RU2494344C1 - Device for measurement of deviations from vertical - Google Patents
Device for measurement of deviations from vertical Download PDFInfo
- Publication number
- RU2494344C1 RU2494344C1 RU2012105798/28A RU2012105798A RU2494344C1 RU 2494344 C1 RU2494344 C1 RU 2494344C1 RU 2012105798/28 A RU2012105798/28 A RU 2012105798/28A RU 2012105798 A RU2012105798 A RU 2012105798A RU 2494344 C1 RU2494344 C1 RU 2494344C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sensor
- pendulum
- vertical
- framework
- pipe
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Предлагаемое техническое решение относится к области измерительной техники и предназначено, в частности, для измерений искривлений и прогибов труб тепловыделяющих сборок (ТВС) и технологических каналов ядерных реакторов.The proposed technical solution relates to the field of measuring technology and is intended, in particular, for measuring bending and deflection of pipes of fuel assemblies (FA) and technological channels of nuclear reactors.
Из научно-технической и патентной литературы известны устройства для измерения искривлений, отклонений от вертикали, построенные с использованием принципа маятника или отвеса. Применяющиеся маятниковые угломеры и инклинометры вполне совершенны и надежны (см., например, «Техника измерения искривлений технологических каналов ядерных реакторов», А.И. Трофимов, Б.М. Кербель и др., Москва, Энергоиздат, 1981). Известны приборы, специально сконструированные для измерения искривлений технологических каналов ядерных реакторов.From the scientific, technical and patent literature, there are known devices for measuring curvatures, deviations from the vertical, constructed using the principle of a pendulum or a plumb line. The pendulum goniometers and inclinometers used are quite perfect and reliable (see, for example, “Technique for measuring the curvature of technological channels of nuclear reactors”, A. I. Trofimov, B. M. Kerbel et al., Moscow, Energoizdat, 1981). Known instruments specially designed for measuring the curvature of the technological channels of nuclear reactors.
Известны индуктивные датчики, работающие по принципу зависимости переменного тока в обмотке датчика от величины зазора между неподвижным датчиком и исследуемым элементом.Inductive sensors are known that operate on the principle of the dependence of alternating current in the sensor winding on the gap between the stationary sensor and the element under study.
Принцип преобразования электрического сигнала в индуктивном датчике при изменении расстояния датчик - исследуемый элемент основан на изменении индуктивности обмотки датчика, вызванного изменением магнитного сопротивления в магнитопроводе датчика. Магнитное сопротивление в магнитопроводе увеличивается при уменьшении зазора, при этом индуктивность обмотки увеличивается обратно пропорционально зазору, изменяется величина реактивного сопротивления и величина полного сопротивления обмотки, что приводит к изменению переменного электрического тока в обмотке и, следовательно, к изменению тока в электрической цепи: датчик - измерительный прибор.The principle of conversion of an electric signal in an inductive sensor when the distance between the sensor and the element under study is based on a change in the inductance of the sensor winding caused by a change in magnetic resistance in the sensor magnetic circuit. The magnetic resistance in the magnetic circuit increases with decreasing the gap, while the inductance of the winding increases inversely with the gap, the magnitude of the reactance and the impedance of the winding change, which leads to a change in the alternating electric current in the winding and, therefore, to a change in the current in the electric circuit: measuring device.
См., например, B.C. Сотсков «Основы расчета и проектирования электромеханических элементов автоматических и телемеханических устройств», издательство «Энергия», Москва, 1965, с.142.See, for example, B.C. Sotskov "Fundamentals of calculation and design of electromechanical elements of automatic and telemechanical devices", publishing house "Energy", Moscow, 1965, p.142.
Л.Я. Цикерман, Р.Ю. Котляр «Индуктивные преобразователи для автоматизации контроля перемещений», издательство «Машиностроение», Москва, 1966 г., с.24.L.Ya. Zikerman, R.Yu. Kotlyar "Inductive Converters for Automation of Motion Control", publishing house "Engineering", Moscow, 1966, p.24.
Известны устройства для измерения искривлений оси, основанные на преобразовании отклонений маятника от вертикали или продольной оси прибора в электрический сигнал (см., например, авторское свидетельство №558148, опубликованное 15.05.77, кл. МПК G01C 9/02).Known devices for measuring axis curvature, based on the conversion of deviations of the pendulum from the vertical or longitudinal axis of the device into an electrical signal (see, for example, copyright certificate No. 558148, published 05.15.77, class IPC G01C 9/02).
Устройство по авторскому свидетельству состоит из цилиндрического корпуса, маятника подвешенного в корпусе и свободно качающегося в опорах в одной плоскости. Маятник снабжен П-образным коромыслом и пьезоэлектрическими элементами, к одному из которых подключен генератор электрических колебаний, а к другому измерительный прибор.The device according to the copyright certificate consists of a cylindrical body, a pendulum suspended in the body and freely swinging in the supports in the same plane. The pendulum is equipped with a U-shaped rocker and piezoelectric elements, one of which is connected to an electric oscillation generator, and to the other a measuring device.
При перемещении корпуса преобразователя в искривленной трубе маятник и два плеча П-образного коромысла, на которых размещены пьезоэлектрические элементы, отклоняется от вертикали, возникающий электрический сигнал преобразуется измерительным прибором в величину отклонения маятника от вертикали.When moving the transducer housing in a curved pipe, the pendulum and two U-shaped rocker arms, on which the piezoelectric elements are placed, deviate from the vertical, the resulting electrical signal is converted by the measuring device into the deviation of the pendulum from the vertical.
Недостаток известного прибора заключается в том, что для пьезоэлектрических элементов характерна временная нестабильность, а также чувствительность к изменению температурных условий.A disadvantage of the known device is that the piezoelectric elements are characterized by temporary instability, as well as sensitivity to changes in temperature conditions.
Известно устройство по авторскому свидетельству №705253, кл. МПК G01C 9/02, опубликованному 25.12.79, которое снабжено акустическим концентратором. Автогенератор с пьезотрансформатором в цепи положительной обратной связи работает в режиме мягкого возбуждения на частоте, близкой к частоте электромеханической системы, состоящей из пьезотрансформатора и жестко соединенного с ним акустического концентратора. При отклонении продольной оси прибора при прохождении участка искривления измеряемой трубы угловое перемещение маятника передается на входной элемент мультипликатора, усиливается в соответствии с передаточным числом механизма мультипликатора и квантуется на его выходном элементе в систему состояний устройства «есть акустический контакт - нет акустического контакта.» При этом контакт элемента мультипликатора приводит к резкому увеличению акустических потерь пьезотрансформатора и ухудшению добротности колебательной системы, что, в свою очередь, приводит к срыву генерации автогенератора. Тем самым пьезотрансформатор работает в релейном режиме и исключается влияние нестабильности характеристики пьезоэлемента. Этими преобразованиями достигается повышение точности измерений угловых перемещений устройства.A device is known according to the copyright certificate No. 705253, class. IPC G01C 9/02, published on December 25, 79, which is equipped with an acoustic hub. An autogenerator with a piezotransformer in the positive feedback circuit operates in a soft excitation mode at a frequency close to the frequency of an electromechanical system consisting of a piezotransformer and an acoustic concentrator rigidly connected to it. If the longitudinal axis of the device deviates when passing through the curvature section of the measured pipe, the angular movement of the pendulum is transmitted to the input element of the multiplier, amplified in accordance with the gear ratio of the multiplier mechanism, and quantized on its output element into the device state system “there is an acoustic contact - there is no acoustic contact.” the contact of the element of the multiplier leads to a sharp increase in the acoustic losses of the piezotransformer and the deterioration of the quality factor of the oscillatory system, which, turn leads to the disruption generating oscillator. Thus, the piezotransformer operates in relay mode and eliminates the influence of the instability of the characteristics of the piezoelectric element. These transformations increase the accuracy of measuring the angular displacements of the device.
При работе устройства пьезоэлектрические элементы воспринимают механические динамические нагрузки (усилия), которые преобразуются в электрическом преобразователе и в электрической схеме измерительного прибора в геометрические величины измеряемого угла и отклонения (линейного) от вертикали преобразователя, то есть угла отклонения трубы от вертикали. Устройства могут использоваться только для измерения динамических нагрузок и не могут применяться для измерения статических и медленно изменяющихся механических нагрузок, что ограничивает область применения этих устройств, снижает их точность измерения.When the device is operating, the piezoelectric elements perceive mechanical dynamic loads (forces), which are converted in the electrical transducer and in the electrical circuit of the measuring device into the geometric values of the measured angle and deviation (linear) from the vertical of the transducer, i.e. the angle of deviation of the pipe from the vertical. Devices can only be used to measure dynamic loads and cannot be used to measure static and slowly changing mechanical loads, which limits the scope of these devices and reduces their measurement accuracy.
Кроме того, пьезоэлектрические элементы не выдерживают ударных нагрузок, а также перегрузок свыше Ртах+5% Ртах (5% выше верхнего предела измерения). Конструкция пьезоэлектрического преобразователя сложна, трудоемка в изготовлении, требует постоянного ухода при эксплуатации.In addition, the piezoelectric elements do not withstand shock loads, as well as overloads above P max + 5% P max (5% above the upper limit of measurement). The design of the piezoelectric transducer is complex, time-consuming to manufacture, requires constant care during operation.
Требования, предъявляемые к приборам для измерений, применяемым в ядерных реакторах, например, для измерения искривлений технологических каналов ядерных реакторов, очень жесткие, прежде всего это высокая точность, высокая чувствительность и малая постоянная времени. Кроме того, устройство должно работать в условиях повышенных температур, влажности, давления и ионизирующего излучения.The requirements for measuring instruments used in nuclear reactors, for example, for measuring the curvature of the technological channels of nuclear reactors, are very stringent, first of all, high accuracy, high sensitivity and low time constant. In addition, the device must operate in conditions of elevated temperatures, humidity, pressure and ionizing radiation.
Известен способ измерения величины перекрытия телескопического соединения верхнего тракта с фланцем графитовой колонны канального ядерного реактора и устройство для его осуществления (см., например, патент RU №2400839, МПК G21C 17/00, опубликовано 27.09.2010).A known method of measuring the magnitude of the overlap of the telescopic connection of the upper path with the graphite column flange of a channel nuclear reactor and a device for its implementation (see, for example, patent RU No. 2400839, IPC G21C 17/00, published September 27, 2010).
Сущность способа состоит в том, что на телескопическое соединение воздействуют постоянным магнитным полем, улавливают ответный сигнал и фиксируют по нему точки максимального изменения напряженности в зазоре между полюсами П-образного магнита и границами перекрытия телескопического соединения и последующее вычисление величины перекрытия. Способ реализуется с помощью измерительного преобразователя, соединенного с ним блока электронной обработки сигнала, связанного с компьютером.The essence of the method lies in the fact that the telescopic connection is exposed to a constant magnetic field, the response signal is caught and the points of maximum change in the tension in the gap between the poles of the U-shaped magnet and the overlap boundaries of the telescopic connection are fixed and the subsequent calculation of the overlap value. The method is implemented using a measuring transducer connected to it by an electronic signal processing unit connected to a computer.
Устройство состоит из П-образного постоянного магнита, у полюсов которого расположены чувствительные элементы, электронного блока преобразования сигнала, механизма перемещения постоянного магнита.The device consists of a U-shaped permanent magnet, at the poles of which there are sensitive elements, an electronic signal conversion unit, and a mechanism for moving the permanent magnet.
Недостатком устройства является косвенное измерение линейных вертикальных размеров путем измерения изменений постоянного магнитного поля между двумя полюсами магнита и измеряемым участком перекрытия двух ферромагнитных труб за счет изменения толщины стенки. Устройство не позволяет производить измерения искривлений и прогибов стенки трубы в зазоре между постоянным магнитом и стенкой.The disadvantage of this device is the indirect measurement of linear vertical dimensions by measuring changes in the constant magnetic field between the two poles of the magnet and the measured area of the overlap of two ferromagnetic pipes due to changes in wall thickness. The device does not allow measurements of curvatures and deflections of the pipe wall in the gap between the permanent magnet and the wall.
Известен, например, способ контроля величины перекрытия телескопического соединения верхнего тракта с фланцем графитовой колонны канального ядерного реактора, который применяется для измерения линейных размеров участка перекрытия телескопического соединения двух труб технологического канала ядерного реактора РБМК-1000 (см., например, патент RU №2184996, МПК G21C 17/00; G21C 17/10, опубликовано 10.07.2002). Сущность способа состоит в том, что на телескопическое соединение воздействуют переменным магнитным полем, улавливают ответный сигнал, фиксируют по нему изменение величины магнитного сопротивления граничных участков соединения и по расстоянию между этими изменениями судят о величине перекрытия.A known method, for example, is to control the amount of overlap of the telescopic connection of the upper path with the graphite column flange of a channel nuclear reactor, which is used to measure the linear dimensions of the overlap area of the telescopic connection of two pipes of the technological channel of the RBMK-1000 nuclear reactor (see, for example, patent RU No. 2184996, IPC G21C 17/00; G21C 17/10, published July 10, 2002). The essence of the method lies in the fact that the telescopic connection is exposed to an alternating magnetic field, the response signal is caught, the change in the magnitude of the magnetic resistance of the boundary sections of the connection is recorded by it, and the value of the overlap is judged by the distance between these changes.
Для осуществления способа используется устройство, которое состоит из электромагнитного датчика, содержащего две сигнальные, включенные встречно обмотки и одну возбуждающую обмотку, механизма вертикального перемещения датчика, электронной измерительной аппаратуры. Устройство по патенту RU №2184996 выбираем за прототип.To implement the method, a device is used, which consists of an electromagnetic sensor containing two signal windings included in the opposite direction and one exciting winding, a vertical sensor movement mechanism, and electronic measuring equipment. The device according to patent RU No. 2184996 is chosen for the prototype.
Изменение магнитного поля зависит от расстояния между чувствительными элементами датчика и измеряемой стенкой. Следовательно, с помощью данного устройства можно выявить не только величину перекрытия телескопического соединения, но и другие изменения, происходящие со стенкой трубы, например, ее искривление.The change in the magnetic field depends on the distance between the sensitive elements of the sensor and the measured wall. Therefore, using this device, it is possible to identify not only the magnitude of the overlap of the telescopic connection, but also other changes occurring with the pipe wall, for example, its curvature.
Недостатком известного устройства является неточность измерений, так как устройство имеет возможность только вертикального перемещения и только вдоль оси трубы.A disadvantage of the known device is the inaccuracy of measurements, since the device can only move vertically and only along the axis of the pipe.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание устройства для измерения отклонения объекта от вертикали, обеспечивающего возможность выявления искривлений и прогибов в любой точке объекта, изготовленного из ферромагнитного или немагнитного материала.The technical task of the invention is the creation of a device for measuring the deviation of the object from the vertical, providing the possibility of detecting distortions and deflections at any point in the object made of ferromagnetic or non-magnetic material.
Решение поставленной задачи позволяет повысить точность измерения искривлений и прогибов, а также упростить конструкцию устройства.The solution of this problem allows to increase the accuracy of measuring curvatures and deflections, as well as to simplify the design of the device.
Поставленная задача решается за счет того, устройство для измерения отклонения от вертикали, содержащее маятник с электромагнитным датчиком, механизм вертикального перемещения датчика, электронный блок измерительной аппаратуры, снабжено механизмом угла поворота, состоящим из обоймы, и механизмом наведения, содержащем горизонтальную балку с ползуном, на оси которого закреплен маятник с датчиком, один конец балки соединен через опору с обоймой, а другой конец с механизмом вертикального перемещения датчика, выполненным в виде стойки, закрепленной на обойме и вертикального ползуна, перемещающегося вдоль стойки, причем устройство оборудовано прибором для контроля горизонтального перемещения маятника с датчиком.The problem is solved due to the fact that the device for measuring deviation from the vertical, containing a pendulum with an electromagnetic sensor, a mechanism for vertical movement of the sensor, an electronic unit of measuring equipment, is equipped with a rotation angle mechanism, consisting of a cage, and a guidance mechanism containing a horizontal beam with a slider, the axis of which a pendulum with a sensor is fixed, one end of the beam is connected through a support with a cage, and the other end with a vertical movement of the sensor, made in the form of a rack, replicated on a clip and a vertical slider moving along the rack, and the device is equipped with a device for monitoring the horizontal movement of the pendulum with a sensor.
Кроме того, прибор для контроля горизонтального перемещения маятника выполнен в виде микрометрического винта и индикатора, а механизм вертикального перемещения снабжен стопорным элементом, закрепленным на вертикальном ползуне. Причем маятник выполнен в виде трубы, а соединение маятника с электромагнитным датчиком выполнено разъемным.In addition, the device for monitoring the horizontal movement of the pendulum is made in the form of a micrometer screw and indicator, and the vertical movement mechanism is equipped with a locking element mounted on a vertical slider. Moreover, the pendulum is made in the form of a pipe, and the connection of the pendulum with an electromagnetic sensor is detachable.
Повышение точности измерения достигается за счет того, что устройство позволяет производить измерения по трем пространственным координатам X, Y, Z, за счет наличия трех механизмов: механизмом угла поворота обоймы, механизма наведения и механизма вертикального перемещения.Improving the measurement accuracy is achieved due to the fact that the device allows measurements to be made in three spatial coordinates X, Y, Z, due to the presence of three mechanisms: the mechanism of the angle of rotation of the cage, the guidance mechanism and the vertical movement mechanism.
Каждый из трех механизмов обеспечивает точное наведение датчика на заданную точку.Each of the three mechanisms provides accurate pointing of the sensor to a given point.
Проводимые измерения дают возможность выявить качественные и количественные искривления всех участков стенки трубы независимо от профиля (круглые, квадратные, шестигранные, восьмигранные и другие).The measurements carried out make it possible to identify qualitative and quantitative curvatures of all sections of the pipe wall, regardless of profile (round, square, hexagonal, octagonal and others).
Суть технического решения поясняется чертежами:The essence of the technical solution is illustrated by the drawings:
на фиг.1 показан продольный разрез устройства, закрепленного на испытуемой трубе;figure 1 shows a longitudinal section of a device mounted on the test pipe;
на фиг.2 показан вид устройства сверху;figure 2 shows a top view of the device;
на фиг.3 показан продольный разрез устройства и изогнутой трубы;figure 3 shows a longitudinal section of the device and the bent pipe;
на фиг.4 показана зависимость напряжения Uвых на выходе электронного блока от изменения зазора между датчиком и стенкой трубы;figure 4 shows the dependence of the voltage U o at the output of the electronic unit from the change in the gap between the sensor and the pipe wall;
на фиг.5 показана зависимость прогиба участка трубы Z=f(φj).figure 5 shows the dependence of the deflection of the pipe section Z = f (φ j ).
Устройство включает механизм угла поворота, состоящий из обоймы 3, имеющей возможность вращения за счет подшипников (на чертеже не показаны) и циферблата 14; механизм наведения, содержащий горизонтальную балку 4 с ползунком 6, на оси 7 которого подвешен маятник 2 с электромагнитным датчиком 1; механизм вертикального перемещения, состоящий из стойки 10 с микрометрической линейки 11 и вертикального ползуна 12.The device includes a rotation angle mechanism, consisting of a cage 3, with the possibility of rotation due to bearings (not shown in the drawing) and dial 14; a guidance mechanism comprising a horizontal beam 4 with a slider 6, on the axis 7 of which a pendulum 2 with an electromagnetic sensor 1 is suspended; vertical movement mechanism, consisting of a rack 10 with a micrometer line 11 and a vertical slider 12.
Маятник 2 с электромагнитным датчиком 1 имеет одну степень свободы, то есть возможность отклонения от вертикали только в одной плоскости. Электромагнитный датчик 1 выполнен в виде П-образного магнитопровода, на котором размещена индуктивная обмотка. Плоскости торцов двух полюсов магнитопровода направлены перпендикулярно к стенке ферромагнитной трубы 15. Электромагнитный датчик 1 соединен с электронным блоком измерительной аппаратуры 16 электрическим кабелем.The pendulum 2 with the electromagnetic sensor 1 has one degree of freedom, that is, the possibility of deviation from the vertical in only one plane. The electromagnetic sensor 1 is made in the form of a U-shaped magnetic circuit, on which an inductive winding is placed. The planes of the ends of the two poles of the magnetic circuit are directed perpendicular to the wall of the ferromagnetic pipe 15. The electromagnetic sensor 1 is connected to the electronic unit of the measuring equipment 16 by an electric cable.
В установившемся спокойном состоянии маятник 2 с датчиком 1 расположен всегда на вертикали, то есть на вертикальной оси трубы 15.In the steady state, the pendulum 2 with the sensor 1 is always located vertically, that is, on the vertical axis of the pipe 15.
Ползун 6 размещен на горизонтальной балке 4 с возможностью перемещения по двум направляющим пазам вдоль горизонтальной балки 4 и снабжен микрометрическим винтом 9 с прибором контроля 8 с индикатором часового типа, измеряющим горизонтальное перемещение датчика 1 в трубе 15. Горизонтальная балка 4 соединена одним концом с опорой 5, закрепленной на обойме 3, другим концом жестко закреплена на вертикальном ползуне 12, перемещающемся направляющим пазам стойки 10.The slider 6 is placed on the horizontal beam 4 with the possibility of moving along two guide grooves along the horizontal beam 4 and is equipped with a micrometer screw 9 with a monitoring device 8 with a dial indicator measuring the horizontal movement of the sensor 1 in the pipe 15. The horizontal beam 4 is connected at one end to the support 5 mounted on a clip 3, the other end is rigidly fixed on a vertical slider 12, moving guide grooves of the rack 10.
Стойка 10 закреплена на обойме 3 диаметрально противоположно опоре 5. Конструкция вертикальной опоры 5 позволяет производить перемещение горизонтальной балки 4 в вертикальной плоскости, например, по продольному пазу и фиксацию с помощью винта-стопора 13.The stand 10 is mounted on a cage 3 diametrically opposite to the support 5. The design of the vertical support 5 allows you to move the horizontal beam 4 in a vertical plane, for example, along a longitudinal groove and fixation with a screw-stopper 13.
Устройство работает в следующем порядке. Обойму 3, имеющую возможностью поворачиваться по окружности, устанавливают на фланец испытуемой трубы 15. При этом внутри трубы 15 размещается маятник 2 с датчиком 1.The device operates in the following order. The clip 3, with the ability to rotate around the circumference, is installed on the flange of the test pipe 15. At the same time, a pendulum 2 with a sensor 1 is placed inside the pipe 15.
На заданный угол λ обойма 3 поворачивается по показаниям циферблата 14. За счет механизма наведения маятник 2 с датчиком 1 устанавливается по вертикальной оси Z, путем горизонтального перемещения ползуна 6 микрометрическим винтом 9. Маятник 2 с датчиком 1 перемещается в горизонтальной плоскости (по горизонтальной координате X) до точки наведения, находящейся на вертикальной оси Z трубы 15. Прибором контроля 8 измеряется горизонтальное перемещение маятника 2 с датчиком 1 на ось Z по внутреннему диаметру трубы 15.At a given angle λ, the cage 3 is rotated according to the readings of the dial 14. Due to the guidance mechanism, the pendulum 2 with the sensor 1 is installed along the vertical Z axis by horizontal movement of the slider 6 with the micrometer screw 9. The pendulum 2 with the sensor 1 is moved in the horizontal plane (along the horizontal coordinate X ) to the pointing point located on the vertical axis Z of the pipe 15. The control device 8 measures the horizontal movement of the pendulum 2 with the sensor 1 on the Z axis along the inner diameter of the pipe 15.
Маятник 2 с датчиком 1 перемещается вертикальным ползуном 12 по направляющим пазам стойки 10. Устанавливается, фиксируется на выбранной вертикальной отметке Zj микрометрической линейки 11 с помощью винта-стопора 13.The pendulum 2 with the sensor 1 is moved by a vertical slider 12 along the guide grooves of the rack 10. It is mounted, fixed on the selected vertical mark Z j of the micrometer line 11 with the help of a stop screw 13.
Перед началом измерения включается электронный блок 16 измерительной аппаратуры и на датчик 1 поступает переменное напряжение питания.Before starting the measurement, the electronic unit 16 of the measuring equipment is turned on and an alternating voltage is supplied to the sensor 1.
Принцип преобразования электрического сигнала, поступающего на электромагнитный датчик 1, основан на изменении индуктивности обмотки электромагнитного датчика 1, вызванным изменением магнитного сопротивления в магнитопроводе при смещении датчика 1.The principle of converting the electrical signal to the electromagnetic sensor 1 is based on a change in the inductance of the winding of the electromagnetic sensor 1, caused by a change in magnetic resistance in the magnetic circuit when the sensor 1 is displaced.
Изменение расстояния (зазора) между торцами полюсов магнитопровода и стенкой трубы 15 приводит к изменению магнитного сопротивления в магнитопроводе, которое увеличивается при уменьшении расстояния.Changing the distance (gap) between the ends of the poles of the magnetic circuit and the wall of the pipe 15 leads to a change in magnetic resistance in the magnetic circuit, which increases with decreasing distance.
Перемещением устройства на трубе 15 можно производить градуировку электронного блока измерительного аппарата 16 (усилителя) с подключенным датчиком 1.By moving the device on the pipe 15, it is possible to calibrate the electronic unit of the measuring apparatus 16 (amplifier) with the connected sensor 1.
Принимаем, что электронный блок измерительного аппарата 16 с датчиком 1 включен в электрическую сеть.We accept that the electronic unit of the measuring apparatus 16 with the sensor 1 is included in the electrical network.
Выбираем цилиндрическую часть испытуемой трубы 15, диаметр которой постоянен Dвн=const по всей окружности трубы и по высоте торцов магнитопровода, то есть труба не имеет искривлений стенок в выбранном объеме.We select the cylindrical part of the test pipe 15, the diameter of which is constant D ext = const along the entire circumference of the pipe and along the height of the ends of the magnetic circuit, that is, the pipe does not have wall curvatures in the selected volume.
Датчик 1 устанавливается в центре диаметра Dвн на вертикальной оси Z трубы 15, при котором зазор принимается равным φ0=0.The sensor 1 is installed in the center of the diameter D ext on the vertical axis Z of the pipe 15, at which the gap is taken equal to φ 0 = 0.
Измерение рабочего горизонтального перемещения датчика в диапазоне φн÷φк мм производится при прямых ходах датчика (к стенке) и при обратных ходах (от стенки).Measurement of the working horizontal movement of the sensor in the range of φ n ÷ φ to mm is carried out with forward strokes of the sensor (to the wall) and with reverse moves (from the wall).
Число ходов датчика не меньше 3-5. Данные измерений зависимости напряжения на выходе усилителя Uвых от перемещения датчика 1 в измеряемом диапазоне записываются в таблицу измерений. По данным таблицы строится график градуировочной характеристики устройства Uвых=f(φj) (фиг.4).The number of strokes of the sensor is not less than 3-5. The measurement data of the dependence of the voltage at the output of the amplifier U o on the movement of the sensor 1 in the measured range are recorded in the measurement table. According to the table, a graph is constructed of the calibration characteristics of the device U o = f (φ j ) (Fig. 4).
Устройство может быть использовано для измерения отклонений от вертикали труб, изготовленных из ферромагнитных материалов, а также для труб, изготовленных из немагнитных материалов, например: циркония, алюминия, дюрали, титана, немагнитных сталей и других сплавов.The device can be used to measure deviations from the vertical of pipes made of ferromagnetic materials, as well as for pipes made of non-magnetic materials, for example: zirconium, aluminum, duralumin, titanium, non-magnetic steels and other alloys.
Для работы устройства на наружной или внутренней поверхности немагнитной трубы закрепляется (например, точечной сваркой или клеящим материалом) ферромагнитная мишень, изготовленная из тонкостенной обечайки или тонкостенной ферромагнитной полосы.To operate the device, a ferromagnetic target made of a thin-walled shell or a thin-walled ferromagnetic strip is fixed (for example, by spot welding or with adhesive material) to the device on the outer or inner surface of the non-magnetic pipe.
Для определения искривлений площади участка стенки трубы, площадь разбивается на ряд последовательных вертикальных полос. Измерения каждой полосы проводятся по указанному выше порядку.To determine the curvature of the area of the pipe wall section, the area is divided into a series of consecutive vertical stripes. Measurements of each band are carried out in the above order.
Семейство полученных зависимостей ΣZi=f(φi) графически должно быть представлено в виде площади искривления измеренного участка трубы.The family of obtained dependences ΣZ i = f (φ i ) should be graphically represented as the curvature area of the measured pipe section.
Предложенное устройство использовано на предприятии для проведения опытных работ по определению зависимости прогиба грани чехла тепловыделяющих сборок (ТВС) от реальной силы, воздействующей на ТВС в активной зоне ядерного реактора. Полученные результаты позволяют выбрать трубы, удовлетворяющие по прочностным и температурным характеристикам, Следовательно, появляется возможность повысить прочность и долговечность труб, используемых, в частности, для тепловыделяющих сборок ядерных реакторов, что оказывает непосредственное влияние на надежность и безопасность работы реактора.The proposed device was used at the enterprise to conduct experimental work to determine the dependence of the deflection of the face of the cover of fuel assemblies (FA) on the real force acting on the FA in the core of a nuclear reactor. The results obtained make it possible to choose pipes that satisfy the strength and temperature characteristics. Therefore, it becomes possible to increase the strength and durability of pipes used, in particular, for fuel assemblies of nuclear reactors, which has a direct impact on the reliability and safety of the reactor.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012105798/28A RU2494344C1 (en) | 2012-02-17 | 2012-02-17 | Device for measurement of deviations from vertical |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012105798/28A RU2494344C1 (en) | 2012-02-17 | 2012-02-17 | Device for measurement of deviations from vertical |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012105798A RU2012105798A (en) | 2013-08-27 |
| RU2494344C1 true RU2494344C1 (en) | 2013-09-27 |
Family
ID=49163403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012105798/28A RU2494344C1 (en) | 2012-02-17 | 2012-02-17 | Device for measurement of deviations from vertical |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2494344C1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU558148A1 (en) * | 1975-11-12 | 1977-05-15 | Томский Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Имени С.М.Кирова, Первое Отделение | Apparatus for determining the deviation from the vertical when measuring the curvature of wells |
| SU705253A1 (en) * | 1978-06-20 | 1979-12-25 | Томский Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им. С.М.Кирова | Device for measuring angular displacements |
| US6008651A (en) * | 1991-03-01 | 1999-12-28 | Digital Control, Inc. | Orientation sensor arrangement and method for use in a system for monitoring the orientation of an underground boring tool |
-
2012
- 2012-02-17 RU RU2012105798/28A patent/RU2494344C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU558148A1 (en) * | 1975-11-12 | 1977-05-15 | Томский Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Имени С.М.Кирова, Первое Отделение | Apparatus for determining the deviation from the vertical when measuring the curvature of wells |
| SU705253A1 (en) * | 1978-06-20 | 1979-12-25 | Томский Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им. С.М.Кирова | Device for measuring angular displacements |
| US6008651A (en) * | 1991-03-01 | 1999-12-28 | Digital Control, Inc. | Orientation sensor arrangement and method for use in a system for monitoring the orientation of an underground boring tool |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012105798A (en) | 2013-08-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6043721B2 (en) | Improved position sensor | |
| DK2475964T3 (en) | POSITION DETECTION DEVICE FOR HIGH TEMPERATURE OPERATION | |
| US20070229064A1 (en) | Motion transducer for motion related to the direction of the axis of an eddy-current displacement sensor | |
| RU2494344C1 (en) | Device for measurement of deviations from vertical | |
| JP2014529066A (en) | Length measuring instrument and method and apparatus for controlling fuel rod size | |
| RU2456541C1 (en) | Linear displacement and vibration sensor | |
| US3225294A (en) | Method and apparatus for measuring the space between surfaces or objects | |
| KR102160053B1 (en) | Mobile inspection device for measuring thickness of containment liner plates | |
| Ramesh et al. | Deployment of inductance-based pulsating sensor toward development of measurement technique for ovality in pipe | |
| US8065810B2 (en) | Apparatus and systems for measuring elongation of objects, methods of measuring, and reactor | |
| Van Nieuwenhove et al. | In-core fuel performance and material characterization in the Halden reactor | |
| RU2543677C1 (en) | Meter of tubular channel bending | |
| GB2035566A (en) | Thickness measuring apparatus | |
| Bera et al. | Study of a modified differential inductance measurement circuit as position transducer of a power cylinder | |
| CN201141760Y (en) | Multi-core inductance sensor for detecting displacement | |
| RU2298178C1 (en) | Vortex converter of displacements | |
| US10060763B2 (en) | Sensor assembly for measuring the relative position of a control rod connected to a lead screw within a nuclear reactor | |
| Arpaia et al. | Sensors applications within the research framework of the PACMAN Project on metrology for particle accelerators at CERN | |
| JP2015078942A (en) | Leakage magnetic flux flaw detector | |
| CN206488756U (en) | A kind of double track displacement measuring device | |
| RU25218U1 (en) | IN-TUBE MULTI-CHANNEL PROFILE | |
| RU2536835C1 (en) | Inductive level gauge | |
| KR102580646B1 (en) | Gap Measurement System of Nuclear Fuel Rod Using Electromagnetic Induction | |
| RU2482471C1 (en) | Method of eddy current control | |
| RU2775396C2 (en) | Device for monitoring stress-strain state of metal strcutures |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner |