一种核燃料棒焊缝X射线检测系统的制作方法

本发明涉及核燃料元件无损检测，特别是涉及一种核燃料棒焊缝x射线检测系统。

背景技术：

1、x射线的波长短且能量大，可以穿透物体直接观察内部缺陷，在无损检测领域受到高度赞誉。目前未发现针对核燃料棒焊缝的x射线检测系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种核燃料棒焊缝x射线检测系统，实现对核燃料棒焊缝的x射线检测。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种核燃料棒焊缝x射线检测系统，包括：

4、控制系统，用于设置扫描参数，根据设置的扫描参数生成控制信号向扫描装置发送，接收扫描装置发送的x射线扫描信号并转换为x射线扫描图像；

5、扫描装置，用于接收控制系统发送的控制信号，根据所述控制信号对核燃料棒焊缝进行x射线扫描，获取核燃料棒焊缝的x射线扫描信号向控制系统发送。

6、进一步地，所述扫描装置包括底座、沿底座横向移动装置、滑台、转台、沿核燃料棒径向移动装置、x射线源、支撑框、面阵探测器和支架；所述底座上安装沿底座横向移动装置，所述沿底座横向移动装置上安装滑台，所述沿底座横向移动装置带动滑台沿底座横向移动；所述滑台上安装转台，所述转台上安装沿核燃料棒径向移动装置，所述转台带动沿核燃料棒径向移动装置旋转；所述沿核燃料棒径向移动装置上安装支撑框，所述沿核燃料棒径向移动装置带动支撑框沿转台径向移动；在支撑框两侧以固定距离分别安装x射线源和面阵探测器，所述核燃料棒放置在支架上，所述核燃料棒焊缝在x射线源和探测器之间的x射线扫描区域。

7、进一步地，所述扫描参数包括x射线源发射x射线的类型，面阵探测器采集x射线信号的方式，x射线源和面阵探测器的平移位置，以及x射线源和面阵探测器的旋转位置；所述x射线源发射x射线的类型为锥形x射线束，所述面阵探测器采集x射线信号的方式包括长时间曝光和多帧叠加，所述x射线源和面阵探测器的平移位置包括沿核燃料棒轴向平移和沿核燃料棒径向平移，所述x射线源和面阵探测器的旋转位置包括沿核燃料棒旋转；所述扫描装置对核燃料棒焊缝进行的x射线扫描包括x射线dr扫描和x射线ct扫描。

8、进一步地，扫描装置对核燃料棒焊缝进行x射线dr扫描，包括如下步骤：

9、步骤1、x射线源和面阵探测器平移和旋转，使x射线源对准核燃料棒焊缝指定位置，在此过程中，通过面阵探测器的实时成像模式进行图像观察；

10、步骤2、x射线源发射锥形x射线束穿透核燃料棒焊缝，面阵探测器通过长时间曝光或多帧叠加的方式采集穿过核燃料棒焊缝的x射线dr扫描信号并发送控制系统；

11、控制系统接收面阵探测器发送的x射线dr扫描信号并转换为x射线dr扫描图像；

12、通过x射线源和面阵探测器旋转，实现核燃料棒焊缝不同角度的x射线dr扫描。

13、进一步地，扫描装置对核燃料棒焊缝进行x射线ct扫描，包括如下步骤：

14、步骤1、通过dr实时成像方式，将x射线源和面阵探测器平移到指定位置，使x射线源对准核燃料棒焊缝，并通过改变x射线源到核燃料棒焊缝的距离来调整dr成像的放大比；

15、步骤2、x射线源发射锥形x射线束穿透核燃料棒焊缝，同时x射线源和面阵探测器围绕核燃料棒旋转，面阵探测器采集不同旋转角度的x射线ct扫描信号并发送控制系统；

16、控制系统接收面阵探测器发送的不同旋转角度的x射线ct扫描信号并进行ct图像重建，得到核燃料棒焊缝指定位置对应的ct断层图像。

17、进一步地，所述沿底座横向移动装置和沿核燃料棒径向移动装置均由导轨和滚珠丝杠组成。

18、进一步地，所述沿底座横向移动装置、转台和沿核燃料棒径向移动装置均具备减速、限位和防撞功能；所述沿底座横向移动装置、转台和沿核燃料棒径向移动装置分别通过相应的伺服电机驱动，通过控制沿底座横向移动装置、转台和沿核燃料棒径向移动装置的伺服电机，实现x射线源和面阵探测器的运动自由度；所述x射线源和面阵探测器的运动自由度包括：x射线源和面阵探测器围绕核燃料棒做旋转运动，实现核燃料棒焊缝不同角度的x射线扫描；x射线源和面阵探测器沿核燃料棒轴向方向做平移运动，实现核燃料棒焊缝轴线方向不同位置的x射线扫描；x射线源和面阵探测器沿核燃料棒径向方向做平移运动，实现核燃料棒焊缝径向方向不同位置的x射线扫描。

19、进一步地，所述支架由三角支架和三角支架上水平固定连接的长条形半圆管组成，通过人工将核燃料棒放置在三角支架上的长条形半圆管内并将核燃料棒焊缝沿着转台轴线方向送入x射线扫描区域。

20、本发明的有益技术效果：

21、本发明的核燃料棒焊缝x射线检测系统，实现核燃料棒焊缝x射线检测。

技术特征：

1.一种核燃料棒焊缝x射线检测系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的核燃料棒焊缝x射线检测系统，其特征在于，所述扫描装置包括底座(1)、沿底座横向移动装置(2)、滑台(3)、转台(4)、沿核燃料棒径向移动装置(5)、x射线源(6)、支撑框(7)、面阵探测器(8)和支架(10)；所述底座(1)上安装沿底座横向移动装置(2)，所述沿底座横向移动装置(2)上安装滑台(3)，所述沿底座横向移动装置(2)带动滑台(3)沿底座(1)横向移动；所述滑台(3)上安装转台(4)，所述转台(4)上安装沿核燃料棒径向移动装置(5)，所述转台(4)带动沿核燃料棒径向移动装置(5)旋转；所述沿核燃料棒径向移动装置(5)上安装支撑框(7)，所述沿核燃料棒径向移动装置(5)带动支撑框(7)沿转台(4)径向移动；在支撑框(7)两侧以固定距离分别安装x射线源(6)和面阵探测器(8)，所述核燃料棒(9)放置在支架(10)上，所述核燃料棒焊缝在x射线源(6)和探测器8之间的x射线扫描区域。

3.根据权利要求2所述的核燃料棒焊缝x射线检测系统，其特征在于，所述扫描参数包括x射线源(6)发射x射线的类型，面阵探测器(8)采集x射线信号的方式，x射线源(6)和面阵探测器(8)的平移位置，以及x射线源(6)和面阵探测器(8)的旋转位置；所述x射线源(6)发射x射线的类型为锥形x射线束，所述面阵探测器(8)采集x射线信号的方式包括长时间曝光和多帧叠加，所述x射线源(6)和面阵探测器(8)的平移位置包括沿核燃料棒轴向平移和沿核燃料棒径向平移，所述x射线源(6)和面阵探测器(8)的旋转位置包括沿核燃料棒旋转；所述扫描装置对核燃料棒焊缝进行的x射线扫描包括x射线dr扫描和x射线ct扫描。

4.根据权利要求3所述的核燃料棒焊缝x射线检测系统，其特征在于，扫描装置对核燃料棒焊缝进行x射线dr扫描，包括如下步骤：

5.根据权利要求3所述的核燃料棒焊缝x射线检测系统，其特征在于，扫描装置对核燃料棒焊缝进行x射线ct扫描，包括如下步骤：

6.根据权利要求2所述的核燃料棒焊缝x射线检测系统，其特征在于，所述沿底座横向移动装置(2)和沿核燃料棒径向移动装置(5)均由导轨和滚珠丝杠组成。

7.根据权利要求2所述的核燃料棒焊缝x射线检测系统，其特征在于，所述沿底座横向移动装置(2)、转台(4)和沿核燃料棒径向移动装置(5)均具备减速、限位和防撞功能；所述沿底座横向移动装置(2)、转台(4)和沿核燃料棒径向移动装置(5)分别通过相应的伺服电机驱动，通过控制沿底座横向移动装置(2)、转台(4)和沿核燃料棒径向移动装置(5)的伺服电机，实现x射线源(6)和面阵探测器(8)的运动自由度；所述x射线源(6)和面阵探测器(8)的运动自由度包括：x射线源(6)和面阵探测器(8)围绕核燃料棒做旋转运动，实现核燃料棒焊缝不同角度的x射线扫描；x射线源(6)和面阵探测器(8)沿核燃料棒轴向方向做平移运动，实现核燃料棒焊缝轴线方向不同位置的x射线扫描；x射线源(6)和面阵探测器(8)沿核燃料棒径向方向做平移运动，实现核燃料棒焊缝径向方向不同位置的x射线扫描。

8.根据权利要求2所述的核燃料棒焊缝x射线检测系统，其特征在于，所述支架(10)由三角支架和三角支架上水平固定连接的长条形半圆管组成，通过人工将核燃料棒(9)放置在三角支架上的长条形半圆管内并将核燃料棒焊缝沿着转台(4)轴线方向送入x射线扫描区域。

技术总结
本发明具体涉及一种核燃料棒焊缝X射线检测系统，包括：控制系统，用于设置扫描参数，根据设置的扫描参数生成控制信号向扫描装置发送，接收扫描装置发送的X射线扫描信号并转换为X射线扫描图像；扫描装置，用于接收控制系统发送的控制信号，根据所述控制信号对核燃料棒焊缝进行X射线扫描，获取核燃料棒焊缝的X射线扫描信号向控制系统发送。本发明的核燃料棒焊缝X射线检测系统，实现对核燃料棒焊缝的X射线检测。

技术研发人员：张小刚,汤慧,曹微,朱永利,俞东宝,赵瑞瑞,吕万修,江龙,宁志勇
受保护的技术使用者：中核北方核燃料元件有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17