JPH03189508A - 丸棒体の検査装置 - Google Patents

丸棒体の検査装置

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JPH03189508A
JPH03189508A JP1330854A JP33085489A JPH03189508A JP H03189508 A JPH03189508 A JP H03189508A JP 1330854 A JP1330854 A JP 1330854A JP 33085489 A JP33085489 A JP 33085489A JP H03189508 A JPH03189508 A JP H03189508A
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Yoshitaka Yaginuma
芳隆 柳沼
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Mitsubishi Nuclear Fuel Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、丸棒体をその軸線を中心として回転させつ
つ、その丸棒体の形状を検査する丸棒体の検査装置、特
に核燃料棒や制御棒案内管を検査対象として好適な検査
装置に関する。
[従来の技術] 丸棒体として、例えば核燃料棒は、円管状の燃料被覆管
の内部に多数の円柱状の二酸化ウラン燃料ベレットを充
填して封止した構成となっており、このような核燃料棒
は、その製造工程において厳密な品質管理が要求される
特に、外観検査では発見できない表面の欠陥については
、その有無を非破壊によって検査する必要がある。また
、核燃料棒の真直度つまり軸線に対する曲がりを検査す
ることも必要である。
[発明が解決しようとする課題] 従来、このような核燃料棒の表面の欠陥の検査方法とし
てはレーザ一方式等の自動検査が試みられているが実用
化できるほどのS/Nと検査速度が期待できなかった。
また、核燃料棒の真直度に関しては、それを自動的に検
査する装置がなかりた。
この発明は、核燃料棒のような丸棒体の欠陥と真直度を
高い精度で自動的に検査することができる丸棒体の検査
装置を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] (+)第1請求項に記載の丸棒体の検査装置は、丸棒体
をその軸線を中心として回転させつつ、その丸棒体の形
状を検査する丸棒体の検査装置であって、 丸棒体の径方向外方から丸棒体の周面に向かってレーザ
光を照射するレーザ光投光器と、丸棒体の周面からの反
射光を入射し、その反射光の反射位置に基づいて丸棒体
の表面の起伏に対応する高周波と丸棒体の真直度に対応
する低周波を含む反射位置の検出信号を出力すると共に
、反射光の光量に基づいて反射光量の検出信号を出力す
るセンサと、 前記センサが出力した反射位置の検出信号から、丸棒体
の表面の起伏に対応する高周波を丸棒体の欠陥信号とし
て取り出すハイパスフィルタと、前記センサが出力した
反射光量の検出信号と、前記ハイパスフィルタから取り
出された丸棒体の欠陥信号に基づいて、丸棒体の欠陥を
判定する欠陥判定部とを具備してなることを特徴とする
(2)第2請求項に記載の丸棒体の検査装置は、前記セ
ンサが出力した反射位置の検出信号から、丸棒体の真直
度に対応する低周波を丸棒体の真直度信号として取り出
すローパスフィルタと、前記ローパスフィルタから取り
出された丸棒体の真直度信号に基づいて、丸棒体の真直
度を判定する真直度判定部を具備してなることを特徴と
する。
[作用コ この発明の丸棒体の検査装置は、丸棒体を回転させつつ
、その周面にレーザ光を照射して、その反射光の反射位
置と反射光量を総合して丸棒体の表面欠陥と真直度を検
査する。このことにより、その丸棒体の全長に渡っての
形状の検査を、その丸棒体を回転させるだけで自動的に
かつ正確に実施する。
[実施例] 以下、この発明の一実施例として、核燃料棒を検査対象
とする検査装置を図面に基づいて説明する。
図においてlは核燃料棒であり、第1図中紙面の表裏方
向(第2図中の左右方向)の軸線を水平とするように複
数の回転駆動ローラ2上に載置され、その回転駆動ロー
ラ2の第1図中矢印方向の回転によって水平方向の軸線
を中心として回転されるようになっている。また、回転
駆動ローラ2の近傍には、核燃料棒lを軸線方向に送る
軸方向送りローラ3が配備されている。
回転駆動ローラ2上における核燃料棒lの上方位置には
、アレー型の変位・光量センサ4が複数(本例の場合は
4つ)備えられている。この変位・光量センサ4には、
核燃料棒1の周面に対して径方向からレーザ光を照射す
るレーザ光投光器5と、核燃料棒1の周面からの反射光
を集光する結像レンズ6と、この結像レンズ6を通して
反射光を入射する光点位置センサ7が組み込まれている
センサ7には、次のような2つの検出機能がある。
■核燃料棒1におけるレーザ光の反射位置に対応する受
光位置の変化から、レーザ光投光器5の真下における核
燃料棒lの表面の位置を検出して、位置検出信号Stを
出力する機能。
■核燃料棒lにおけるレーザ光の反射光量を検出して、
光量検出信号S2を出力する機能。
このような2つの検出機能を持つセンサ7は、個々の変
位・光量センサ4において、核燃料棒lの軸線方向に沿
うように多数近接して備えられていて、核燃料棒lの表
面上の多数点を検出対象としている。例えば、全長25
cm程度の変位・光量センサ4において、0 !5〜0
 、2 ff1m程度の間隔で4000個のセンサ7が
並べられている。したがってこの場合には、1台の変位
・光量センサ4当たりの測定点が4000点となる。ま
た、本実施例の場合、4台の変位・光量センサ4におけ
る多数のセンサ7は、核燃料棒lが第2図中実線で表す
位置にて1回転し、更に同図中2点鎖線で表す位置にて
1回転することによって、その核燃料棒1の全長に渡る
周面がらの反射光を受光できるようになっている。
センサ7から出力された位置検出信号Slは、その高周
波成分がハイパスフィルタ8を通されてからデジタル信
号に変換され、そして第1のフレームメモリ9に取り込
まれる。また同時に位置検出信号Slは、その低周波成
分がローパスフィルタ10を通されてからデジタル信号
に変換され、そして第2のフレームメモリ11に取り込
まれる。
一方、光量検出信号S2は、デジタル信号に変換されて
から第3のフレームメモリ12に取り込まれる。それぞ
れのフレームメモリ9,11.12には、核燃料棒lが
1回転する間におけるデータが取り込まれるようになっ
ている。
第1゜第3のフレームメモリ9,12に取り込まれた高
周波成分のデータは、欠陥抽出部13から欠陥判定部1
4に入力される。これら欠陥抽出部13および欠陥判定
部14の機能は、作用と共に後述する。一方、第2のフ
レームメモリ11に取り込まれた低周波成分のデータは
、真直度算出部15から真直度判定部16に入力される
。これらの真直度算出部15および真直度判定部16の
機能についても後述する。
第1図において17はコントローラであり、このコント
ローラ17は、フレームメモリ9,11゜12における
データの取り込みタイミングを制御すると共に、予め求
めておいた補正データを欠陥抽出部13と真直度算出部
15に出力するようになっている。このコントローラ1
7の機能についても後述する。
次に、作用について説明する。
まず、核燃料棒lの検査に先立ち、ダミーの核燃料棒を
用いて補正データを求める。それから核燃料棒lを自動
的にセットして検査をする。以下においては、前者の動
作を準備動作A、後者の動作を自動検査動作Bとして分
けて説明する。
A:準備動作 まず、核燃料棒1の理想的な形状、つまり表面に欠陥が
無くて軸線に対する曲がりが無いダミーの核燃料棒(以
下、「ダミー棒」という)を回転駆動ローラ2上にセッ
トする。そして、その回転駆動ローラ2によってダミー
棒を、第2図中の実線で表す位置にて回転させつつ、レ
ーザ光投光器5からレーザ光を照射し、ダミー棒の1回
転当たりの位置検出信号Slと光量検出信号S2を取り
出す。
本来、これらの信号Sl、S2は、核燃料棒lの欠陥と
真直度を測定するためのデータであり、ここでは欠陥や
曲がりのないダミー棒を対象して、機器の特性に起因す
る補正データを求めるために取り出される。
そこで、核燃料棒lを対象とした場合における本来の位
置検出信号Slと光量検出信号S2について説明する。
「位置検出信号S1について」 この位置検出信号S1には、第1図中に表すように高周
波成分と低周波成分が含まれる。
(1)高周波成分 この高周波成分は、核燃料棒Iの周面上の細かな起伏に
起因するものであって、周面上の欠陥の大きさに対応す
る大きさとなり、特に欠陥の深さの測定データとして有
効である。
(11)低周波成分 この低周波成分は、核燃料棒lの軸線に対する曲がりに
起因するものであって、真直度に応じて大きさとなる。
「光量検出信号S2について」 この光量検出信号S2は、核燃料棒1の周面上の乱反射
の程度に起因するものであり、特に欠陥の大きさの測定
データとして有効である。
ここでは、このような検出信号Sl、S2をダミー棒を
対象として取り出す。そして、前者の位置検出信号Sl
の高周波成分(i)は、第1図中の符号8と同様のハイ
パスフィルタによってフィルタリングしてからディジタ
ル変換し、また低周波成分(ii)は、第1図中の符号
IOと同様のローパスフィルタによってフィルタリング
してからディジタル変換する。また光量検出信号82も
ディジタル変換する。そして、ディジタル変換した高周
波成分(1)と光量検出信号S2に基づいて、ダミー棒
の周面上における欠陥の大きさと深さに対応する欠陥信
号(本来、ダミー棒には欠陥がないため、機器の特性に
起因するデータとなる)を抽出し、それを欠陥判定用の
補正データとして格納する。一方、ディジタル変換した
低周波成分(11)に基づいてダミー棒の真直度(本来
、ダミー棒には曲がりがないため、機器の特性に起因す
るデータとなる)を求め、それを真直度判定用の補正デ
ータとして格納する。
このようにして、ダミー棒を第2図中の実線で表す位置
にて1回転させた後、そのダミー棒を同図中の2点鎖線
で表す位置に送って更に1回転させ、上述した動作を繰
り返す。これにより、ダミー棒の全長に渡っての補正デ
ータを求めて格納する。
また、ダミー棒をその軸線を中心として回転させる動作
と、その軸線方向に送る動作に関連させて、センサ7に
おける検出データの取り込みタイミングをコントローラ
17に格納する。以下、そのデータをタイミングデータ
という。
B:自動検査動作 核燃料棒1を回転駆動ローラ2上にセットし、重連した
ダミー棒の場合と同様に、第2図中の軸線で表す位置に
て1回転させつつ、レーザ光投光器5からレーザ光を照
射し、核燃料棒lの1回転当たりの位置検出信号Stと
光量検出信号S2を取り出す。
位置検出信号S1に含まれる高周波成分(1)は、ハイ
パスフィルタ8によってフィルタリングしてからディジ
タル変換し、また低周波成分(11)は、ローパスフィ
ルタlOによってフィルタリングしてからディジタル変
換する。そして、核燃料棒1の1回転当たりにおけるこ
れらのデータをフレームメモリ9 11に取り込む。ま
た、核燃料棒lの1回転当たりの光量検出信号S2は、
ディジタル変換してからフレームメモリ12に取り込む
これらのデータの取り込みの際には、コントローラ17
に格納されているタイミングデータを利用し、核燃料棒
lを1回転させる動作に関連してデータの取り込みをス
タートする。
そして欠陥抽出部13は、第1のフレームメモリ9に取
り込まれた高周波成分い)と、第3のフレームメモリ1
2に取り込まれた光量検出信号S2を総合して、核燃料
棒lにおける欠陥の大きさと深さに対応する欠陥信号を
出力する。その欠陥信号は、コントローラ17に格納さ
れている補正データによって補正してから欠陥判定部1
4に入力する。欠陥判定部14は、その入力データに基
づいて、核燃料棒lの周面における欠陥の大きさと深さ
を判定する。また真直度算出部15は、第2のフレーム
メモリ11に取り込まれた低周波成分(ii)から、核
燃料棒1の1回転当たりの最大変位量を求める。その求
めた値は、コントローラ17に格納されている補正デー
タによって補正してから真直度判定部16に入力する。
真直度判定部)6は、その入力データに基づいて、核燃
料棒lの真直度を判定する。
次に、核燃料棒1を第2図中の2点鎖線で表す位置に送
って更に1回転させ、上述した動作を繰り返す。これに
より、核燃料棒lの全長に渡っての欠陥と真直度の検査
をする。
以下、検査ずみの核燃料棒lを送り出してから、次の核
燃料棒1を自動的にセットし、同様にして次々と核燃料
棒lの検査を実施する。
なお、本実施例の場合は、核燃料棒lを計2回転させる
ことによって、その全長に渡っての形状を検査している
が、核燃料棒lの全長に渡って対向するように変位・光
量センサ4を配備した場合には1回転で足りる。また、
核燃料棒lを回転させつつ軸線方向に送ることによって
も1回転ですむ。
[発明の効果コ 以上説明したように、この発明の丸棒体の検査装置は、
丸棒体を回転させつつ、その周面にレーザ光を照射して
、その反射光の反射位置と反射光量を総合して丸棒体の
表面欠陥と真直度を検査する構成であるから、丸棒体を
回転させるだけで、その全長に渡っての形状を自動的に
かつ正確に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明の一実施例を説明するための図であって
、第1図は要部のブロック構成図、第2図は検査実施中
における核燃料棒の側面図である。 ■・・・・・・核燃料棒(丸棒体)、 2・・・・・・回転駆動ローラ、 3・・・・・・軸方向送りローラ、 4・・・・・・変位・光量センサ、 5・・・・・・レーザ光投光器、 7・・・・・・光点位置センサ、 8・・・・・・ハイパスフィルタ、 9.11.12・・・・・・フレームメモリ、10・・
・・・ローパスフィルタ、 15・・・・・・欠陥判定部、  16・・・・・直角
度判定部。 6・・・・・・結像レンズ、

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)丸棒体をその軸線を中心として回転させつつ、そ
    の丸棒体の形状を検査する丸棒体の検査装置であって、 丸棒体の径方向外方から丸棒体の周面に向かってレーザ
    光を照射するレーザ光投光器と、 丸棒体の周面からの反射光を入射し、その反射光の反射
    位置に基づいて丸棒体の表面の起伏に対応する高周波と
    丸棒体の真直度に対応する低周波を含む反射位置の検出
    信号を出力すると共に、反射光の光量に基づいて反射光
    量の検出信号を出力するセンサと、 前記センサが出力した反射位置の検出信号から、丸棒体
    の表面の起伏に対応する高周波を丸棒体の欠陥信号とし
    て取り出すハイパスフィルタと、前記センサが出力した
    反射光量の検出信号と、前記ハイパスフィルタから取り
    出された丸棒体の欠陥信号に基づいて、丸棒体の欠陥を
    判定する欠陥判定部とを具備してなることを特徴とする
    丸棒体の検査装置。
  2. (2)前記センサが出力した反射位置の検出信号から、
    丸棒体の真直度に対応する低周波を丸棒体の真直度信号
    として取り出すローパスフィルタと、前記ローパスフィ
    ルタから取り出された丸棒体の真直度信号に基づいて、
    丸棒体の真直度を判定する真直度判定部を具備してなる
    第1請求項に記載の丸棒体の検査装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005049340A (ja) * 2003-07-04 2005-02-24 Cie Generale Des Matieres Nucleares (Cogema) 原子炉用燃料棒の外観検査装置及び検査方法
JP2017508142A (ja) * 2014-02-04 2017-03-23 エヌエスケイ アメリカズ インコーポレイテッド 中間長さ部が支持された状態のステアリングコラム組立体の検査装置及び方法
ES2925291A1 (es) * 2021-03-31 2022-10-14 Enusa Ind Avanzadas S A S M E Sistema y procedimiento para la inspección de la superficie de una barra de combustible nuclear para la detección, localización y caracterización de defectos de forma automática
RU2791983C1 (ru) * 2022-02-21 2023-03-15 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Устройство контроля внешнего вида и глубины дефектов твэлов

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