JPH11142577A - 酸化膜厚測定システム - Google Patents
酸化膜厚測定システムInfo
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- JPH11142577A JPH11142577A JP9305274A JP30527497A JPH11142577A JP H11142577 A JPH11142577 A JP H11142577A JP 9305274 A JP9305274 A JP 9305274A JP 30527497 A JP30527497 A JP 30527497A JP H11142577 A JPH11142577 A JP H11142577A
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- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】E/C装置で酸化膜厚さを測定する際に、従来
測定誤差が生じていた磁性体が付着した酸化膜でも、真
の皮膜厚さを非破壊で求められるようにする補正方法で
ある。 【解決手段】E/C装置1で酸化膜厚さを測定し、透磁
率測定装置2で、酸化膜に付着したクラッドの比透磁率
等の磁性の影響量を定量的に測定し、磁性をもつクラッ
ドによって生じたE/C装置1の誤出力値を補正するこ
とである。
測定誤差が生じていた磁性体が付着した酸化膜でも、真
の皮膜厚さを非破壊で求められるようにする補正方法で
ある。 【解決手段】E/C装置1で酸化膜厚さを測定し、透磁
率測定装置2で、酸化膜に付着したクラッドの比透磁率
等の磁性の影響量を定量的に測定し、磁性をもつクラッ
ドによって生じたE/C装置1の誤出力値を補正するこ
とである。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】燃料被覆管等の表面の酸化膜
厚さをE/C装置で測定する場合において、クラッドが
酸化膜に付着することにより生じる誤信号を、透磁率測
定装置等で磁性の影響量を測定することにより補正し、
真の皮膜厚さを求められるようにする補正方法及び酸化
膜厚測定システムに関する。
厚さをE/C装置で測定する場合において、クラッドが
酸化膜に付着することにより生じる誤信号を、透磁率測
定装置等で磁性の影響量を測定することにより補正し、
真の皮膜厚さを求められるようにする補正方法及び酸化
膜厚測定システムに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に燃料被覆管等の表面に形成される
非常に薄い酸化膜(厚さ:約20μm)を非破壊で測定す
る場合、E/C装置が広く用いられている。E/C装置
は酸化膜厚さをリフトオフ量とし測定するものである
が、酸化膜にクラッド(主に鉄系の酸化物)が付着して
いる場合、マグネタイトのような磁性をもつ結晶構造の
クラッドでは、E/Cセンサからの磁力線がクラッドで
遮蔽されるため、見かけ上リフトオフ量が大きくなる。
よって、従来の測定ではクラッドが強磁性体の場合、ク
ラッドの量によっては酸化膜厚さが真の厚さよりも、無
視できない程度にまで厚く測定されている可能性があっ
た。
非常に薄い酸化膜(厚さ:約20μm)を非破壊で測定す
る場合、E/C装置が広く用いられている。E/C装置
は酸化膜厚さをリフトオフ量とし測定するものである
が、酸化膜にクラッド(主に鉄系の酸化物)が付着して
いる場合、マグネタイトのような磁性をもつ結晶構造の
クラッドでは、E/Cセンサからの磁力線がクラッドで
遮蔽されるため、見かけ上リフトオフ量が大きくなる。
よって、従来の測定ではクラッドが強磁性体の場合、ク
ラッドの量によっては酸化膜厚さが真の厚さよりも、無
視できない程度にまで厚く測定されている可能性があっ
た。
【0003】また、最近では炉水放射能低減の観点から
Zr注入が計画されており、Zr酸化物が燃料棒に付着
する場合も上記と同様なリフトオフ量の増大が生じる可
能性がある。現状における、酸化膜厚測定は燃料貯蔵プ
ール内でソフトクラッドを除去してE/C装置で酸化膜
厚さを測定するか、燃料棒を照射後試験施設に輸送し、
燃料棒を切断して、被覆管の断面金相写真から酸化膜膜
さを測定する方法が取られている。
Zr注入が計画されており、Zr酸化物が燃料棒に付着
する場合も上記と同様なリフトオフ量の増大が生じる可
能性がある。現状における、酸化膜厚測定は燃料貯蔵プ
ール内でソフトクラッドを除去してE/C装置で酸化膜
厚さを測定するか、燃料棒を照射後試験施設に輸送し、
燃料棒を切断して、被覆管の断面金相写真から酸化膜膜
さを測定する方法が取られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、E/C装置で酸化膜厚さを測定する際に、
従来測定誤差が生じていた磁性体が付着した酸化膜で
も、真の皮膜厚さを非破壊で求められるようにする補正
方法及び酸化膜厚さ測定システムを提供することであ
る。
する課題は、E/C装置で酸化膜厚さを測定する際に、
従来測定誤差が生じていた磁性体が付着した酸化膜で
も、真の皮膜厚さを非破壊で求められるようにする補正
方法及び酸化膜厚さ測定システムを提供することであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段は、図1の酸化膜測定システムに示すように、従
来のE/C装置1で酸化膜厚さを測定し、更に透磁率測
定装置2によって、酸化膜に付着したクラッドの比透磁
率等の磁性の影響量を定量的に測定し、磁性をもつクラ
ッドによって生じたE/C装置1の誤出力値を補正する
ことである。
の手段は、図1の酸化膜測定システムに示すように、従
来のE/C装置1で酸化膜厚さを測定し、更に透磁率測
定装置2によって、酸化膜に付着したクラッドの比透磁
率等の磁性の影響量を定量的に測定し、磁性をもつクラ
ッドによって生じたE/C装置1の誤出力値を補正する
ことである。
【0006】E/C装置1の測定原理は図2に示すよう
に、例えば燃料被覆管5が測定対象の場合、E/Cプロ
ーブ3から発せられた磁力線4により、燃料被覆管表面
に発生する渦電流6がE/Cプローブ3からの磁力線4
を打ち消す方向に磁力線が発せられ、E/Cプローブコ
イル7に負荷(インピーダンスの変化)として作用す
る。E/Cプローブコイル7の負荷は燃料被覆管5とE
/Cプローブ3の間隔が広くなるほど小さくなり、燃料
被覆管5の表面に非磁性,非導電性の酸化膜(ZrO2)
8が形成されている場合、E/Cプローブ3と燃料被覆
管の間隔を広げたのと同様の作用があり、酸化膜厚さに
対応した負荷がE/Cプローブ3に発生する現象を利用
したものである。
に、例えば燃料被覆管5が測定対象の場合、E/Cプロ
ーブ3から発せられた磁力線4により、燃料被覆管表面
に発生する渦電流6がE/Cプローブ3からの磁力線4
を打ち消す方向に磁力線が発せられ、E/Cプローブコ
イル7に負荷(インピーダンスの変化)として作用す
る。E/Cプローブコイル7の負荷は燃料被覆管5とE
/Cプローブ3の間隔が広くなるほど小さくなり、燃料
被覆管5の表面に非磁性,非導電性の酸化膜(ZrO2)
8が形成されている場合、E/Cプローブ3と燃料被覆
管の間隔を広げたのと同様の作用があり、酸化膜厚さに
対応した負荷がE/Cプローブ3に発生する現象を利用
したものである。
【0007】酸化膜8にマグネタイトのような磁性をも
つクラッドが付着している場合、E/Cプローブ3から
の磁力線4はクラッドのもつ磁場によって遮蔽されるた
め、燃料被覆管表面に発生する渦電流6は小さくなるこ
とから、E/Cプローブコイル7の負荷は小さくなり、
真の酸化膜厚さよりも高い出力値を示す。
つクラッドが付着している場合、E/Cプローブ3から
の磁力線4はクラッドのもつ磁場によって遮蔽されるた
め、燃料被覆管表面に発生する渦電流6は小さくなるこ
とから、E/Cプローブコイル7の負荷は小さくなり、
真の酸化膜厚さよりも高い出力値を示す。
【0008】以上のことから、真の酸化膜厚さはE/C
装置1の出力値を、透磁率等で補正することにより求め
ることができる。すなわち、透磁率等を非破壊で測定で
きる透磁率測定装置2で磁性をもつクラッドがE/Cプ
ローブ3からの磁力線4を遮蔽する影響を定量的に把握
し、予め求めておいたE/C装置1と透磁率測定装置2
の出力値の関係より透磁率測定装置2の出力値をE/C
装置1の出力値を換算することで、クラッドの磁性の影
響をE/C装置1の測定値から補正することができる。
装置1の出力値を、透磁率等で補正することにより求め
ることができる。すなわち、透磁率等を非破壊で測定で
きる透磁率測定装置2で磁性をもつクラッドがE/Cプ
ローブ3からの磁力線4を遮蔽する影響を定量的に把握
し、予め求めておいたE/C装置1と透磁率測定装置2
の出力値の関係より透磁率測定装置2の出力値をE/C
装置1の出力値を換算することで、クラッドの磁性の影
響をE/C装置1の測定値から補正することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下に実施例を示す。
【0010】(実施例1)本実施例の酸化膜厚測定シス
テム構成を図1に示す。次に透磁率による磁性の影響補
正について、図3より説明する。クラッドの磁性の影響
を補正して、真の皮膜厚さを表すE/C装置1の出力値
(Veff)を求め、真の皮膜厚さ(θeff)を求める補正式
を導出する。真の皮膜厚さ(θeff)はクラッドの厚さを
含んでいるが実際の燃料被覆管5に付着している磁性を
持つクラッドの厚さは酸化膜厚さに比べて十分小さいの
でクラッド9の厚さは無視することができる。
テム構成を図1に示す。次に透磁率による磁性の影響補
正について、図3より説明する。クラッドの磁性の影響
を補正して、真の皮膜厚さを表すE/C装置1の出力値
(Veff)を求め、真の皮膜厚さ(θeff)を求める補正式
を導出する。真の皮膜厚さ(θeff)はクラッドの厚さを
含んでいるが実際の燃料被覆管5に付着している磁性を
持つクラッドの厚さは酸化膜厚さに比べて十分小さいの
でクラッド9の厚さは無視することができる。
【0011】図3に示したような酸化膜表面に磁性をも
つクラッドが付着した燃料被覆管5について考えると、
E/Cプローブ3から発せられる磁力線は酸化膜8に付
着したクラッド9の磁場により遮蔽されるため、燃料被
覆管表面で発生する渦電流6はクラッド9の磁場が強い
ほど小さくなり、真の皮膜厚さ(θeff)より高い測定値
(Vmea)を示す。ここで必要な値は真の皮膜厚さ(θef
f)であり、これに対応するE/C装置1の出力値(Vef
f)である。
つクラッドが付着した燃料被覆管5について考えると、
E/Cプローブ3から発せられる磁力線は酸化膜8に付
着したクラッド9の磁場により遮蔽されるため、燃料被
覆管表面で発生する渦電流6はクラッド9の磁場が強い
ほど小さくなり、真の皮膜厚さ(θeff)より高い測定値
(Vmea)を示す。ここで必要な値は真の皮膜厚さ(θef
f)であり、これに対応するE/C装置1の出力値(Vef
f)である。
【0012】図4にクラッド9が付着していない酸化膜
8を測定した場合の、E/C装置1の出力値(Veff)と
真の皮膜厚さ(θeff)の関係を示す。真の皮膜厚さ(θe
ff)はE/C装置1の特性によって決まる係数kによっ
て
8を測定した場合の、E/C装置1の出力値(Veff)と
真の皮膜厚さ(θeff)の関係を示す。真の皮膜厚さ(θe
ff)はE/C装置1の特性によって決まる係数kによっ
て
【0013】
【数1】 θeff=k*Veff …(1) と表すことができる。
【0014】次に図5に磁性をもつクラッド9が付着し
ている酸化膜8を、透磁率測定装置2とE/C装置1で
測定した出力値の関係を示す。クラッド9の磁性の影響
量に相当するE/C装置1の出力値Vpvは、透磁率測定
装置2で測定したクラッド9の透磁率をμpvとし、透磁
率測定装置2とE/C装置1の特性によって決まる係数
をJとすると、
ている酸化膜8を、透磁率測定装置2とE/C装置1で
測定した出力値の関係を示す。クラッド9の磁性の影響
量に相当するE/C装置1の出力値Vpvは、透磁率測定
装置2で測定したクラッド9の透磁率をμpvとし、透磁
率測定装置2とE/C装置1の特性によって決まる係数
をJとすると、
【0015】
【数2】 Vmea=J*(μpv−1) …(2) と表すことができ、係数Jはクラッド9の磁性の影響を
Jpv、クラッド9の厚み(リフトオフ)の影響をJlif
とすると、J=Jpv+Jlifで表すことができる。(μpv
−1)は非磁性体の比透磁率が1であることから、磁性
の影響がない場合はVpvが0になるように決めた。
Jpv、クラッド9の厚み(リフトオフ)の影響をJlif
とすると、J=Jpv+Jlifで表すことができる。(μpv
−1)は非磁性体の比透磁率が1であることから、磁性
の影響がない場合はVpvが0になるように決めた。
【0016】同様に、クラッド9の磁性の影響に相当す
るE/C装置1の出力値Vpvは、
るE/C装置1の出力値Vpvは、
【0017】
【数3】 Vpv=Jpv*(μpv−1) …(3) と表すことができる。
【0018】一般にE/C装置1の出力値は酸化膜厚さ
(リフトオフ)に応じて変化するインピーダンスを電圧
として出力している。インピーダンスは図6に示すよう
に、インダクティブリアクタンスとレジスタンスによっ
て表される直交差座上のベクトルで表され、磁性の影響
がない場合、つまり、リフトオフ効果のみでのインピー
ダンスが変化する場合は、ほぼインダクティブリアクタ
ンス軸にそってインピーダンスが変化する(プローブの
心材によって多少傾きをもつ)。また、磁性をもつクラ
ッド9が酸化膜8に含まれる場合は磁性の影響量に応じ
てレジスタンス軸方向にインピーダンスベクトルが傾く
ため、インピーダンス変化は大きくなる。
(リフトオフ)に応じて変化するインピーダンスを電圧
として出力している。インピーダンスは図6に示すよう
に、インダクティブリアクタンスとレジスタンスによっ
て表される直交差座上のベクトルで表され、磁性の影響
がない場合、つまり、リフトオフ効果のみでのインピー
ダンスが変化する場合は、ほぼインダクティブリアクタ
ンス軸にそってインピーダンスが変化する(プローブの
心材によって多少傾きをもつ)。また、磁性をもつクラ
ッド9が酸化膜8に含まれる場合は磁性の影響量に応じ
てレジスタンス軸方向にインピーダンスベクトルが傾く
ため、インピーダンス変化は大きくなる。
【0019】以上のことから、図6(a),(b)に示す
ようにレジスタンスの変化を透磁率測定装置2で測定す
ることによりE/C装置測定値(Vmea)を補正し、真の
皮膜厚さを表すE/C装置測定値(Veff)が求められる
と考え、Veff を図6より以下の式で表した。
ようにレジスタンスの変化を透磁率測定装置2で測定す
ることによりE/C装置測定値(Vmea)を補正し、真の
皮膜厚さを表すE/C装置測定値(Veff)が求められる
と考え、Veff を図6より以下の式で表した。
【0020】
【数4】 Vmea=√(Veff2+Vpv2) →Veff=√(Vmea2+Vpv2) …(4) ここで、(4)式に(3)式Vpv=Jpv*(μpv−1)を
代入すると
代入すると
【0021】
【数5】 Veff=√(Vmea2−(Jpv*(μpv−1))2) …(5) で表される。
【0022】最後に(5)式を(1)式θeff=k*Ve
ffに代入することで真の膜厚さを求める補正式
ffに代入することで真の膜厚さを求める補正式
【0023】
【数6】 θeff=k*√(Vmea2−(Jpv*(μpv−1))2) …(6) を導くことができる。
【0024】2つの係数k,Jpvの求め方は、まず図4
に示したE/C装置1の校正直線の傾きより係数kを求
める。次に図5に示したE/C装置1と透磁率測定装置
2の出力値の関係直線Vmea=J*(μpv−1)に最も近
い任意の測定データと先に求めた係数kを(6)式に代
入して係数Jpvを求める。
に示したE/C装置1の校正直線の傾きより係数kを求
める。次に図5に示したE/C装置1と透磁率測定装置
2の出力値の関係直線Vmea=J*(μpv−1)に最も近
い任意の測定データと先に求めた係数kを(6)式に代
入して係数Jpvを求める。
【0025】(6)式に含まれる係数kとJpvを、使用
するE/C装置1、及び透磁率測定装置2の出力値の関
係より求めることで、E/C装置での膜厚さ測定値を補
正することができ、真の皮膜厚さを非破壊で求めること
ができる。
するE/C装置1、及び透磁率測定装置2の出力値の関
係より求めることで、E/C装置での膜厚さ測定値を補
正することができ、真の皮膜厚さを非破壊で求めること
ができる。
【0026】次に求めた補正式(6)の妥当性を試験で
検証した。表1に試験片一覧を示す。試験片は実際の燃
料被覆管5に酸化膜(ZrO2)8をプラズマ溶射し、さ
らにクラッド9を溶射して作製した。パラメータは膜厚
さ、酸化膜8とクラッド9の組合せと、クラッド種類
(磁性の強弱をパラメータ)とした。クラッド9にはN
iO,FeO,Fe3O4、の3種類を用いた。
検証した。表1に試験片一覧を示す。試験片は実際の燃
料被覆管5に酸化膜(ZrO2)8をプラズマ溶射し、さ
らにクラッド9を溶射して作製した。パラメータは膜厚
さ、酸化膜8とクラッド9の組合せと、クラッド種類
(磁性の強弱をパラメータ)とした。クラッド9にはN
iO,FeO,Fe3O4、の3種類を用いた。
【0027】3MHzのE/C装置1で試験片の皮膜厚
測定を行った結果を図7に示す。横軸に真の皮膜厚さ
(金相観察による測定値)、縦軸にE/C装置1の出力
値を示す。同じ皮膜厚さでもE/C装置1の出力値はク
ラッド9が付着すると変化し、酸化膜(ZrO2)8の校
正直線よりも高い値、つまり真の皮膜厚さよりも高い値
を示した。
測定を行った結果を図7に示す。横軸に真の皮膜厚さ
(金相観察による測定値)、縦軸にE/C装置1の出力
値を示す。同じ皮膜厚さでもE/C装置1の出力値はク
ラッド9が付着すると変化し、酸化膜(ZrO2)8の校
正直線よりも高い値、つまり真の皮膜厚さよりも高い値
を示した。
【0028】また、図7の校正直線より(6)式の係数
kは2.0*10-1(μm/mV)とめられた。
kは2.0*10-1(μm/mV)とめられた。
【0029】次に図8に透磁率測定装置2とE/C装置
1の出力値の関係を示す。このようにほぼ直線的な関係
があり、先に示した式Vmea=J*(μpv−1);係数J
=118800(mV/1)、で表される。(6)式を
構成する2つの係数のうち、kは既に求められた。従っ
て、他方の係数Jpvは、前述の図8に示したE/C装置
1と透磁率測定装置2の出力値の関係直線Vmea=J*
(μpv−1);係数J=11800(mV/1)に最も
近い以下のデータを代入することにより求められる。
1の出力値の関係を示す。このようにほぼ直線的な関係
があり、先に示した式Vmea=J*(μpv−1);係数J
=118800(mV/1)、で表される。(6)式を
構成する2つの係数のうち、kは既に求められた。従っ
て、他方の係数Jpvは、前述の図8に示したE/C装置
1と透磁率測定装置2の出力値の関係直線Vmea=J*
(μpv−1);係数J=11800(mV/1)に最も
近い以下のデータを代入することにより求められる。
【0030】θeff=114(μm),Vmea=852
(mV),μpv=1.071(−) (酸化膜8とクラッド9の全膜厚さ114μmのZrO
2+FeOの試験片) k=2.0*10-1(μm/mV) (6)式に代入すると
(mV),μpv=1.071(−) (酸化膜8とクラッド9の全膜厚さ114μmのZrO
2+FeOの試験片) k=2.0*10-1(μm/mV) (6)式に代入すると
【0031】
【数7】 θeff=k*√(Vmea2−(Jpv*(μpv−1))2) …(7) Jpv=8919(mV/−) よって、(6)式の2つの関係が求められたので、図7
に示したE/C装置1の出力値を(6)式に入力し補正
した。補正結果は図9に示すように、1本の校正直線上
に全てのデータを補正することができ、補正式(6)の
妥当性を確認することができた。
に示したE/C装置1の出力値を(6)式に入力し補正
した。補正結果は図9に示すように、1本の校正直線上
に全てのデータを補正することができ、補正式(6)の
妥当性を確認することができた。
【0032】(実施例2)E/C装置1の測定値(Vme
a)からクラッド9の磁性の影響に相当するE/C装置
1の出力値Vpvを引くことで真の皮膜厚さを表すE/C
装置1の出力値(Veff)を以下の式で表した。
a)からクラッド9の磁性の影響に相当するE/C装置
1の出力値Vpvを引くことで真の皮膜厚さを表すE/C
装置1の出力値(Veff)を以下の式で表した。
【0033】
【数8】 Veff=Vmea−Vpv …(8) ここで、(4)式を(3)式に代入すると
【0034】
【数9】 Veff=Vmea−(Jpv*(μpv−1)) …(9) で表される。
【0035】最後に(9)式を(1)式θeff=k*Ve
ffに代入することで真の膜厚さを求める補正式
ffに代入することで真の膜厚さを求める補正式
【0036】
【数10】 θeff=k*(Vmea−(Jpv*(μpv−1))) …(10) を導くことができる。
【0037】係数kとJpvを実施例1と同様に求めてみ
る。係数kはE/C装置1の特性で決まるのでk=2.
0*10-1(μm/mV)である。一方の係数Jpvは、
先に述べたように、図8に示したE/C装置1と透磁率
測定装置2の出力値の関係直線Vmea=J*(μpv−1)
係数J=11800(mV/1)に最も近い以下のデー
タを代入して係数Jpvを求めた。
る。係数kはE/C装置1の特性で決まるのでk=2.
0*10-1(μm/mV)である。一方の係数Jpvは、
先に述べたように、図8に示したE/C装置1と透磁率
測定装置2の出力値の関係直線Vmea=J*(μpv−1)
係数J=11800(mV/1)に最も近い以下のデー
タを代入して係数Jpvを求めた。
【0038】θeff=114(μm),Vmea=852
(mV),μpv=1.071(−) (酸化膜8とクラッド9のトータル膜厚さ114μmの
ZrO2+FeO の試験片)
(mV),μpv=1.071(−) (酸化膜8とクラッド9のトータル膜厚さ114μmの
ZrO2+FeO の試験片)
【0039】
【数11】 k=2.0*10-1(μm/mV) …(11) (6)式に代入すると
【0040】
【数12】 θeff=k*(Vmea−(Jpv*(μpv−1))) …(12) Jpv=3972(mV/−) よって、(7)式の2つの関係が求められたので、図7
に示したE/C装置1の出力値を(6)式に入力するこ
とにより、実施例1と同様の補正を行うことができる。
に示したE/C装置1の出力値を(6)式に入力するこ
とにより、実施例1と同様の補正を行うことができる。
【0041】(実施例3)実施例3を図10に示す。燃
料集合体10は長手方向で熱出力が異なるために燃料被
覆管表面に形成される酸化膜厚さは長手方向に変化す
る。そのため図10に示すように燃料被覆管5の周方向
にE/C装置1と透磁率測定装置2のプローブ3,11
を配置することによりほぼ同一条件の位置(同一厚さの
酸化膜及び同一付着状態のクラッド)を測定することが
できる。尚、E/C装置と透磁率測定装置のプローブ
3,11及びそのケーブルは原子力発電所内の使用済み
燃料貯蔵プールで使用できるように耐放射線性,防水
性,耐熱性を考慮する必要がある。 (実施例4)実施例4を図11に示す。燃料被覆管5の
長手方向にE/C装置1と透磁率測定装置2のプローブ
3,11を並べてプローブ駆動機構12に取り付けるこ
とにより、2つのプローブを燃料被覆管5に対して前後
に駆動させるだけで測定位置に移動することができ、ま
た燃料被覆管5に対しての角度調整が容易であり、かつ
プローブ駆動機構12の構造を簡素化することができ
る。
料集合体10は長手方向で熱出力が異なるために燃料被
覆管表面に形成される酸化膜厚さは長手方向に変化す
る。そのため図10に示すように燃料被覆管5の周方向
にE/C装置1と透磁率測定装置2のプローブ3,11
を配置することによりほぼ同一条件の位置(同一厚さの
酸化膜及び同一付着状態のクラッド)を測定することが
できる。尚、E/C装置と透磁率測定装置のプローブ
3,11及びそのケーブルは原子力発電所内の使用済み
燃料貯蔵プールで使用できるように耐放射線性,防水
性,耐熱性を考慮する必要がある。 (実施例4)実施例4を図11に示す。燃料被覆管5の
長手方向にE/C装置1と透磁率測定装置2のプローブ
3,11を並べてプローブ駆動機構12に取り付けるこ
とにより、2つのプローブを燃料被覆管5に対して前後
に駆動させるだけで測定位置に移動することができ、ま
た燃料被覆管5に対しての角度調整が容易であり、かつ
プローブ駆動機構12の構造を簡素化することができ
る。
【0042】(実施例5)図11のプローブ駆動機構1
2に取り付けたE/C装置1と透磁率測定装置2のプロ
ーブ3,11を同一のプローブとすることにより、燃料
被覆管5の同一部位を測定できるので、より正確な酸化
膜厚さを求めることができる。
2に取り付けたE/C装置1と透磁率測定装置2のプロ
ーブ3,11を同一のプローブとすることにより、燃料
被覆管5の同一部位を測定できるので、より正確な酸化
膜厚さを求めることができる。
【0043】また、酸化膜厚さ測定前にブラシ,ゴム、
等で燃料被覆管5で付着したソフトクラッドを除去する
機構を備えることにより、クラッド9の厚さによる酸化
膜厚さ測定誤差の影響を軽減し、連続して酸化膜厚さを
測定することができる。
等で燃料被覆管5で付着したソフトクラッドを除去する
機構を備えることにより、クラッド9の厚さによる酸化
膜厚さ測定誤差の影響を軽減し、連続して酸化膜厚さを
測定することができる。
【0044】(実施例6)チャンネルボックス等の広範
囲の酸化膜厚さ測定が必要な場合に、数組のE/C装置
1と透磁率測定装置2のプローブ組合せをプローブ駆動
機構12に取り付けることにより、同時に数カ所の酸化
膜厚さを測定することができる。
囲の酸化膜厚さ測定が必要な場合に、数組のE/C装置
1と透磁率測定装置2のプローブ組合せをプローブ駆動
機構12に取り付けることにより、同時に数カ所の酸化
膜厚さを測定することができる。
【0045】(実施例7)クラッド9の透磁率測定の代
わりに磁気抵抗,磁力線密度等を磁気抵抗素子、又はホ
ール素子(半導体素子)を用いた測定装置をE/C装置
1と組み合わせることにより、クラッド9がE/C装置
1に及ぼす磁場の影響を補正し、正確な酸化膜厚さを測
定することができる。
わりに磁気抵抗,磁力線密度等を磁気抵抗素子、又はホ
ール素子(半導体素子)を用いた測定装置をE/C装置
1と組み合わせることにより、クラッド9がE/C装置
1に及ぼす磁場の影響を補正し、正確な酸化膜厚さを測
定することができる。
【0046】
【発明の効果】本発明によれば従来のE/C装置に透磁
率測定装置等のクラッドの磁場の影響を測定する装置を
併用し、その測定値を補正式に入力することにより、ク
ラッドの磁場によって生じたE/C装置の誤信号を補正
することができる。従来、燃料貯蔵プール内では燃料被
覆管に強固に付着したハードクラッドの除去は困難であ
り、真の酸化膜厚さを正確に求めるには使用済み燃料を
照射後試験施設に輸送し破壊検査を行う必要があった
が、本発明により低コスト,短時間でクラッドが付着し
た燃料棒の酸化膜厚さ測定が可能である。
率測定装置等のクラッドの磁場の影響を測定する装置を
併用し、その測定値を補正式に入力することにより、ク
ラッドの磁場によって生じたE/C装置の誤信号を補正
することができる。従来、燃料貯蔵プール内では燃料被
覆管に強固に付着したハードクラッドの除去は困難であ
り、真の酸化膜厚さを正確に求めるには使用済み燃料を
照射後試験施設に輸送し破壊検査を行う必要があった
が、本発明により低コスト,短時間でクラッドが付着し
た燃料棒の酸化膜厚さ測定が可能である。
【図1】本発明の実施例である酸化膜測定システムを示
す図。
す図。
【図2】本発明の実施例で使用するE/C装置の測定原
理を示す図。
理を示す図。
【図3】E/C装置によりクラッドの磁性の影響を補正
する図。
する図。
【図4】酸化膜の厚さとE/C装置の出力値との関係を
示す特性図。
示す特性図。
【図5】透磁率測定装置の出力値をE/C装置の出力値
との関係を示す特性図。
との関係を示す特性図。
【図6】レジスタンスの変化を透磁率測定装置で測定す
ることによりE/C装置の測定値を補正した特性図。
ることによりE/C装置の測定値を補正した特性図。
【図7】酸化膜の厚さとE/C装置の出力値との関係を
示す特性図。
示す特性図。
【図8】透磁率測定装置とE/C装置の出力値との関係
を示す特性図。
を示す特性図。
【図9】E/C装置の出力値と酸化膜の厚さを補正した
特性図。
特性図。
【図10】燃料集合体と酸化膜厚測定システムに装着し
た説明図。
た説明図。
【図11】燃料集合体を酸化膜厚測定システムにセット
した説明図。
した説明図。
1…E/C装置、2…透磁率測定装置、3…E/Cプロ
ーブ、4…磁力線、5…燃料被覆管、6…過電流。
ーブ、4…磁力線、5…燃料被覆管、6…過電流。
フロントページの続き (72)発明者 安田 隆芳 茨城県日立市幸町三丁目2番2号 日立ニ ュークリアエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 福本 隆 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内
Claims (9)
- 【請求項1】燃料被覆管等の表面の酸化膜厚さを渦電流
式膜厚測定器(以下E/C装置と呼ぶ)で測定する方法
において、クラッドの透磁率等の磁性の影響量を測定す
る装置(以下透磁率測定装置と呼ぶ)をE/C装置と組
み合わせることにより、クラッドが酸化膜に付着するこ
とにより生じるE/C装置の誤信号を補正し、真の皮膜
厚さを求めることを特徴とする酸化膜厚測定システム。 - 【請求項2】請求項1記載のE/C装置の測定値(Vme
a)から真の酸化膜厚さ(Veff)を求める補正方法にお
いて、透磁率測定装置の出力値に対応するE/C装置出
力値(Vpv)を求めることにより、真の酸化膜厚さをV
eff=√(Vmea2−Vpv2)の関係式より求めることを特徴
とする補正方法を有する酸化膜厚測定システム。 - 【請求項3】請求項1記載のE/C装置の測定値(Vme
a)から真の酸化膜厚さ(Veff)を求める補正方法にお
いて、透磁率測定装置の出力値に対応するE/C装置出
力値(Vpv)を求めることにより、真の酸化膜厚さをVef
f=Vmea−Vpvの関係式より求めることを特徴とする補
正方法を有する酸化膜厚測定システム。 - 【請求項4】請求項1記載の酸化膜厚測定システムにお
いて、プローブ駆動機構に取り付けたE/C装置と透磁
率測定装置のプローブを燃料被覆管の長手方向に並べて
取り付けることにより、燃料被覆管へのプローブの位置
合わせを容易にすることを特徴とする酸化膜厚測定シス
テム。 - 【請求項5】請求項1記載の酸化膜厚測定システムにお
いて、プローブ駆動機構に取り付けたE/C装置と透磁
率測定装置のプローブを燃料被覆管の周方向に並べて取
り付けることにより、長手方向に変化する燃料被覆管表
面の酸化膜厚さを、長手方向位置ずれの影響なしに測定
することを特徴とする酸化膜厚測定システム。 - 【請求項6】請求項1記載の酸化膜厚測定システムにお
いて、プローブ駆動機構に取り付けたE/C装置と透磁
率測定装置のプローブを一体のプローブとすることによ
り、燃料被覆管の同一部位を測定できることを特徴とす
る酸化膜厚測定システム。 - 【請求項7】請求項1記載の酸化膜厚測定システムにお
いて、酸化膜厚測定前にブラシ,ゴム、等で燃料被覆管
に付着したソフトクラッドを除去する機構を備えること
により、クラッドの厚さによる酸化膜厚測定誤差の影響
を軽減し、連続して酸化膜厚測定を可能にすることを特
徴とする酸化膜厚測定システム。 - 【請求項8】請求項1記載の酸化膜厚測定システムにお
いて、チャンネルボックス等の広範囲の面積の酸化膜厚
測定が必要な場合に、数組のE/C装置と透磁率測定装
置のプローブ組合せをプローブ駆動機構に取り付けるこ
とにより、同時に数カ所の酸化膜厚測定を可能にするこ
とを特徴とする酸化膜厚測定システム。 - 【請求項9】請求項1記載の酸化膜厚測定システムにお
いて、透磁率測定装置の代わりに磁気抵抗素子、又はホ
ール素子(半導体素子)を用いた磁力測定装置をE/C
装置と組み合わせることを特徴とする酸化膜厚測定シス
テム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9305274A JPH11142577A (ja) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | 酸化膜厚測定システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9305274A JPH11142577A (ja) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | 酸化膜厚測定システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11142577A true JPH11142577A (ja) | 1999-05-28 |
Family
ID=17943134
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9305274A Pending JPH11142577A (ja) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | 酸化膜厚測定システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11142577A (ja) |
Cited By (12)
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 |
FR2817338A1 (fr) * | 2000-11-30 | 2002-05-31 | Framatome Anp | Procede et dispositif de mesure de l'epaisseur d'une couche d'oxyde sur la surface laterale externe d'un crayon de combustible |
JP2010091403A (ja) * | 2008-10-08 | 2010-04-22 | Nuclear Fuel Ind Ltd | 燃料棒酸化膜厚測定装置 |
JP2010145233A (ja) * | 2008-12-18 | 2010-07-01 | Global Nuclear Fuel-Japan Co Ltd | 酸化膜厚さ測定方法 |
GB2475315A (en) * | 2009-11-16 | 2011-05-18 | Innospection Group Ltd | Apparatus and method for inspection of components made of electrically conductive material by partial saturation eddy current testing |
JP2013500472A (ja) * | 2009-07-23 | 2013-01-07 | アレバ エヌピー インコーポレイティド | 進歩した燃料crudサンプリングツール方法 |
KR101440195B1 (ko) * | 2012-11-02 | 2014-09-12 | 한전케이피에스 주식회사 | 한국형 원자로 냉각재 펌프 제염방법 |
JP2017003372A (ja) * | 2015-06-09 | 2017-01-05 | Jfeスチール株式会社 | めっき材のめっき厚さ測定方法、めっき材の腐食量測定方法、およびめっき材の腐食センサ |
CN106524892A (zh) * | 2016-10-11 | 2017-03-22 | 武汉华宇目检测装备有限公司 | 一种基于涡流磁导率测量的钢管壁厚测量方法 |
US10031107B2 (en) | 2009-11-16 | 2018-07-24 | Innospection Group Limited | Method for non-destructive testing of electrically conductive test components employing eddy current probe and rotating magnet to perform partial saturation eddy current test |
EP3495765A1 (de) * | 2017-12-07 | 2019-06-12 | Helmut Fischer GmbH Institut für Elektronik und Messtechnik | Verfahren und vorrichtung zur messung der dicke von nicht magnetisierbaren schichten auf einem magnetisierbaren grundwerkstoff |
US10921286B2 (en) | 2015-04-07 | 2021-02-16 | Innospection Group Limited | In-line inspection tool |
-
1997
- 1997-11-07 JP JP9305274A patent/JPH11142577A/ja active Pending
Cited By (16)
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 |
FR2817338A1 (fr) * | 2000-11-30 | 2002-05-31 | Framatome Anp | Procede et dispositif de mesure de l'epaisseur d'une couche d'oxyde sur la surface laterale externe d'un crayon de combustible |
JP2010091403A (ja) * | 2008-10-08 | 2010-04-22 | Nuclear Fuel Ind Ltd | 燃料棒酸化膜厚測定装置 |
JP2010145233A (ja) * | 2008-12-18 | 2010-07-01 | Global Nuclear Fuel-Japan Co Ltd | 酸化膜厚さ測定方法 |
US9530527B2 (en) | 2009-07-23 | 2016-12-27 | Areva Inc. | Advanced fuel CRUD sampling tool method |
JP2013500472A (ja) * | 2009-07-23 | 2013-01-07 | アレバ エヌピー インコーポレイティド | 進歩した燃料crudサンプリングツール方法 |
US9213018B2 (en) | 2009-11-16 | 2015-12-15 | Innospection Group Limited | Partial saturation eddy current sensor apparatus and method of use |
GB2475315B (en) * | 2009-11-16 | 2014-07-16 | Innospection Group Ltd | Inspection apparatus and method |
GB2475315A (en) * | 2009-11-16 | 2011-05-18 | Innospection Group Ltd | Apparatus and method for inspection of components made of electrically conductive material by partial saturation eddy current testing |
US10031107B2 (en) | 2009-11-16 | 2018-07-24 | Innospection Group Limited | Method for non-destructive testing of electrically conductive test components employing eddy current probe and rotating magnet to perform partial saturation eddy current test |
KR101440195B1 (ko) * | 2012-11-02 | 2014-09-12 | 한전케이피에스 주식회사 | 한국형 원자로 냉각재 펌프 제염방법 |
US10921286B2 (en) | 2015-04-07 | 2021-02-16 | Innospection Group Limited | In-line inspection tool |
JP2017003372A (ja) * | 2015-06-09 | 2017-01-05 | Jfeスチール株式会社 | めっき材のめっき厚さ測定方法、めっき材の腐食量測定方法、およびめっき材の腐食センサ |
CN106524892A (zh) * | 2016-10-11 | 2017-03-22 | 武汉华宇目检测装备有限公司 | 一种基于涡流磁导率测量的钢管壁厚测量方法 |
EP3495765A1 (de) * | 2017-12-07 | 2019-06-12 | Helmut Fischer GmbH Institut für Elektronik und Messtechnik | Verfahren und vorrichtung zur messung der dicke von nicht magnetisierbaren schichten auf einem magnetisierbaren grundwerkstoff |
US10928178B2 (en) | 2017-12-07 | 2021-02-23 | Helmut Fischer GmbH Institut für Elektronik und Messtechnik | Method and device for measuring the thickness of non-magnetisable layers on a magnetisable base material |
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