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用于自动检测、定位和表征缺陷的核燃料棒表面检查系统和程序技术方案

技术编号:40088648 阅读:3 留言:0更新日期:2024-01-23 15:51
用于检查核燃料棒(2)的表面(7)以自动检测、定位和表征缺陷的系统和程序包括多个点云的采集系统(1)和用于核燃料棒(2)的平移装置;其中,所述系统还包括处理装置,所述处理装置能够将所述点云变换成高度图;对高度图的分段进行局部阈值处理,并获得所述高度图中的间断;对不同几何形状的间断进行分类,以获得面积、长度、宽度、位置和取向;将所述缺陷投影到y轴上以获得所述缺陷的深度;以及计算等效函数及其二阶导数,以获得所述缺陷的所述深度为最大时的点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本申请涉及用于核反应堆的核裂变燃料的制造领域,具体地,涉及一种锆合金制新鲜燃料棒(无辐照)或管的检验设备领域。


技术介绍

1、在核反应堆中,使用包括多个核燃料棒的燃料元件,这些核燃料棒以矩阵的方式排列成行和列。核燃料棒由包括大于95%锆的金属合金制成,其特征在于它们具有非常镜面的外观。核燃料棒包括燃料芯块,在这种情况下铀(u)(呈氧化铀(uo2)形式)通常在235u中富集高达4.9%。

2、为了避免操作反应堆中可能出现的故障、核电站回路中放射性材料(铀和其它裂变产物)的泄漏以及由此导致的生产率的损失和增加的放射性风险,燃料棒的制造对在燃料棒的表面上的凹口、裂纹和孔隙的各方面提出了质量要求。最受限的情况发生在用于pwr反应堆的某些燃料棒中,其中缺陷的最大允许深度是25μm并且表面积是2mm2。

3、在制造过程中,验证是否满足这些质量要求的传统方法是由合格的检验员对整个棒表面进行目视检查。该检查员虽然借助视觉模式,但仍主观地检查棒的表面,并根据发现的缺陷来选择它们的好坏。当然,手动检查缺乏表征深度缺陷和面积缺陷所需的精度。

4、另一种方法是使用涡流设备来识别棒是否有缺陷以及缺陷在棒上的位置(无需表征缺陷)。目前,利用这些系统,缺陷检测精度约为50μm,但无法在沿着缺陷的深度、面积和取向方面表征缺陷。

5、核燃料制造业对表征燃料棒表面缺陷的技术表现出广泛的兴趣。然而,迄今为止所做的尝试尚未产生预期结果,并且没有证据表明任何系统除了可靠且自动地检查整个棒表面之外,还能够以足够的精度提供所发现缺陷的信息和深入表征。


技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种系统和程序,系统和程序除了表征核燃料棒的表面缺陷外,还能自动检测和定位核燃料棒的表面缺陷。为此,该系统提出了平移燃料棒的方法和用于采集燃料棒表面的点云的多个系统,其中,每个采集系统由激光器、照相机和点采集卡组成。本申请还包括处理装置,处理装置能够将点云转换为高度图,对高度图的分段进行局部阈值处理,并获得所述高度图中的间断;对不同几何形状的间断进行分类,以获得面积、长度、宽度、位置和取向;将所述缺陷投影到y轴上以获得所述缺陷的深度;以及计算等效函数及其二阶导数,以获得所述缺陷的所述深度为最大时的点。处理器还可以选择消除空隙、噪音和/或边缘、由振动或反射造成的不连续。

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【技术保护点】

1.一种系统,用于检查核燃料棒的表面以自动检测、定位和表征缺陷,所述系统包括:

2.根据权利要求1所述的系统,其中,在变换到高度图之后,所述处理器消除空隙、噪声和/或边缘。

3.根据权利要求1或2所述的系统,其中,所述处理器消除由于振动引起的间断。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统,其中,所述处理器计算Z的平均值是否高于所述核燃料棒的表面具有的平均值,从而识别和消除反射。

5.一种程序,用于检查核燃料棒的表面以自动检测、定位和表征缺陷,所述程序包括:

6.根据权利要求5所述的方法,所述方法还包括:消除空隙、噪声和/或边缘。

7.根据权利要求5或6所述的方法,所述方法还包括:消除由于振动引起的间断。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法,所述方法还包括:计算Z的平均值是否高于所述核燃料棒的表面具有的平均值,以识别和消除反射。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种系统,用于检查核燃料棒的表面以自动检测、定位和表征缺陷,所述系统包括:

2.根据权利要求1所述的系统,其中,在变换到高度图之后,所述处理器消除空隙、噪声和/或边缘。

3.根据权利要求1或2所述的系统,其中,所述处理器消除由于振动引起的间断。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统,其中,所述处理器计算z的平均值是否高于所述核燃料棒的表面具有的平均值,从而识别和消除反...

【专利技术属性】
技术研发人员:赫苏斯·卡斯塔诺·马科斯
申请(专利权)人:埃努萨先进工业股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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