JPH0245708A - チャンネルボックス形状測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は原子炉燃料集合体、特に沸騰水型原子炉用燃料
集合体のチャンネルボックスの超音波による形状測定装
置に関するものである。

（従来の技術） チャンネルボックスは炉内使用時に内側が外側より圧力
が高くなるため徐々にクリープ変形によりふくらむ。ま
た、照射成長量の不均一などにより曲がりを生じる。そ
のため、チャンネルボックスを再使用する場合、チャン
ネルボックスの曲がり、ふくらみなどがある規定値以下
であることを確認する必要がある。

そこで、水中テレビ装置を使用してチャンネルボックス
の外形寸法を測定したり、より測定の迅速性、正確性を
期して超音波を利用した超音波反射法が採用されており
、特に曲がり、ふくらみの測定には主に後者が用いられ
ている。

第３図及び第４図はこうしたチャンネルボックスの形状
測定で現在、試みられている超音波反射法による測定態
様であり、チャンネルボックスθ１）の周りに、例えば
制御棒保管ラック０３）上に載置して超音波センサー０
２１を配置し、燃料集合体を上下動させ、任意の軸方向
位置で各超音波センサー０２１とチャンネルボックス０
１）間の距離を超音波の発信から受信までの時間にもと
づいて測定し、第５図に示すブロックダイヤグラムに従
ってデータ処理し、燃料集合体外周のチャンネルボック
スの曲がり、断面のふくらみ等、変形の状態を測定して
いる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記超音波反射法によりふくらみ量などを測
定するためにはデータの正確性から一辺で少なくとも３
個のデータが必要であり、第４図の如く超音波センサー
は少なくとも３個配置される。しかし、センサーを３個
配置した場合、測定のふくらみが大きいと、第４図に示
すように両端の２個のセンサーには往々にして信号は返
って来ない。

即ち、超音波センサーはその鋭い指向性のために超音波
センサーに対して傾いた面の検出には不向きであり、測
定が数度傾くと、も早、検出不可能になるという事態を
生じる。

そのため測定面のふ（らみが大きくなるにつれセンサー
の数をふやす必要があり、当然、装置コストも高くなる
。またチャンネルボックスの超音波センサーに対する位
置決めが必要であり、得られるデータも３個の位置情報
だけで正確なプロファイルを知ることは困難である。

本発明は上述の如き実情に対処し、上記問題点を解決す
べく超音波センサーを揺動させることにより超音波進行
方向を検出面に合わせ、更に揺動回転角を検出すること
によりチャンネルボックスのふくらみが大きくても、超
音波センサーの数を増加することなくチャンネルボック
ス検出面の正確なプロファイルを測定することを目的と
するものである。

（課題を解決するための手段） 即ち、上記目的に適合する本発明の特徴とするところは
、前述の如き超音波センサーを用いチャンネルボックス
の形状測定を行う装置において、前記超音波センサーを
首振り（揺動）可能となし、超音波センサーとチャンネ
ルボックスの距離の外、チャンネルボックスの測定部位
（超音波反射個所）の傾斜角を知り得る如くなしたこと
、また更に上記知り得たデータをもとにチャンネルボッ
クス外形のプロファイルを正確に求めるソフトウェアを
含むデータ処理装置を具備せしめたことにある。

（作用） 上記の如き構成からなる本発明装置によれば、超音波セ
ンサーは首振り揺動することから、首振りさせながら連
続的にセンサー先端からチャンネルボックス表面までの
最短距離を測定する。そして、このときの超音波センサ
ーの角度をエンコーダー（回転角測定器）で測定する。

こうして得られた上記距離と角度の情報によりチャンネ
ルボックス表面上の超音波反射地点は一義的に決定され
、同時にその地点におけるチャンネルボックス表面の接
線の傾き即ち傾斜角も計算処理される。

ところで、超音波センサーは通常、−辺に付き３組配置
されているので、上記計算の結果は１辺に付き３組得ら
れ、このデータにもとづいて該辺の正確なプロファイル
を引くことができる。

次いでこの機構をチャンネルボックスの４辺に対応し、
超音波センサー１２個配置することにより各辺のプロフ
ァイルをひきチャンネルボックスの正値な断面外形プロ
ファイルを得ることが可能となる。

（実施例） 次に添付図面を参照し、上記本発明装置の実施例を説明
する。

第１図及び第２図は本発明測定装置の要部１例を示す部
分平面図及び側面図であり、図において（１）はチャン
ネルボックスで、その−辺のプロファイルを測定するべ
く超音波センサー（２）が３個並んで配設されている。

超音波センサー（２）はホルダーブロック（３）に保持
されており、その上部にはアブソリュートタイプエンコ
ーダー（４）が連結されていると共に、下部側にはギヤ
ボックス（５）を介しモータ（６）が連絡されている。

勿論、これら各機器は水中であるので水密構造となって
いるが、図では省略して示している。

なお、モータ（６）の軸回転はギヤボックス（５）内で
既知の方式にもとづいて首振り（揺動）運動に変換され
、ホルダーブロック（３）と超音波センサー（２）は中
心軸（Ｚ）を中心として矢印の方向へ首振り揺動する。

かくして、超音波センサー（２）は通常、数ｌｌｌＳｅ
Ｃ間隔で超音波を受発信しているが、上記超音波センサ
ー（２）を揺動させながら連続的にチャンネルボックス
（１）までの距離を測ることでセンサー（２）先端から
チャンネルボックス（１）表面までの最短距離が分かり
、これと共に最短距離が測定さたときのセンサー（２）
の角度は付設されているエンコーダー（４）で測定され
る。

そして、この距離と角度の情報をもとにデータ処理を行
うことによってチャンネルボックスの断面の正確なフロ
ファイルが得られることはさきに作用において述べた通
りである。

このようにして燃料集合体を上下動させ、任意の軸方向
位置で燃料集合体外周のチャンネルボックスの変形状態
を測定することができる。

（発明の効果） 本発明装置は以上のように超音波センサーを揺動させる
機構を設け、首振りを可能ならしめたものであり、従来
の超音波センサー固定式ではチャンネルボックスのふく
らみが大きくなると超音波が返ってニないものがでるた
め、センサーの数を多く配置する必要があったが、本発
明ではセンサーが揺動するため受信範囲が拡がり、チャ
ンネルボックス１辺につき３個のセンサーで十分となり
、著しく効率化される。

また、従来の超音波固定式ではチャンネルボックス表面
上、超音波反射地点の位置情報しか得られなかったが、
本発明のセンサー揺動方式では位置情報に加えてその地
点でのチャンネルボックス表面の接線の傾きデータも得
ることができることにより、より正確なプロファイルを
求めることができる顕著な効果を奏する。

更に、従来の超音波センサー固定方式ではセンサーに対
してチャンネルボックス測定面を最も効率のよい角度に
位置決めする必要があったが、本発明ではセンサー側で
スキャンするので位置決めはラフでよく、操作性が良好
である利点もあり、従来の超音波利用のチャンネルボッ
クス形状測定に比し、その精度をより向上せしめ実効を
高める格段の効果が期待される。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明形状測定装置例の要部を示す
部分平面図及び側面図、第３図は従来の測定装置の要部
概要側面図、第４図は同じ〈従来装置の要部の概要平面
図、第５図はチャンネルボックス形状測定装置のブロッ
クダイヤグラムである。 （１）・・・チャンネルボックス。 （２）・・・超音波センサー （５）・・・ギヤボックス。 （６）・・　・モータ。 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、超音波センサーを用いチャンネルボックスの形状測
   定を行う装置において、チャンネルボックスの辺に対応
   して配置された前記超音波センサーを首振り揺動可能と
   なし、超音波センサーとチャンネルボックスの間の距離
   の外、チャンネルボックスの測定部位の傾斜角を知り得
   る如く構成してなることを特徴とするチャンネルボック
   スの形状測定装置。 ２、請求項１記載の装置において、上記知り得た距離、
   角度の両データをもとにチャンネルボックス外形のプロ
   ファイルを求めるソフトウェアを含むデータ処理装置を
   具備せしめたことを特徴とするチャンネルボックス形状
   測定装置。