JPH0536729B2 - - Google Patents

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JPH0536729B2
JPH0536729B2 JP63157563A JP15756388A JPH0536729B2 JP H0536729 B2 JPH0536729 B2 JP H0536729B2 JP 63157563 A JP63157563 A JP 63157563A JP 15756388 A JP15756388 A JP 15756388A JP H0536729 B2 JPH0536729 B2 JP H0536729B2
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Atsushi Emori
Hiroto Ikari
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Nuclear Fuel Industries Ltd
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Nuclear Fuel Industries Ltd
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/07Analysing solids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
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  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は原子燃料集合体、特に沸騰水型原子炉
用燃料集合体のチヤンネルボツクスの超音波によ
る形状測定システムならびに装置に関するもので
ある。
(従来の技術) 一度照射されたチヤンネルボツクスを再使用す
る場合には再使用前にチヤンネルボツクスの曲が
り、ねじれ、ふくらみ等の変形量を検査し、再使
用の可否を判断する必要がある。そのため、水中
テレビ装置などを使用してチヤンネルボツクスの
外形寸法を測定したり、より測定の迅速性、正確
性等の点から超音波を利用した超音波反射法によ
る測定が主に採用されている。
この超音波反射法によるチヤンネルボツクスの
外形寸法測定は水中に設置した超音波振動子より
チヤンネルボツクス表面の対象部位に超音波を発
信し、反射波を上記振動子により受信する。そし
てその超音波の発信から受信までの時間を音速か
ら距離に換算し、各測定部と超音波センサー間の
距離を算出した後、集合体の変形量を求める方法
であり、第4図にそのブロツクダイヤグラムの1
例を示している。
この場合、超音波センサーを構成する超音波振
動子の設置方式の差異によつて次の2つの方式が
考えられる。
即ち、その1つは多点同時測定型であり、他の
1つは複数点順次測定型である。
以下、これら両測定型について説明すると、 (イ) 多点同時測定型 この型はチヤンネルボツクスの全測定部位に対
応する位置に超音波振動子(超音波センサー)を
設置し、同時に全測定データを取得する方式であ
り、第5図乃至第8図に示す如く下部架台11に
保持されたセンサーフレーム12内に全測定部位
に対応して多数の超音波センサー14と温度補正
用センサー15が四辺に設置された装置が用いら
れ、得られた測定データを上部架台16上の中継
ボツクス17を介して処理するようになつてい
る。図中、13はコーンガイドである。
(ロ) 複数点順次測定型 この測定型は1個又は複数の超音波振動子を水
中に設置し、チヤンネルボツクスと超音波振動子
を相対的に移動させながら超音波の受発信を行
い、測定データを取得する方式で、例えば第9図
の如き制御棒保管ラツク18上に載置して超音波
振動子よりなる超音波センサー14を同水平面上
に設置し、燃料集合体を含むチヤンネルボツクス
Aを上下移動させる装置が用いられている。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、前記多点同時測定型において
は、チヤンネルボツクスAの揺れ等による測定誤
差は軽減できるが、水中部装置が大型になり、発
電所等での設置可能場所が狭隘であることを考え
れば装置設置上問題がある。
一方、複数点順次測定型はその水中部装置が比
較的小型化可能であり、装置設置上の問題はない
が、測定が逐次、行われるため、測定中のチヤン
ネルボツクスAの揺動等による誤差を生じ易い難
がある。
即ち、水中部等の装置は小型化することは望ま
しいが、小型化した場合には測定精度が悪くな
り、小型化と高精度化は両立しない問題があつ
た。
本発明は叙上の如き実状に対処し、上記両者の
長所を巧みに結合することによつて上記問題の解
決を図り、チヤンネルボツクスの形状測定のため
の小型、高精度の超音波方式による測定システム
ならびに装置を提供することを目的とするもので
ある。
(課題を解決するための手段) しかして、上記目的に適合する本発明測定シス
テムの特徴は、水中部測定装置としてベースプレ
ートと、軸方向3〜5段で、かつ、同一水平面内
において1点以上、超音波センサーを配置した筒
状センサーフレームからなる装置を使用すること
を前提とし、チヤンネルボツクスを上記センサー
フレーム内で超音波センサーと相対的に移動させ
つつ3〜5段の測定点を1群として、そのうち2
点以上の一部の点が同一個所の測定点であるよう
に1群の測定点同時測定を順次実施し、上記特定
の1群のデータから次の1群データのうち重複す
る2点以上の一部の点のデータについて、当初の
当該データ2点以上と同一座標で、同一位置にな
るよう1群のデータの補正を行い、全長にわたる
筒状チヤンネルボツクスの形状測定を行うことに
ある。
又、請求項2の発明は上記システムの水中部測
定装置であり、温度補正用センサーを有する筒状
センサーフレームを2m以下の長さに特定したこ
とにある。
(作用) 上記測定装置を使用した本発明測定システムに
よれば、チヤンネルボツクスと超音波センサーを
相対的に移動させて、先ずチヤンネルボツクスの
軸方向3〜5位置、水平方向に1点以上を1群と
して同時測定する。次に再び両者を相対的に移動
させて同様に次の測定を行う。このとき、初回、
1群の測定点のうち軸方向上部側2〜4点と2回
目測定のうち下部側2〜4点とは同一位置を測定
するようにする。かくて、このように測定点を一
部重複させつつチヤンネルボツクスと超音波セン
サーを相対的に移動させてチヤンネルボツクス全
長にわたり順次行うが、重複点での測定データが
2回の測定で一致しなければ2回目(以後同様)
の重複測定点の座標変換を行い、1回目の測定位
置に一致させる。
このような処理により2回目測定データのうち
重複点でない点についても多点同時測定の場合と
同様の正確さを得ることができることになる。
しかも、水中測定装置は軸方向3〜5点でその
長さも2m以下でチヤンネルボツクスの略全長に
わたることがないので小型化が達成されることに
なる。
(実施例) 次に添付図面にもとづき本発明の実施例を説明
する。
第1図イ,ロハ本発明測定システムに用いる測
定装置の構成例であり、これら図において、1は
制御棒保管ラツク、2はベースプレート、3はセ
ンサーフレーム、4は超音波センサー、5は温度
補正用センサー、6はガイドピンを示し、図より
明らかなように本発明測定装置は例えば制御棒保
管ラツク1上に載置して使用されるようになつて
おり、ベースプレート2とセンサーフレーム3よ
りなり、センサーフレーム3は長さが2m以下、
通常、125cm前後で燃料集合体を含むチヤンネル
ボツクスA長さの1/2以下であり、その上下軸方
向に3〜5段、図では3段で同一水平面内におい
て四辺夫々の4個の超音波センサー4a,4b,
4cが設けられている。従つて、図示例では測定
はチヤンネルボツクスAを上より徐々に下げつつ
3点同時測定を繰り返し行うようになつている。
即ち、上記測定装置を使用し測定するにあたつ
ては、先ずチヤンネルボツクスAの軸方向3位
置、水平方向4位置を1群として同時測定し、次
にチヤンネルボツクスAと超音波センサーを含む
センサーフレーム3を相対的に移動させて次の位
置で測定を行い、これを数回、順次繰り返してチ
ヤンネルボツクス全長にわたり測定するが、この
時、初回側測定点3点のうち、上部側2点と次の
2回目測定のうち、下部側2点とは同一位置を重
複させて測定するようにする。
この重複点での測定は本発明における重要な特
徴の1つをなしており、本来、チヤンネルボツク
スは角筒体として軸方向に同一の姿勢、形状であ
る筈なので、重複点の測定データが燃料集合体、
換言すれば、チヤンネルボツクスAの微小な回転
や変位のために2回の測定で一致していなければ
2回目の重複測定点に関し座標変換を行い、前回
の測定位置に一致させる。
この処理は本発明測定システムのもう1つの特
徴であり、これにより2回目測定データのうち、
重複点でない点についても多点同時測定の場合に
比し、何ら変わらない正確さを得られることにな
る。
第2図は上記測定システムにおける基本態様を
示しており、同図イに示すa〜h点同時測定デー
タをもつとき、初回測定データ群が同図ロの如く
であり、2回目測定データ群がハの如くであれ
ば、座標変換(後述)してfとgの点を初回の値
となるようにし、eの座標を求めるとh〜eの形
状が定まることになる。
第3図はこの場合の座標変換の手順であり、イ
を初回測定データ群、ロを2回目測定データ群と
して2回目測定データ群を初回データ群に複合さ
せるための手順は下記の通りである。
(イ) 2回目データ群を(g′)(x1′,y1′)が(g

(x1,y1)位置になるよう平行移動する。
ここでx1=x1+α、y1=y1′+βとする。(但
し、α、βは測定毎に決まる定数) (ロ) 上記平行した2回目測定データ群を(θ1
θ2)だけ回転し(f)(x2,y2)と(f′)(x2′,
y2′)を一致させる。
ここでθ1=tan−1(y2−y1/x2−x1)、 θ2=tan-1(y2′−y1′/x2′−x1′)、 θ3=tan-1(y3′−y1′/x3′−x1′) (ハ) 平行移動及び回転後のe(x3,y3)座標を求
める。
x3=Rcos(θ1−(θ2−θ3))+(x1−x0) y3=Rsin(θ1−(θ2−θ3))+(y1−y0) ここで、R=√(3′−1′)2+(3′−1
2 かくして叙上のようにして補正がなされ、これ
が繰り返されて本発明による測定システムが達成
される。
(発明の効果) 本発明は以上説明した水中測定装置を用いチヤ
ンネルボツクスを上から徐々に下げつつ3〜5点
同時測定を繰り返し行い、チヤンネルボツクス全
長にわたる形状測定を行うものであり、順次、重
複点を有して測定し、重複する点のデータについ
て座標変換しデータの補正を行うことにより従来
における同時測定の場合と同様の高精度の測定を
得ることができると共に、チヤンネルボツクス全
長にわたることなく小型の水中部測定装置で行う
ことにより、原子力発電所等で充分な装置の設置
スペースがない場合においても使用が可能とな
り、従来、困難視されていた小型化と高精度化を
両立させる形状測定システムとして頗る実用性に
富むシステムである。
又、請求項2記載の装置は上記測定システムを
達成する水中測定装置として極めて有効である。
なお、本発明測定システム及び装置はチヤンネ
ルボツクスと同様な角筒又は円筒の形状測定に使
用し、同様に効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明測定システムに使用する装置を
示し、イは正面概面図、ロはそのX−X断面図、
第2図イ〜ニは本発明測定システムにおける基本
的態様を示し、イは同時測定データ、ロは初回デ
ータ群、ハは2回目測定データ群、ニは複合デー
タである。又、第3図イ,ロは座標変換の手順を
示す説明図、第4図は形状測定装置のブロツクダ
イヤグラム、第5図乃至第8図は従来の多点同時
測定型装置を示し、第5図は正面図、第6図はチ
ヤンネルボツクス挿入状態における側面図、第7
図は第6図Y−Y断面図、第8図は第6図Z−Z
断面図である。更に第9図は同じく従来の複数点
順次測定型装置の要部概要図である。 A……チヤンネルボツクス、2……ベースプレ
ート、3……センサーフレーム、4,4A,4
B,4C……超音波センサー、5……温度補正用
センサー。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 水中に設置した超音波センサーを用い、チヤ
    ンネルボツクスの形状測定を行うに際し、上記超
    音波センサーを筒状センサーフレームに軸方向3
    〜5段で、かつ同一水平面内で1点以上配置し、
    チヤンネルボツクスを上記センサーフレーム内で
    超音波センサーと相対的に移動しつつ、3〜5段
    の測定点を1群として、そのうち2点以上の一部
    の点が同一個所の測定であるように1群の測定点
    同時測定を順次実施し、上記特定の1群のデータ
    から次の1群データのうち重複する2点以上の一
    部の点のデータについて当初の当該データ2点以
    上と同一座標で同一位置になるよう1群のデータ
    の補正を行い、全長にわたる筒状チヤンネルボツ
    クスの形状測定を行うことを特徴とするチヤンネ
    ルボツクス形状測定システム。 2 ベースプレートと、軸方向3〜5段で、かつ
    同一水平面内において1点以上、超音波センサー
    を配置した筒状センサーフレームからなり、該筒
    状センサーフレームは長さが2m以下で、該セン
    サーフレームには更に測定データの音速温度補正
    のための温度補正用センサーが設けられているチ
    ヤンネルボツクス形状測定装置。
JP63157563A 1988-06-25 1988-06-25 チャンネルボックス形状測定システム及び装置 Granted JPH026706A (ja)

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JP4927768B2 (ja) * 2008-02-19 2012-05-09 古河電気工業株式会社 潅水構造体
JP6104828B2 (ja) * 2014-02-24 2017-03-29 株式会社東芝 3次元変形量計測装置および3次元変形量計測方法

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