现场对密集管束直径及氧化膜厚度进行测量的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种现场对密集管束直径及氧化膜厚度进行测量的装置和方法，包括安装在测量台架上的若干个棒径测量单元和若干个氧化膜厚度测量单元，棒径测量单元均设置在同一水平面内，氧化膜厚度测量单元均设置在同一水平面内，每个棒径测量单元内部和每个氧化膜厚度测量单元内部均设置有供样管穿过的通道，且每个棒径测量单元的通道对应与其中一个氧化膜厚度测量单元的通道同轴。本发明专利技术通过将密集管束进行分类，能够在现场直接对密集管束直径及氧化膜厚度进行全行程任意位置的精确测量；在测量过程无人体直接接触，其通过传感器对直径及氧化膜厚度的微小变化进行测量，检测更加安全、高效、可靠；在某一测量单元发生故障时，仍然能完成测量工作。

Device and method for measuring diameter and oxide film thickness of dense bundle tube on site

The invention discloses a device and a method for measuring the diameter and thickness of the oxide film of dense bundles of a scene, which comprises a plurality of rods installed on the measuring bench diameter measurement unit and a plurality of film thickness measuring unit, rod diameter measurement unit are arranged in the same horizontal plane, film thickness measuring unit are arranged in the same a horizontal plane, each unit to measure the internal diameter of the rod and each internal film thickness measuring unit are arranged for the sample tube through the channel, and each channel corresponds to the diameter of the rod measuring unit and a film thickness measuring unit of coaxial channel. The dense bundle classification, accurate measurement in the field can be directly stroke any position on the film thickness and diameter of dense bundles; in the measurement process without direct contact with the human body, through the sensor to the small changes of the diameter and the thickness of the oxide film was measured to detect more safe, efficient and reliable; in a measurement unit when a fault occurs, can still complete the measurement work.

【技术实现步骤摘要】
现场对密集管束直径及氧化膜厚度进行测量的装置和方法
本专利技术属于核工业检测
，具体涉及一种现场对密集管束直径及氧化膜厚度进行测量的装置和方法。
技术介绍
在某燃料棒材料研制过程中，将不同型号的锆合金材料制备成类似于可燃毒物的样管束插入燃料组件中进行辐照考验，经过若干个考验循环后，需要测量出样管束辐照后尺寸的微小变化，比如直径以及氧化膜厚度的微小变化。样管束由16根3m细长的考验样管和若干根短棒组成，且仅上端相对位置固定，布置较为密集，且下端自由，在水中像风铃一样，水下对其进行全行程任意位置尺寸测量，难度巨大。目前，尚未有成熟的检测装置能在乏燃料水池进行样管束的直径以及氧化膜厚度测量。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有现场对于密集管束直径及氧化膜厚度测量时难以进行全行程任意位置尺寸测量，测量的误差大，其目的在于提供一种现场对密集管束直径及氧化膜厚度进行测量的装置和方法，该装置和方法能够在现场对密集管束直径及氧化膜厚度进行全行程任意位置的精确测量，而且测量高效、安全、可靠。本专利技术通过下述技术方案实现：现场对密集管束直径及氧化膜厚度进行测量的装置，包括安装在测量台架上的若干个棒径测量单元和若干个氧化膜厚度测量单元，所述棒径测量单元均设置在同一水平面内，氧化膜厚度测量单元均设置在同一水平面内，每个棒径测量单元内部和每个氧化膜厚度测量单元内部均设置有供样管穿过的通道，且每个棒径测量单元的通道对应与其中一个氧化膜厚度测量单元的通道同轴。在核电厂中，样管束经过循环使用后，其直径以及氧化膜的厚度会产生变化，需要将这些变化测量出来，如果将其完全拆卸下来，送到实验室中单独对每根样管进行测量，借助先进的测量仪器和手段，能够实现全行程任意位置的精确测量，但是整个过程繁琐，而且要对样管进行拆装，造成等待时间长，而且拆装过程甚至会造成样管所处的环境变化而使得测量结果受到影响，同时样管本身又具有高放射性，对人体危害性大，需要专门的运输，非常麻烦。因此最好能够在现场直接对样管进行测量，而现场的样管束由16根3m细长的考验样管和若干根短棒组成，且仅上端相对位置固定，布置较为密集，相邻样管之间的距离小，测量仪器无法进入到其中，而且样管的下端自由，在水中像风铃一样随着水流摆动，测量仪器插入后容易产生碰撞，同时晃动的样管也造成测量设备无法进行准确测量，现有的测量结构和方法无法在水下对其进行全行程任意位置尺寸测量，测量的难度大，误差大。本方案则能够解决上述问题，其通过设计独特的结构，在现场根据密集样管束的排列位置，形成对应的布置关系，能够将单一区域的样管一次性容纳并固定，再利用安装在测量台架上的棒径测量单元和氧化膜厚度测量单元，实现对该区域的样管束的直径及氧化膜厚度进行全行程任意位置的精确测量，由于是将样管束进行了固定而且批量测量，使得测量的效率更高，同时也不需将样管拆卸，而且样管之间进行了固定，其不会产生晃动，同时无人为接触，测量过程更加安全，测量得到的数据更加可靠。测量台架是用于对整个测量装置的固定结构，测量台架包括定位管、主支撑板、棒径测量单元定位板、氧化膜测量单元定位板和抓具定位板，定位管的顶端与主支撑板固定，从下至上棒径测量单元定位板、氧化膜测量单元定位板和抓具定位板依次设置在主支撑板上方且彼此固定，棒径测量单元均设置在棒径测量单元定位板和氧化膜测量单元定位板之间并与棒径测量单元固定，氧化膜厚度测量单元均设置在氧化膜测量单元定位板和抓具定位板之间并与氧化膜测量单元定位板固定。使得在整个测量过程中保持稳定，不会由于水流或者设备移动时产生的摩擦力或者其它接触力而导致测量单元出现移动，影响测量结果。主支撑板工作时放置在乏燃料格架上端，承载测量装置的重量。棒径测量单元均包括安装座，安装座固定在棒径测量单元上，安装座中设置有导向杆一，导向杆一上套有移动块一和移动块二，且移动块一和移动块二均能够在导向杆一上沿着导向杆一的轴线方向移动，导向杆一上还套有弹簧一，弹簧一设置在移动块一或移动块二和安装座内壁之间，且弹簧一能够在导向杆一上沿着导向杆一的轴线方向伸缩，移动块一和移动块二之间设置有棒径测量座，棒径测量座穿过安装座并与安装座固定，导向杆一的数量优选为两根且相互平行，棒径测量座设置在导向杆一之间，棒径测量座朝向移动块一和移动块二的外壁内凹形成缺口，且缺口与棒径测量座的内腔连通，缺口中均设置有接触棒，接触棒分别与对应的移动块一或移动块二固定，移动块一或移动块二上安装有位移传感器。棒径测量单元用于测量单一点的棒径，棒径测量座对移动块一和移动块二有位置限制作用，防止移动块一和移动块二靠得太近造成燃料棒无法插入。在工作时，燃料棒插入对应的棒径测量单元，使接触棒撑开，进一步使移动块一和移动块二移动，并带动微小位移传感器的移动，从而对棒径进行测量。位移传感器是现有结构，用于对微小位移进行显示，其精确度高，能够在市面上购买到。氧化膜厚度测量单元为接触式结构，设有水平方向移动的自适应二维移动平台，氧化膜厚度测量单元均包括底部氧化膜厚度测量座，底部氧化膜厚度测量座与氧化膜测量单元定位板固定，底部氧化膜厚度测量座中设置有导向杆二，导向杆二上套有弹簧二和上部氧化膜厚度测量座，弹簧二设置在上部氧化膜厚度测量座和底部氧化膜厚度测量座内壁之间，且上部氧化膜厚度测量座能够在导向杆二上沿着导向杆二的轴线移动，弹簧二能够在导向杆二上沿着导向杆二的轴线伸缩，这样构成X向自适应移动平台；上部氧化膜厚度测量座中设置有导向杆三，导向杆三上同时套有弹簧三、移动块三和移动块四，弹簧三设置在移动块三或移动块四与上部氧化膜厚度测量座内壁之间，且移动块三和移动块四均能够在导向杆三上沿着导向杆三的轴线方向移动，弹簧三能够在导向杆三上沿着导向杆三的轴线方向伸缩，且导向杆三的轴线和导向杆二的轴线垂直，这样构成Y向自适应平台，移动块三和移动块四之间设置有氧化膜厚度测量座，且氧化膜厚度测量座穿过上部氧化膜厚度测量座并与上部氧化膜厚度测量座固定，导向杆三的数量优选为两根且相互平行，氧化膜厚度测量座设置在导向杆三之间，氧化膜厚度测量座朝向移动块三和移动块四的壁面均内凹形成安装槽，且安装槽均与氧化膜厚度测量座的内腔连通，移动块三上安装有氧化膜厚度测量传感器，氧化膜厚度测量传感器的一端插入到朝向移动块三的安装槽中，移动块四上安装有导向轮，且导向轮能够沿着轴线转动，导向轮的轮面设置在朝向移动块四的安装槽中。由于现场测量时样管无法转动，工作时，燃料棒插入氧化膜厚度测量单元，在导向轮的作用下，通过自适应二维移动平台的调整，燃料棒处在氧化膜厚度测量传感器的正中，实现在单一点的厚度测量。氧化膜厚度测量传感器是微小位移传感器，用于对微小位移状态进行显示，其精确度高，能够在市面上购买到。为了实现将主支撑板、棒径测量单元定位板、氧化膜测量单元定位板和抓具定位板进行固定，在主支撑板上设置有若干根定位销，由于主支撑板、棒径测量单元定位板、氧化膜测量单元定位板和抓具定位板外形呈四边形，所以定位销优选为四根，其对应设置在四个角处，且每根定位销均同时穿过主支撑板、棒径测量单元定位板、氧化膜测量单元定位板和抓具定位板。抓具定位板上设置四个定位孔，定位孔分别设置在抓具定位板的四个角处，定位孔是用于抓具的定位。为了对测量本文档来自技高网...

【技术保护点】
现场对密集管束直径及氧化膜厚度进行测量的装置，其特征在于，包括安装在测量台架上的若干个棒径测量单元和若干个氧化膜厚度测量单元，所述棒径测量单元均设置在同一水平面内，氧化膜厚度测量单元均设置在同一水平面内，每个棒径测量单元内部和每个氧化膜厚度测量单元内部均设置有供样管穿过的通道，且每个棒径测量单元的通道对应与其中一个氧化膜厚度测量单元的通道同轴。

【技术特征摘要】
1.现场对密集管束直径及氧化膜厚度进行测量的装置，其特征在于，包括安装在测量台架上的若干个棒径测量单元和若干个氧化膜厚度测量单元，所述棒径测量单元均设置在同一水平面内，氧化膜厚度测量单元均设置在同一水平面内，每个棒径测量单元内部和每个氧化膜厚度测量单元内部均设置有供样管穿过的通道，且每个棒径测量单元的通道对应与其中一个氧化膜厚度测量单元的通道同轴。2.根据权利要求1所述的现场对密集管束直径及氧化膜厚度进行测量的装置，其特征在于，所述测量台架包括定位管(6)、主支撑板(5)、棒径测量单元定位板(8)、氧化膜测量单元定位板(3)和抓具定位板(9)，定位管(6)的顶端与主支撑板(5)固定，从下至上棒径测量单元定位板(8)、氧化膜测量单元定位板(3)和抓具定位板(9)依次设置在主支撑板(5)上方且彼此固定，棒径测量单元均设置在棒径测量单元定位板(8)和氧化膜测量单元定位板(3)之间并与棒径测量单元固定，氧化膜厚度测量单元均设置在氧化膜测量单元定位板(3)和抓具定位板(9)之间并与氧化膜测量单元定位板(3)固定。3.根据权利要求2所述的现场对密集管束直径及氧化膜厚度进行测量的装置，其特征在于，所述棒径测量单元均包括安装座(25)，安装座(25)固定在棒径测量单元(8)上，安装座(25)中设置有导向杆一(24)，导向杆一(24)上套有移动块一(26)和移动块二(27)，且移动块一(26)和移动块二(27)均能够在导向杆一(24)上沿着导向杆一(24)的轴线方向移动，导向杆一(24)上还套有弹簧一(12)，弹簧一(12)设置在移动块一(26)或移动块二(27)和安装座(25)内壁之间，且弹簧一(12)能够在导向杆一(24)上沿着导向杆一(24)的轴线方向伸缩，移动块一(26)和移动块二(27)之间设置有棒径测量座(14)，棒径测量座(14)穿过安装座(25)并与安装座(25)固定，棒径测量座(14)朝向移动块一(26)和移动块二(27)的外壁内凹形成缺口，且缺口与棒径测量座(14)的内腔连通，缺口中均设置有接触棒(13)，接触棒(13)分别与对应的移动块一(26)或移动块二(27)固定，移动块一(26)或移动块二(27)上安装有位移传感器(11)。4.根据权利要求3所述的现场对密集管束直径及氧化膜厚度进行测量的装置，其特征在于，所述导向杆一(24)的数量为两根且相互平行，棒径测量座(14)设置在导向杆一(24)之间。5.根据权利要求2所述的现场对密集管束直径及氧化膜厚度进行测量的装置，其特征在于，所述氧化膜厚度测量单元均包括底部氧化膜厚度测量座(21)，底部氧化膜厚度测量座(21)与氧化膜测量单元定位板(3)固定，底部氧化膜厚度测量座(21)中设置有导向杆二，导向杆二上套有弹簧二和上部氧化膜厚度测量座(19)，弹簧二设置在上部氧化膜厚度测量座(19)和底部氧化膜厚度测量座(21)内壁之间，且上部氧化膜厚度测量座(19)能够在导向杆二上沿着导向杆二的轴线移动，弹簧二能够在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王万金，李成业，江林志，任亮，吴瑞，伍晓勇，李子彦，王立德，邹德光，罗文广，偶建磊，吴伟，郑海川，段志强，孙志军，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：四川,51