一种用于核燃料棒表面检测的装置及其检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于核燃料棒表面检测的装置及其检测方法，属于自动化设备技术领域。本发明专利技术所提供的用于核燃料棒表面检测的装置包括第二机架、卡盘机构、光谱检测机构、激光线性扫描机构和控制装置，通过设置卡盘机构能够夹持棒料并驱动棒料旋转，且通过设置光谱检测机构和激光线性扫描机构能够同时对棒料表面的微小缺陷和端部焊缝的微小缺陷进行360°检测，相较于现有技术中棒料进行的逐项检测，在极大程度上降低了检测所需的时间。该用于核燃料棒表面检测的装置不仅自动化程度高，集成化高，检测效率高，且能够对棒料表面的微小缺陷和焊缝端部的微小缺陷进行自动检测，有利于提高检测精度，保证棒料的使用安全性。

A Device for Nuclear Fuel Rod Surface Detection and Its Detection Method

The invention discloses a device for surface detection of nuclear fuel rods and a detection method thereof, belonging to the technical field of automation equipment. The device for surface detection of nuclear fuel rods includes a second rack, a chuck mechanism, a spectrum detection mechanism, a laser linear scanning mechanism and a control device. By setting a chuck mechanism, the rod can be clamped and driven to rotate, and by setting a spectrum detection mechanism and a laser linear scanning mechanism, the tiny defects on the rod surface and the tiny welds at the end can be simultaneously detected. The 360 degree inspection of small defects greatly reduces the time required for inspection compared with the bar inspection in the existing technology. The device used for surface detection of nuclear fuel rods not only has high automation, high integration and high detection efficiency, but also can automatically detect small defects on the surface of rods and at the end of welds, which is conducive to improving the detection accuracy and ensuring the safety of rods.

【技术实现步骤摘要】
一种用于核燃料棒表面检测的装置及其检测方法
本专利技术涉及自动化设备
，尤其涉及一种用于核燃料棒表面检测的装置及其检测方法。
技术介绍
核燃料棒是核反应堆的第一道安全屏障，对防止核泄漏起着至关重要的作用。核燃料棒包壳表面及焊缝表面缺陷超标可能引起核燃料棒的破损，直接影响到核电站反应堆的安全运行。目前对燃料棒的表面检查方法通常是人工目视检查，发现缺陷再用显微镜测量伤深，效率低、易漏检。除了采用人工目视检测外，超声和涡流检测技术也用来检测核燃料棒缺陷，但是其通常是检测包壳内部缺陷。X光射线也可用于检测核燃料棒缺陷，其通常是检测焊缝内部气孔、熔深等。这些技术的检测灵敏度无法发现燃料棒表面的微小缺陷，例如涡流最小能发现30um的缺陷，而且受方向影响，而对核燃料棒包壳表面及焊缝表面20um左右的临界缺陷还无法进行自动检测。因此，亟需提出一种能够对核燃料棒包壳表面及焊缝表面微小缺陷进行检测的检测装置。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种用于核燃料棒表面检测的装置，该用于核燃料棒表面检测的装置不仅自动化程度较高、集成度高、检测效率高，且能够实现为核燃料棒微小缺陷的检测。本专利技术的另一个目的在于提供一种检测方法，该检测方法检测效率高，且检测比较全面。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种用于核燃料棒表面检测的装置，包括第二机架，还包括：卡盘机构，所述卡盘机构设置在所述第二机架上，用于夹持棒料并驱动所述棒料旋转；光谱检测机构，所述光谱检测机构设置在所述第二机架上，并位于所述卡盘机构的一侧，用于检测所述棒料端部焊缝表面的缺陷；激光线性扫描机构，所述激光线性扫描机构设置在所述第二机架上，用于检测所述棒料表面的缺陷；控制装置，所述控制装置与所述卡盘机构、所述光谱检测机构和所述激光线性扫描机构通讯连接。作为优选，所述用于核燃料棒表面检测的装置还包括：吹扫机构，所述吹扫机构设置在所述第二机架上，并位于所述棒料的传输路径上，所述吹扫机构包括吹扫风发生器和吹扫管，所述吹扫风发生器的出气口与所述吹扫管的进气口连通，所述吹扫管上设置有吹扫口。作为优选，所述吹扫风发生器为离子风发生器。作为优选，所述卡盘机构包括沿所述棒料的长度方向间隔设置的第一卡盘组件和第二卡盘组件，所述第一卡盘组件和所述第二卡盘组件上设置有允许所述棒料通过的通孔。作为优选，所述第一卡盘组件包括第一卡盘和第一驱动机构，所述第一卡盘设置在所述第二机架上，所述第一卡盘上设置有第一卡接座，所述通孔设置在所述第一卡接座上，所述第一驱动机构与所述第一卡接座传动连接，用于驱动所述第一卡接座转动；所述第二卡盘组件包括第二卡盘和第二驱动机构，所述第二卡盘设置在所述第二机架上，所述第二卡盘上设置有第二卡接座，所述通孔设置在所述第二卡接座上，所述第二驱动机构与所述第二卡接座传动连接，用于驱动所述第二卡接座转动；所述第一卡接座和所述第二卡接座沿所述通孔的周向均设置有夹头。作为优选，所述用于核燃料棒表面检测的装置还包括：导向机构，所述导向机构设置在所述第二机架上，并位于所述第一卡盘组件和所述第二卡盘组件之间，所述导向机构上设置有允许所述棒料穿过的导向孔。作为优选，所述用于核燃料棒表面检测的装置还包括：测字符识别机构，所述测字符识别机构设置在所述第二机架上，用于对所述棒料上的标识进行识别。作为优选，所述测字符识别机构包括测字符机架、光源和检测组件，所述测字符机架设置在所述第二机架上，所述光源和所述检测组件设置在所述测字符机架上，所述检测组件用于获取所述棒料上的标识。作为优选，所述光谱检测机构包括光谱共焦相机和移动模组，所述光谱共焦相机设置在所述移动模组上，所述移动模组能够驱动所述光谱共焦相机滑动。作为优选，所述激光线性扫描机构包括激光相机和图像处理组件，所述激光相机和所述图像处理组件电连接，所述激光相机能够获取所述棒料表面的图像信息并传递给所述图像处理组件。一种上述用于核燃料棒表面检测的装置的检测方法，包括如下步骤：利用卡盘机构夹持棒料并驱动所述棒料旋转；利用光谱检测机构获取焊缝表面的完整3D点云数据，并基于完整3D点云数据中的深度信息确定被测焊缝表面的缺陷；利用激光线性扫描机构获取所述棒料表面的3D点云数据，并基于3D点云数据中的深度信息确定所述棒料表面的缺陷。作为优选，利用测字符识别机构获取棒料的标识。本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种用于核燃料棒表面检测的装置，该用于核燃料棒表面检测的装置包括第二机架、卡盘机构、光谱检测机构、激光线性扫描机构和控制装置，通过设置卡盘机构能够夹持棒料并驱动棒料旋转，且通过设置光谱检测机构和激光线性扫描机构能够同时对棒料表面的微小缺陷和端部焊缝的微小缺陷进行360°检测，相较于现有技术中棒料进行的逐项检测，在极大程度上降低了检测所需的时间。该用于核燃料棒表面检测的装置不仅自动化程度高，集成化高，检测效率高，且能够对棒料表面的微小缺陷和焊缝端部的微小缺陷进行自动检测，有利于提高检测精度，保证棒料的使用安全性。附图说明图1是本专利技术所提供的棒料检测设备的结构示意图；图2是本专利技术所提供的上料装置的结构示意图；图3是本专利技术所提供的上料装置的侧视图；图4是本专利技术所提供的上料装置隐藏第一机架后的结构示意图；图5是本专利技术所提供的第一导轮机构和第二拨料机构的结构示意图；图6是本专利技术所提供的用于核燃料棒表面检测的装置的结构示意图；图7是本专利技术所提供的用于核燃料棒表面检测的装置的侧视图；图8是本专利技术所提供的用于核燃料棒表面检测的装置的俯视图；图9是本专利技术所提供的卡盘机构的结构示意图；图10是本专利技术所提供的激光线性扫描机构的结构示意图；图11是本专利技术所提供的光谱检测机构的结构示意图；图12是本专利技术所提供的测字符识别机构的结构示意图；图13是本专利技术所提供的导向机构的结构示意图；图14是本专利技术所提供的下料装置的结构示意图；图15是本专利技术所提供的下料装置隐藏第三机架后的结构示意图；图16是本专利技术所提供的下料装置的侧视图；图17是本专利技术所提供第三拨料机构、第二导轮机构和第四拨料机构的机构示意图。图中：100、机架；200、上料装置；300、用于核燃料棒表面检测的装置；400、下料装置；1、第一机架；2、第一拨料机构；201、第一底座；202、第一气缸；203、第一拨料板；3、第一导料机构；301、第一导料底座；302、第一导料板；303、第一隔档块；4、第二拨料机构；401、第二底座；402、第二气缸；403、第二拨料板；5、第一夹持机构；6、第一导轮机构；601、第一导轮座；602、第一导轮；7、第一推棒机构；701、第一推棒气缸；702、第一推棒块；8、挡板；9、第二机架；10、吹扫机构；1001、吹扫风发生器；1002、吹扫管；11、卡盘机构；1101、第一卡盘组件；11011、第一卡盘；11012、电机；11013、皮带传动件；11014、第一卡接座；1102、第二卡盘组件；12、测字符识别机构；1201、测字符机架；1202、检测组件；13、光谱检测机构；1301、光谱共焦相机；1302、移动模组；14、激光线性扫描机构；1401、激光相机；15、导向机构；1501、导向座；1502、导向孔；16、第三机架；17、第二夹持机构；1701、第二夹持底座；1702、第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于核燃料棒表面检测的装置，包括第二机架(9)，其特征在于，还包括：卡盘机构(11)，所述卡盘机构(11)设置在所述第二机架(9)上，用于夹持棒料并驱动所述棒料旋转；光谱检测机构(13)，所述光谱检测机构(13)设置在所述第二机架(9)上，并位于所述卡盘机构(11)的一侧，用于检测所述棒料端部焊缝表面的缺陷；激光线性扫描机构(14)，所述激光线性扫描机构(14)设置在所述第二机架(9)上，用于检测所述棒料表面的缺陷；控制装置，所述控制装置与所述卡盘机构(11)、所述光谱检测机构(13)和所述激光线性扫描机构(14)通讯连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于核燃料棒表面检测的装置，包括第二机架(9)，其特征在于，还包括：卡盘机构(11)，所述卡盘机构(11)设置在所述第二机架(9)上，用于夹持棒料并驱动所述棒料旋转；光谱检测机构(13)，所述光谱检测机构(13)设置在所述第二机架(9)上，并位于所述卡盘机构(11)的一侧，用于检测所述棒料端部焊缝表面的缺陷；激光线性扫描机构(14)，所述激光线性扫描机构(14)设置在所述第二机架(9)上，用于检测所述棒料表面的缺陷；控制装置，所述控制装置与所述卡盘机构(11)、所述光谱检测机构(13)和所述激光线性扫描机构(14)通讯连接。2.根据权利要求1所述的用于核燃料棒表面检测的装置，其特征在于，所述用于核燃料棒表面检测的装置(300)还包括：吹扫机构(10)，所述吹扫机构(10)设置在所述第二机架(9)上，并位于所述棒料的传输路径上，所述吹扫机构(10)包括吹扫风发生器(1001)和吹扫管(1002)，所述吹扫风发生器(1001)的出气口与所述吹扫管(1002)的进气口连通，所述吹扫管(1002)上设置有吹扫口。3.根据权利要求2所述的用于核燃料棒表面检测的装置，其特征在于，所述吹扫风发生器(1001)为离子风发生器。4.根据权利要求1所述的用于核燃料棒表面检测的装置，其特征在于，所述卡盘机构(11)包括沿所述棒料的长度方向间隔设置的第一卡盘组件(1101)和第二卡盘组件(1102)，所述第一卡盘组件(1101)和所述第二卡盘组件(1102)上设置有允许所述棒料通过的通孔。5.根据权利要求4所述的用于核燃料棒表面检测的装置，其特征在于，所述第一卡盘组件(1101)包括第一卡盘(11011)和第一驱动机构，所述第一卡盘(11011)设置在所述第二机架(9)上，所述第一卡盘(11011)上设置有第一卡接座(11014)，所述通孔设置在所述第一卡接座(11014)上，所述第一驱动机构与所述第一卡接座(11014)传动连接，用于驱动所述第一卡接座(11014)转动；所述第二卡盘组件(1102)包括第二卡盘和第二驱动机构，所述第二卡盘设置在所述第二机架(9)上，所述第二卡盘上设置有第二卡接座，所述通孔设置在所述第二卡接座上，所述第二驱动机构与所述第二卡接座传动连接，用于驱动所述第二卡接座转动；所述第一卡接座(11014...

【专利技术属性】
技术研发人员：张多军，肖鸣波，谢强，冯卫兵，马海涛，叶齐，刘新凯，龙鑫云，陈浩，戚翔尔，朱江兵，牛广升，金鳞，徐小武，
申请(专利权)人：中核建中核燃料元件有限公司，博众精工科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51