JP3302466B2 - 円柱状物体の端面検査装置 - Google Patents
円柱状物体の端面検査装置Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
- G21C17/06—Devices or arrangements for monitoring or testing fuel or fuel elements outside the reactor core, e.g. for burn-up, for contamination
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、表面欠陥を検出するた
めの円柱状物体の検査、特に円柱状物体の端面検査に関
する。この物体は核燃料ペレットでもよい。
めの円柱状物体の検査、特に円柱状物体の端面検査に関
する。この物体は核燃料ペレットでもよい。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】核燃料
ペレットのようなある種の円柱状物体に関しては極めて
厳格な製造品質規格を充たすことが要求される。操作員
が介入しない全自動製造工程によってこの種の物体を製
造することはできるが、工程中に全自動装置を用いてこ
れらの物体の表面欠陥を検査する必要がある。この種の
物体として例えば、ＵＯ２（二酸化ウラン）ペレットの
ような酸化物の円柱状焼結ペレットがある。焼結ペレッ
トをステンレススチールの被覆管に挿入し、管を密封し
て燃料棒を形成し、燃料棒クラスタの形態に集成し、Ｐ
ＷＲ型またはＢＷＲ型の軽水炉のような原子炉で使用す
る燃料要素を形成する。被覆管に挿入する前にペレット
を全自動検査する必要がある。
ペレットのようなある種の円柱状物体に関しては極めて
厳格な製造品質規格を充たすことが要求される。操作員
が介入しない全自動製造工程によってこの種の物体を製
造することはできるが、工程中に全自動装置を用いてこ
れらの物体の表面欠陥を検査する必要がある。この種の
物体として例えば、ＵＯ２（二酸化ウラン）ペレットの
ような酸化物の円柱状焼結ペレットがある。焼結ペレッ
トをステンレススチールの被覆管に挿入し、管を密封し
て燃料棒を形成し、燃料棒クラスタの形態に集成し、Ｐ
ＷＲ型またはＢＷＲ型の軽水炉のような原子炉で使用す
る燃料要素を形成する。被覆管に挿入する前にペレット
を全自動検査する必要がある。
【０００３】本発明の目的は、全自動処理搬送システム
の検査ステーションに提出される核燃料ペレットのよう
な円柱状物体の端面の全自動検査装置及び方法を提供す
ることである。
の検査ステーションに提出される核燃料ペレットのよう
な円柱状物体の端面の全自動検査装置及び方法を提供す
ることである。
【０００４】従来技術による光学的物体検査方法がいく
つか知られている。それらの例は、英国特許第２１０４
６５１号、第２０５７６７５号、欧州特許第０９３４２
２号、第０４８０７２号、米国特許第５０１２１１７
号、第４９２３０６６号及び第４６６７１１３号に記載
されている。しかしながら、これらの従来技術はいずれ
も、例えば記載の種類の核燃料ペレットの端面検査に特
に適当ではない。
つか知られている。それらの例は、英国特許第２１０４
６５１号、第２０５７６７５号、欧州特許第０９３４２
２号、第０４８０７２号、米国特許第５０１２１１７
号、第４９２３０６６号及び第４６６７１１３号に記載
されている。しかしながら、これらの従来技術はいずれ
も、例えば記載の種類の核燃料ペレットの端面検査に特
に適当ではない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、円柱状
物体の端面を照射する照射手段と、端面から反射された
前記物体の軸に実質的に平行な放射を検出する検出手段
と、放射を検出手段に直接反射した端面の割合を計算す
る計算手段とを含む円柱状物体の端面検査装置であっ
て、照射手段が２つ以上のリング状光源を含み、各リン
グの中心は前記物体の軸に実質的に一致し、各リングの
中心は、検出手段に反射される光が妨害されることなく
リングを通過するように、反射された放射すなわち光に
対して実質的に透過性であり、前記２つ以上のリング状
光源の相対位置は、該リング状光源が前記端面を同時に
照らしたときに該端面の全体を実質的に均一に照射する
ことができるように、調整可能であることを特徴とする
円柱状物体の端面検査装置が提供される。
物体の端面を照射する照射手段と、端面から反射された
前記物体の軸に実質的に平行な放射を検出する検出手段
と、放射を検出手段に直接反射した端面の割合を計算す
る計算手段とを含む円柱状物体の端面検査装置であっ
て、照射手段が２つ以上のリング状光源を含み、各リン
グの中心は前記物体の軸に実質的に一致し、各リングの
中心は、検出手段に反射される光が妨害されることなく
リングを通過するように、反射された放射すなわち光に
対して実質的に透過性であり、前記２つ以上のリング状
光源の相対位置は、該リング状光源が前記端面を同時に
照らしたときに該端面の全体を実質的に均一に照射する
ことができるように、調整可能であることを特徴とする
円柱状物体の端面検査装置が提供される。
【０００６】端面は、平面でもよく、または、好ましく
は円対称凹部を有する皿形でもよい。端面は、例えば内
縁と外縁とをもつ環状末端を有する管状物体とは違っ
て、単一縁端によって包囲された連続表面から成り得
る。
は円対称凹部を有する皿形でもよい。端面は、例えば内
縁と外縁とをもつ環状末端を有する管状物体とは違っ
て、単一縁端によって包囲された連続表面から成り得
る。
【０００７】上記リング状光源に少なくとも１つの別の
リング状光源が結合されてもよい。すべてのリング状光
源が、軸と実質的に一致する中心を有しており、前記軸
上の種々の位置に配置されており、放射が妨害されるこ
となく検出手段に反射されるように実質的に透過性であ
る。
リング状光源が結合されてもよい。すべてのリング状光
源が、軸と実質的に一致する中心を有しており、前記軸
上の種々の位置に配置されており、放射が妨害されるこ
となく検出手段に反射されるように実質的に透過性であ
る。
【０００８】本発明の原理は、検出手段に反射される放
射の程度が端面の表面組織に依存することに基づく。表
面が滑らかな無欠陥表面の場合、表面によって反射され
る放射は、主として正反射であり、反射面に垂直な軸に
近接して反射される。端面が亀裂または欠けのような欠
陥を含む場合、欠陥によって反射される放射は拡散性で
ある。欠陥から検出手段に反射される放射の強度は低
い。検出手段を前記物体の実質的に軸上に配置すること
によって、検出手段が欠陥からの低強度の正反射を検出
し得る。
射の程度が端面の表面組織に依存することに基づく。表
面が滑らかな無欠陥表面の場合、表面によって反射され
る放射は、主として正反射であり、反射面に垂直な軸に
近接して反射される。端面が亀裂または欠けのような欠
陥を含む場合、欠陥によって反射される放射は拡散性で
ある。欠陥から検出手段に反射される放射の強度は低
い。検出手段を前記物体の実質的に軸上に配置すること
によって、検出手段が欠陥からの低強度の正反射を検出
し得る。
【０００９】検出手段は好ましくは、電子イメージング
光検出器を含む。または非イメージング光検出器を含ん
でもよい。非イメージング光検出器の場合、出力信号
は、検出器に対する入射光の総量に比例し、実質的に前
記物体の端部から出て光検出器によって受容される光に
比例する。イメージング光検出器の場合、検出手段から
の出力信号は、前記物体の表面の種々の要素から反射さ
れ且つ検出手段によって検出された放射の強さを示す複
数の成分から成る。
光検出器を含む。または非イメージング光検出器を含ん
でもよい。非イメージング光検出器の場合、出力信号
は、検出器に対する入射光の総量に比例し、実質的に前
記物体の端部から出て光検出器によって受容される光に
比例する。イメージング光検出器の場合、検出手段から
の出力信号は、前記物体の表面の種々の要素から反射さ
れ且つ検出手段によって検出された放射の強さを示す複
数の成分から成る。
【００１０】イメージング光検出器の場合、計算手段
は、検出手段によって供給された出力信号を分析する信
号プロセッサを含む。かかるプロセッサは、全部の信号
成分の大きさを加算し、その総和を所定の基準レベルに
比較する。計算手段はまた、検出手段から与えられた出
力信号を分析するイメージプロセッサでもよい。このよ
うなプロセッサは、出力成分の大きさを所定の基準レベ
ルに比較する。プロセッサはその後で、基準レベルを上
回るかまたは下回る信号の大きさ（イメージとして示さ
れる強度）を夫々有する成分または画素の数をカウント
する。基準レベルを上回る画素の数が、検査された前記
物体の非損傷領域を示す。
は、検出手段によって供給された出力信号を分析する信
号プロセッサを含む。かかるプロセッサは、全部の信号
成分の大きさを加算し、その総和を所定の基準レベルに
比較する。計算手段はまた、検出手段から与えられた出
力信号を分析するイメージプロセッサでもよい。このよ
うなプロセッサは、出力成分の大きさを所定の基準レベ
ルに比較する。プロセッサはその後で、基準レベルを上
回るかまたは下回る信号の大きさ（イメージとして示さ
れる強度）を夫々有する成分または画素の数をカウント
する。基準レベルを上回る画素の数が、検査された前記
物体の非損傷領域を示す。
【００１１】一連の円柱状物体を順次検査するための本
発明装置の実施態様においては、前記物体が搬送軌道に
沿って検査場所に供給され、前記検査場所において該物
体が支持ビーム上に載置され、支持ビームは、（支持ビ
ーム上にあるときの）被検査端面よりも突出している前
記物体の軸が、それまでに該物体が通過した搬送軌道に
対してある角度を成すように構成されている。例えば、
搬送軌道が水平であり、検査場所の支持ビームの隣接部
分は、被検査端面が上向きになるように傾斜していても
よい。このようにして、光源と検出手段とが、前記物体
の移動を妨害することなく軸の上に配置され得る。
発明装置の実施態様においては、前記物体が搬送軌道に
沿って検査場所に供給され、前記検査場所において該物
体が支持ビーム上に載置され、支持ビームは、（支持ビ
ーム上にあるときの）被検査端面よりも突出している前
記物体の軸が、それまでに該物体が通過した搬送軌道に
対してある角度を成すように構成されている。例えば、
搬送軌道が水平であり、検査場所の支持ビームの隣接部
分は、被検査端面が上向きになるように傾斜していても
よい。このようにして、光源と検出手段とが、前記物体
の移動を妨害することなく軸の上に配置され得る。
【００１２】検査場所は、各円柱状物体の双方の端面を
順次検査するように構成し得る。装置は、（前記物体の
軸上の）第１光源と検出手段とを使用して第１支持ビー
ム部分で該物体の一端を検査し、（前記物体の軸上の）
第２光源と検出手段とを使用して第２支持ビーム部分で
該物体の他端を検査するように構成し得る。
順次検査するように構成し得る。装置は、（前記物体の
軸上の）第１光源と検出手段とを使用して第１支持ビー
ム部分で該物体の一端を検査し、（前記物体の軸上の）
第２光源と検出手段とを使用して第２支持ビーム部分で
該物体の他端を検査するように構成し得る。
【００１３】搬送軌道と支持ビームとは本件出願人によ
る英国特許第２２２３９９８号明細書及び特許請求の範
囲に記載されたＣｕｓｈｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（商
標）材料から形成され得る。該特許の記載内容は本発明
に含まれるものとする。
る英国特許第２２２３９９８号明細書及び特許請求の範
囲に記載されたＣｕｓｈｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（商
標）材料から形成され得る。該特許の記載内容は本発明
に含まれるものとする。
【００１４】本発明の装置及び方法によって検査される
円柱状物体は核燃料ペレットでもよい。ペレットは所謂
ＰＷＲ炉に使用される酸化ウランペレットでよい。ペレ
ットはまた、プルトニウムと酸化ウランペレットとの混
合物を使用する混合酸化物（ＭＯＸ）燃料と呼ばれる核
燃料ペレットでよい。
円柱状物体は核燃料ペレットでもよい。ペレットは所謂
ＰＷＲ炉に使用される酸化ウランペレットでよい。ペレ
ットはまた、プルトニウムと酸化ウランペレットとの混
合物を使用する混合酸化物（ＭＯＸ）燃料と呼ばれる核
燃料ペレットでよい。
【００１５】前記物体が混合酸化物（ＭＯＸ）核燃料ペ
レットであり、かかるペレットの搬送及び検査が、外部
環境を保護する放射線非放射性構造、例えばグローブボ
ックス内で行なわれる。この場合、ペレットの検査スペ
ースを限定し易い。この場合、光源は、末端にファイバ
オプティックリングを備えたプローブまたはステムを有
するボアスコープデバイス（機械加工した開孔及び管な
どの照射及び検査に使用される）であってもよい。検出
器は、ボアスコープデバイスのプローブから遠い末端に
装着されたミニチュアＴＶカメラを含み得る。使用中に
ボアスコープデバイスを介してリングに送出される光
は、ファイバオプチック光導波ケーブルによってボアス
コープデバイスに案内される。ＴＶカメラの制御及び処
理ユニット並びにボアスコープに光を供給する光源が放
射線非放射性構造の外部に遠隔配置されている。
レットであり、かかるペレットの搬送及び検査が、外部
環境を保護する放射線非放射性構造、例えばグローブボ
ックス内で行なわれる。この場合、ペレットの検査スペ
ースを限定し易い。この場合、光源は、末端にファイバ
オプティックリングを備えたプローブまたはステムを有
するボアスコープデバイス（機械加工した開孔及び管な
どの照射及び検査に使用される）であってもよい。検出
器は、ボアスコープデバイスのプローブから遠い末端に
装着されたミニチュアＴＶカメラを含み得る。使用中に
ボアスコープデバイスを介してリングに送出される光
は、ファイバオプチック光導波ケーブルによってボアス
コープデバイスに案内される。ＴＶカメラの制御及び処
理ユニット並びにボアスコープに光を供給する光源が放
射線非放射性構造の外部に遠隔配置されている。
【００１６】物体を検査するためにリング状光源を使用
することは英国特許第２１０４６５１号より公知であ
る。しかしながら、該方法における物体は瓶の頸部であ
る。従って、検査される表面は単一縁によって包囲され
た連続端面ではない。核燃料ペレットのような単一縁に
よって包囲された連続端面を検査する必要がある場合、
英国特許第２１０４６５１号の単一リング状光源は、特
に表面が凹状の場合、被検査表面全体に実質的に均一な
照射を与えるためには不適当であろう。互いの相対位置
を調整によって適宜選択できる少なくとも２つのリング
状光源を使用するか、または、調整自在なプローブもし
くはステムとステムの末端に備えられたファイバオプテ
ィックリングとを有するボアスコープを使用することに
よって、予想外の有利さで被検査表面を実質的に均一に
照射し得る。均等な照射を行なうので、検出システムが
１回の閾値比較を行なうだけで損傷表面と非損傷表面と
を識別し得る。この結果、従来技術で使用した高価な高
速プロセッサが不要であり、普及した廉価な高分解能イ
メージングデバイスを使用することが可能である。実
際、受容した放射、例えば光検出器が受容した光が円柱
状物体の状態の測定値となるような単一の非イメージン
グ光検出器を使用し得る。
することは英国特許第２１０４６５１号より公知であ
る。しかしながら、該方法における物体は瓶の頸部であ
る。従って、検査される表面は単一縁によって包囲され
た連続端面ではない。核燃料ペレットのような単一縁に
よって包囲された連続端面を検査する必要がある場合、
英国特許第２１０４６５１号の単一リング状光源は、特
に表面が凹状の場合、被検査表面全体に実質的に均一な
照射を与えるためには不適当であろう。互いの相対位置
を調整によって適宜選択できる少なくとも２つのリング
状光源を使用するか、または、調整自在なプローブもし
くはステムとステムの末端に備えられたファイバオプテ
ィックリングとを有するボアスコープを使用することに
よって、予想外の有利さで被検査表面を実質的に均一に
照射し得る。均等な照射を行なうので、検出システムが
１回の閾値比較を行なうだけで損傷表面と非損傷表面と
を識別し得る。この結果、従来技術で使用した高価な高
速プロセッサが不要であり、普及した廉価な高分解能イ
メージングデバイスを使用することが可能である。実
際、受容した放射、例えば光検出器が受容した光が円柱
状物体の状態の測定値となるような単一の非イメージン
グ光検出器を使用し得る。
【００１７】
【実施例】本発明の実施例を添付図面に基づいて以下に
説明する。
説明する。
【００１８】図１に示す円柱状核燃料ペレット１は、検
査すべき端面１ａを有している。ペレット１は鎖線で示
す軸Ｘを有している。端面１ａを照射するために、リン
グ状光源３及び５（即ち空洞中心を有する環状の光）が
軸Ｘに沿って種々の距離に配置されている。リング状光
源３、５のリングの中心はいずれも軸Ｘに一致してい
る。ＴＶカメラのような光検出器がリング状光源３、５
の後方で軸Ｘ上に配置されている。光を光検出器７に集
束させるためにレンズ９が光検出器７に結合されてい
る。
査すべき端面１ａを有している。ペレット１は鎖線で示
す軸Ｘを有している。端面１ａを照射するために、リン
グ状光源３及び５（即ち空洞中心を有する環状の光）が
軸Ｘに沿って種々の距離に配置されている。リング状光
源３、５のリングの中心はいずれも軸Ｘに一致してい
る。ＴＶカメラのような光検出器がリング状光源３、５
の後方で軸Ｘ上に配置されている。光を光検出器７に集
束させるためにレンズ９が光検出器７に結合されてい
る。
【００１９】図１に単純直円柱として示されているペレ
ット１は実際には、図２に示すような断面形の端面１ａ
を有している。プロフィルは、周縁平面部１ｃの内部に
皿形凹部１ｂを有しており、周縁平面部１ｃの縁端に面
取り部１ｄが設けられている。
ット１は実際には、図２に示すような断面形の端面１ａ
を有している。プロフィルは、周縁平面部１ｃの内部に
皿形凹部１ｂを有しており、周縁平面部１ｃの縁端に面
取り部１ｄが設けられている。
【００２０】図１を再度参照すると、ペレット１から遠
い方のリング状光源５は周縁平面部１ｃと皿形凹部１ｂ
の中心部とを照射する。ペレットに近い方のリング状光
源３は、リング状光源５によって既に照射されている領
域に多量の照射を付加することなく皿形凹部１ｂの外側
部分と面取り部１ｄの一部とを照射する。皿形凹部１ｂ
の中心部と周縁平面部１ｃとを、リング状光源５及びリ
ング状光源５の後方の別のリング状光源（図示せず）で
照射することによって、より有効で反復的な測定値が得
られる。ペレット１からのリング状光源の所要距離は、
ペレット１の端面１ａの表面プロフィルに依存するが、
これらの距離は実際には試行錯誤的な調整によって見出
される。結果的には、端面１ａがその表面領域全体にわ
たって実質的に均等に照射されるように調整する。
い方のリング状光源５は周縁平面部１ｃと皿形凹部１ｂ
の中心部とを照射する。ペレットに近い方のリング状光
源３は、リング状光源５によって既に照射されている領
域に多量の照射を付加することなく皿形凹部１ｂの外側
部分と面取り部１ｄの一部とを照射する。皿形凹部１ｂ
の中心部と周縁平面部１ｃとを、リング状光源５及びリ
ング状光源５の後方の別のリング状光源（図示せず）で
照射することによって、より有効で反復的な測定値が得
られる。ペレット１からのリング状光源の所要距離は、
ペレット１の端面１ａの表面プロフィルに依存するが、
これらの距離は実際には試行錯誤的な調整によって見出
される。結果的には、端面１ａがその表面領域全体にわ
たって実質的に均等に照射されるように調整する。
【００２１】リング状光源３、５から発せられた光はレ
ンズ９によって光検出器７に集束される。光検出器７の
出力は、複数の成分から成るビデオ信号であり、表面１
ａの成分領域の像を反射輝度によって示す。複数の成分
を上記のごとく処理し、高い反射輝度及び低い反射輝度
を有する表面像の画素の数を決定し、拡散的に反射する
欠陥を含む表面１ａの領域を測定する。
ンズ９によって光検出器７に集束される。光検出器７の
出力は、複数の成分から成るビデオ信号であり、表面１
ａの成分領域の像を反射輝度によって示す。複数の成分
を上記のごとく処理し、高い反射輝度及び低い反射輝度
を有する表面像の画素の数を決定し、拡散的に反射する
欠陥を含む表面１ａの領域を測定する。
【００２２】図３は、図１のペレット１を照射するため
に３つのリング状光源を使用した結果を示す。どの場合
の照射にも無欠陥ペレットを使用した。各グラフにおい
て、縦軸は、検出器７で検出される光の被検出強度即ち
「グレイ値」を示し、横軸は任意データに対する被照射
ペレットの表面上の位置即ち「画素位置」を示す。
に３つのリング状光源を使用した結果を示す。どの場合
の照射にも無欠陥ペレットを使用した。各グラフにおい
て、縦軸は、検出器７で検出される光の被検出強度即ち
「グレイ値」を示し、横軸は任意データに対する被照射
ペレットの表面上の位置即ち「画素位置」を示す。
【００２３】図３（ａ）は、リング状光源３だけを使用
した場合に得られた結果を示している。ペレット１の皿
形凹部１ｂ（図２参照）から反射された光が、グラフの
点線ＩとＩ’との間の領域Ａを生じさせる。周縁平面部
１ｃから反射された光は、低強度バンドＢ、Ｂ’を生じ
させ、面取り部１ｄから反射された光は急峻なピークＣ
及びＣ’を生じさせる。
した場合に得られた結果を示している。ペレット１の皿
形凹部１ｂ（図２参照）から反射された光が、グラフの
点線ＩとＩ’との間の領域Ａを生じさせる。周縁平面部
１ｃから反射された光は、低強度バンドＢ、Ｂ’を生じ
させ、面取り部１ｄから反射された光は急峻なピークＣ
及びＣ’を生じさせる。
【００２４】図３（ｂ）は、リング状光源５とリング状
光源５の後方の別のリング状光源とを使用し、リング状
光源３を使用しない場合に得られた効果を示している。
周縁平面部１ｃと皿形凹部１ｂの中心部とが優先的に照
射されることが領域Ａ、Ｂ及びＢ’の変化形態によって
示されている。
光源５の後方の別のリング状光源とを使用し、リング状
光源３を使用しない場合に得られた効果を示している。
周縁平面部１ｃと皿形凹部１ｂの中心部とが優先的に照
射されることが領域Ａ、Ｂ及びＢ’の変化形態によって
示されている。
【００２５】図３（ｃ）は、３つのリング状光源、即ち
リング状光源３、５とリング状光源３、５の後方の別の
リング状光源とをすべて使用した場合に得られた結果を
示している。この場合、ペレット１の端面１ａの全体に
わたって実質的に均一な照射が与えられる。
リング状光源３、５とリング状光源３、５の後方の別の
リング状光源とをすべて使用した場合に得られた結果を
示している。この場合、ペレット１の端面１ａの全体に
わたって実質的に均一な照射が与えられる。
【００２６】上記のような別のリング状光源を使用せ
ず、リング状光源３及び５を使用した場合には、グラフ
の形状が図３（ｃ）のように完全に均一でないこと以外
は図３（ｃ）と同様の照射プロフィルが与えられる。
ず、リング状光源３及び５を使用した場合には、グラフ
の形状が図３（ｃ）のように完全に均一でないこと以外
は図３（ｃ）と同様の照射プロフィルが与えられる。
【００２７】図４は、検査装置に順次送出されるペレッ
ト群の各ペレットの双方の端部（このような端部を図２
に示す）を図１に基づいて説明した技術によって検査す
る装置を示している。ペレット（図示せず）は、垂直壁
を有する軌道１１（壁は図の平面内で方向Ｙの運動方向
に平行である）に積み重ねられている。軌道１１の末端
にフィーダ機構１３が備えられており、この機構は、水
平なＣｕｓｈｉｏｎＴｒａｎｓｆｅｒビーム１５に対す
るペレットの送り速度を制御する。この実施例で記載さ
れたすべてのＣｕｓｈｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒビーム
は、英国特許第２２２３９９８号明細書に記載されたよ
うなＣｕｓｈｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ材料をコートし
たＶ字形ビームである。各ビームのＶの角度は９０度で
ある。円柱状ペレットの曲面がＶの両辺によって支持さ
れた状態で該ペレットがビームに沿って搬送される。
ト群の各ペレットの双方の端部（このような端部を図２
に示す）を図１に基づいて説明した技術によって検査す
る装置を示している。ペレット（図示せず）は、垂直壁
を有する軌道１１（壁は図の平面内で方向Ｙの運動方向
に平行である）に積み重ねられている。軌道１１の末端
にフィーダ機構１３が備えられており、この機構は、水
平なＣｕｓｈｉｏｎＴｒａｎｓｆｅｒビーム１５に対す
るペレットの送り速度を制御する。この実施例で記載さ
れたすべてのＣｕｓｈｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒビーム
は、英国特許第２２２３９９８号明細書に記載されたよ
うなＣｕｓｈｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ材料をコートし
たＶ字形ビームである。各ビームのＶの角度は９０度で
ある。円柱状ペレットの曲面がＶの両辺によって支持さ
れた状態で該ペレットがビームに沿って搬送される。
【００２８】ペレットは、機構１３から射出されると、
軌道１１における搬送速度よりも速い直線速度でビーム
１５に沿って加速される。これにより、検査中にペレッ
トが互いを隠すことを防止するようなペレット間の間隔
が開くという望ましい結果が得られる。ビーム１５の終
端でペレットは別のＣｕｓｈｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ
ビーム１７に転送される。ビーム１７は、水平セクショ
ン１７ａと、下降セクション１７ｂ即ちシュートと、ビ
ーム１５の一部分であり水平面内で振動するセクション
１７ｃと、もう１つの下降セクション１７ｄとを順次有
している。ペレットの一端は、下降セクション１７ｂに
おいて、すべてがペレットの軸Ｘ１に軸合わせされたリ
ング状光源１９、２１と光検出器２３とによって、図１
に基づいて説明した方法で検査される。ペレットの他端
は、水平セクション１７ｃにおいて、すべてがペレット
の軸Ｘ２に軸合わせされたリング状光源２５、２７と光
検出器２９とによって、図１に基づいて説明した方法で
検査される。
軌道１１における搬送速度よりも速い直線速度でビーム
１５に沿って加速される。これにより、検査中にペレッ
トが互いを隠すことを防止するようなペレット間の間隔
が開くという望ましい結果が得られる。ビーム１５の終
端でペレットは別のＣｕｓｈｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ
ビーム１７に転送される。ビーム１７は、水平セクショ
ン１７ａと、下降セクション１７ｂ即ちシュートと、ビ
ーム１５の一部分であり水平面内で振動するセクション
１７ｃと、もう１つの下降セクション１７ｄとを順次有
している。ペレットの一端は、下降セクション１７ｂに
おいて、すべてがペレットの軸Ｘ１に軸合わせされたリ
ング状光源１９、２１と光検出器２３とによって、図１
に基づいて説明した方法で検査される。ペレットの他端
は、水平セクション１７ｃにおいて、すべてがペレット
の軸Ｘ２に軸合わせされたリング状光源２５、２７と光
検出器２９とによって、図１に基づいて説明した方法で
検査される。
【００２９】ペレットがセクション１７ｂに沿って下降
するときに、ペレットの一部分がセクション１７ｂの上
方に懸吊された回転する振れ止めホイール３１によって
把握される。ホイール３１は光検出器２３によるイメー
ジ表示（ｉｍａｇｅ ｃａｐｔｕｒｅ）の瞬間にペレッ
トを減速させ、同時に、軸Ｘ１に沿ったペレットの軸方
向位置合わせを確保する。イメージ表示のためのペレッ
トの最適位置は、光検出器２３に出力を与える位置セン
サ（図示せず）及び光検出器２３の出力のプロセッサ
（図示せず）によって感知される。
するときに、ペレットの一部分がセクション１７ｂの上
方に懸吊された回転する振れ止めホイール３１によって
把握される。ホイール３１は光検出器２３によるイメー
ジ表示（ｉｍａｇｅ ｃａｐｔｕｒｅ）の瞬間にペレッ
トを減速させ、同時に、軸Ｘ１に沿ったペレットの軸方
向位置合わせを確保する。イメージ表示のためのペレッ
トの最適位置は、光検出器２３に出力を与える位置セン
サ（図示せず）及び光検出器２３の出力のプロセッサ
（図示せず）によって感知される。
【００３０】ペレットの後端を検査した後に、ペレット
をセクション１７ｃに沿って水平に搬送し、このセクシ
ョン１７ｃにおいてペレットの前端をリング状光源２
５、２７及び光検出器２９によって同様の方法で検査す
る。上記のもう１つの下降セクション１７ｄは、水平セ
クション１７ｃから離れた各ペレットを加速し、これに
よって、検査されるべき直後のペレットが隠されること
を防止する。
をセクション１７ｃに沿って水平に搬送し、このセクシ
ョン１７ｃにおいてペレットの前端をリング状光源２
５、２７及び光検出器２９によって同様の方法で検査す
る。上記のもう１つの下降セクション１７ｄは、水平セ
クション１７ｃから離れた各ペレットを加速し、これに
よって、検査されるべき直後のペレットが隠されること
を防止する。
【００３１】最後に、ペレットはビーム１５の緩やかな
傾斜部３３に沿って搬送され、傾斜セクション１７ｂと
１７ｄを通過したときに失った高度を回復する。部分３
３は水平面内で振動している。
傾斜部３３に沿って搬送され、傾斜セクション１７ｂと
１７ｄを通過したときに失った高度を回復する。部分３
３は水平面内で振動している。
【００３２】図５に示す構成では、末端にリング状光チ
ップ４１を備えた中空光伝導プローブ３９を有するボア
スコープ３７によって混合酸化物（ＭＯＸ）燃料ペレッ
ト３５を照射する。リング状光チップ４１のリングの中
心はペレット３５の軸（図示せず）と一致する。リング
状光チップ４１の光は光源４３から供給され、光ケーブ
ル４５を介してボアスコープ３７に供給され、ボアスコ
ープ３７からリング状光チップ４１に供給される。ミニ
チュアＴＶカメラ４７がボアスコープ３７の後端に装着
されている。カメラ４７はケーブル５０内の電気リード
を介してユニット４９によって制御される。
ップ４１を備えた中空光伝導プローブ３９を有するボア
スコープ３７によって混合酸化物（ＭＯＸ）燃料ペレッ
ト３５を照射する。リング状光チップ４１のリングの中
心はペレット３５の軸（図示せず）と一致する。リング
状光チップ４１の光は光源４３から供給され、光ケーブ
ル４５を介してボアスコープ３７に供給され、ボアスコ
ープ３７からリング状光チップ４１に供給される。ミニ
チュアＴＶカメラ４７がボアスコープ３７の後端に装着
されている。カメラ４７はケーブル５０内の電気リード
を介してユニット４９によって制御される。
【００３３】ボアスコープ３７は、リング状光チップ４
１からの光がペレット３５の端面に集束し該端面を均等
に照射するように位置調整される。ペレット３５の端面
からの光は逆反射され、ボアスコープ３７の空洞内部を
通ってＴＶカメラ４７に到達する。カメラ４７の出力は
ケーブル５０内の別のリードを介してユニット４９に到
達し、プロセッサ（図示せず）によって処理される。
１からの光がペレット３５の端面に集束し該端面を均等
に照射するように位置調整される。ペレット３５の端面
からの光は逆反射され、ボアスコープ３７の空洞内部を
通ってＴＶカメラ４７に到達する。カメラ４７の出力は
ケーブル５０内の別のリードを介してユニット４９に到
達し、プロセッサ（図示せず）によって処理される。
【００３４】カメラ、ボアスコープ３７、プローブ３
９、チップ４１及びペレット３５はすべて、グローブボ
ックス内に配置されている。ペレットは全自動処理装置
によって該グローブボックス内に配置され得る。ユニッ
ト４９及び光源４３はグローブボックスの外部に配置さ
れる。
９、チップ４１及びペレット３５はすべて、グローブボ
ックス内に配置されている。ペレットは全自動処理装置
によって該グローブボックス内に配置され得る。ユニッ
ト４９及び光源４３はグローブボックスの外部に配置さ
れる。
【図１】円柱状ペレットの端面を検査する構造の説明図
である。
である。
【図２】核燃料ペレットの軸方向断面図である。
【図３ａ】種々のリング状光源を使用して核燃料ペレッ
トを照射した結果を示すグラフである。
トを照射した結果を示すグラフである。
【図３ｂ】種々のリング状光源を使用して核燃料ペレッ
トを照射した結果を示すグラフである。
トを照射した結果を示すグラフである。
【図３ｃ】種々のリング状光源を使用して核燃料ペレッ
トを照射した結果を示すグラフである。
トを照射した結果を示すグラフである。
【図４】図１に示す構造によって検査を行なう装置の１
つの実施例の部分断面側面図である。
つの実施例の部分断面側面図である。
【図５】円柱状ペレットの端面の検査を行なう装置の別
の実施例の側面図である。
の実施例の側面図である。
１ ペレット ３、５ リング状光源 ７ 光検出器 ９ レンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アール・ポール・グレンビル イギリス国、ピー・アール・５・８・ビ ー・エイチ、プレストン、バンバー・ブ リツジ、クレイトン・ブルツク、スクー ル・フイールド・63 (72)発明者 イアイン・エイ・マクリーン イギリス国、プレストン、リー・グリー ン、リビイ・ロード、ザ・グレンジ（番 地なし) (56)参考文献 特開 平２−115706（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−1510（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−291507（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−136053（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−198910（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−155994（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−51091（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−229053（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−229054（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−173044（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−156851（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G21C 17/06
Claims (15)
- 【請求項１】 円柱状物体の端面を照射する照射手段
と、端面から反射された前記物体の軸に実質的に平行な
放射を検出する検出手段と、放射を検出手段に直接反射
した端面の割合を計算する計算手段とを含む円柱状物体
の端面検査装置であって、照射手段が２つ以上のリング
状光源を含み、各リングの中心は前記物体の軸に実質的
に一致し、各リングの中心は、前記端面から検出手段に
反射される光が妨害されることなくリングを通過するよ
うに、反射された放射に対して実質的に透過性であり、
前記２つ以上のリング状光源の相対位置は、該リング状
光源が前記端面を同時に照らしたときに該端面の全体を
実質的に均一に照射することができるように、調整可能
であることを特徴とする円柱状物体の端面検査装置。 - 【請求項２】 前記検出手段が、入射光の総量に比例す
る出力信号を作動中に供給する非イメージング光検出器
を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 前記検出手段が、前記物体の端面の種々
の要素から反射され且つ検出手段によって検出された放
射の強さを示す複数の成分から成る出力信号を作動中に
供給する電子イメージング光検出器を含むことを特徴と
する請求項１に記載の装置。 - 【請求項４】 前記計算手段が、作動中に検出手段によ
って供給された出力信号を分析する信号プロセッサを含
むことを特徴とする請求項３に記載の装置。 - 【請求項５】 前記信号プロセッサは、作動中に夫々の
成分の大きさを加算し、その総和を所定の基準レベルに
比較することを特徴とする請求項４に記載の装置。 - 【請求項６】 前記計算手段が、前記検出手段から与え
られた出力信号を分析するために夫々の出力成分の大き
さを所定の基準レベルに比較するイメージプロセッサを
含んでおり、該イメージプロセッサは前記比較の後に、
基準レベルを上回る信号の大きさ及び下回る信号の大き
さを夫々有する成分または画素の数をカウントし、基準
レベルを上回る画素の数が、検査された前記物体の非損
傷領域を示すことを特徴とする請求項５に記載の装置。 - 【請求項７】 一連の円柱状物体が順次検査される請求
項１に記載の装置であって、前記物体が搬送軌道に沿っ
て検査場所に供給され、前記検査場所において前記物体
が支持ビーム上に載置され、前記支持ビームは、該支持
ビーム上で前記物体の被検査端面の前方に延ばした該物
体の軸が、それまでに該物体が通過した搬送軌道に対し
てある角度を成すように構成されていることを特徴とす
る装置。 - 【請求項８】 搬送軌道が水平であり、検査場所の支持
ビームの隣接部分が、被検査端面が上向きになるように
傾斜していることを特徴とする請求項７に記載の装置。 - 【請求項９】 検査場所が、前記各物体の双方の端面を
順次検査するように構成されていることを特徴とする請
求項７に記載の装置。 - 【請求項１０】 前記物体の軸上の第１光源と検出手段
とを使用して第１支持ビーム部分で該物体の一端を検査
し、前記物体の軸上の第２光源と検出手段とを使用して
第２支持ビーム部分で該物体の他端を検査するように構
成されていることを特徴とする請求項８に記載の装置。 - 【請求項１１】 前記装置によって検査される前記物体
が核燃料ペレットであることを特徴とする請求項１に記
載の装置。 - 【請求項１２】 前記物体が混合酸化物核燃料ペレット
であり、かかるペレットの輸送及び検査が、外部環境を
保護する放射線非放射性構造内で行なわれることを特徴
とする請求項１１に記載の装置。 - 【請求項１３】 前記照射手段が、末端にファイバオプ
ティックリングを備えたプローブまたはステムを有する
ボアスコープデバイスであることを特徴とする請求項１
２に記載の装置。 - 【請求項１４】 前記検出手段が、ボアスコープデバイ
スのプローブから遠い方の端部に装着されたＴＶカメラ
を含むことを特徴とする請求項１３に記載の装置。 - 【請求項１５】 使用中にボアスコープデバイスを介し
てリングに送出される光が、ファイバオプチック光導波
ケーブルによってボアスコープデバイスに案内されるよ
うに構成されており、ボアスコープデバイスのプローブ
から遠い方の端部に装着されたＴＶカメラの制御及び処
理ユニット、並びにボアスコープに光を供給する光源
が、放射線非放射性構造の外部に遠隔配置されているこ
とを特徴とする請求項１３に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB929219550A GB9219550D0 (en) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | The inspection of cylindrical |
| GB9219550.2 | 1992-09-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06214086A JPH06214086A (ja) | 1994-08-05 |
| JP3302466B2 true JP3302466B2 (ja) | 2002-07-15 |
Family
ID=10721973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25382793A Expired - Fee Related JP3302466B2 (ja) | 1992-09-16 | 1993-09-16 | 円柱状物体の端面検査装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5541418A (ja) |
| EP (1) | EP0588624B1 (ja) |
| JP (1) | JP3302466B2 (ja) |
| KR (1) | KR100303529B1 (ja) |
| DE (1) | DE69328706D1 (ja) |
| ES (1) | ES2146218T3 (ja) |
| GB (1) | GB9219550D0 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3333048B2 (ja) * | 1994-06-28 | 2002-10-07 | 三菱原子燃料株式会社 | 円柱体の検査装置 |
| JP4320383B2 (ja) * | 1999-01-18 | 2009-08-26 | 三菱重工業株式会社 | 核燃料ペレット、及び同核燃料ペレットを装填した燃料棒 |
| US6876446B2 (en) * | 2001-12-21 | 2005-04-05 | Spx Corporation | Bore scope with test light |
| EP1579193B1 (en) | 2002-11-13 | 2020-01-15 | Ackley Machine Corp. | Laser unit, inspection unit method for inspecting and accepting/removing specified pellet-shaped articles from a conveyer mechanism, and pharmaceutical article |
| AU2004288711A1 (en) * | 2003-11-05 | 2005-05-26 | Pavad Medical, Inc. | Electrically activated alteration of body tissue stiffness for breathing disorders |
| CN103210296B (zh) | 2010-06-01 | 2016-08-10 | 阿克莱机械公司 | 检查系统 |
| KR101159009B1 (ko) * | 2010-09-07 | 2012-06-21 | 아주대학교산학협력단 | 지르코늄 튜브 검사장치 및 이를 이용한 튜브 검사방법 |
| US9914513B2 (en) | 2014-11-07 | 2018-03-13 | Abb Schweiz Ag | Transformer in-situ inspection vehicle with a cage hull |
| RU2663209C1 (ru) * | 2017-10-19 | 2018-08-02 | Акционерное общество "Свердловский научно-исследовательский институт химического машиностроения" (АО "СвердНИИхиммаш") | Способ автоматического контроля снимаемой альфа-загрязненности твэлов и устройство для его осуществления |
| RU2687081C1 (ru) * | 2018-06-07 | 2019-05-07 | Акционерное общество "Свердловский научно-исследовательский институт химического машиностроения" (АО "СвердНИИхиммаш") | Способ автоматического контроля снимаемой альфа-загрязненности твэлов и устройство для его осуществления |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE2501975A1 (de) * | 1975-01-18 | 1976-07-22 | Kronseder Hermann | Vorrichtung zum pruefen von behaeltermuendungen auf schadstellen |
| US4226539A (en) * | 1976-12-24 | 1980-10-07 | Hitachi, Ltd. | Cylindrical body appearance inspection apparatus |
| JPS5821146A (ja) * | 1981-07-30 | 1983-02-07 | Kirin Brewery Co Ltd | 欠陥検査方法および装置 |
| JPS60159637A (ja) * | 1984-01-31 | 1985-08-21 | Kirin Brewery Co Ltd | 欠陥検出方法および装置 |
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1992
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