一种芯块密度测量装置的制作方法

本技术属于核燃料芯块测量领域，尤其涉及一种芯块密度测量装置。

背景技术：

1、燃料芯块，为构成燃料元件而堆叠在包壳内的燃料小块，通常为圆柱形。燃料芯块是燃料元件的核心部分。目前在核燃料领域中，氧化铀、氧化钍、氧化钚及其混合物和其他氧化物的应用较为广泛。

2、燃料芯块大多采用传统的粉末冶金工艺制造，即将氧化物粉末冷压成生坯，然后高温烧结成圆柱形并具有一定尺寸、强度和密度的烧结块，最后通过磨削和检查，得到符合技术条件的燃料芯块。

3、燃料芯块的表面必须机械磨光，以保证与包壳材料的配合。为适应燃料芯块的辐照膨胀，芯块的上下面压制成凹碟形，中部有小通孔，烧结后整个几何体为不规则异型面。由于该芯块体积较小(φ(4～8mm)*h(8～14mm))采用传统的浸渍法和光电测量法难以进行高效测量。在这个测量过程中，测量芯块的尺寸时，容易产生误差，从而造成芯块的体积测算不准确并导致最后的芯块密度测量结果不准确。

4、因此，亟需一种能够进行小体积异型物料密度快速准确测量的装置。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于：为了克服现有技术问题，公开了一种芯块密度测量装置，通过本芯块密度测量装置的结构设置，实现了小体积异型芯块密度的准确高效测量。

2、本实用新型目的通过下述技术方案来实现：

3、一种芯块密度测量装置，所述芯块密度测量装置包括：真体积测量单元和质量测量单元，由所述真体积测量单元完成待测芯块真体积测量，由所述质量测量单元完成待测芯块质量测量；所述真体积测量单元包括：气源、静压机构和若干测量腔；各测量腔包括：进气口、进气阀、样品池、第一压力传感器、连通阀、扩张池、第二压力传感器、排气阀和排气口；所述进气口经管体与所述样品池连通，所述进气阀设置于进气口与样品池之间的管体上，进行体积测量时，待测的芯块置于样品池内；所述第一压力传感器与所述样品池连通，用于完成样品池的压力测量；所述样品池经所述连通阀与所述扩张池连通，所述扩张池经管体与排气口连通，所述扩张池与排气口之间设有排气阀；所述第二压力传感器与所述扩张池连通，用于完成扩张池的压力测量；所述进气口与气源连通；所述静压机构为各测量腔上的样品池提供盖体机构。

4、根据一个优选的实施方式，所述质量测量单元包括电子天平和pc端，由pc端完成电子天平测量数据获取。

5、根据一个优选的实施方式，所述芯块密度测量装置还包括：上料盒、下料盒、芯块转运单元和支撑台，所述上料盒、真体积测量单元、质量测量单元和下料盒于支撑台的台面上依次呈一字排列设置；所述芯块转运单元与上料盒、真体积测量单元、质量测量单元、下料盒的排列方向平行设置，用于完成芯块的转运。

6、根据一个优选的实施方式，所述芯块转运单元包括：轨道、支架、吸盘和直线电机；所述轨道设置于支撑台的台面之上，并与上料盒、真体积测量单元、质量测量单元、下料盒的排列方向平行设置；所述支架底端活动固定于轨道之上，另一端设有吸盘，所述吸盘经气缸驱动完成芯块的吸附固定；且所述直线电机与轨道平行设置，所述支架底端经连接件与直线电机连接，并由所示直线电机驱动支架移动至上料盒、真体积测量单元、质量测量单元或下料盒位置处，完成相应位置处芯块的取放。

7、根据一个优选的实施方式，所述静压机构包括：静压支架、静压气缸和密封盖，所述静压支架底侧固定有若干静压气缸，各静压气缸的轴杆末端设置有密封盖，通过所述密封盖完成样品池的开合；当待测芯块放入样品池，进行体积测量时，所述密封盖完成样品池的封闭，当测量结束时，所述密封盖与样品池分离。

8、根据一个优选的实施方式，所述密封盖与样品池之间还设有o型密封垫圈，所述o型密封垫圈绕样品池的开口端设置。

9、根据一个优选的实施方式，所述静压机构还包括：顶推机构和导轨，所述静压支架活动连接于导轨上，所述顶推机构经连接件与所述静压支架相连，用于实现静压支架在导轨上往复运动驱动。

10、根据一个优选的实施方式，所述导轨上设有限位机构，以使得所述静压支架运动至限位机构位置处时，密封盖位于样品池的顶侧，以使得所述静压支架安全运动。

11、前述本实用新型主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本实用新型可采用并要求保护的方案。本领域技术人员在了解本实用新型方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本实用新型所要保护的技术方案，在此不做穷举。

12、本实用新型的有益效果：通过本实用新型芯块密度测量装置的结构设计，实现了小体积异型物料的体积的精确测量，避免了采用传统的浸渍法和光电测量法难以进行精确测量的问题，进而实现了密度的精确高效测量。

技术特征：

1.一种芯块密度测量装置，其特征在于，所述芯块密度测量装置包括：真体积测量单元(2)和质量测量单元(3)，由所述真体积测量单元(2)完成待测芯块真体积测量，由所述质量测量单元(3)完成待测芯块质量测量；

2.如权利要求1所述的芯块密度测量装置，其特征在于，所述质量测量单元(3)包括电子天平和pc端，由pc端完成电子天平测量数据获取。

3.如权利要求1所述的芯块密度测量装置，其特征在于，所述芯块密度测量装置还包括：上料盒(1)、下料盒(4)、芯块转运单元(5)和支撑台(6)，

4.如权利要求3所述的芯块密度测量装置，其特征在于，所述芯块转运单元(5)包括：轨道(501)、支架(502)、吸盘(503)和直线电机(504)；

5.如权利要求1所述的芯块密度测量装置，其特征在于，所述静压机构(100)包括：静压支架(103)、静压气缸(104)和密封盖(105)，

6.如权利要求5所述的芯块密度测量装置，其特征在于，所述密封盖(105)与样品池(203)之间还设有o型密封垫圈(204)，所述o型密封垫圈(204)绕样品池(203)的开口端设置。

7.如权利要求5所述的芯块密度测量装置，其特征在于，所述静压机构(100)还包括：顶推机构(101)和导轨(102)，

8.如权利要求7所述的芯块密度测量装置，其特征在于，所述导轨(102)上设有限位机构，以使得所述静压支架(103)安全运动。

技术总结
本技术公开了一种芯块密度测量装置，包括：真体积测量单元和质量测量单元；真体积测量单元包括：气源、静压机构和若干测量腔；各测量腔包括：进气口、进气阀、样品池、第一压力传感器、连通阀、扩张池、第二压力传感器、排气阀和排气口；进气口经管体与样品池连通，进气阀设置于进气口与样品池之间的管体上，进行体积测量时，待测的芯块置于样品池内；第一压力传感器与样品池连通，用于完成样品池的压力测量；样品池经连通阀与扩张池连通，扩张池经管体与排气口连通，扩张池与排气口之间设有排气阀；第二压力传感器与扩张池连通，用于完成扩张池的压力测量；进气口与气源连通；静压机构为各测量腔上的样品池提供密封盖体机构。

技术研发人员：谢小辉,黄海,吴桂林,黄钞,米雪
受保护的技术使用者：四川航天计量测试研究所
技术研发日：20230427
技术公布日：2024/1/22