に
制御信号を送り、回転駆動部１５を所定量だけ上昇させ
るようにする。回転駆動部１５が上昇すると、原子燃料
棒ＡはＶブロック２から持ち上げられた状態となるが、
制御装置５は、この状態で回転駆動部１５に制御信号を
送り、駆動モータ１６を回転させるようにする。これに
より、一対のローラ２１が所定量回転し、ローラ２１上
に載置されている原子燃料棒Ａはその円周方向へ所定角
度だけ回転される。そして、この後、回転駆動部１５は
昇降駆動部１４により元の位置へ下降させられ、原子燃
料棒Ａは再びＶブロック２上に載置された状態となる。

【００３６】次いで、前回と同様に、原子燃料棒Ａの両
端側に位置していたカメラ装置３は原子燃料棒Ａの輪郭
についての撮像を行って、その撮像データの曲がり量演
算装置６への送出を開始し、これと同時に、各カメラ装
置３が互いに接近する方向すなわち中央側方向へ移動を
開始する。そして、２度目の撮像動作が終了すると、ま
た、原子燃料棒回転装置４によって原子燃料棒Ａの円周
方向への所定角度の回転が行われ、３度目の撮像動作が
行われる。この場合の原子燃料棒Ａに対する撮像動作回
数及び回転角度は、検査員が制御装置５の設定器（図示
せず）により予め設定しておくものとする。

【００３７】一方、曲がり量演算装置６はカメラ装置３
からの撮像データの入力に基づいて画像処理を行ってい
る。すなわち、画素数データをｄ、画素の大きさをζと
すると、実際の寸法データはｄ・ζとして求めることが
でき、原子燃料棒Ａの輪郭の位置を同定することができ
る。そして、カメラ装置３からの連続した撮像データに
基づき、原子燃料棒Ａを上方から見た場合の輪郭の位置
を予め設定してある座標平面上に形成し、さらに、この
輪郭の位置から原子燃料棒Ａの中心軸の位置を示す点の
集合を得、この点の集合から補間法を用いて、測定対象
である原子燃料棒Ａの中心軸線を形成する。

【００３８】次いで、曲がり量演算装置６は、この中心
軸線を、予め設定してある基準線と比較して原子燃料棒
Ａの曲がり量を演算する。曲がり量演算装置６は、原子
燃料棒Ａを円周方向へ所定角度ずつ回転する毎にこのよ
うな曲がり量の演算を行い、原子燃料棒Ａの実際の曲が
り量を最も忠実に反映していると判断される角度におけ
る曲がり量を最終的な曲がり量として採用し、この曲が
り量の値を表示装置７に表示させるようにする。原子燃
料棒Ａの実際の曲がり量を最も忠実に反映している角度
を判断する簡単な方法としては、例えば、各角度におけ
る曲がり量のうち最も大きな曲がり量（最大曲がり量）
が存在している角度を採用する方法がある。

【００３９】表示装置７による曲がり量の表示が行われ
た後は、図示を省略してある燃料棒払い出し装置がＶブ
ロック２のＶ溝内にある原子燃料棒Ａを払い出し、次い
で、燃料棒送り出し装置が次の原子燃料棒ＡをＶブロッ
ク２のＶ溝内へ送り出す。そして、次の原子燃料棒Ａの
曲がり量の測定が行われる。

【００４０】上記した測定方法では、検査対象となる原
子燃料棒Ａのセット、曲がり量の測定、及び測定値の表
示が自動的に行われるので、検査員が関与する作業は非
常に少ないものとなっている。したがって、従来の測定
方法と比較すると、測定精度が向上すると共に、検査員
の労力も大幅に軽減されている。

【００４１】ところで、本願発明に係る装置は、原子燃
料棒Ａの曲がり量をカメラ装置３からの撮像データに基
づいて求めるようになっており、測定に際して原子燃料
棒Ａと直接に接触する部分を有していないので、非接触
式測定装置ということができる。一方、本願の出願人
は、このような非接触式の測定装置の他に接触式の測定
装置も提案している。この接触式測定装置とは、例え
ば、原子燃料棒を載置するＶブロックの内部に可動接触
子を有する一対のリニアゲージを設けておき、原子燃料
棒の外周面に対する各接触子の突出量に基づいて曲がり
量を演算するものである。

【００４２】しかし、このような接触式測定装置の場
合、リニアゲージの可動接触子は摺動抵抗に抗してスト
ローク動作を繰り返さなければならないため、長期間に
わたって使用しているうちに、摺動抵抗によって次第に
ストローク動作が緩慢になり、データ収集のタイミング
がずれて測定誤差が著しく大きくなってしまう虞がある
（例えば、極端な例として、可動接触子が原子燃料棒の
外周面に接触しないうちに測定を終了してしまう虞があ
る。）。また、リニアゲージはその構造上の制約から、
衝撃荷重や大きな荷重を受けた場合に、これに耐えられ
るような強度を持たせることができず、上記の摺動抵抗
に起因する動作速度の低下と相まって、機械寿命が短く
なり、交換頻度が高くなっている。

【００４３】ところが、本願発明のような非接触式の測
定装置の場合には、上記のような摺動抵抗に起因するよ
うな摺動抵抗の問題は生じないので、機械寿命すなわち
装置の耐久性を大幅に向上させることができる。例え
ば、上記の接触式測定装置の場合、通常、６カ月毎にリ
ニアゲージの可動接触子を交換しなければならないと予
想されているが、上記の実施形態に係る測定装置では３
年毎に一軸テーブル８をオーバーホールするだけでよい
と予想されている。

【００４４】また、測定精度についても、接触式測定装
置の場合は±１０μｍであったが、本願発明に係る非接
触式測定装置によれば、これを上回る±４μｍの測定精
度を得ることができた。更に、上記した本願発明に係る
測定装置の場合、測定すべき原子燃料棒Ａの長さが変わ
ってもハードウエアを変更することなく対処することが
でき、また、一般的な画像処理ロジック及び統計的処理
の技術を使用することができるというメリットがある。

【００４５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、原子燃
料棒を全長にわたってカメラ装置により撮像できるよう
にし、その撮像データに基づいて曲がり量演算装置が曲
がり量を演算するようにしているので、自動的に原子燃
料棒の曲がり量が求められ、測定精度を向上させると共
に、検査員が負担する労力を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る測定装置の概略構成を
示す側面図及び正面図。

【図２】図１におけるＶブロック２の形状を示す正面図
及び側面図。

【図３】図１における原子燃料棒回転装置４の概略構成
図。

【図４】図１におけるカメラ装置３の高さ方向の位置を
確定する仕方を説明するための説明図。

【符号の説明】

Ａ 原子燃料棒 １ 基盤 ２ Ｖブロック ２ａ 頂点（基準位置） ３ カメラ装置 ４ 原子燃料棒回転装置 ４ａ 制御信号入力部 ５ 制御装置 ６ 曲がり量演算装置 ７ 表示装置 ８ 一軸テーブル ９ Ｚ軸テーブル １０ ＣＣＤカメラ １１ 支持部 １２ 固定治具 １３ 衝撃・振動吸収部材 １４ 昇降駆動部 １５ 回転駆動部 １６ 駆動モータ １６ａ 駆動プーリ １７ 駆動ベルト １８ プーリ １９ 連結ベルト ２０ シャフト ２１ ローラ ２２ テンションプーリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−158261（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−327341（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−68589（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−304046（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−96328（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 G21C 17/06

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】測定台上に載置された原子燃料棒の上方に
   配置され、この原子燃料棒の一部の長さの輪郭を撮像可
   能なカメラ装置と、 前記カメラ装置が前記原子燃料棒の輪郭を全長にわたっ
   て撮像できるように、このカメラ装置を前記原子燃料棒
   の軸長方向に移動させる軸長方向カメラ移動装置と、 前記カメラ装置が前記原子燃料棒を全長にわたって撮像
   した撮像データに基づいて、予め設定してある座標平面
   上にこの原子燃料棒の中心軸線を形成し、この形成した
   中心軸線を所定の基準線と比較することによりこの原子
   燃料棒の曲がり量を演算する曲がり量演算装置と、 を備えたことを特徴とする原子燃料棒の曲がり量測定装
   置。
2. 【請求項２】前記カメラ装置が撮像を行う時の焦点深度
   を調整するために、前記軸長方向と直交する高さ方向に
   前記カメラ装置を微少量移動させる高さ方向カメラ移動
   装置、 を備えたことを特徴とする請求項１記載の原子燃料棒の
   曲がり量測定装置。
3. 【請求項３】前記カメラ装置が原子燃料棒の全長にわた
   る撮像を終了した後に、この原子燃料棒をその円周方向
   に所定角度回転させる原子燃料棒回転装置を備えてお
   り、 前記原子燃料棒回転装置が原子燃料棒を所定角度回転さ
   せた後に、再度、前記カメラ装置が原子燃料棒の全長に
   わたる撮像を行い、前記曲がり量演算装置は、最初の撮
   像データ及び再度の撮像データの双方に基づいて前記曲
   がり量を演算する、 ことを特徴とする請求項１又は２記載の原子燃料棒曲が
   り量測定装置。
4. 【請求項４】前記原子燃料棒回転装置による原子燃料棒
   の回転動作及び前記カメラ装置による再度の撮像動作は
   予め設定してある回数だけ行われ、 前記曲がり量演算装置は、この回数分の撮像データと前
   記最初の撮像データとに基づいて前記曲がり量を演算す
   る、 ことを特徴とする請求項３記載の原子燃料棒曲がり量演
   算装置。
5. 【請求項５】前記カメラ装置は同一軸線上に２台配設さ
   れており、前記軸長方向カメラ移動装置は、この２台の
   カメラ装置を互いに接近する方向又は離間する方向に移
   動させる、 ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の原
   子燃料棒曲がり量測定装置。
6. 【請求項６】前記カメラ装置は、前記原子燃料棒の中心
   軸線を中心とする一方の側の輪郭及び他方の側の輪郭を
   それぞれ撮像する一対のＣＣＤカメラにより構成され
   る、 ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の原
   子燃料棒曲がり量測定装置。
7. 【請求項７】前記軸長方向移動装置には、停止時におけ
   る衝撃及び振動を吸収するための衝撃・振動吸収部材が
   取り付けられている、 ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の原
   子燃料棒曲がり量測定装置。