JPH04106751U - 核燃料ペレツト等円柱状体の周側面欠陥部自動検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 核燃料ペレットなど円柱状体の周側面に欠陥
部があるか否かを自動的に検査する装置で、円柱状体を
自転させてその全外周につき検査する際、その軸心が上
下左右に変動しても、欠陥部の存在を誤認することなく
検知可能とする。 【構成】 円柱状体Ａが自転装置３により軸心線を中心
として回転され、この円柱状体Ａの周側面Ａ′に向け投
光機１から平行光線Ｌが照射曲面Ｓに入射される。これ
による照射曲面Ｓ側に臨設の一次元受光素子２は、その
受光軸心線Ｙ′が、平行光線Ｌと略直交状にして円柱状
体Ａの軸心を通過する仮想線Ｙに合致するよう配設さ
れ、円柱状体Ａが図の上下、左右に変動してしまって
も、平行光線Ｌと照射曲面Ｓとの相対位置関係は不変と
なり、従って、円柱状体Ａに欠陥部Ｗがない限り、円柱
状体の不本意な変動では、一次元受光素子２への受光ノ
イズはない。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、加圧水型炉（ＰＷＲ）や沸騰水型炉（ＢＷＲ）用の核燃料棒にあっ て、その被覆管内に収納して使用される核燃料ペレットなどの円柱状体につき、 その周側面に生じた欠け、クラック、そして異物の付着等による欠陥部を、自動 的に検知できるようにした検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種円柱状体（円柱、円筒を含む）の周側面欠陥部を検知する手段としては 、均一光線または拡散光線を用いての画像処理が考えられているが、これによる ときは欠陥部と正常部との差を判別することが困難、すなわち画像処理における しきい値の設定ができない。 そこで従来実際に行われている当該検知手段としては、図４に示す通り円柱状 体ａを適宜の手段により軸心線ｂを中心として矢印ｃ方向に自転すると共に、当 該軸心線ｂに沿って円柱状体ａを進行（図面の前後方向）させ、一方この際円柱 状体ａの一径線ｄ上にあって、光電素子等による受光検出器ｅを配置し、さらに 図示されていない投光機からの入射光線ｆを、前記径線ｄとの交点箇所ｇに照射 するが、この際当該入射光線ｆは、交点箇所ｇにおける接線ｈと所定角度θにて 斜交するよう入射させており、従って当該円柱状体ａの周側面に欠陥部がなけれ ば、同図（ａ）にあってその反射光線はｆ′方向へ指向し、受光検出器ｅには受 光されず、欠陥部があったときのみ、そこからの平常でない反射光が受光検出器 ｅにより検知されるようになっている。

【０００３】 上記検知手段によれば、円柱状体ａが自転しながら進行するから、入射光線ｆ によるスポットとが円柱状体ａの周側面に対して螺旋状走査となり、同側面全域 にわたり検査が行われることになるのであるが、この場合同手段では、図４の（ ｂ）に示される通り、その軸心線ｂが極く僅かでも変位してｂ′にずれたとすれ ば、入射光線ｆの照射箇所はｇではなくｇ′となり、その反射光線はｆ″に指向 することとなり、これがノイズとして受光検出器ｅに受光されてしまうことにも なる。

【０００４】 この結果円柱状体ａ、受光検出器ｅ、入射光線ｆの各相対関係位置に、可成り 高い精度の調整が要求され、当該調整操作に時間と労力を尽くさねばならないだ けでなく、実際上円柱状体ａを自転進行させる際、その自転中心が全く変動しな い構成とすることは難事となるから、信号とノイズとの所謂Ｓ／Ｎ比も低下して しまうことになる。

【０００５】 また、実開昭５７−５７３３９号、特開昭５４−１０８６８７号公報に明示の 如く照射光源からの光を円柱状体である被検査部材の表面にスポット光として、 照射し、その反射光を受光素子により受け、これを検出回路で分析しようとする ものが知られているが、このようなものも、上記従来例と同じく円柱状体の自転 中心が変動してしまったときには正しい検査ができないこととなる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は上記の如き難点に鑑み検討されたものであって、その請求項１では上 記検出器として受光軸心線に沿って入射された光線にだけ感受する一次元受光素 子を用いるようにすると共に、被検査体である円柱状体の周側面における照射曲 面照射の平行光線を、上記一次受光素子の受光軸心線と直交状にすることで、円 柱状体の軸心変位によるノイズの発生を抑止可能となし、調整も容易で、しかも 信頼性の高い検査結果を得ようとするのが、その目的である。

【０００７】 そして、さらに請求項２では、上記請求項１の考案に加えて円柱状体の自転装 置を、適切に配設した搬送用ベルトと位置決め用ガイド板とにより構成すること で、当該円柱状体の軸心振れが生じ難い自転と進行を行わせ得るようにして、よ り一層そのＳ／Ｎ比をすぐれたものとなし、かつ円柱状体の検査能率を向上させ ようとしている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記の目的を達成するため、請求項１にあっては、核燃料ペレット等 の円柱状体が、軸心線を中心として所望方向へ回転されるよう構成した自転装置 と、当該自転装置により回転する上記円柱状体の周側面に向けて、所定の領域内 に平行光線を照射する投光機と、当該平行光線による上記円柱状体の照射曲面側 にあって、上記平行光線と略直交状にして同円柱状体の軸心を実質的に通過する 仮想線に、受光軸心線が実質的に合致するよう配置した一次元受光素子とからな ることを特徴とする核燃料ペレット等円柱状体の周側面欠陥部自動検査装置を提 供しようとするものである。

【０００９】 請求項２にあっては、請求項１における自転装置が、円柱状体を載置し投光機 側へ向け移行させると共に当該投光機側が上位となるよう傾設された搬送用ベル トと、当該搬送用ベルトの載置面と交差状に配置され前記円柱状体との回転摺接 面をもった位置決め用ガイド板とからなり、かつ当該ガイド板は、その回転摺接 面が前記搬送用ベルトの移行方向と、平面視にて斜交状配置となるよう当該ベル トの上位に配設されていることを、その内容としている。

【００１０】

【作用】

請求項１の場合は、投光機からの平行光線が自転している円柱状の周側面であ る照射曲面に入射され、ここでの反射光が、円柱状体の軸心を通過する仮想線と 合致する場合にのみ、一次元受光素子が、これを受光することとなるので、円柱 状体が同上仮想線方向へ変動してしまうようなことがあっても、上記の平行光線 と照射曲面との相対位置関係は不変であるので、一次元受光素子にノイズ源とな る入光はなく、円柱状体に欠陥部があって、はじめて入光があることとなる。

【００１１】 また、円柱状体が上記仮想線と直交する方向へ変動してしまったとしても、前 記と同じく平行光線と照射曲面との相対位置関係は不変であり、従って、このよ うな場合にも不本意なノイズの発生がなく、円柱状体の変動に拘らず、正しく欠 陥部の検知が行われることとなる。

【００１２】 請求項２によるときは、搬送用ベルトが所定の移行方向へ傾斜状体にて稼動し 、かつ、位置決め用ガイドと接しているので、円柱状体の回転位置が正常状態に 保持されるだけでなく、上記位置決め用ガイドと搬送用ベルトの移行方向とが斜 交状態であることから、円柱状体は自転しながら円柱状体の軸心方向へ移行され 、これにより、円柱状体はその全周側面にわたる欠陥部の有無を検査され、最終 的には搬送ベルトから離脱されることとなるので、その後の処理が行い易くなる 。

【００１３】

【実施例】

本考案を図１ないし図３によって詳記すると、投光機１と一次元受光素子２お よび自転装置３を具備しており、投光機１は所定の領域内にあって平行光線Ｌを 照射でき、この際、当該光線Ｌの種類としては、後述一次元受光素子２の特性と 対応するものであれば、タングステンフィラメント電球からの発光、蛍光灯から の発光、レーザ光、ストロボ光、赤外光、紫外光などを用いることができる。 前記請求項１の考案では、核燃料ペレット等の円柱状体Ａを、その軸心線Ｂが 中心となるよう右または左回転させ得る適宜の自転装置３によって自転させ、当 該円柱状体Ａの周側面Ａ′にあって、図中その上半部へ向け、前記の投光機１か ら平行光線Ｌを照射し、これによって図１の（ｂ）に示す如き照射曲面Ｓが得ら れるようにする。

【００１４】 そして、前記一次元受光素子２は、その受光軸心線Ｙ′が、上記平行光線Ｌと 略直交状にして、かつ、円柱状体Ａの軸心を通過する仮想線Ｙと、実質的に合致 するよう配置するのである。 ここで、上記一次元受光素子２は、前記平行光線Ｌが円柱状体Ａの周側面Ａ′ における照射曲面Ｓより反射した際にあって、当該反射光が、上記仮想線Ｙと実 質的に合致するものであった際に、この反射光を受光し得る特性を有しており、 従って図１、図２の如き状態にあって、この円柱状体Ａが仮想線Ｙ方向すなわち 、実際上は上方へ変移するようなことがあっても、平行光線Ｌと照射曲面Ｓとの 相対関係は不変であるから、周側面Ａ′に図１の（ｃ）に示す如き欠陥部Ｗがな い限り、一次元受光素子２にノイズ源となる入光はない。

【００１５】 また図２に示す如く円柱状体Ａが上記仮想線Ｙと直交のＸ線方向、実際には左 方向へ変移したとしても、この場合もまた平行光線Ｌと照射曲面Ｓとの相対位置 関係は不変であり、従ってその反射光は全体として左右への位置ずれがあるだけ で、反射方向は平行移動となり、この結果ノイズの発生はない。

【００１６】 次に請求項２に係る自転装置３は、円柱状体Ａが載置され、かつ投光機１に向 け移行されると共に、当該投光機１側が上位となるよう傾斜して配装の搬送用ベ ルト３ａと、当該ベルト３ａの載置面３ｂに対して、直角等交差状に配した円柱 状体Ａとの回転摺接面３ｃを具有する位置決め用ガイド板３ｄとからなって、当 該ガイド板３ｄが前記搬送用ベルト３ａの上位に配設されているが、この際、図 ３にて明示の如く位置決め用ガイド板３ｄの回転摺接面３ｃと、搬送用ベルト３ ａの移行方向Ｄとは直交ではなく、平面視にて斜交状となるよう配置してある。

【００１７】 従って上記の装置によれば、搬送用ベルト３ａを図示しない動力源、伝動機構 により移行方向Ｄに稼働すれば、その載置面３ｂ上の円柱状体Ａが矢印Ｅ方向に 回転するが、この際同ベルト３ａが傾斜しているので、位置決め用ガイド板３ｄ の回転摺接面３ｃと接した回転位置に位置決めされると共に、図３の矢印Ｆすな わち円柱状体Ａの軸心線Ｂ方向、換言すれば回転摺接面３ｃに沿った方向へ移行 することになり、円柱状体Ａはその全周側面にわたる欠陥部の有無につき検査さ れた後、搬送用ベルト３ａを離脱することとなり、従って図示しない移送ベルト を、ここに隣設して、検査済の円柱状体を所望箇所へ送致したり、また一次元受 光素子２による受光信号により、所定の選別作動子などを応動させ、これにより 欠陥部をもった円柱状体の排除をも自動化することが可能となる。

【００１８】

【考案の効果】

本考案は上記のようにして構成されるものであるから、請求項１によるときは 、円柱状体が核燃料ペレットである場合は、欠陥部の目視検査の場合に比し作業 者の被爆を防止できることとなり、人間の疲労などによる検査ミスなどもなくな ると共に、判定基準の標準化も可能となるだけでなく、円柱状体の検査時におけ る変位に対して、ノイズ発生のおそれがなくなり、Ｓ／Ｎ比のすぐれた高精度の 検査を、平易な調整操作で保証できる。

【００１９】 さらに、請求項２によるときは、円柱状体の自転は、傾斜状の搬送用ベルトの 駆動と、位置決め用ガイド板の配在により、その軸心線変動を来すことなく行わ せることができ、このため一層信頼性の高い検査結果が得られると共に、当該ガ イド板と上記ベルトとの斜交状配置により円柱状体の進行も円滑に行われ、検査 済の円柱状体処理を自動化するにも至便となり、能率的な装置を安価に提供する ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は請求項１に係る検査装置の正面説明図
で、（ｂ）と（ｃ）は同装置の円柱状体照射態様を示す
夫々欠陥部有無別の各平面図である

【図２】請求項２に係る検査装置の正面説明図である。

【図３】一次元受光素子を除去した図２の装置の平面図
である。

【図４】従来の円柱状体における周側面欠陥部検査手段
を示し、（ａ）は正常調整状態、（ｂ）は不正調整状態
における夫々の原理説明図である。

【符号の説明】

１ 投光機 ２ 一次元受光素子 ３ 自転装置 ３ａ 搬送用ベルト ３ｂ 載置面 ３ｃ 回転摺接面 ３ｄ 位置決め用ガイド板 Ａ 円柱状体 Ａ′ 周側面 Ｂ 軸心線 Ｄ 移行方向 Ｌ 平行光線 Ｓ 照射曲面 Ｙ 仮想線 Ｙ′ 受光軸心線

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 核燃料ペレット等の円柱状体が、軸心線
   を中心として所望方向へ回転されるよう構成した自転装
   置と、当該自転装置により回転する上記円柱状体の周側
   面に向けて、所定の領域内に平行光線を照射する投光機
   と、当該平行光線による上記円柱状体の照射曲面側にあ
   って、上記平行光線と略直交状にして同円柱状体の軸心
   を実質的に通過する仮想線に、受光軸心線が実質的に合
   致するよう配置した一次元受光素子とからなることを特
   徴とする核燃料ペレット等円柱状体の周側面欠陥部自動
   検査装置。
2. 【請求項２】 核燃料ペレット等の円柱状体が、軸心線
   を中心として所望方向へ回転されるよう構成した自転装
   置と、当該自転装置により回転する上記円柱状体の周側
   面に向けて、所定の領域内に平行光線を照射する投光機
   と、当該平行光線による上記円柱状体の照射曲面側にあ
   って、上記平行光線と略直交状にして同円柱状体の軸心
   を実質的に通過する仮想線に、受光軸心線が実質的に合
   致するよう配置した一次元受光素子とを具備し、前記自
   転装置は、上記円柱状体を載置し投光機側へ向け移行さ
   せると共に当該投光機側が上位となるよう傾設された搬
   送用ベルトと、当該搬送用ベルトの載置面と交差状に配
   置され前記円柱状体との回転摺接面をもった位置決め用
   ガイド板とからなり、かつ当該ガイド板は、その回転摺
   接面が前記搬送用ベルトの移行方向と、平面視にて斜交
   状配置となるよう当該ベルトの上位に配設されているこ
   とを特徴とする核燃料ペレット等円柱状体の周側面欠陥
   部自動検査装置。