燃料棒检测设备的制作方法

本发明涉及燃料棒技术领域，尤其涉及一种燃料棒检测设备。

背景技术：

燃料棒是由几百个二氧化铀陶瓷芯块和锆合金材料套管组成，其作为核电站的“粮仓”其重要程度不言而喻。为确保燃料棒正常运行，有效阻止放射性物质外泄，必须使锆合金在使用过程中完好无损，而这就需要对使用后的燃料棒进行缺陷检测。而目前的缺陷检测设备虽然可以检测到所述燃料棒的某一类别缺陷，但是却无法实时且准确的得知所述燃料棒的缺陷具体位置，因此，有必要提供一种改进的燃料棒检测设备，能够实时得知所述燃料棒的缺陷准确位置。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种燃料棒检测设备，能能够实时得知所述燃料棒的缺陷准确位置。

为了实现上述目的，本发明的燃料棒检测设备包括安装模块、安装在所述安装模块上的轴向定位模块，所述轴向定位模块包括第一夹紧轮组件、第二夹紧轮组件及旋转位移传感组件，所述第一、第二夹紧轮组件分别包括相对设置且可被驱动发生相对移动的第一夹紧轮、第二夹紧轮，所述旋转位移传感组件与所述第一夹紧轮、第二夹紧轮之一相连，所述第一夹紧轮及第二夹紧轮用来夹紧放入所述燃料棒检测设备的燃料棒并被所述燃料棒的上下移动所驱动旋转进而将旋转传递给所述旋转位移传感组件，所述安装模块形成有供所述燃料棒穿过的通道。

与现有技术相比，所述燃料棒检测设备通过所述轴向定位模块的第一夹紧轮组件、第二夹紧轮组件及旋转位移传感组件的配合，既能够起到夹紧定位所述燃料棒的作用，更能够实时检测所述燃料棒的轴向位移，藉此，当其他缺陷检测模块检测到所述燃料棒某个位置存在缺陷时，控制模块根据所述轴向定位模块检测的所述燃料棒的轴向位移能够准确判定所述燃料棒的缺陷具体位置，有效提升了所述燃料棒的检测效率及检测精度，同时无需接触即可实现所述燃料棒的检测。

较佳地，所述第一夹紧轮及第二夹紧轮的表面分别包胶，进而增大与所述燃料棒的摩擦，同时能起到保护所述燃料棒的作用。

较佳地，所述第一夹紧轮呈可移动设置，所述第二夹紧轮呈固定设置，所述旋转位移传感组件与所述第二夹紧轮相连进而被驱动旋转，从而有效保证了所述旋转位移传感组件的可靠性。

较佳地，所述第一夹紧轮组件还包括呈可移动设置的第一支撑架、用于安装所述第一夹紧轮的第一安装架，所述第一安装架通过螺杆安装固定在所述第一支撑架上；所述螺杆上设有位于所述第一安装架与所述第一支撑架之间的弹簧，所述弹簧能够起到防止驱动力过大进而损伤所述燃料棒的作用。

较佳地，所述燃料棒检测设备还包括设置所述安装模块上的至少一缺陷检测模块及控制模块，随着所述燃料棒相对所述燃料棒检测设备轴向移动，所述至少一缺陷检测模块实时检测所述燃料棒相应位置的信息，所述轴向定位模块实时检测所述燃料棒的轴向位移，所述控制模块接收来自所述至少一缺陷检测模块及所述轴向定位模块的相应检测信息并根据所述轴向定位模块实时检测到的轴向位移准确判定所述燃料棒的各个位置的相应信息，藉此，当其他缺陷检测模块检测到所述燃料棒某个位置存在缺陷时，所述控制模块能够准确判定所述燃料棒的缺陷具体位置。

较佳地，所述至少一缺陷检测模块包括直径检测模块，所述直径检测模块包括相对设置的两直线位移传感器，每一所述直线位移传感器分别包括探头、与所述探头相连的测杆及内置在所述直线位移传感器并可为所述测杆提供弹性力的弹性件，所述两直线位移传感器与所述第一、第二夹紧轮组件在水平方向上基本呈垂直交错设置，所述第一、第二夹紧轮位于所述探头的上方，当开始对所述燃料棒进行检测时，所述两直线位移传感器的探头分别接触在所述燃料棒的相对两侧，藉此，既能自动检测所述燃料棒直径变化并通过与所述轴向定位模块的配合使用使所述控制模块能够实时准确判定所述燃料棒的直径缺陷的具体位置，又有效提升了所述燃料棒检测设备的集成度及空间利用率。

较佳地，所述直径检测模块还包括与所述两直线位移传感器呈基本垂直设置的校准气缸，所述校准气缸用于驱动校准块伸入至所述两探头之间以起到校准的目的。

较佳地，所述校准气缸对应设置在呈固定设置的所述第二夹紧轮下方，充分利用了所述第二夹紧轮的下方空间。

较佳地，所述至少一缺陷检测模块包括外观检测模块，所述外观检测模块设置在所述直线位移传感器之一与所述第一、第二夹紧轮组件之一之间的区域，从而有效利用了空间，有利于设备的小型化。

较佳地，所述外观检测模块包括用于检测所述燃料棒外观的相机组件及为所述相机组件提供光线亮度的光源组件，所述相机组件包括竖直设置的相机、支撑所述相机的相机支撑架及倾斜设置在所述相机正下方且位置可调的反光镜，所述光源组件包括位置可调的光源及设置在所述安装模块上的光源支撑架，藉此所述外观检测模块能使用水下检测的环境，且能够被调整以对应获得最好的检测位置。

较佳地，所述至少一缺陷检测模块包括无损检测模块，所述无损检测模块包括固定在所述安装模块上的支撑框架、安装在所述支撑框架顶部中间的固定夹具及安装在所述固定夹具上的环状涡流探头，所述支撑框架顶部悬空设置在所述轴向定位模块的正上方且其中部作穿孔设计。藉此，提升了所述燃料棒检测设备的功能性、集成度及空间利用率。

较佳地，所述至少一缺陷检测模块还包括直径检测模块，所述直径检测模块包括相对设置的两直线位移传感器，所述两直线位移传感器与所述第一、第二夹紧轮组件在水平方向上基本呈垂直交错设置，所述支撑框架包括固定在所述安装模块上的四个大致排列成方形的支撑构件及设置在四个所述支撑构件上的顶部撑架，四个所述支撑构件与所述两直线位移传感器及所述第一、第二夹紧轮组件呈交错设置，从而使得四个所述支撑构件设置在相应的所述直线位移传感器与夹紧轮组件之间的区域，进一步提升了所述燃料棒检测设备的空间利用率。

较佳地，所述至少一缺陷检测模块还包括外观检测模块，所述外观检测模块设置在所述直线位移传感器之一与所述第一、第二夹紧轮组件之一之间的区域，所述外观检测模块包括相机及相机支撑架，其中一所述支撑构件为所述相机支撑架，所述顶部撑架的一边缘处支撑在所述相机支撑架的内侧。

较佳地，所述顶部撑架为十字撑架。

较佳地，所述安装模块包括安装板、连接至所述安装板底面中部的保护套筒及格架筒，所述安装板开设有供所述燃料棒通过的通孔，所述通孔作为所述通道的组成，所述保护套筒的顶端围绕所述通孔设置，所述保护套筒用于保护所述燃料棒，所述格架筒围绕所述保护套筒的上部设置。

较佳地，所述安装模块包括固定在四周的吊环螺钉，以便于吊运设备吊运所述燃料棒检测设备。

附图说明

图1是本发明实施例燃料棒检测设备的示意性立体图。

图2是图1的局部放大图。

图3是图1所示的燃料棒检测设备的一示意性省略立体图，以清楚显示所述燃料棒检测设备的轴向位移定位模块。

图4是图3的侧视图。

图5是图1所示的燃料棒检测设备的一示意性省略侧视图，以清楚显示所述燃料棒检测设备的直径检测模块。

图6是图1所示的燃料棒检测设备的另一示意性省略立体图，以清楚显示所述燃料棒检测设备的直径检测模块及第二夹紧轮组件。

图7是图1所示的燃料棒检测设备的另一示意性省略侧视图，以清楚显示所述燃料棒检测设备的外观检测模块。

图8是图1所示的燃料棒检测设备的又一示意性省略侧视图，以清楚显示述燃料棒检测设备的无损检测模块。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现的效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1至图4，本发明实施例的燃料棒检测设备100包括安装模块、安装在所述安装模块上的轴向定位模块，所述轴向定位模块包括第一夹紧轮组件21、第二夹紧轮组件22及旋转位移传感组件23，所述第一、第二夹紧轮组件21、22分别包括相对设置且可被驱动发生相对移动的第一夹紧轮210、第二夹紧轮220，所述旋转位移传感组件23与所述第一夹紧轮210、第二夹紧轮220之一相连，所述第一夹紧轮210及第二夹紧轮220用来夹紧放入所述燃料棒检测设备100的燃料棒900并被所述燃料棒900的上下移动所驱动旋转进而将旋转传递给所述旋转位移传感组件23，所述安装模块形成有供所述燃料棒900穿过的通道。

与现有技术相比，所述燃料棒检测设备100通过所述轴向定位模块的第一夹紧轮组件21、第二夹紧轮组件22及旋转位移传感组件23的配合，既能够起到夹紧定位所述燃料棒900的作用，更能够实时检测所述燃料棒900的轴向位移，藉此，当其他缺陷检测模块检测到所述燃料棒900某个位置存在缺陷时，控制模块(图未示)根据所述轴向定位模块检测的所述燃料棒900的轴向位移能够准确判定所述燃料棒900的缺陷具体位置，有效提升了所述燃料棒900的检测效率及检测精度，同时无需接触即可实现所述燃料棒900的检测。

请参阅图3及图4，所述第一夹紧轮210及第二夹紧轮220的表面分别包胶，进而增大与所述燃料棒900的摩擦，同时能起到保护所述燃料棒900的作用。所述第一夹紧轮210呈可移动设置，所述第二夹紧轮220呈固定设置，所述旋转位移传感组件23与所述第二夹紧轮220相连进而被驱动旋转，从而有效保证了所述旋转位移传感组件23的可靠性。

请参阅图3及图4，所述第二夹紧轮组件22还包括第二安装架221，所述第二夹紧轮220通过第二夹紧轮轴222安装在所述第二安装架221内；较佳地，所述旋转位移传感组件23包括与所述第二夹紧轮轴222一体的旋转轴(图未示)、设置在所述旋转轴上的旋转变压器231、支撑所述旋转轴的轴承(图未示)及设置在所述旋转变压器231外端的密封外壳232，藉此，所述第二夹紧轮220直接将旋转传递给旋转轴，信号真实准确，所述第二夹紧轮组件22与所述旋转位移传感组件23整体结构紧凑，另外，通过设置所述密封外壳232即能够起到较好的防水效果；所述旋转位移传感器组件23并不限于上述实现方式，本领域技术人员可能采用的任何方式皆应涵盖在本发明的保护范围内；较佳地，所述第二夹紧轮组件22还包括第二支撑架223，所述第二支撑架223安装在所述安装模块上，所述第二安装架221固定在所述第二支撑架223内侧。

请继续参阅图3及图4，所述第一夹紧轮组件21还包括呈可移动设置的第一支撑架211、用于安装所述第一夹紧轮210的第一安装架212，所述第一安装架212通过螺杆213安装固定在所述第一支撑架211上；所述螺杆213上设有位于所述第一安装架212与所述第一支撑架211之间的弹簧214，所述弹簧214能够起到防止驱动力过大进而损伤所述燃料棒900的作用；所述第一夹紧轮组件21还包括固定在所述安装模块上且相间隔设置的第一固定块215、第二固定块216、设置在所述第一、第二固定块215、216之间的滑动导杆217及安装在所述第一固定块215的夹紧气缸218，所述第一支撑架211可滑动地设置在所述滑动导杆217上，所述夹紧气缸218可驱动所述第一支撑架211于所述滑动导杆217上来回滑动，进而使得所述第一夹紧轮210靠近或者远离所述第二夹紧轮220。具体而言，所述第一夹紧轮组件21还包括分别用于检测所述夹紧气缸218位置及所述第一夹紧轮210位置的接近开关219。

所述燃料棒检测设备100还包括设置所述安装模块上的至少一缺陷检测模块及控制模块，随着所述燃料棒900相对所述燃料棒检测设备100移动，所述至少一缺陷检测模块实时检测所述燃料棒900相应位置的信息，所述轴向定位模块实时检测所述燃料棒900的轴向位移，从而逐步完成对整个所述燃料棒900的检测，所述控制模块接收来自所述至少一缺陷检测模块及所述轴向定位模块的相应检测信息并根据所述轴向定位模块实时检测到的轴向位移准确判定所述燃料棒900的各个位置的相应信息。藉此，当其他缺陷检测模块检测到所述燃料棒900某个位置存在缺陷时，所述控制模块能够准确判定所述燃料棒900的缺陷具体位置。

请参阅图2、图5及图6，所述至少一缺陷检测模块包括直径检测模块，所述直径检测模块包括相对设置的两直线位移传感器31，每一所述直线位移传感器31分别包括探头311、与所述探头311相连的测杆312及内置在所述直线位移传感器31并可为所述测杆312提供弹性力的弹性件313，所述两直线位移传感器31与所述第一、第二夹紧轮组件21、22在水平方向上基本呈垂直交错设置，所述第一、第二夹紧轮210、220位于所述探头311的上方，从而有效提升了所述燃料棒检测设备100的集成度及空间利用率；在具体实施例中，所述直线位移传感器31采用的是本领域的常规设计，这里不再详述其结构及实现方式。当开始对所述燃料棒900进行检测时，所述两直线位移传感器31的探头311分别接触在所述燃料棒900的相对两侧，随着所述燃料棒900相对所述燃料棒检测设备100移动，所述两直线位移传感器31实时检测所述燃料棒900相应位置的直径，当出现直径尺寸变化时，在所述弹性件313的作用下，所述两探头311之间的距离发生相应变化以保持与所述燃料棒900相对两侧的接触，从而可以自动检测所述燃料棒900直径变化并通过与所述轴向定位模块的配合使用，使得所述控制模块能够实时准确判定所述燃料棒900的直径缺陷的具体位置。

请参阅图6，所述直径检测模块还包括与所述两直线位移传感器31呈基本垂直设置的校准气缸32，所述校准气缸32用于驱动校准块a伸入至所述两探头311之间以起到校准的目的；具体而言，所述校准气缸32对应设置在呈固定设置的所述第二夹紧轮220下方，充分利用了所述第二夹紧轮220的下方空间。

请参阅图2及图7，所述至少一缺陷检测模块包括外观检测模块，当所述燃料棒900与所述燃料棒检测设备100发生相对上下移动时，所述外观检测模块实时检测所述燃料棒900相应位置的外观信息并将相关信息传送给所述控制模块，所述控制模块并根据所述轴向定位模块传送的轴向位移信息准确判定所述燃料棒900外观缺陷的具体位置。所述外观检测模块包括用于检测所述燃料棒900外观的相机组件51及为所述相机组件51提供光线亮度的光源组件52；具体而言，所述相机组件51包括竖直设置的相机511、支撑所述相机511的相机支撑架512及倾斜设置在所述相机511正下方且位置可调的反光镜513，比如，可利用常见的螺旋夹紧机构和孔槽定位机构来实现所述反光镜513的多角度及不同高度的调整；所述光源组件52包括位置可调的光源521及设置在所述安装模块上的光源支撑架522，比如，所述光源支撑架522的底部可采用双螺纹机构以起到较好的防松及360度全方位的调整，所述光源支撑架522上部可以采用铰链及螺纹夹紧的方式与所述光源521相连，以便于所述光源521的上下俯仰。具体而言，所述外观检测模块设置在所述直线位移传感器31之一与所述第一、第二夹紧轮组件21、22之一之间的区域，从而有效利用了空间，有利于设备的小型化。

请参阅图2及图8，所述至少一缺陷检测模块包括无损检测模块40，所述无损检测模块40包括固定在所述安装模块上的支撑框架41、安装在所述支撑框架41顶部中间的固定夹具42及安装在所述固定夹具42上的环状涡流探头43，所述支撑框架41顶部悬空设置在所述轴向定位模块的正上方且其中部作穿孔设计。在具体实施例中，当准备对所述燃料棒900进行检测时，首先将所述燃料棒900由所述涡流探头43的上方放入所述燃料棒检测设备100，所述燃料棒900依次通过所述涡流探头43、固定夹具42、支撑框架41顶部、所述第一与第二夹紧轮210、220之间、所述安装模块的通道，当所述燃料棒900放置到位后，所述第一与第二夹紧轮210、220相互靠近以夹紧所述燃料棒900；具体而言，当所述燃料棒检测设备100包括所述直径检测模块时，所述燃料棒900在通过所述第一与第二夹紧轮210、220之间后再由所述直径检测模块的两探头311之间通过，而后通过所述安装模块的通道；较佳地，所述涡流探头43外侧还设有检测所述燃料棒900是否放置到位的接近开关44。而后，当所述燃料棒900与所述燃料棒检测设备100发生相对上下移动时，即开启对所述燃料棒900的检测，所述涡流探头43实时检测所述燃料棒900相应位置的损伤信息并将相关信息传送给所述控制模块，所述控制模块并根据所述轴向定位模块传送的轴向位移信息准确判定所述燃料棒900损伤的具体位置。

请参阅图2及图8，所述支撑框架41包括固定在所述安装模块上的四个大致排列成方形的支撑构件411/512及设置在四个所述支撑构件411/512上的顶部撑架412，四个所述支撑构件411/512与所述两直线位移传感器31及所述第一、第二夹紧轮组件21、22呈交错设置，从而使得四个所述支撑构件411/512设置在相应的所述直线位移传感器31与夹紧轮组件21、22之间的区域，有效提升了空间利用率。具体而言，其中一个所述支撑构件512为所述相机支撑架512，所述顶部撑架412的一边缘处支撑在所述支撑构件512的内侧；所述顶部撑架412为十字撑架；所述顶部撑架412的底部连接有喇叭口导向件(图未示)。

请参阅图1至图3，所述安装模块包括安装板11、连接至所述安装板11底面中部的保护套筒12及格架筒13，所述安装板11开设有供所述燃料棒900通过的通孔110，所述通孔110作为所述通道的组成，所述保护套筒12的顶端围绕所述通孔110设置，所述保护套筒12用于保护所述燃料棒900，所述格架筒13围绕所述保护套筒12的上部设置；所述安装板11下侧连接有喇叭口导向件(图未示)。所述安装模块包括固定在四周的吊环螺钉14，以便于吊运设备(图未示)吊运所述燃料棒检测设备100；所述安装模块上还设有用于固定气管(图未示)的气管固定板15，所述气管为所述旋转位移传感组件23及所述外观检测模块提供进气保压；所述安装模块还设有信号转接盒16及信号线夹17。

以下将以本发明具体实施例的所述燃料棒检测设备100为例，描述其一种具体的使用方式：

首先，利用所述吊运设备将所述燃料棒检测设备100吊运至新燃料升降机(图未示)上，并通过转接板(图未示)固定；然后，利用抓棒工具(图未示)将乏燃料棒900从燃料组件格架(图未示)中抽出，并放入所述燃料棒检测设备100内，当乏燃料棒900完全放入时，所述抓棒工具的底板与所述燃料棒检测设备100的顶部接触，吊运所述抓棒工具的行车吊钩(图未示)上的压力传感器的压力数值明显减少，此时所述接近开关44亦检测到所述乏燃料棒900的完全放入，所述第一、第二夹紧轮210、220相互靠近加紧所述乏燃料棒900；接着，所述新燃料升降机往下移动，使得所述乏燃料棒900相对所述燃料棒检测设备100向上提，此时各检测模块开始运行并将检测到的相应信息传送至所述控制模块，从而实时测量到所述乏燃料棒900的各种缺陷并准确判定所述缺陷的位置。应当注意的是，不应该将上述使用方式解读为对本发明的保护范围的限制。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。