【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于核燃料测量，具体涉及一种核燃料芯块真体积测量装置及方法。
技术介绍
1、核燃料芯块的产品质量、燃烧效率、燃烧的安全性与它的密度参数密切相关，芯块密度也是核燃料产品质量控制和放行的一个重要指标，在大批量生产的前提下对核燃料芯块真密度的精确快速测量具有重要的实用价值和现实意义。
2、核燃料芯块密度定义为质量与该质量所占体积的比值。因此在测量真密度时，必须准确测量出核燃料芯块质量所占的体积，不能包含其表面空隙所占据的体积。目前，体积测量主要采用水浸法，即利用阿基米德浮力定理对核燃料芯块密度进行测量。该方法在原理上具有较高精度，在实际实施过程中，受影响因素较多，如温度、水密度、水表面张力以及浸入气泡等，同时操作繁琐测量速度慢，且对人员素质有较高要求。该方法只适合在实验室对少量核燃料芯块进行抽样测量，不适合用于大批量核燃料芯块的快速测量。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种核燃料芯块真体积测量装置及方法，该装置测量腔采用一体式结构，可根据测量数量自由扩装，实现核燃料芯块真体积的批量测量，有效提高体积测量效率及自动化水平，克服了现有核燃料芯块真体积测量方法操作繁琐、自动化程度低，使用产生污染水等问题。
2、实现本专利技术目的的技术方案：
3、一种核燃料芯块真体积测量装置，所述装置包括：进气口、样品腔、压力传感器、扩张腔、排气口，进气口、样品腔、扩张腔、排气口通过金属管路依次连接，压力传感器安装在样品腔上。
4、所述装置还
5、所述装置包括多个独立样品腔，实现多个燃料芯块同时测量。
6、所述样品腔和扩张腔的侧面均设置有进气孔和出气孔，通过进气孔和出气孔连接金属管路。
7、所述进气孔分别设置于样品腔和扩张腔的侧面上部，出气孔分别设置于样品腔和扩张腔的侧面下部。
8、所述样品腔的出气孔与扩张腔的进气孔位于同一水平面。
9、所述装置还包括：立柱、升降支架，立柱位于样品腔外侧，升降支架位于样品腔上方，升降支架移动连接于立柱上，升降支架通过电机提供动力，能够沿立柱进行往复移动。
10、所述装置还包括：密封盖，升降支架与样品腔开口对应的位置固定连接有密封盖，密封盖与样品腔开口相匹配，通过升降支架带动密封盖移动，实现样品腔的开启和关闭。
11、所述密封盖的端面设置有密封槽，密封槽内放置密封元件，加强密封盖与样品腔之间的密封。
12、一种核燃料芯块真体积测量方法，所述方法包括以下步骤：
13、步骤1、芯块放入样品腔中，升降支架在电机的作用下移动到样品腔位置，通过密封盖实现样品腔的密封；
14、步骤2、密封完成之后，打开进气阀、连通阀和排气阀，通入高纯度的测量用气，排出样品腔中的杂质气体；待样品腔杂质气体排除之后，关闭排气阀；
15、步骤3、继续通入气体，一段时间后，关闭进气阀；待压力稳定后，读取压力传感器的读数，记为p2，读数之后关闭连通阀；
16、步骤4、打开进气阀，继续通入气体，一段时间后，关闭进气阀，停止通气；读取压力传感器的读数，记为p1；
17、步骤5、打开连通阀，样品腔与扩张腔两个腔体连通后，读取压力传感器的读数，记为p3；
18、步骤6、根据三次测量的压力值和腔体的体积，计算出被测芯块的真实体积；
19、v芯块＝(p2×v扩-p3×(v样+v扩)+p1×v样)/(p1-p3)，
20、其中，v芯块为被测芯块真实体积；v扩为扩张腔体积；v样为样品腔体积；
21、步骤7、重复上述的步骤，实现芯块体积的批量测量。
22、本专利技术的有益技术效果在于：
23、1、本专利技术提供的一种核燃料芯块真体积测量装置，针对现有核燃料芯块真体积测量方法操作繁琐、自动化程度低的问题，基于气体体积置换法，测量腔采用一体式结构，有效提高体积测量自动化水平。
24、2、本专利技术提供的一种核燃料芯块真体积测量装置，通过设置多个独立样品腔，可实现多个燃料芯块同时测量；并且样品腔的数量，可根据测量数量自由扩装，实现核燃料芯块真体积的批量测量，提高测量效率。
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1.一种核燃料芯块真体积测量装置，其特征在于，所述装置包括：进气口(1)、样品腔(4)、压力传感器(5)、扩张腔(7)、排气口(9)，进气口(1)、样品腔(4)、扩张腔(7)、排气口(9)通过金属管路依次连接，压力传感器(5)安装在样品腔(4)上。
2.根据权利要求1所述的一种核燃料芯块真体积测量装置，其特征在于，所述装置还包括：进气阀(2)、连通阀(6)、排气阀(8)，进气口(1)与样品腔(4)之间的金属管路上安装有进气阀(2)，样品腔(4)与扩张腔(7)之间的金属管路上安装有连通阀(6)，扩张腔(7)与排气口(9)之间的金属管路上安装有排气阀(8)。
3.根据权利要求1所述的一种核燃料芯块真体积测量装置，其特征在于，所述装置包括多个独立样品腔(4)，实现多个燃料芯块同时测量。
4.根据权利要求1所述的一种核燃料芯块真体积测量装置，其特征在于，所述样品腔(4)和扩张腔(7)的侧面均设置有进气孔和出气孔，通过进气孔和出气孔连接金属管路。
5.根据权利要求1所述的一种核燃料芯块真体积测量装置，其特征在于，所述进气孔分别设置于样品腔(4
6.根据权利要求1所述的一种核燃料芯块真体积测量装置，其特征在于，所述样品腔(4)的出气孔与扩张腔(7)的进气孔位于同一水平面。
7.根据权利要求2所述的一种核燃料芯块真体积测量装置，其特征在于，所述装置还包括：立柱(10)、升降支架(11)，立柱(10)位于样品腔(4)外侧，升降支架(11)位于样品腔(4)上方，升降支架(11)移动连接于立柱(10)上，升降支架(11)通过电机提供动力，能够沿立柱(10)进行往复移动。
8.根据权利要求7所述的一种核燃料芯块真体积测量装置，其特征在于，所述装置还包括：密封盖(3)，升降支架(11)与样品腔(4)开口对应的位置固定连接有密封盖(3)，密封盖(3)与样品腔(4)开口相匹配，通过升降支架(11)带动密封盖(3)移动，实现样品腔(4)的开启和关闭。
9.根据权利要求8所述的一种核燃料芯块真体积测量装置，其特征在于，所述密封盖(3)的端面设置有密封槽，密封槽内放置密封元件，加强密封盖(3)与样品腔(4)之间的密封。
10.一种核燃料芯块真体积测量方法，采用根据权利要求8所述的一种核燃料芯块真体积测量装置，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种核燃料芯块真体积测量装置，其特征在于，所述装置包括：进气口(1)、样品腔(4)、压力传感器(5)、扩张腔(7)、排气口(9)，进气口(1)、样品腔(4)、扩张腔(7)、排气口(9)通过金属管路依次连接，压力传感器(5)安装在样品腔(4)上。
2.根据权利要求1所述的一种核燃料芯块真体积测量装置，其特征在于，所述装置还包括：进气阀(2)、连通阀(6)、排气阀(8)，进气口(1)与样品腔(4)之间的金属管路上安装有进气阀(2)，样品腔(4)与扩张腔(7)之间的金属管路上安装有连通阀(6)，扩张腔(7)与排气口(9)之间的金属管路上安装有排气阀(8)。
3.根据权利要求1所述的一种核燃料芯块真体积测量装置，其特征在于，所述装置包括多个独立样品腔(4)，实现多个燃料芯块同时测量。
4.根据权利要求1所述的一种核燃料芯块真体积测量装置，其特征在于，所述样品腔(4)和扩张腔(7)的侧面均设置有进气孔和出气孔，通过进气孔和出气孔连接金属管路。
5.根据权利要求1所述的一种核燃料芯块真体积测量装置，其特征在于，所述进气孔分别设置于样品腔(4)和扩张腔(7)的侧面上部，出气孔分别设置于样品腔(4)和扩张腔(7)的...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄海，杨鹏，冷铁岩，秦志平，
申请(专利权)人：中核建中核燃料元件有限公司，
类型：发明
国别省市：
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