KR101159009B1 - 지르코늄 튜브 검사장치 및 이를 이용한 튜브 검사방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 상부에 지르코늄 튜브가 위치하는 측정면을 구비하는 받침대와, 상기 받침대의 일측에 구비되며, 적외선을 포함하는 광원을 조사하는 발광부와, 상기 받침대의 타측에 구비되며, 상기 발광부에서 조사된 광원을 수광하는 수광부와, 상기 받침대의 하부에 구비되며, 상기 받침대를 일정 각도로 회전시키는 회전축 및 상기 회전축을 일정 각도로 회전시키는 동력을 공급하는 구동장치를 포함하는 지르코늄 튜브 검사 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 상부에 지르코늄 튜브가 위치하는 측정면을 구비하는 받침대와, 상기 받침대의 일측에 구비되며, 적외선 및 레이저를 포함하는 광원을 조사하는 발광부 및 상기 받침대의 타측에 구비되며, 상기 발광부에서 조사된 광원을 수광하는 수광부를 구비하고, 상기 받침대의 측정면 위의 지르코늄 튜브가 굴림 운동을 수행하며, 상기 측정면 사이의 접촉 지점의 틈새로 노출되는 광원의 양을 검출하는 지르코늄 튜브 검사 방법에 관한 것이다.
따라서, 지르코늄 튜브를 광원을 이용하여 검사하므로, 튜브의 직진도 및 불량도를 정확하게 측정 가능하고, 지르코늄 튜브의 검사 결과에 대한 수치화된 데이터를 얻을 수 있어, 품질 관리 측면에서 효과적이다.

Description

지르코늄 튜브 검사장치 및 이를 이용한 튜브 검사방법{Zirconium tube testing apparatus and tube testing method the same }

본 발명은 지르코늄 튜브 검사장치 및 이를 이용한 튜브 검사방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지르코늄 튜브의 직진도를 검사하는 검사장치 및 검사방법에 관한 것이다.

원자로 내의 연료, 제어 및 계기의 중요한 역할로 인해, 지르코늄 및 다른 물질로 구성되는 튜브들은 매우 엄중한 품질 제어 표준을 만족하지 않으면 안된다. 중요한 파라미터(Parameter)는 전형적으로 외경, 내경 및 튜브의 벽두께 및 튜브 내의 물질의 균열이다.

튜브의 이 파라미터들은 초음파를 외부로 보내고, 이러한 초음파의 반향(Echo)을 받고, 음극선 튜브와 같이 디스플레이 상에 보여지도록 표시되고 스트립차트사아에 기록되는 전압신호들로 이 반향을 변환시키는 초음파 변환기에 의해서 측정된다. 물로 채워진 탱크 내에 위치한 이 변환기들은 탱크를 통과하는 튜브를 공급하는 구동 시스템으로써 튜브 치수 및 균열을 판독한다. 하나의 관례적인 초음파 튜브검사 시스템은 미합중국 특허 제3,826,609호에 공개되어 있다. 하나의 관례적인 튜브 구동장치는 미합중국 특허 제4,735,541호에 공개되어 있다.

종래의 초음파 튜브 검사 시스템이 갖고 있는 문제점은 상이한 직경 크기의 튜브를 검사하기 위해서 탱크 내에 변환기의 방향을 필요에 따라 어쩌면 수시간마다 또는 매주 변경하지 않으면 안된다는 것이다. 상이한 튜브 직경 크기를 취급하는 시스템을 변환하기 위한 변환시간은 전형적으로 4 ~ 8시간을 소비하여, 지르코늄 튜브 검사 시 시간이 많이 소비되는 문제점이 있었다.

또한, 검사자가 수기적인 감각에 의존하여 검사를 행하였으나, 이는 작업자의 우연 오차가 발생할 수 있는 문제점과 개인적 편차에 의한 개인 오차가 발생하여 정확한 품질 검사가 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

본 발명은, 경수로용 핵연료 다발을 구성하는 지르코늄 튜브의 직진도를 측정하기 위한 지르코늄 튜브의 검사장치 및 이를 이용한 튜브 검사방법에 관한 것이다.

본 발명은, 상부에 지르코늄 튜브가 위치하는 측정면을 구비하는 받침대와, 상기 받침대의 일측에 구비되며, 적외선을 포함하는 광원을 조사하는 발광부와, 상기 받침대의 타측에 구비되며, 상기 발광부에서 조사된 광원을 수광하는 수광부와, 상기 받침대의 하부에 구비되며, 상기 받침대를 일정 각도로 회전시키는 회전축 및 상기 회전축을 일정 각도로 회전시키는 동력을 공급하는 구동장치를 포함하는 지르코늄 튜브 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 받침대의 양 끝단에는 상부로 절곡된 절곡부가 형성될 수 있고, 상기 각 절곡부에는 발광부와 수광부가 각각 구비될 수 있으며, 상기 발광부와 상기 수광부는 상기 받침대의 일측 절곡부와 타측 절곡부에 복수개 형성될 수 있고, 상기 발광부와 상기 수광부는 서로 대응되는 위치에 형성될 수 있으며, 상기 구동장치는, 외부에서 동력을 받아 풀리에 의해 상기 회전축에 동력을 전달할 수 있다.

또한, 본 발명은, 상부에 지르코늄 튜브가 위치하는 측정면을 구비하는 받침대와, 상기 받침대의 일측에 구비되며, 적외선 및 레이저를 포함하는 광원을 조사하는 발광부 및 상기 받침대의 타측에 구비되며, 상기 발광부에서 조사된 광원을 수광하는 수광부를 구비하고, 상기 받침대의 측정면 위의 지르코늄 튜브가 굴림 운동을 수행하며, 상기 측정면 사이의 접촉 지점의 틈새로 노출되는 광원의 양을 검출하는 지르코늄 튜브 검사 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명에 있어서, (a)받침대에 검사하고자 하는 지르코늄 튜브를 이동시키는 로딩 단계와, (b)상기 받침대에 구비된 발광부에서 광원을 조사하는 단계와, (c)상기 받침대를 회전축에 의해 일정각도로 회전시켜 상기 받침대의 상부에 놓여진 튜브를 굴림 운동시키는 단계와, (d)상기 받침대에 구비된 수광부에서 상기 발광부에서 조사된 광원을 수광하는 단계와, (e)상기 수광부에서 수광된 광원을 검사하는 데이터 처리 단계 및 (f)지르코늄 튜브를 상기 받침대에서 이탈시키는 단계를 포함할 수 있고, 상기 단계(b)의 발광부에서 조사되는 광원은 적외선을 포함할 수 있으며, 상기 단계(c)의 받침판을 일정각도 회전시키는 회전축의 일측에는 외부에서 전달되는 동력을 받아 상기 회전축을 회전시키는 풀리가 구비될 수 있다.

본 발명에 따른 지르코늄 튜브 검사장치 및 이를 이용한 튜브 검사방법은 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 지르코늄 튜브를 광원을 이용하여 검사하므로, 튜브의 직진도를 정확하게 측정 가능하다.

둘째, 지르코늄 튜브의 검사 결과에 대한 수치화된 데이터를 얻을 수 있어, 품질 관리 측면에서 효과적이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 지르코늄 튜브 검사장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 검사장치가 동작하는 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 검사장치에서 측정한 정상 상태인 튜브의 측정 결과를 나타내는 데이터이다.
도 4는 도 1의 검사장치에서 측정한 불량 상태인 튜브의 측정 결과를 나타낸 데이터이다.
도 5는 도 1의 검사장치를 이용한 튜브 검사 방법의 순서를 나타낸 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명한다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 지르코늄 튜브 검사장치(1)는 받침대(10)와, 발광부(20)와, 수광부(30)와, 회전축(40)과, 구동장치(50)를 포함한다.

상기 받침대(10)는 지르코늄 튜브(70)가 위치하는 측정면(12)이 구비되며, 상기 받침대(10)의 양 끝단에는 상부로 절곡된 절곡부(14)가 형성된다. 상기 받침대(10)에 절곡부(14)가 형성되는 목적으로는 원통형상의 중공관인 상기 지르코늄 튜브(70)가 상기 받침대(10)의 측정면(12)에서 굴림 운동 시, 상기 지르코늄 튜브(70)가 상기 받침대(10)에서 이탈되는 것을 방지하기 위한 것이다.

상기 받침대(10)의 측정면(12)은 평탄하게 형성되는데, 상기 측정면(12)이 평탄하지 않고 굴곡지거나 돌출부가 형성될 경우, 상기 지르코늄 튜브(70)의 직진도를 측정 시, 정확한 데이터를 얻을 수 없으며, 정상적인 지르코 튜브(70)을 검사하더라도 불량으로 판정되는 경우가 발생하기 때문이다.

상기 받침대(10)의 양 끝단 절곡부(14)에는 적외선 및 레이저를 포함하는 광원을 조사하는 발광부(20)와, 상기 발광부(20)에서 조사된 광원을 수광하는 수광부(30)가 구비된다.

상기 발광부(20)는 상기 받침대(10)의 일측 절곡부(14)에 복수개가 구비되는데, 상기 발광부(20)는 적외선 및 레이저를 포함하는 빛을 조사하는 광원을 갖는다. 상기 발광부(20)의 발광원은 레이저 다이오드(Laser Diode) 또는 광 방출 다이오드(Light Emission Diode)이며, 상기 레이저 다이오드 또는 광 발출 다이오드는 보편적으로 시중에서 널리 이용되는 것으로, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 받침대(10)의 타측 절곡부(14)에 복수개 구비되는 수광부(30)는 상기 발광부(20)에서 조사되어 상기 지르코늄 튜브(70)의 하부를 통과한 광원를 수광하는 곳으로, 상기 발광부(20)에서 조사된 광원을 수광하는 수광원으로는 수광판이 사용된다. 상기 수광원으로 사용되는 수광판 역시 시중에서 널리 이용되는 것으로, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 발광부(20)와 상기 수광부(30)은 상기 받침대(10)의 양측 절곡부(14)에 서로 대응되는 위치에 형성되는데, 상기 발광부(20)와 상기 수광부(30)을 서로 대응되는 위치에 동일한 개수로 형성하는 목적은, 하나의 발광부(20)에서 조사하는 빛을 상기 발광부(20)과 대응되는 위치에 구비되는 수광부(30)으로 수광하기 위한 것으로, 동일한 위치의 발광부(20)에서 조사한 적외선을 포함하는 빛을 수광부(30)가 수광함으로써, 지르코늄 튜브(70)의 불량을 정확하게 측정할 수 있기 때문이다.

상기 받침대(10)의 하부에는 회전축(40)이 구비되는데, 상기 회전축은 상기 받침대(10)를 일정 각도로 회전시키는 역할을 하며, 상기 회전축(40)은 동력을 공급하는 구동장치(50)와 상기 구동장치(50)의 회전 동력을 상기 받침대(10)에 전달하는 풀리(60)로 이루어진다.

상기 구동장치(50)는 기계나 계측기 등의 동력 기구를 움직이는 장치로서, 시중에서 널리 이용되는 있는 것으로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 구동장치(50)는 모터를 이용한 것으로, 모터(미도시)에 상기 회전축(40)이 연결되며, 상기 모터(미도시)의 회전력이 상기 회전축(40)에 전달되며, 상기 회전축(40)과 연결된 상기 풀리(60)에 상기 모터(미도시)의 회전력이 전달되어, 상기 풀리(60)가 상기 받침대(10)를 회전시키게 된다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 지르코늄 튜브 검사 장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.

모터(미도시)의 회전 동력이 상기 모터(미도시)와 연결된 회전축(40)에 전달되며, 상기 회전축(40)과 연결된 상기 풀리(60)에 상기 모터(미도시)의 회전 동력이 전달된다.

상기 풀리(60)는 발광부(20)와 수광부(30)가 구비된 받침대(10)의 하부에 위치하여, 상기 모터(미도시)의 회전 동력을 상기 받침대(10)에 전달하여, 상기 받침대(10)를 일정 각도로 회전시키게 된다.

상기 받침대(10)의 양측 절곡부(14)에는 각각 발광부(20)과 수광부(30)이 구비되는데, 상기 발광부(20)에서는 적외선을 포함하는 빛을 조사하고, 상기 수광부(30)는 상기 발광부(20)에서 조사된 빛을 수광하는데, 상기 받침대(10)의 측정면(12) 상부에 구비되는 원통 형상의 지르코늄 튜브(70)의 불량도를 상기 빛에 의해 측정하게 된다.

즉, 상기 받침대(10)가 상기 모터(미도시)의 회전 동력에 의해 굴림 운동 시, 상기 받침대(10)의 상부에 구비되는 지르코늄 튜브(70)가 굴림 운동을 할 때, 상기 발광부(20)에서 조사된 빛이 상기 받침대(10)의 측정면(12) 상부에 구비되는 상기 지르코늄 튜브(70)를 지나 수광부(30)으로 수광되는 빛의 파장을 측정하여 상기 지르코늄 튜브(70)의 불량도를 측정하게 되는 것이다.

또한, 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시 예인 지르코늄 튜브 검사 방법은, (a)지르코늄 튜브를 이송시키는 로딩 단계와, (b)발광부에서 광원을 조사하는 단계와, (c)지르코늄 튜브를 굴림 운동시키는 단계와, (d)발광부에서 조사된 광원을 수광하는 단계와, (e)수광된 광원을 검사하는 데이터 처리 단계와, (f)지르코늄 튜브를 받침대에서 이탈시키는 단계를 포함한다.

상기 단계 (a)는, 상기 받침대(10)의 상부에 검사하고자 하는 지르코늄 튜브(70)를 이동시키는 단계(S10)로서, 별도의 이송수단(미도시)에서 공급되는 상기 지르코늄 튜브(70)를 상기 받침대(10)의 상부로 공급하는 것으로, 별도의 이송수단(미도시)가 구비될 수도 있으나, 검사 장치가 복잡해지는 문제점을 해결하기 위하여 작업자가 수작업으로 상기 지르코늄 튜브(70)를 상기 받침대(10)의 상부로 공급할 수도 있다.

상기 단계 (b)는, 상기 받침대(10)의 일측 절곡부(14)에 구비되는 발광부에서 빛을 조사하는 단계(S20)이며, 상기 단계 (c)는 상기 받침대(10)를 일정각도로 회전시켜 상기 받침대(10)의 상부 측정면(12)에 위치하는 상기 지르코늄 튜브(70)를 굴림 운동시키기 위한 단계(S30)이다.

상기 단계 (d)는 상기 받침대(10)의 타측 절곡부(14)에 구비된 수광부(30)에서 상기 받침대(10)의 일측 절곡부(14)의 발광부(20)에서 조사되는 빛을 수광하는 단계(S40)로서, 상기 받침대(10)의 상부에 구비되어 굴림 운동하는 상기 지르코늄 튜브(70)의 직진도 및 불량도를 측정하기 위한 것이다.

상기 단계 (e)는, 상기 수광부(30)에서 수광된 광원을 검사하여 데이터 처리하는 단계(S50)로서, 상기 데이터 처리단계(S50)에서 별도로 구비되는 데이터 처리 장치(미도시)에서 수광된 빛을 검사하여 입력된 데이터와 비교하여 상기 지르코늄 튜브(70)의 직진도 및 불량도를 측정하게 된다.

상기 단계 (f)는 검사된 지르코늄 튜브(70)를 상기 받침대(10)의 상부에서 이탈시키는 단계(S60)으로서, 상기 지르코늄 튜브(70)를 상기 받침대(10)에서 이탈시키는 수단으로는 별도의 이탈장치(미도시)가 구비될 수 있으나, 검사장치가 복잡해지는 문제점을 고려하여 작업자가 수작업으로 상기 받침대(10)에서 지르코늄 튜브(70)를 이탈시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 지르코늄 튜브 검사 장치 및 지르코늄 튜브 검사 방법에 의하면, 지르코늄 튜브를 광원을 이용하여 검사하므로, 튜브의 직진도 및 불량도를 정확하게 측정 가능하도록 하고, 지르코늄 튜브의 검사 결과에 대한 수치화된 데이터를 얻을 수 있어, 품질 관리 측면에서 효과적이다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

1 : 지르코늄 튜브 검사 장치 10 : 받침대
12 : 측정면 14 : 절곡부
20 : 발광부 30 : 수광부
40 : 회전축 50 : 구동장치
60 : 풀리 70 : 지르코늄 튜브

Claims (7)

1. 상부에 지르코늄 튜브가 위치하는 측정면을 구비하는 받침대;
   상기 받침대의 일측에 구비되며, 적외선을 포함하는 광원을 조사하는 발광부;
   상기 받침대의 타측에 구비되며, 상기 발광부에서 조사된 광원을 수광하는 수광부;
   상기 받침대의 하부에 구비되며, 상기 받침대를 일정 각도로 회전시키는 회전축; 및
   상기 회전축을 일정 각도로 회전시키는 동력을 공급하는 구동장치를 포함하는 지르코늄 튜브 검사 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 받침대의 양 끝단에는 상부로 절곡된 절곡부가 형성되고, 상기 각 절곡부에는 발광부와 수광부가 각각 구비되는 지르코튬 튜브 검사 장치.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 발광부와 상기 수광부는 상기 받침대의 일측 절곡부와 타측 절곡부에 복수개 형성되고, 상기 발광부와 상기 수광부는 서로 대응되는 위치에 형성되는 지르코늄 튜브 검사 장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 구동장치는, 외부에서 동력을 받아 풀리에 의해 상기 받침대에 동력을 전달하는 지르코늄 튜브 검사 장치.
   
5. 상부에 지르코늄 튜브가 위치하는 측정면을 구비하는 받침대;
   상기 받침대의 일측에 구비되며, 적외선 및 레이저를 포함하는 광원을 조사하는 발광부; 및
   상기 받침대의 타측에 구비되며, 상기 발광부에서 조사된 광원을 수광하는 수광부를 구비하고, 상기 받침대의 측정면 위의 지르코늄 튜브가 굴림 운동을 수행하며, 상기 측정면 사이의 접촉 지점의 틈새로 노출되는 광원의 양을 검출하는 지르코늄 튜브 검사 방법.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   (a)받침대에 검사하고자 하는 지르코늄 튜브를 이동시키는 로딩 단계;
   (b)상기 받침대에 구비된 발광부에서 광원을 조사하는 단계;
   (c)상기 받침대를 회전축에 의해 일정각도로 회전시켜 상기 받침대의 상부에 놓여진 튜브를 굴림 운동시키는 단계;
   (d)상기 받침대에 구비된 수광부에서 상기 발광부에서 조사된 광원을 수광하는 단계;
   (e)상기 수광부에서 수광된 광원을 검사하는 데이터 처리 단계; 및
   (f)지르코늄 튜브를 상기 받침대에서 이탈시키는 단계를 포함하는 지르코늄 튜브 검사 방법.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 단계(b)의 발광부에서 조사되는 광원은 적외선 및 레이저를 포함하는 지르코늄 튜브 검사 방법.

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