JPH0536730B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は原子炉燃料集合体、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
よる形状測定装置に関するものである。

（従来の技術） チヤンネルボツクスは炉内使用時に内側が外側
より圧力が高くなるため徐々にクリープ変形によ
りふくらみ。また、照射成長量の不均一などによ
り曲がりを生じる。そのため、チヤンネルボツク
スを再使用する場合、チヤンネルボツクスの曲が
り、ふくらみなどがある規定値以下であることを
確認する必要がある。

そこで、水中テレビ装置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、正確性を期して超音波を利用した超音波反
射法が採用されており、特に曲がり、ふくらみの
測定には主に後者が用いられている。

第３図及び第４図はこうしたチヤンネルボツク
スの形状測定で現在、試みられている超音波反射
法による測定態様であり、チヤンネルボツクス１
１の周りに、例えば制御棒保管ラツク１３上に載
置して超音波センサー１２を配置し、燃料集合体
を上下動させ、任意の軸方向位置で各超音波セン
サー１２とチヤンネルボツクス１１間の距離を超
音波の発信から受信までの時間にもとづいて測定
し、第５図に示すブロツクダイヤグラムに従つて
データ処理し、燃料集合体外周のチヤンネルボツ
クスの曲がり、断面のふくらみ等、変形の状態を
測定している。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記超音波反射法によりふくらみ量
などを測定するためにはデータの正確性から一辺
で少なくとも３個のデータが必要であり、第４図
の如く超音波センサーは少なくとも３個配置され
る。しかし、センサーを３個配置した場合、測定
のふくらみが大きいと、第４図に示すように両端
の２個のセンサーには往々にして信号は返つて来
ない。

即ち、超音波センサーはその鋭い指向性のため
に超音波センサーに対して傾いた面の検出には不
向きであり、測定が数度傾くと、も早、検出不可
能になるという事態を生じる。

そのため測定面のふくらみが大きくなるにつれ
センサーの数をふやす必要があり、当然、装置コ
ストも高くなる。またチヤンネルボツクスの超音
波センサーに対する位置決めが必要であり、得ら
れるデータも３個の位置情報だけで正確なプロフ
アイルを知ることは困難である。

本発明は上述の如き実情に対処し、上記問題点
を解決すべく超音波センサーを揺動させることに
より超音波進行方向を検出面に合わせ、更に揺動
回転角を検出することによりチヤンネルボツクス
のふくらみが大きくても、超音波センサーの数を
増加することなくチヤンネルボツクス検出面の正
確なプロフアイルを測定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） 即ち、上記目的に適合する本発明の特徴とする
ところは、前述の如き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装置において、
前記超音波センサーを首振り（揺動）可能とな
し、超音波センサーとチヤンネルボツクスの距離
の外、チヤンネルボツクスの測定部位（超音波反
射個所）の傾斜角を知り得る如くなしたこと、ま
た更に上記知り得たデータをもとにチヤンネルボ
ツクス外形のプロフアイルを正確に求めるソフト
ウエアを含むデータ処理装置を具備せしめたこと
にある。

（作用） 上記の如き構成からなる本発明装置によれば、
超音波センサーは首振り揺動することから、首振
りさせながら連続的にセンサー先端からチヤンネ
ルボツクス表面までの最短距離を測定する。そし
て、このときの超音波センサーの角度をエンコー
ダー（回転角測定器）で測定する。

こうして得られた上記距離と角度の情報により
チヤンネルボツクス表面上の超音波反射地点は一
義的に決定され、同時にその地点におけるチヤン
ネルボツクス表面の接線の傾き即ち傾斜角も計算
処理される。

ところで、超音波センサーは通常、一辺に付き
３組配置されているので、上記計算の結果は１辺
に付き３組得られ、このデータにもとづいて該辺
の正確なプロフアイルを引くことができる。

次いでこの機構をチヤンネルボツクスの４辺に
対応し、超音波センサー12個配置することにより
各辺のプロフアイルをひきチヤンネルボツクスの
正確な断面外形プロフアイルを得ることが可能と
なる。

（実施例） 次に添付図面を参照し、上記本発明装置の実施
例を説明する。

第１図及び第２図は本発明測定装置の要部１例
を示す部分平面図及び側面図であり、図において
１はチヤンネルボツクスで、その一辺のプロフア
イルを測定するべく超音波センサー２が３個並ん
で配設されている。

超音波センサー２はホルダーブロツク３に保持
されており、その上部にはアブソリユートタイプ
エンコーダー４が連結されていると共に、下部側
にはギヤボツクス５を介しモータ６が連絡されて
いる。

勿論、これら各機器は水中であるので水密構造
となつているが、図では省略して示している。

なお、モータ６の軸回転はギヤボツクス５内で
既知の方式にもとづいて首振り（揺動）運動に変
換され、ホルダーブロツク３と超音波センサー２
は中心軸Ｚを中心として矢印の方向へ首振り揺動
する。

かくして、超音波センサー２は通常、数ｍ
sec間隔で超音波を受発信しているが、上記超音
波センサー２を揺動させながら連続的にチヤンネ
ルボツクス１までの距離を測ることでセンサー２
先端からチヤンネルボツクス１表面までの最短距
離が分かり、これと共に最短距離が測定されたと
きのセンサー２の角度は付設されているエンコー
ダー４で測定点される。

そして、この距離と角度の情報をもとにデータ
処理を行うことによつてチヤンネルボツクスの断
面の正確なフロフアイルが得られることはさきに
作用において述べた通りである。

このようにして燃料集合体を上下動させ、任意
の軸方向位置で燃料集合体外周のチヤンネルボツ
クスの変形状態を測定することができる。

（発明の効果） 本発明装置は以上のように超音波センサーを揺
動させる機構を設け、首振りを可能ならしめたも
のであり、従来の超音波センサー固定式ではチヤ
ンネルボツクスのふくらみが大きくなると超音波
が返つてこないものがでるため、センサーの数を
多く配置する必要があつたが、本発明ではセンサ
ーが揺動するため受信範囲が拡がり、チヤンネル
ボツクス１辺につき３個のセンサーで十分とな
り、著しく効率化される。

また、従来の超音波固定式ではチヤンネルボツ
クス表面上、超音波反射地点の位置情報しか得ら
れなかつたが、本発明のセンサー揺動方式では位
置情報に加えてその地点でのチヤンネルボツクス
表面の接線の傾きデータも得ることができること
により、より正確なプロフアイルを求めることが
できる顕著な効果を奏する。

更に、従来の超音波センサー固定方式ではセン
サーに対してチヤンネルボツクス測定面を最も効
率のよい角度に位置決めする必要があつたが、本
発明ではセンサー側でスキヤンするので位置決め
はラフでよく、操作性が良好である利点もあり、
従来の超音波利用のチヤンネルボツクス形状測定
に比し、その精度をより向上せしめ実効を高める
格段の効果が期待される。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明形状測定装置例の要
部を示す部分平面図及び側面図、第３図は従来の
測定装置の要部概要側面図、第４図は同じく従来
装置の要部の概要平面図、第５図はチヤンネルボ
ツクス形状測定装置のブロツクダイヤグラムであ
る。 １……チヤンネルボツクス、２……超音波セン
サー、５……ギヤボツクス、６……モータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 超音波センサーを用いチヤンネルボツクスの
   形状測定を行う装置において、チヤンネルボツク
   スの辺に対応して配置された前記超音波センサー
   を首振り揺動可能となし、超音波センサーとチヤ
   ンネルボツクスの間の距離の外、チヤンネルボツ
   クスの測定部位の傾斜角を知り得る如く構成して
   なることを特徴とするチヤンネルボツクスの形状
   測定装置。 ２ 請求項１記載の装置において、上記知り得た
   距離、角度の両データをもとにチヤンネルボツク
   ス外形のプロフアイルを求めるソフトウエアを含
   むデータ処理装置を具備せしめたことを特徴とす
   るチヤンネルボツクス形状測定装置。