一种超声间隙测量方法与装置与流程

文档序号:11098264阅读:1058来源:国知局
一种超声间隙测量方法与装置与制造工艺

本发明涉及无损检测装置和方法,特别是涉及一种采用超声检测方法测量工件间隙的方法与装置。



背景技术:

相邻核燃料组件,即核燃料板与核燃料板之间的间隙,称为水隙,由于核反应堆会产生很多热量,而水隙中流通的冷却液可以带走热量,但如果水隙太小,则不能及时带走热量很容易因温度过高而导致内部元件损坏或事故发生,如果间隙太大,会降低燃料棒的使用可靠性,影响反应堆运行效率,因此,工业上为了确保核反应堆安全、高效的运行,必须对核燃料板之间的间隙进行检测。目前,核燃料板之间的间隙测量通常采用电容法,但电容法只能检测1~2mm的间隙变化范围,对于10mm以上的大间隙变化检测,电容法精度已达不到要求,基于此,有必要研发一种精度更高能满足更多检测要求的检测方法。



技术实现要素:

本发明的目的在于通过一种超声间隙测量方法与装置,来解决以上背景技术部分提到的常规电容法间隙变化检测范围小,性能不稳定,测量精准度不高等问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种超声间隙测量装置,包括超声探头、弹性袋、导声介质,其特征在于:所述超声探头为发射与接收一体的单探头或为发射探头与接收探头分开的双探头;当所述超声探头为单探头时,所述超声探头探测面紧贴固定在弹性袋外表面;当所述超声探头为双探头时,所述超声探头的发射探头与接收探头分别固定在弹性袋的两侧外表面,发射探头与接收探头的探测面相对;所述导声介质密封在弹性袋内;所述弹性袋的材质为导声弹性材料。采用上述装置的一种超声间隙测量方法,其特征在于:当所述超声探头为单探头时,将装置放入被检工件间隙之内,所述超声探头的背面紧贴被检工件间隙内的一面,所述弹性袋被挤压,弹性袋的没有紧贴固定超声探头的一面与被检工件间隙内的另一面紧贴;超声检测仪激励超声探头发射超声波,超声波通过弹性袋和导声介质传导至被检工件间隙的另一面反射超声回波,超声回波通过弹性袋和导声介质被超声探头接收,超声检测仪计算获得超声探头探测面与被检工件间隙的另一面之间的距离值,这个距离加上超声探头的长度,得到被检工件间隙值,所述超声探头的长度是指超声探头探测面到超声探头背面之间的垂直长度;当所述超声探头为发射探头与接收探头分开的双探头时,将装置放入被检工件间隙之内,所述超声探头的发射探头背面紧贴被检工件间隙内的一面,所述超声探头的接收探头背面紧贴被检工件间隙内的另一面,发射探头与接收探头的探测面相对,所述弹性袋被挤压在接收探头和发射探头之间;超声检测仪激励超声探头的发射探头发射超声波,超声波通过弹性袋和导声介质传导至超声探头的接收探头,超声检测仪计算获得超声探头的发射探头探测面和接收探头探测面之间的距离值,这个距离值加上发射探头和接收探头的长度,得到被检工件间隙值,所述发射探头和接收探头的长度是指发射探头和接收探头的探测面到背面之间的垂直长度。

进一步的,一种超声间隙测量装置,其特征在于:装置还包括弹性夹片;所述弹性夹片包括两个弹性片,两个弹性片的一端紧贴固定相连;所述超声探头与弹性袋夹在弹性夹片的两个弹性片之间;当所述超声探头为发射与接收一体的单探头时,所述超声探头的背面固定在弹性夹片的一个弹性片表面,所述弹性袋固定在弹性夹片的另一个弹性片表面;当所述超声探头为发射探头与接收探头分开的双探头时,所述超声探头的发射探头的背面固定在弹性夹片的一个弹性片表面,所述超声探头的接收探头的背面固定在弹性夹片的另一个弹性片表面,所述弹性袋粘接固定在所述超声探头的发射探头和接收探头的探测面之间。采用上述装置的一种超声间隙测量方法,采其特征在于:挤压装置的弹性夹片,将装置放入被检工件的间隙之内,装置的弹性夹片的两个弹性片分别紧贴被检工件的间隙的内侧两个面;当所述超声探头为单探头时,超声检测仪激励超声探头发射超声波,超声波通过弹性袋和导声介质传导至弹性夹片的另一个弹性片反射超声回波,超声回波通过弹性袋和导声介质被超声探头接收,超声检测仪计算获得超声探头探测面与弹性夹片另一个弹性片之间的距离值,这个距离加上超声探头的长度和两个弹性片的厚度值,得到被检工件间隙值,所述超声探头的长度是指超声探头探测面到超声探头背面之间的垂直长度;当所述超声探头为发射探头与接收探头分开的双探头时,超声检测仪激励超声探头的发射探头发射超声波,超声波通过弹性袋和导声介质传导至超声探头的接收探头,超声检测仪计算获得超声探头的发射探头探测面和接收探头探测面之间的距离值,这个距离值加上发射探头和接收探头的长度、两个弹性片的厚度值,得到被检工件间隙值,所述发射探头和接收探头的长度是指发射探头和接收探头的探测面到背面之间的垂直长度。

本发明的有益效果是,设计独特的超声检测装置,采用超声测厚原理,利用超声探头发射超声波使其在导声介质中传播碰到分界面产生反射回波并且接收,以此来测量被检工件的间隙大小,本发明能够实现对大间隙变化进行精准测量,例如核燃料板之间10mm以上的大间隙,解决了常规电容法间隙变化检测范围小,性能不稳定,测量精准度不高等缺点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明第一实施例的一种超声间隙测量装置示意图。

图2为本发明第一实施例的一种超声间隙测量方法示意图。

图3为本发明第二实施例的一种超声间隙测量装置示意图。

图4为本发明第二实施例的一种超声间隙测量方法示意图。

图5为本发明第三实施例的一种超声间隙测量装置示意图。

图6为本发明第三实施例的一种超声间隙测量方法示意图。

图7为本发明第四实施例的一种超声间隙测量装置示意图。

图8为本发明第四实施例的一种超声间隙测量方法示意图。

图中,1.超声探头,2.弹性袋,3.导声介质,4.弹性夹片,5.核燃料板,10.发射探头,11.接收探头。

具体实施方式

第一实施例,如图1、图2所示,一种超声间隙测量装置,包括超声探头1、弹性液体袋2、水3,所述超声探头1为发射与接收一体的单探头;当所述超声探头1为单探头时,所述超声探头1探测面紧贴固定在弹性液体袋2外表面;水3密封在弹性液体袋2内;所述弹性液体袋2的材质为导声弹性材料。采用上述装置的一种超声间隙测量方法,其特征在于:当所述超声探头1为单探头时,将装置放入核燃料板5间隙之内,所述超声探头1的背面紧贴核燃料板5间隙内的一面,所述弹性液体袋2被挤压,弹性液体袋2的没有紧贴固定超声探头1的一面与核燃料板5间隙内的另一面紧贴;超声检测仪激励超声探头1发射超声波,超声波通过弹性液体袋2和水3传导至核燃料板5间隙的另一面反射超声回波,超声回波通过弹性液体袋2和水3被超声探头1接收,超声检测仪计算获得超声探头1探测面与核燃料板5间隙的另一面之间的距离值,这个距离加上超声探头1的长度,得到核燃料板5间隙值,所述超声探头1的长度是指超声探头1探测面到超声探头1背面之间的垂直长度。

第二实施例,如图3、图4所示,一种超声间隙测量装置,包括超声探头1、弹性液体袋2、水3,所述超声探头1为发射探头10与接收探头11分开的双探头;当所述超声探头1为双探头时,所述超声探头1的发射探头10与接收探头11分别固定在弹性液体袋2的两侧外表面,发射探头10与接收探头11的探测面相对;水3密封在弹性液体袋2内;所述弹性液体袋2的材质为导声弹性材料。采用上述装置的一种超声间隙测量方法,其特征在于:当所述超声探头1为发射探头10与接收探头11分开的双探头时,将装置放入核燃料板5间隙之内,所述超声探头1的发射探头10背面紧贴核燃料板5间隙内的一面,所述超声探头1的接收探头11背面紧贴核燃料板5间隙内的另一面,发射探头10与接收探头11的探测面相对,所述弹性液体袋2被挤压在接收探头11和发射探头10之间;超声检测仪激励超声探头1的发射探头10发射超声波,超声波通过弹性液体袋2和水3传导至超声探头1的接收探头11,超声检测仪计算获得超声探头1的发射探头10探测面和接收探头11探测面之间的距离值,这个距离值加上发射探头10和接收探头11的长度,得到核燃料板5间隙值,所述发射探头10和接收探头11的长度是指发射探头10和接收探头11的探测面到背面之间的垂直长度。

第三实施例,如图5、图6所示,进一步的,一种超声间隙测量装置,装置还包括弹性夹片4;所述弹性夹片4包括两个弹性片,两个弹性片的一端紧贴固定相连;所述超声探头1与弹性液体袋2夹在弹性夹片4的两个弹性片之间;当所述超声探头1为发射与接收一体的单探头时,所述超声探头1的背面固定在弹性夹片4的一个弹性片表面,所述弹性液体袋2固定在弹性夹片4的另一个弹性片表面。采用上述装置的一种超声间隙测量方法,采其特征在于:挤压装置的弹性夹片4,将装置放入核燃料板5的间隙之内,装置的弹性夹片4的两个弹性片分别紧贴核燃料板5的间隙的内侧两个面;当所述超声探头1为单探头时,超声检测仪激励超声探头1发射超声波,超声波通过弹性液体袋2和水3传导至弹性夹片4的另一个弹性片反射超声回波,超声回波通过弹性液体袋2和水3被超声探头1接收,超声检测仪计算获得超声探头1探测面与弹性夹片4另一个弹性片之间的距离值,这个距离加上超声探头1的长度和两个弹性片的厚度值,得到核燃料板5间隙值,所述超声探头1的长度是指超声探头1探测面到超声探头1背面之间的垂直长度。

第四实施例,如图7、图8所示,进一步的,一种超声间隙测量装置,装置还包括弹性夹片4;所述弹性夹片4包括两个弹性片,两个弹性片的一端紧贴固定相连;所述超声探头1与弹性液体袋2夹在弹性夹片4的两个弹性片之间;当所述超声探头1为发射探头10与接收探头11分开的双探头时,所述超声探头1的发射探头10的背面固定在弹性夹片4的一个弹性片表面,所述超声探头1的接收探头11的背面固定在弹性夹片4的另一个弹性片表面,所述弹性液体袋2粘接固定在所述超声探头1的发射探头10和接收探头11的探测面之间。采用上述装置的一种超声间隙测量方法,采其特征在于:挤压装置的弹性夹片4,将装置放入核燃料板5的间隙之内,装置的弹性夹片4的两个弹性片分别紧贴核燃料板5的间隙的内侧两个面;当所述超声探头1为发射探头10与接收探头11分开的双探头时,超声检测仪激励超声探头1的发射探头10发射超声波,超声波通过弹性液体袋2和水3传导至超声探头1的接收探头11,超声检测仪计算获得超声探头1的发射探头10探测面和接收探头11探测面之间的距离值,这个距离值加上发射探头10和接收探头11的长度、两个弹性片的厚度值,得到核燃料板5间隙值,所述发射探头10和接收探头11的长度是指发射探头10和接收探头11的探测面到背面之间的垂直长度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域任何技术人员对本发明的技术方案所作的任何修改、等同替换和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

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