JPH0431528Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、例えば列状に林立するロツドの間
隙を連続的に測定するための間隙測定プローブに
関する。

〔従来の技術〕

例えば、原子炉用燃料集合体は、離間対向され
た複数の支持格子に多数の制御棒案内管を挿通し
て固定し、この制御棒案内管の下部に下部ノズル
を取り付け、前記支持格子に多数の燃料棒を所定
の間隔をおいて挿通した後前記制御棒案内管の上
端部に上部ノズルを取り付けたものである。

従つて、燃料集合体においては燃料棒が下部ノ
ズルの上方に列状に林立した状態となつている。

このような燃料集合体は炉心に多数装荷され、
その使用時には多数の燃料棒の間隙を冷却水が流
通し、この冷却水に発熱した燃料棒から熱が伝達
する。この際、燃料棒から冷却水に熱を有効に伝
えるためには各燃料棒間隙及び制御棒案内管、燃
料棒間隙を所定の寸法に保つ必要がある。このた
め、燃料集合体の使用前その各燃料棒間隙及び制
御棒案内管、燃料棒間隙が許容寸法範囲内にある
かどうかを正確に測定しておかなければならな
い。

ところが、これら各燃料棒間隙は３mm前後で狭
小である上に、制御棒案内管、燃料棒間隙は各燃
料棒間隙よりさらに狭いので、燃料集合体に奥の
方の燃料棒間隙を測定するには、このように狭き
制御棒案内管、燃料棒間隙を通り越してその奥で
測定しなければならない。

そこで、針金の先端に隙間ゲージが取り付けら
れたものや、その他のいろいろな間隙測定子が用
いられたり、別の新しい測定方法が案出されたり
しているが、例えば特に狭隘な深奥箇所の間隙測
定時に測定子先端部分が損傷し易いという欠点が
あるなど、いずれにも一長一短があり、未だ満足
すべきものが出現していないのが実情である。

〔考案が解決しようとする問題点〕

本考案が解決しようとする問題点は、狭小な間
隙をそのまま深奥部まで直接連続的に正確に測定
して表示することができ、かつ特に狭隘な間隙に
間隙測定プローブを挿通する場合におけるプロー
ブチツプの破損を防止することができるようにす
る点にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、かかる問題点を解決するために間隙
形成体の間隙に挿入して該間隙を測定する間隙測
定プローブであつて、薄い弾性板の先端部両側面
に対向してそれぞれ取り付けられ、かつ前記間隙
形成体の間隙が合計板厚より小さいときには該間
隙形成体に突き当り前記弾性板の進行を阻止する
一対のスペーサと、前記弾性板の、前記各スペー
サより基端部側の両側面に対向してそれぞれ取り
付けられ、かつ前記弾性板から張り出して自由時
には先端側が前記弾性板の板厚方向へ開くととも
に、先端が前記弾性板側が凹となるように湾曲さ
せられた一対の弾性を有するプローブチツプと、
該各プローブチツプの内面に設けられた伸縮両極
性をもつストレンゲージと、該ストレンゲージに
電気的に接続され、かつ該ストレンゲージの収縮
変形量の出力に基づいて前記間隙形成体の間隙測
定寸法を表示する間隙表示回路と、前記ストレン
ゲージに電気的に接続され、かつ該ストレンゲー
ジの伸長変形量の出力が所定の値を超えていない
ときには前記弾性板を進行させるとともに、前記
ストレンゲージの伸長変形量の出力が所定の値を
超えたときにはコンパレータの出力信号により前
記弾性板の進行を停止する進行制御回路とを備え
たことを特徴とするものである。

〔作用〕

間隙にプローブチツプが挿入されて撓むと、ス
トレンゲージが伸縮変形して該ストレンゲージの
電気抵抗が変化することにより、この変化量に基
づいて間隙表示回路によつて前記間隙の測定寸法
が表示される一方、前記間隙が対をなすスペーサ
の合計板厚より小さいときにはこのスペーサが間
隙形成体に突き当ることによつて前記プローブチ
ツプ（弾性板）の進行を阻止し、かつ前記プロー
ブチツプが前記間隙形成体に突き当つて外側に変
位したときには前記ストレンゲージが伸長変形し
て該ストレンゲージの電気抵抗が変化することに
より、この変化量が所定の値を超えていないかど
うかをコンパレータによつて判別して、前記変化
量が所定の値を超えている場合には進行制御回路
によつて前記プローブチツプ（弾性板）の進行を
停止させる。

〔考案の効果〕

狭小な被測定物間隙を、その深奥部まで直接連
続的に正確に測定して表示することができ、かつ
特に狭小な間隙に挿通しようとして間隙形成体に
スペーサが突き当つた場合にはこのスペーサによ
つてプローブチツプ（弾性板）の進行を阻止する
ことができるとともに、プローブチツプの先端が
間隙形成体に突き当つて所定量以上外側へ変位し
た場合には進行制御回路によつてプローブチツプ
（弾性板）の進行を阻止することができ、これに
よりプローブチツプの損傷を防止することができ
る。

〔実施例〕

以下、この考案の一実施例を第１図乃至第８図
に基づいて説明する。第１図中１は略長方形の薄
い弾性板であり、厚さ0.15mm、幅約18mmの長い板
を熱処理した高力ベリリウム銅からなり、弾性に
富んでいる。

弾性板１の先端部には２つの長方形の窓孔２，
３が弾性板１の長さ方向に若干離間して形成され
ている。弾性板１の基部には、この基部の一部が
直角に折曲されてなる折曲部１ａが形成されてい
る。窓孔２の縁部には、第２図に示すように弾性
板１の両側面先端側に位置して対をなすスペーサ
４，５が固着されている。これらスペーサ４，５
は板厚0.4mmの長方形板である。スペーサ４，５
の各外面間の寸法は約１mmとされている。

また、弾性板１の窓孔２，３間部分の両側面に
は、第４図に示すようにチツプ用スペーサ６，７
及び対をなすプローブチツプ８，９が重ね合せら
れて取り付けられている。チツプ用スペーサ６，
７は板厚0.3mmのベリリウム銅からなる長方形板
である。プローブチツプ８，９は板厚0.12mmのベ
リリウム銅からなる弾性に富んだ板であり、チツ
プ用スペーサ６，７と同形同大の基部と、この基
部からスペーサ４，５側へ突出し弾性板１から張
り出した三角形状部とからなつている。この三角
形状部の頂部には、第３図に示すように斜面１
０，１１が形成されている。斜面１０，１１は三
角形状部の頂角の二等分線に対し対称的に形成さ
れている。また、プローブチツプ８，９は第２図
に示すように弾性板１に対し対称的に、全体とし
て略ハの字形となるように先端が開いた状態に設
けられている。プローブチツプ８，９の三角形状
部の先端は第４図に示すように弾性板１側が凹と
なるように湾曲させられて円弧部１２，１３が形
成されている。円弧部１２，１３の弾性板１から
の自由時における立上り高さｈは約2.1mmであり、
従つて角円弧部１２，１３に外面最大間隔は約
5.2mmとされている。

また、プローブチツプ８，９の三角形状部の内
面（弾性板１側面）の略中央部には伸縮両極性を
もつストレンゲージ１４，１５が貼着されてい
る。これらストレンゲージ１４，１５にはそれぞ
れリード線１６が接続され、これらリード線１６
はそのままあるいは窓孔３を通過させられ弾性板
１の一側面側に集められ、弾性板１に沿つてこの
弾性板１に基端部側へ延ばされ、この基端部に取
り付けられたコネクタ１７に接続されている。各
リード線１６は絶縁電線からなり、弾性板１に貼
着された接着絶縁テープ１８の上に重ねられ、さ
らにもう一枚の接着絶縁テープ１８により覆わ
れ、この接着絶縁テープ１８を弾性板１に貼着す
ることにより弾性板１に動かぬように取り付けら
れている。また、弾性板１のリード線１６が接着
絶縁テープ１８により取り付けられた面と反対側
の面には、第５図に示すようにリード線１６及び
接着絶縁テープ１８とバランスをとるために他の
接着絶縁テープ１８が貼着されている。なお、コ
ネクタ１７に接続されたリード線１６はコネクタ
１７内においてブリツジ回路が組まれるように結
線され、コネクタ１７にブリツジボツクス１９が
電気的に接続され、ブリツジボツクス１９には、
第８図に示すように増幅器２０、アナログデイジ
タル変換器２１及び間隙測定寸法表示器２２が電
気的に接続され、かつ増幅器２０とアナログデイ
ジタル変換器２１との接続回路から分岐してコン
パレータ２３、中間増幅器２４、リレー２５、進
行制御回路２６が電気的に接続されている。ここ
で、前記進行制御回路２６は、周知の進行機構
（例えば、回転運動を直線運動に変換するもの…
…モータ及び送りネジ軸、ナツト体あるいはモー
タ及びピニヨン、ラツク、または、直線運動を直
接伝達するもの……流体圧シリンダ等）を介して
間隙測定プローブの先端部を進行制御させるよう
になされている。

次に、前記のように構成された間隙測定プロー
ブの作用について説明する。

しかして、燃料集合体の各燃料棒（間隙形成
体、棒状体）間隙及び制御棒案内管（間隙形成
体、棒状体）、燃料棒間隙を測定する場合には、
これらの間隙に上述のように構成された間隙測定
プローブを、その先端（プローブチツプ８，９が
取り付けられた部）側から挿入する。この際、プ
ローブチツプ８，９の先端は湾曲しているのでス
ムースに内側へ撓められて燃料棒間隙へ入り込
む。このようにプローブチツプ８，９が自由時状
態より内側へ撓められると、ストレンゲージ１
４，１５がそれぞれ収縮変形し、ストレンゲージ
１４，１５の歪量に応じたそれぞれの電圧がブリ
ツジボツクス１９で合成（加算）され、ブリツジ
回路の出力として発生し、このブリツジ回路の出
力が増幅器２０、アナログデイジタル変換器２１
を経て間隙測定寸法表示器２２に燃料棒間隙寸法
測定値として表示される。

また、燃料集合体の奥部の各燃料棒間隙を測定
するには、各燃料棒間隙よりも狭い制御棒案内
管、燃料棒間隙を前記同様に測定し、さらにその
奥へ間隙測定プローブを進めて奥部の各燃料棒間
隙を前記同様に測定する。この場合、間隙測定プ
ローブは、先端のプローブチツプ８，９が湾曲さ
せられ、かつ弾性板１が自由に撓むことができる
ので燃料集合体の奥部まで容易に進入することが
できる。

また、間隙測定プローブが特に狭隘な燃料棒間
隙や制御棒案内管、燃料棒間隙に挿入された場合
は、前述のようにプローブチツプ８，９の先端に
斜面１０，１１が形成されているためにプローブ
チツプ８，９の先端同志が接触するのを回避する
ことができる。

また、間隙測定プローブが各燃料棒間隙または
制御棒案内管、燃料棒間隙に入るとき、これらの
間隙が非常に狭い場合（第２図におけるスペーサ
４の上面、スペーサ５の下面間隔より狭いとき）
には、スペーサ４，５が燃料棒、制御棒案内管に
当り、その位置より先へ間隙測定プローブを進め
ることができない。従つて、プローブチツプ８，
９の損傷を阻止することができる。

ところで、プローブチツプ８，９が自由時状態
より外側に拡開すると、ストレンゲージ１４，１
５がそれぞれ伸長変形し、ストレンゲージ１４，
１５の電気抵抗が増大する。そして、合成（加
算）されたストレンゲージ１４，１５の歪量に応
じた電圧で、前記の間隙測定信号とは反対の電圧
（測定信号を正（プラス）とした時は負（マイナ
ス）となる）が、ブリツジボツクス１９で構成さ
れブリツジ回路の出力として発生する。このブリ
ツジ回路の出力が増幅器２０を経た後、この増幅
器２０と前記アナログデイジタル変換器２１との
接続回路から分岐された回路を経てコンパレータ
２３に入力される。

ここで、各燃料棒間隙または制御棒案内管、燃
料棒間隙にスペーサ４，５は進入し得るが、プロ
ーブチツプ８，９はこれらの両方または片方のみ
が進入できない場合、例えば第９図に示すよう
に、プローブチツプ９は燃料棒の内側に進入可能
であつて、プローブチツプ８は制御棒案内管に突
き当り外側にわずか撓められた場合、ストレンゲ
ージ１５の抵抗はこのストレンゲージ１５が収縮
するので減少し、ストレンゲージ１４の抵抗はこ
のストレンゲージ１４が伸長するので増大し、こ
の場合においても、合成（加算）されたストレン
ゲージ１４，１５の歪量に応じた電圧が、ブリツ
ジボツクス１９で構成され、ブリツジ回路の出力
として発生し、このブリツジ回路の出力が増幅器
２０を経てコンパレータ２３に入力される。この
コンパレータ２３への入力信号はコンパレータ２
３において、例えば所定の負の値（しきい値）即
ち、プローブチツプ８，９が燃料棒または燃料棒
案内管に突き当り、なおも間隙測定プローブが進
行するとプローブチツプが自由時状態より外側へ
撓んで破損する直前時点における負（マイナス）
の値と比較され、この値以下になると、中間増幅
器２４に入力され、この中間増幅器２４を経てリ
レー２５に入力され、このリレー２５の出力が進
行制御回路２６に入力される。そして、この進行
制御回路２６により、今まで進行制御されていた
間隙測定プローブを停止操作し、プローブチツプ
８，９（弾性板１）の進行を停止するようになさ
れている。従つて、この場合においても、プロー
ブチツプ８，９の損傷が防止される。

なお、アナログデイジタル変換器２１には、正
（プラス）の信号が入力されたときのみアナログ
デイジタル変換を行なうことができるものが用い
られている。また、コンパレータ２３には、この
コンパレータ２３に正（プラス）の信号が入力さ
れた場合には信号を出力しないものが用いられて
いる。

従つて、前記アナログデイジタル変換器２１、
コンパレータ２３にはそれぞれ増幅器２０から正
（プラス）の信号が入力される場合と負（マイナ
ス）の信号が入力される場合とがあるが、アナロ
グデイジタル変換器２１に負（マイナス）信号が
入力された場合には、アナログデイジタル変換器
２１からの出力はなく、また、コンパレータ２３
に正（プラス）信号が入力された場合には、コン
パレータ２３からの出力はない。

また、プローブチツプ８，９は前述のように三
角形状の平等強さばりの構造とされているので、
プローブチツプ８，９は撓んだ場合において、そ
の三角形状部のどの位置においても曲げ応力が等
しいという特徴を有し、従つてプローブチツプ
８，９へのストレンゲージの取付位置のずれによ
る僅かな間隙測定誤差の発生をも防止することが
できる。

また、燃料棒間隙、制御棒案内管と燃料棒との
間隙に間隙測定プローブが挿入されて蛇行し、燃
料棒または制御棒案内管へのプローブチツプ８の
接触状態と、プローブチツプ９の接触状態が異な
つていても、ストレンゲージ１４，１５の抵抗は
ブリツジ回路により合成されるので常に高精度の
測定結果が得られ、プローブチツプ８，９の損傷
は防止される。

なお、燃料棒間隙、制御棒案内管と燃料棒との
間隙の測定範囲はプローブチツプ８，９の大きさ
を変えることにより変更可能である。

以上のように、本実施例によれば、林立する棒
状体間隙に挿入された場合にその外側の間隙を容
易にかつ正確に測定することができるのはもちろ
んのこと、弾性板の弾性により蛇行することがで
き、これにより棒状体間隙からなる通路が多少曲
つたり、この通路の幅が部分的に異なつたりして
いても奥の方の狭小な棒状体間隙をも直接、連続
的にかつ正確に測定することができ、また、弾性
板の一方側に位置するプローブチツプの棒状体へ
の接触状態と、弾性板の他方側に位置するプロー
ブチツプの棒状体への接触状態とが異なつていて
も両プローブチツプに設けられたストレンゲージ
の抵抗が合成されるので、常に高精度の測定結果
を得ることができ、また、棒状体間隙が非常に狭
い場合には、スペーサが棒状体に当りそれ以上の
間隙測定プローブの進行を阻止することができ、
さらに、棒状体にプローブチツプが突き当つて所
定量以上外側に変位した場合には、ストレンゲー
ジの出力信号によりコンパレータを介して進行制
御回路が起動して間隙測定プローブの先端部の進
行を自動的に停止させることができるので、この
間隙測定プローブの破損を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す側面図、第
２図はその下面図、第３図はそのプローブチツプ
の側面図、第４図はそのプローブチツプの断面
図、第５図は第１図の−線に沿う断面図、第
６図はその間隙測定プローブと棒状体との関係を
示す斜視図、第７図はそのプローブチツプが棒状
体間隙へ挿入される状態を示す概略説明図、第８
図はその間隙測定プローブへの表示器制御回路等
の接続を示すブロツク図、第９図はその棒状体間
隙内にプローブチツプの一方は挿入し得るが他方
は挿入し得ずこの他方のプローブチツプが棒状体
に突き当つて所定量以上外側へ変位した状態を示
す図である。 １……弾性板、４，５……スペーサ、８，９…
…プローブチツプ、１４，１５……ストレンゲー
ジ、２２……間隙測定寸法表示器（間隙表示回
路）、２３……コンパレータ、２６……進行制御
回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 間隙形成体の間隙に挿入して該間隙を測定す
   る間隙測定プローブであつて、薄い弾性板の先
   端部両側面に対向してそれぞれ取り付けられ、
   かつ前記間隙形成体の間隙が合計板厚より小さ
   いときには該間隙形成体に突き当り前記弾性板
   の進行を阻止する一対のスペーサと、前記弾性
   板の、前記各スペーサより基端部側の両側面に
   対向してそれぞれ取り付けられ、かつ前記弾性
   板から張り出して自由時には先端側が前記弾性
   板の板厚方向へ開くとともに、先端が前記弾性
   板側が凹となるように湾曲させられた一対の弾
   性を有するプローブチツプと、該各プローブチ
   ツプの内面に設けられた伸縮両極性をもつスト
   レンゲージと、該ストレンゲージに電気的に接
   続され、かつ該ストレンゲージの収縮変形量の
   出力に基づいて前記間隙形成体の間隙測定寸法
   を表示する間隙表示回路と、前記ストレンゲー
   ジに電気的に接続され、かつ該ストレンゲージ
   の伸長変形量の出力が所定の値を超えていない
   ときには前記弾性板を進行させるとともに、前
   記ストレンゲージの伸長変形量の出力が所定の
   値を超えたときにはコンパレータの出力信号に
   より前記弾性板の進行を停止する進行制御回路
   とを具備したことを特徴とする間隙測定プロー
   ブ。 (2) 前記プローブチツプは平等強さはりの構造を
   持ち該プローブチツプへのストレンゲージの取
   付位置のずれにより間隙測定誤差が生じないこ
   とを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項
   記載の間隙測定プローブ。