JPH0771905A - 核燃料棒に析出した強磁性物質の厚みを決定する方法 - Google Patents
核燃料棒に析出した強磁性物質の厚みを決定する方法Info
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- JPH0771905A JPH0771905A JP6096817A JP9681794A JPH0771905A JP H0771905 A JPH0771905 A JP H0771905A JP 6096817 A JP6096817 A JP 6096817A JP 9681794 A JP9681794 A JP 9681794A JP H0771905 A JPH0771905 A JP H0771905A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 核燃料棒被覆の表面に形成され強磁性物質の
存在の想定される腐蝕層について、その厚みを測定する
為の渦電流試験の精度を向上させる。 【構成】 プローブの複素インピーダンスを測定するこ
とにより、強磁性物質の透磁率に起因する厚み測定値の
誤差を定量化する。まず既知の厚み及び既知の透磁率を
持つ複数個の較正標本を、所定の周波数で励磁されたセ
ンサーのプローブと腐蝕のない燃料棒表面との間に置
き、プローブの複素インピーダンス特性図を得る。次
に、未知の厚み及び未知の透磁率の腐蝕層を持つ燃料棒
に近接した場合の、上記の周波数で励磁されたプローブ
の複素インピーダンスを測定し、上記特性図にプロット
する。較正点と測定データ点との対比により、誤差を決
定できる。
存在の想定される腐蝕層について、その厚みを測定する
為の渦電流試験の精度を向上させる。 【構成】 プローブの複素インピーダンスを測定するこ
とにより、強磁性物質の透磁率に起因する厚み測定値の
誤差を定量化する。まず既知の厚み及び既知の透磁率を
持つ複数個の較正標本を、所定の周波数で励磁されたセ
ンサーのプローブと腐蝕のない燃料棒表面との間に置
き、プローブの複素インピーダンス特性図を得る。次
に、未知の厚み及び未知の透磁率の腐蝕層を持つ燃料棒
に近接した場合の、上記の周波数で励磁されたプローブ
の複素インピーダンスを測定し、上記特性図にプロット
する。較正点と測定データ点との対比により、誤差を決
定できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、広くは、核燃料棒被覆
の完全性および耐腐蝕性を評価する為の電磁試験法に関
する。詳細には、斯かる電磁試験法の結果の精度を向上
させる手法に関する。
の完全性および耐腐蝕性を評価する為の電磁試験法に関
する。詳細には、斯かる電磁試験法の結果の精度を向上
させる手法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電磁試験法は、核燃料棒被覆の完全性の
評価、及び、原子炉の運転環境下に置かれた被覆材料
の、耐腐蝕性の如き相対的性能の評価に通常使用され
る。特に、電磁試験法は、燃料棒被覆の表面外周に形成
された腐蝕層の厚みを測定するのに使用される。
評価、及び、原子炉の運転環境下に置かれた被覆材料
の、耐腐蝕性の如き相対的性能の評価に通常使用され
る。特に、電磁試験法は、燃料棒被覆の表面外周に形成
された腐蝕層の厚みを測定するのに使用される。
【０００３】燃料棒上の腐蝕の厚みを測定する習用試験
では渦電流センサーが用いられている。センサーのプロ
ーブは、燃料棒被覆の腐蝕層にのみ隔てられて被覆に近
接して置かれる。そして、燃料棒に近接したプローブの
誘導リアクタンスを表示する機器に接続される。代表的
な渦電流センサーのプローブは、磁束の伝送器および受
容器の両方として事実上機能する導線コイルを持つ。コ
イルに交流電流を流すとコイルから交互磁束(alternati
ng magnetic flux) が発生する。この交互磁束は、通常
はジルカロイ製の導電性の燃料棒被覆に、交流の渦電流
を誘起する。この交流の渦電流は更に交互磁束を生成
し、この交互磁束はプローブのコイルを流れる交流電流
と逆方向の、交流「バッキング(bucking) 」電流を誘起
する。そしてプローブに接続された機器を用いてプロー
ブを流れる電流に生じた減少を測定する。この減少がプ
ローブの誘導リアクタンスの尺度である。
では渦電流センサーが用いられている。センサーのプロ
ーブは、燃料棒被覆の腐蝕層にのみ隔てられて被覆に近
接して置かれる。そして、燃料棒に近接したプローブの
誘導リアクタンスを表示する機器に接続される。代表的
な渦電流センサーのプローブは、磁束の伝送器および受
容器の両方として事実上機能する導線コイルを持つ。コ
イルに交流電流を流すとコイルから交互磁束(alternati
ng magnetic flux) が発生する。この交互磁束は、通常
はジルカロイ製の導電性の燃料棒被覆に、交流の渦電流
を誘起する。この交流の渦電流は更に交互磁束を生成
し、この交互磁束はプローブのコイルを流れる交流電流
と逆方向の、交流「バッキング(bucking) 」電流を誘起
する。そしてプローブに接続された機器を用いてプロー
ブを流れる電流に生じた減少を測定する。この減少がプ
ローブの誘導リアクタンスの尺度である。
【０００４】誘導リアクタンスは、プローブのコイル
と、渦電流が誘起された導電性標本との間の距離の関数
である。したがって、プローブが燃料棒被覆の或る一点
で腐蝕層に接触する場合、その誘導リアクタンスはその
一点での腐蝕厚みの尺度となる。被覆とプローブとの間
の上記の距離は、通常「リフトオフ(lift-off)」と呼ば
れる。
と、渦電流が誘起された導電性標本との間の距離の関数
である。したがって、プローブが燃料棒被覆の或る一点
で腐蝕層に接触する場合、その誘導リアクタンスはその
一点での腐蝕厚みの尺度となる。被覆とプローブとの間
の上記の距離は、通常「リフトオフ(lift-off)」と呼ば
れる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】原子炉の通常運転の間
に、炉の循環系の配管から浸出してクラッドの形態で核
燃料棒に析出する傾向のある不溶性の粒子を炉の冷却材
が輸送するのが通例である。クラッド析出物が強磁性物
質を含む場合、電磁試験者に知識がないと、試験結果に
上記の強磁性物質の存在が悪影響を与える。というの
は、習用のリフトオフ測定法ではプローブの誘導リアク
タンスのみを決定し、抵抗を決定しない、すなわち、渦
電流センサーのプローブの複素インピーダンスを決定し
ないからである。
に、炉の循環系の配管から浸出してクラッドの形態で核
燃料棒に析出する傾向のある不溶性の粒子を炉の冷却材
が輸送するのが通例である。クラッド析出物が強磁性物
質を含む場合、電磁試験者に知識がないと、試験結果に
上記の強磁性物質の存在が悪影響を与える。というの
は、習用のリフトオフ測定法ではプローブの誘導リアク
タンスのみを決定し、抵抗を決定しない、すなわち、渦
電流センサーのプローブの複素インピーダンスを決定し
ないからである。
【０００６】現状では、燃料棒被覆上のクラッド析出物
に含まれる強磁性物質の存在を、電磁試験の段階で検出
する方法はない。これは、電磁試験に使用される機器
が、プローブに金属導体が近接する場合のみを考慮し、
プローブの複素インピーダンスを決定しない設計になっ
ているからである。
に含まれる強磁性物質の存在を、電磁試験の段階で検出
する方法はない。これは、電磁試験に使用される機器
が、プローブに金属導体が近接する場合のみを考慮し、
プローブの複素インピーダンスを決定しない設計になっ
ているからである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、核燃料棒被覆
の外表面に形成された腐蝕の厚みを決定する為の習用の
電磁試験法の精度を向上させる。本発明は、電磁試験者
が腐蝕層に含まれる強磁性物質の存在を検出し、試験結
果の精度に対するその影響を定量化することを可能とす
る電磁試験法である。その後、強磁性物質と試験機器の
プローブとの結合に起因する誤差を差し引くことによ
り、試験結果が補正され得る。
の外表面に形成された腐蝕の厚みを決定する為の習用の
電磁試験法の精度を向上させる。本発明は、電磁試験者
が腐蝕層に含まれる強磁性物質の存在を検出し、試験結
果の精度に対するその影響を定量化することを可能とす
る電磁試験法である。その後、強磁性物質と試験機器の
プローブとの結合に起因する誤差を差し引くことによ
り、試験結果が補正され得る。
【０００８】本発明の方法の第一段階は、所定の励磁周
波数で操作される所与の渦電流プローブに関する実験デ
ータを求めることである。プローブと導電性の表面との
間に複数種の較正標本のうち一つを置いた場合のプロー
ブの複素インピーダンスが測定される。各較正標本は異
なる実効透磁率を有し、これらにプローブが接触した時
の複素インピーダンスが各々決定される。これらのデー
タ点は、較正標本の実効透磁率が増加するにつれてプロ
ーブの複素インピーダンスが増加する様子を図で示す。
波数で操作される所与の渦電流プローブに関する実験デ
ータを求めることである。プローブと導電性の表面との
間に複数種の較正標本のうち一つを置いた場合のプロー
ブの複素インピーダンスが測定される。各較正標本は異
なる実効透磁率を有し、これらにプローブが接触した時
の複素インピーダンスが各々決定される。これらのデー
タ点は、較正標本の実効透磁率が増加するにつれてプロ
ーブの複素インピーダンスが増加する様子を図で示す。
【０００９】付近に強磁性物質がない場合、プローブの
リフトオフ軌道は既知の経路を通る。しかし、強磁性物
質が置かれ、その実効透磁率が増加するにつれて、リフ
トオフ軌道は増加方向に変化する。したがって、リフト
オフ軌道の変化は、強磁性物質の存在を示す。変化した
各リフトオフ軌道は、プローブの空気中での複素インピ
ーダンスを表わす共通の一点で終結する。
リフトオフ軌道は既知の経路を通る。しかし、強磁性物
質が置かれ、その実効透磁率が増加するにつれて、リフ
トオフ軌道は増加方向に変化する。したがって、リフト
オフ軌道の変化は、強磁性物質の存在を示す。変化した
各リフトオフ軌道は、プローブの空気中での複素インピ
ーダンスを表わす共通の一点で終結する。
【００１０】さまざまな実効透磁率を持つ較正標本につ
いて得られたデータ点は、燃料棒被覆上に析出した腐蝕
層に含まれる強磁性物質の存在を検出する上で有用であ
るに加え、リフトオフ測定値に於ける、強磁性物質の透
磁率に起因する誤差を定量化する上でも有用である。測
定されたリフトオフ値は、次に、近接した強磁性物質
の、プローブへの影響を排除するよう正規化され得る。
特定のプローブは、相異なるプローブ励磁周波数につい
て、それぞれの複素インピーダンス特性図を有する。
いて得られたデータ点は、燃料棒被覆上に析出した腐蝕
層に含まれる強磁性物質の存在を検出する上で有用であ
るに加え、リフトオフ測定値に於ける、強磁性物質の透
磁率に起因する誤差を定量化する上でも有用である。測
定されたリフトオフ値は、次に、近接した強磁性物質
の、プローブへの影響を排除するよう正規化され得る。
特定のプローブは、相異なるプローブ励磁周波数につい
て、それぞれの複素インピーダンス特性図を有する。
【００１１】選択された励磁周波数について複素インピ
ーダンス特性図が得られたら、未知の厚み及び未知の透
磁率の腐蝕層を持つ燃料棒に近接した場合の、上記の選
択周波数で励磁されたプローブの複素インピーダンスが
測定される。プローブの複素インピーダンスは、燃料棒
の表面外周に沿った複数の位置で測定される。燃料棒
は、軸方向の距離や方向角を増加させつつその両方に関
し走査される。そのプローブ位置の各々に対し、複素イ
ンピーダンスの二つの成分、すなわち誘導リアクタンス
及び抵抗が決定され、複素インピーダンス特性図にプロ
ットされる。リフトオフ軌跡に対するデータ点の位置に
より、強磁性物質の存在に起因するリフトオフの誤差が
決定できる。このリフトオフ誤差はリフトオフの生の測
定値から差し引かれて真のリフトオフが得られ、このこ
とにより燃料棒被覆上の腐蝕厚みの正確な測定値が提供
される。
ーダンス特性図が得られたら、未知の厚み及び未知の透
磁率の腐蝕層を持つ燃料棒に近接した場合の、上記の選
択周波数で励磁されたプローブの複素インピーダンスが
測定される。プローブの複素インピーダンスは、燃料棒
の表面外周に沿った複数の位置で測定される。燃料棒
は、軸方向の距離や方向角を増加させつつその両方に関
し走査される。そのプローブ位置の各々に対し、複素イ
ンピーダンスの二つの成分、すなわち誘導リアクタンス
及び抵抗が決定され、複素インピーダンス特性図にプロ
ットされる。リフトオフ軌跡に対するデータ点の位置に
より、強磁性物質の存在に起因するリフトオフの誤差が
決定できる。このリフトオフ誤差はリフトオフの生の測
定値から差し引かれて真のリフトオフが得られ、このこ
とにより燃料棒被覆上の腐蝕厚みの正確な測定値が提供
される。
【００１２】
【実施例】照射された核燃料棒の表面外周に形成された
腐蝕層の厚みは、渦電流センサーを使用して決定され
る。渦電流センサーのプローブは腐蝕面に接して置か
れ、プローブのコイルに結合して流れる交流電流は交互
磁束を生じ、この交互磁束はジルカロイの如き導電性合
金製の燃料棒被覆に交流の渦電流を誘起する。そして、
この渦電流はプローブの電流と逆方向の交流バッキング
電流をプローブに生ずる。プローブのコイルを流れる電
流は結果的に減少し、この減少がプローブと被覆との間
の距離、すなわち腐蝕厚みの尺度となる。その距離のこ
とを、本明細書では以後、燃料棒被覆金属表面からのプ
ローブの「リフトオフ距離」と呼ぶ。
腐蝕層の厚みは、渦電流センサーを使用して決定され
る。渦電流センサーのプローブは腐蝕面に接して置か
れ、プローブのコイルに結合して流れる交流電流は交互
磁束を生じ、この交互磁束はジルカロイの如き導電性合
金製の燃料棒被覆に交流の渦電流を誘起する。そして、
この渦電流はプローブの電流と逆方向の交流バッキング
電流をプローブに生ずる。プローブのコイルを流れる電
流は結果的に減少し、この減少がプローブと被覆との間
の距離、すなわち腐蝕厚みの尺度となる。その距離のこ
とを、本明細書では以後、燃料棒被覆金属表面からのプ
ローブの「リフトオフ距離」と呼ぶ。
【００１３】図１は、陰極線管付き渦電流センサーによ
り測定された、誘導リアクタンス対抵抗の図である。腐
蝕がない場合、渦電流センサーのプローブは金属表面に
接触する。金属表面に接触したプローブのインピーダン
スが図１のＡ点に示されている。腐蝕がある場合、プロ
ーブは腐蝕厚みに等しい距離だけ金属表面から隔てられ
る。実験研究によると、腐蝕厚みが増加するにつれて、
図１のＡ点からＢ点への明確な軌道を通ってプローブイ
ンピーダンスが変化することが判明している。この軌道
は「リフトオフ軌跡」として知られる。Ｂ点は、プロー
ブの空気中でのインピーダンスであり、すなわちプロー
ブが金属表面に影響されない充分な距離でそこから隔て
られている。本願では形状および周波数が固定されてい
るので、Ａ点からＢ点へのインピーダンス軌道は金属表
面の電気抵抗にのみ応じて変化する。
り測定された、誘導リアクタンス対抵抗の図である。腐
蝕がない場合、渦電流センサーのプローブは金属表面に
接触する。金属表面に接触したプローブのインピーダン
スが図１のＡ点に示されている。腐蝕がある場合、プロ
ーブは腐蝕厚みに等しい距離だけ金属表面から隔てられ
る。実験研究によると、腐蝕厚みが増加するにつれて、
図１のＡ点からＢ点への明確な軌道を通ってプローブイ
ンピーダンスが変化することが判明している。この軌道
は「リフトオフ軌跡」として知られる。Ｂ点は、プロー
ブの空気中でのインピーダンスであり、すなわちプロー
ブが金属表面に影響されない充分な距離でそこから隔て
られている。本願では形状および周波数が固定されてい
るので、Ａ点からＢ点へのインピーダンス軌道は金属表
面の電気抵抗にのみ応じて変化する。
【００１４】渦電流センサーのプローブが強磁性物質に
接して置かれると、接触点でのプローブのインピーダン
スは図１のＣ点となる。Ｂ点に対するＣ点の位置は、物
質の実効透磁率に応じて変化する。実効透磁率が減少し
或いは増大するとそれぞれ、Ｃ点は「透磁率軌跡」とし
て知られる明確な軌道を通ってＢ点に近付き或いは遠ざ
かる。図１の、リフトオフ軌跡（軌道Ａ−Ｂ）と透磁率
軌跡（軌道Ｃ−Ｂ）とのなす角αは「相対位相角」と呼
ばれている。
接して置かれると、接触点でのプローブのインピーダン
スは図１のＣ点となる。Ｂ点に対するＣ点の位置は、物
質の実効透磁率に応じて変化する。実効透磁率が減少し
或いは増大するとそれぞれ、Ｃ点は「透磁率軌跡」とし
て知られる明確な軌道を通ってＢ点に近付き或いは遠ざ
かる。図１の、リフトオフ軌跡（軌道Ａ−Ｂ）と透磁率
軌跡（軌道Ｃ−Ｂ）とのなす角αは「相対位相角」と呼
ばれている。
【００１５】相対位相角αは、図２の如くプローブの励
磁周波数Ｆに応じて変化することが実験的に決定されて
いる。図２のデータ点の値を以下に掲げる。 ---------------------------------- Ｆ(Hz) α（度） ---------------------------------- 3.0・106 156.25 2.0・106 156.19 1.0・106 155.78 5.0・105 140.83 2.5・105 129.28 2.0・105 110.6 7.5・104 99.8 5.0・104 96.6 ---------------------------------- 図２からわかるように、リフトオフ測定に通常使用され
る106 Hz以上の周波数では、相対位相角が大きく、透磁
率軌跡はリフトオフ軌跡のほぼ反対側になる。励磁周波
数がこのように高いと、プローブ付近に強磁性物質が少
しでもあると見かけのリフトオフは実際のリフトオフよ
り大きくなり、それによりリフトオフ測定に誤差を招
く。すなわち渦電流センサーのプローブで測定された強
磁性腐蝕層の厚みが実際よりも厚く出る。
磁周波数Ｆに応じて変化することが実験的に決定されて
いる。図２のデータ点の値を以下に掲げる。 ---------------------------------- Ｆ(Hz) α（度） ---------------------------------- 3.0・106 156.25 2.0・106 156.19 1.0・106 155.78 5.0・105 140.83 2.5・105 129.28 2.0・105 110.6 7.5・104 99.8 5.0・104 96.6 ---------------------------------- 図２からわかるように、リフトオフ測定に通常使用され
る106 Hz以上の周波数では、相対位相角が大きく、透磁
率軌跡はリフトオフ軌跡のほぼ反対側になる。励磁周波
数がこのように高いと、プローブ付近に強磁性物質が少
しでもあると見かけのリフトオフは実際のリフトオフよ
り大きくなり、それによりリフトオフ測定に誤差を招
く。すなわち渦電流センサーのプローブで測定された強
磁性腐蝕層の厚みが実際よりも厚く出る。
【００１６】核燃料棒の腐蝕層に含まれる強磁性物質の
存在を検出し、リフトオフ測定に対するその影響を定量
化するには、プローブの励磁周波数を下げ、それにより
相対位相角を小さくしてからプローブのインピーダンス
軌道を監視すべきである。本発明の方法によれば、リフ
トオフ軌跡と透磁率軌跡とのなす位相角が所定の角度よ
り小さく、例えば 155°未満になるよう、プローブの励
磁周波数が選択される。好適には、プローブの励磁周波
数は、リフトオフ軌跡と透磁率軌跡とのなす位相角が約
110°未満になるよう選択される。
存在を検出し、リフトオフ測定に対するその影響を定量
化するには、プローブの励磁周波数を下げ、それにより
相対位相角を小さくしてからプローブのインピーダンス
軌道を監視すべきである。本発明の方法によれば、リフ
トオフ軌跡と透磁率軌跡とのなす位相角が所定の角度よ
り小さく、例えば 155°未満になるよう、プローブの励
磁周波数が選択される。好適には、プローブの励磁周波
数は、リフトオフ軌跡と透磁率軌跡とのなす位相角が約
110°未満になるよう選択される。
【００１７】例として、図３は、プローブ励磁周波数を
100kHz とした時の、プローブと被覆との間に挿入され
た多数の強磁性標本について得られたプローブのインピ
ーダンス図である。データ点は、左から右に向けて、次
第に大きな実効透磁率を持つ強磁性標本に対応する。破
線は、較正標本からのプローブのリフトオフを表わす。
較正標本は、強磁性塗料の層を様々な層数で塗布した厚
み２mil のプラスチックシム素材で製作されている。強
磁性塗料は、既知濃度の粉末フェライト（ＭｎＺｎＦｅ
2 Ｏ4 ）を含む。代わりに他の粉末フェライトも使用で
きる。シム素材標本が強磁性塗料の層数を増しつつ塗布
されると、得られる較正標本は表面密度、すなわち実効
透磁率が次第に増加する強磁性塗料を備えることにな
る。
100kHz とした時の、プローブと被覆との間に挿入され
た多数の強磁性標本について得られたプローブのインピ
ーダンス図である。データ点は、左から右に向けて、次
第に大きな実効透磁率を持つ強磁性標本に対応する。破
線は、較正標本からのプローブのリフトオフを表わす。
較正標本は、強磁性塗料の層を様々な層数で塗布した厚
み２mil のプラスチックシム素材で製作されている。強
磁性塗料は、既知濃度の粉末フェライト（ＭｎＺｎＦｅ
2 Ｏ4 ）を含む。代わりに他の粉末フェライトも使用で
きる。シム素材標本が強磁性塗料の層数を増しつつ塗布
されると、得られる較正標本は表面密度、すなわち実効
透磁率が次第に増加する強磁性塗料を備えることにな
る。
【００１８】図３に示したように、強磁性体が存在しな
ければ、リフトオフが増加するとプローブのインピーダ
ンス軌道は腐蝕ゼロに対応する点から空気中でのプロー
ブインピーダンスを生ずる腐蝕厚みに対応する点に至る
実線を通る。しかし強磁性物質が存在すれば、インピー
ダンス軌道は破線のように変わる。実効透磁率が増加す
ると、リフトオフ軌跡は右斜め上方に移動する。詳細に
は、被覆金属表面からプローブを隔てる既知の厚み、す
なわち２mil のシム厚みに関し、各々の標本についてプ
ローブで測定された複素インピーダンスは、透磁率軌跡
に平行な軌道に沿って動き、個々の標本の実効透磁率が
増加するにつれて誤差も増大する。
ければ、リフトオフが増加するとプローブのインピーダ
ンス軌道は腐蝕ゼロに対応する点から空気中でのプロー
ブインピーダンスを生ずる腐蝕厚みに対応する点に至る
実線を通る。しかし強磁性物質が存在すれば、インピー
ダンス軌道は破線のように変わる。実効透磁率が増加す
ると、リフトオフ軌跡は右斜め上方に移動する。詳細に
は、被覆金属表面からプローブを隔てる既知の厚み、す
なわち２mil のシム厚みに関し、各々の標本についてプ
ローブで測定された複素インピーダンスは、透磁率軌跡
に平行な軌道に沿って動き、個々の標本の実効透磁率が
増加するにつれて誤差も増大する。
【００１９】リフトオフ軌道からの逸脱量は、燃料棒に
析出した強磁性物質の実効透磁率に応じて変化する。図
３から、実効透磁率Ｘの物質はリフトオフの見かけ誤差
Ｙをもたらすことがわかる。Ｘ対Ｙの比は、フェライト
標本についてのデータ点をプロットして得た軌道の勾配
により決定される。この勾配は相対位相角αに応じて変
化し、そのαはプローブの励磁周波数Ｆの関数である。
したがって、プローブの励磁周波数を下げると、誤差Ｙ
も減少し得る。
析出した強磁性物質の実効透磁率に応じて変化する。図
３から、実効透磁率Ｘの物質はリフトオフの見かけ誤差
Ｙをもたらすことがわかる。Ｘ対Ｙの比は、フェライト
標本についてのデータ点をプロットして得た軌道の勾配
により決定される。この勾配は相対位相角αに応じて変
化し、そのαはプローブの励磁周波数Ｆの関数である。
したがって、プローブの励磁周波数を下げると、誤差Ｙ
も減少し得る。
【００２０】本電磁試験法を用いると、試験者は、強磁
性体の存在を知って試験結果への影響を定量化すること
ができる。選択された励磁周波数について複素インピー
ダンス特性図が得られたら、未知の厚み及び未知の透磁
率の腐蝕層を持つ燃料棒に近接した場合の、上記の選択
周波数で励磁されたプローブの複素インピーダンスが測
定される。プローブの複素インピーダンスは、燃料棒の
表面外周に沿った複数の位置で測定される。燃料棒は、
軸方向の距離や方向角を増加させつつその両方に関し走
査される。そのプローブ位置の各々に対し、複素インピ
ーダンスの二つの成分、すなわち誘導リアクタンス及び
抵抗が決定され、これらの座標を持つデータ点が複素イ
ンピーダンス特性図にプロットされる。リフトオフ軌跡
に対するデータ点の位置により、強磁性物質に近接した
ことによるリフトオフ誤差が決定できる。このリフトオ
フ誤差は、リフトオフの生の測定データから差し引かれ
て真のリフトオフが得られ、このことにより燃料棒被覆
上の腐蝕層の厚みの正確な測定値が提供される。
性体の存在を知って試験結果への影響を定量化すること
ができる。選択された励磁周波数について複素インピー
ダンス特性図が得られたら、未知の厚み及び未知の透磁
率の腐蝕層を持つ燃料棒に近接した場合の、上記の選択
周波数で励磁されたプローブの複素インピーダンスが測
定される。プローブの複素インピーダンスは、燃料棒の
表面外周に沿った複数の位置で測定される。燃料棒は、
軸方向の距離や方向角を増加させつつその両方に関し走
査される。そのプローブ位置の各々に対し、複素インピ
ーダンスの二つの成分、すなわち誘導リアクタンス及び
抵抗が決定され、これらの座標を持つデータ点が複素イ
ンピーダンス特性図にプロットされる。リフトオフ軌跡
に対するデータ点の位置により、強磁性物質に近接した
ことによるリフトオフ誤差が決定できる。このリフトオ
フ誤差は、リフトオフの生の測定データから差し引かれ
て真のリフトオフが得られ、このことにより燃料棒被覆
上の腐蝕層の厚みの正確な測定値が提供される。
【００２１】本発明を要約すれば、核燃料棒に析出した
強磁性物質の厚みを決定する方法である。既知の厚みお
よび既知の透磁率を持つ較正標本を、渦電流センサーの
プローブと導電性表面との間に置く。複数個の較正点が
プロットされて、所定の周波数で励磁されたプローブに
ついての複素インピーダンス特性図が得られる。次に、
未知の厚み及び未知の透磁率の腐蝕層を持つ燃料棒に近
接した場合の、上記の選択周波数で励磁されたプローブ
の複素インピーダンスが測定される。プローブ位置の各
々に対し、複素インピーダンスの二つの成分、すなわち
誘導リアクタンス及び抵抗が決定され、複素インピーダ
ンス特性図にプロットされる。較正点に対する測定デー
タ点の位置により、強磁性物質の存在に起因するリフト
オフ誤差が決定できる。
強磁性物質の厚みを決定する方法である。既知の厚みお
よび既知の透磁率を持つ較正標本を、渦電流センサーの
プローブと導電性表面との間に置く。複数個の較正点が
プロットされて、所定の周波数で励磁されたプローブに
ついての複素インピーダンス特性図が得られる。次に、
未知の厚み及び未知の透磁率の腐蝕層を持つ燃料棒に近
接した場合の、上記の選択周波数で励磁されたプローブ
の複素インピーダンスが測定される。プローブ位置の各
々に対し、複素インピーダンスの二つの成分、すなわち
誘導リアクタンス及び抵抗が決定され、複素インピーダ
ンス特性図にプロットされる。較正点に対する測定デー
タ点の位置により、強磁性物質の存在に起因するリフト
オフ誤差が決定できる。
【図１】燃料棒被覆から様々な距離を隔てたプローブに
ついて、誘導リアクタンスを縦軸に、抵抗を横軸に取っ
た複素インピーダンス図である。
ついて、誘導リアクタンスを縦軸に、抵抗を横軸に取っ
た複素インピーダンス図である。
【図２】リフトオフ軌跡と透磁率軌跡とのなす相対位相
角を、プローブの励磁周波数に対してプロットした対数
グラフである。
角を、プローブの励磁周波数に対してプロットした対数
グラフである。
【図３】プローブの励磁周波数を 100kHz とした場合
の、ＭｎＺｎＦｅ2 Ｏ4 の量の増加によるプローブイン
ピーダンスへの影響を示す複素インピーダンス図であ
る。
の、ＭｎＺｎＦｅ2 Ｏ4 の量の増加によるプローブイン
ピーダンスへの影響を示す複素インピーダンス図であ
る。
Claims (8)
- 【請求項１】 導電性要素の表面上に形成された実質的
に絶縁性の物質の皮膜について、その実質的に絶縁性の
物質が強磁性物質を含む場合、当該皮膜の厚みを決定す
る方法であると共に、該皮膜は未知の厚み及び未知の透
磁率を持つ、方法であって、 所定の周波数の交流電流で励磁された渦電流センサーの
プローブについての複素インピーダンスの複数個のデー
タ点を作図する段階であって、当該各データ点は異なる
実効透磁率を各々有する強磁性物質の存在下で得られ
る、段階と、 上記プローブを、未知の厚み及び未知の透磁率を持つ上
記の実質的に絶縁性の物質の層に接して置く段階と、 上記の所定の周波数の交流電流で上記プローブを励磁す
る段階と、 上記層に接触した上記励磁プローブの複素インピーダン
スを測定する段階と、 上記プローブの上記複素インピーダンス測定値を上記デ
ータ点と対比させる段階と、 上記複素インピーダンス測定値の誘導リアクタンス成分
のうち上記の実質的に絶縁性の物質の層の透磁率に起因
する部分を決定する段階と、を含んで成る方法。 - 【請求項２】 複数個のデータ点を作図する前記段階
は、 前記プローブを無皮膜導電性要素に近接して置く段階で
あって、複数種の較正標本のうち選択された一つは上記
プローブと上記無皮膜導電性要素との間に設置され、上
記の各較正標本は異なる既知量の強磁性物質を含む実質
的に絶縁性の物質で製作されている、段階と、 前記の所定の周波数の交流電流で上記プローブを励磁す
る段階と、 上記プローブが、設置された較正標本に接触する時の当
該励磁プローブの複素インピーダンスをプロットする段
階であって、当該プロット段階は較正標本の各々につい
て繰り返される、段階と、を含んで成る請求項１の方
法。 - 【請求項３】 前記複素インピーダンス測定値の誘導リ
アクタンス成分のうち前記の実質的に絶縁性の物質の層
の実効透磁率に起因する前記部分を、前記複素インピー
ダンス測定値の誘導リアクタンス成分から差し引く段階
であって、得られる値は上記の実質的に絶縁性の物質の
層によるリフトオフを決定するのに使用される、段階を
更に含んで成る請求項１の方法。 - 【請求項４】 前記導電性要素は金属製あるいは合金製
の管である、請求項３の方法。 - 【請求項５】 前記導電性要素は核燃料棒の被覆であ
る、請求項４の方法。 - 【請求項６】 前記の所定の周波数は106 Hz未満であ
る、請求項１の方法。 - 【請求項７】 前記の所定の周波数は、強磁性物質の非
在下でのリフトオフ軌跡と、強磁性物質の存在下での透
磁率軌跡と、のなす位相角が約 110度以下となるよう選
択される、請求項１の方法。 - 【請求項８】 各々の較正標本は、強磁性塗料を異なる
層数で塗布された絶縁物質片を含んで成る、請求項２の
方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/058,152 US5341678A (en) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | Method for determining thickness of ferromagnetic material deposition on nuclear fuel rods |
| US058152 | 1993-05-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0771905A true JPH0771905A (ja) | 1995-03-17 |
Family
ID=22015022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6096817A Withdrawn JPH0771905A (ja) | 1993-05-12 | 1994-05-11 | 核燃料棒に析出した強磁性物質の厚みを決定する方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5341678A (ja) |
| EP (1) | EP0627609A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0771905A (ja) |
| TW (1) | TW269040B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001133208A (ja) * | 1999-09-17 | 2001-05-18 | Siemens Power Corp | 核燃料棒の被覆表面の酸化物材料からなる層の厚さを求める方法 |
| JP2008304471A (ja) * | 2000-03-28 | 2008-12-18 | Toshiba Corp | 膜厚測定装置、膜厚測定方法および記録媒体 |
| JP2010145233A (ja) * | 2008-12-18 | 2010-07-01 | Global Nuclear Fuel-Japan Co Ltd | 酸化膜厚さ測定方法 |
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| US6369566B1 (en) * | 1999-09-27 | 2002-04-09 | Framatone Anp Inc. | Method for measuring crud thickness on nuclear fuel rods |
| US6288537B1 (en) | 1999-12-22 | 2001-09-11 | General Electric Company | Eddy current probe with foil sensor mounted on flexible probe tip and method of use |
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| US6762604B2 (en) | 2000-04-07 | 2004-07-13 | Cuong Duy Le | Standalone eddy current measuring system for thickness estimation of conductive films |
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| US6549006B2 (en) * | 2000-04-07 | 2003-04-15 | Cuong Duy Le | Eddy current measurements of thin-film metal coatings using a selectable calibration standard |
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| KR101200781B1 (ko) * | 2011-07-08 | 2012-11-13 | 한전원자력연료 주식회사 | 프로브 및 이를 포함하는 연료봉 산화막 두께 측정장치 |
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| KR102589937B1 (ko) * | 2021-04-01 | 2023-10-17 | 현대모비스 주식회사 | 레이더용 웨이브가이드 |
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1993
- 1993-05-12 US US08/058,152 patent/US5341678A/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-01-04 TW TW083100001A patent/TW269040B/zh active
- 1994-05-11 EP EP94303397A patent/EP0627609A1/en not_active Ceased
- 1994-05-11 JP JP6096817A patent/JPH0771905A/ja not_active Withdrawn
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0627609A1 (en) | 1994-12-07 |
| TW269040B (ja) | 1996-01-21 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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