JPH06167455A

JPH06167455A - 円筒形の物体の検査

Info

Publication number: JPH06167455A
Application number: JP5202573A
Authority: JP
Inventors: Iain S Davidson; イエイン・サミユエル・デイビツドソン; Alan Higson; アラン・ヒグソン; Thomas G Rice; トマス・ジエラルド・ライス; Graeme M Wigg; グリーメ・マイケル・ウイツグ
Original assignee: British Nuclear Fuels PLC
Current assignee: Sellafield Ltd
Priority date: 1992-07-24
Filing date: 1993-07-23
Publication date: 1994-06-14
Also published as: EP0583092A1; GB9215832D0; US5426309A

Abstract

(57)【要約】【目的】円筒形の物体の表面の欠陥を検査する方法及び
装置を提供する。【構成】検査すべき物体をその軸線を中心に回転させる
手段４１、４２と、物体が回転している間、物体５、４
７の表面にスポットを形成すべく放射線の入射ビーム３
を投射する投射手段１と、投射手段によって形成された
スポットを回転中の物体に対して並進移動させる手段７
９、８３と、物体の表面による散乱の後の入射ビームの
放射線からなる放射線の散乱ビーム６を検出する手段９
と、検出手段による検出結果から、入射ビームスポット
が形成された部分における被検物体の表面深さについて
の情報を導き出す手段１３、１５、１７とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、円筒形の物体の検査に
係わり、円筒形の物体の表面を検査するための装置及び
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ある種の円筒形の物体の製造では、表面
の欠陥を最小限にする必要がある。例えば、核燃料ペレ
ットの製造では、表面の亀裂又は欠け目は望ましくな
い。この種のペレットは、燃料ピンを形成するために、
通常はステンレス鋼又はジルコニウム合金からなる管の
中に数列にわたって充填されるが、ここで重要なのは、
燃料ピンのその後の処理時に管の損傷が回避されるよう
に、ペレットが、機械的取り扱い時、充填時又は管の密
封時に崩壊しないことである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、円筒
形の物体、特に核燃料ペレットのような大量に製造され
る物体の表面の欠陥を検出する技術を提供することにあ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明では、円筒形の物
体の表面を検査するための装置であって、検査すべき物
体をその軸を中心に回転させる手段と、前記物体が回転
している間、前記物体の表面にスポットを形成すべく放
射線の入射ビームを投射する投射手段と、前記投射手段
によって形成されたスポットを回転中の物体に対して並
進移動させる手段と、前記物体の表面による散乱後の入
射ビームの放射線からなる放射線の散乱ビームを検出す
る手段と、散乱ビームの検出手段による検出結果から、
入射ビームスポットが適用された部分における被検物体
の表面の深さに関する情報を導き出す手段とを含む装置
を提供する。

【０００５】望ましくは、投射手段によって与えられた
入射ビームと、検出手段によって検出された散乱ビーム
とが互いに角度をなす。そうすれば、検出手段上の散乱
ビームの入射位置に基づいて、入射ビームスポットを散
乱させた物体の表面の深さが測定される。この場合の検
出手段は、（基準値に対する）物体の反射面の深さの尺
度である散乱ビームによって形成された検出スポットの
側方位置（ｌａｔｅｒａｌｐｏｓｉｔｉｏｎ）を表す
出力を発生する位置感知検出器であるのが望ましい。

【０００６】投射手段は、レーザ光源、例えば半導体レ
ーザであると有利な平行化可視光源を含み得る。レーザ
光源の出力ビームは、レンズによって、検査すべき物体
の表面に集束することができる。

【０００７】投射手段は、あるいは、不可視放射線源、
例えば赤外線源を含んでいてもよい。

【０００８】散乱ビームはレンズによって検出手段上に
集束できる。

【０００９】投射手段によって与えられるビームは、
ｃ．ｗ．（連続）出力として供給され得る。散乱ビーム
は不連続時間間隔で、例えば毎秒１０〜１００のサンプ
ルの頻度でサンプリングすることができ、サンプルは被
検物体の表面の不連続位置での測定値を表す。

【００１０】このようにして、物体の表面の一連の測定
点における物体の表面に対する任意の固定基準位置より
下の深さについて、一連の測定又は読取りが行われる。
前記測定点は、物体の外面に沿った螺旋の形状を有する
軌跡の上に存在する。前記螺旋のピッチは、該螺旋の並
進移動速度を調整することによって調節し得る。前記螺
旋上の一連の測定点の間の距離は、物体の回転速度の調
整、又は散乱ビームをサンプリングする頻度の調整によ
って調節し得る。

【００１１】本発明は有利には、円筒形の物体の表面の
欠陥を検出する技術を提供する。該技術は、装置に自動
的に提示された円筒形の物体の湾曲した表面を人手を用
いずに自動的に検査し、前記物体の表面が予め定められ
た基準を満たしているか否かを決定するのに使用し得
る。断面の半径が一定である円筒体の表面に欠陥がなけ
れば、物体の表面の総ての点に関する深さの読取り値は
総て同等である。しかしながら、欠け目又は亀裂のよう
な表面欠陥が存在すると、欠陥部分に位置する表面上の
点に関する深さの読取り値は、欠陥のない点に関する読
取り値と異なることになり、通常はより大きい値を示
す。このように、物体の表面の欠陥の存在は、前述の方
法で表面の深さの一連の読取りを行うことによって検出
することができる。

【００１２】物体の表面の一連の点における深さの読取
り値を表す値の出力シーケンスは、許容し得ない欠陥の
存在を決定するために処理することができる。即ち、前
記シーケンスからは、周縁方向及び／又は軸線方向で幾
つの連続的深さ読取り値が所期の平均深さ読取り値と異
なっているかを決定することができ、且つ、周縁方向及
び軸線方向の長さに換算される欠陥の寸法と表面積とを
計算することができる。前記寸法の１つ及び／又は表面
積が予め決定された許容限界値より大きい場合には、物
体を廃棄し得る。一連の表面深さ読取り値を表す出力値
と、欠陥のない表面に関する所期の一連の平均値との比
較、欠陥の寸法及び面積の決定、並びに前記寸法と予め
決定された許容限界値との比較は、情報を導き出す前述
の手段に組み込まれた信号処理論理によって実施し得
る。

【００１３】本発明は、核燃料ペレット、特にいわゆる
ＰＷＲ型の原子炉で使用するためのペレットの自動的検
査に特に適している。例えば、この種のペレットは通
常、約１３．５ｍｍの長さと約８ｍｍの直径とを有す
る。一連の表面深さ測定は、ペレットの湾曲表面全体に
わたって約４，０００の点で実施し得る。この種のペレ
ットは、予め決定した許容基準に従って、単一又は複数
の欠陥に起因する総合的損失周縁面積が１０．０ｍｍ²
を超えた場合には廃棄される。この計算では、いずれの
方向でも０．５ｍｍの最大寸法以下の欠陥は、損失面積
の総和から除外し得る。

【００１４】本発明の方法で検査される核燃料ペレット
は、混合酸化物又はいわゆる“ＭＯＸ”燃料ペレット
（ウランと酸化プルトニウムとの混合物を含む）を含み
得、改良型ガス冷却炉（ＡＧＲ）、ＢＷＲ及び他の水冷
原子炉で使用するための燃料ペレットも含み得る。

【００１５】本発明の方法で検査される円筒形の物体
は、故意に与えられた特徴、例えば外面に設けられた端
部の面取り（ｅｎｄｃｈａｍｆｅｒ）又は溝を有し得
る。例えば、ＡＧＲ核燃料ペレットの供給では、特定の
選択されたペレットがＶ形断面の周縁表面溝を有する。
本発明は、欠陥の検出の他に、前述のような特徴の寸法
を調べて、製品の規定で決定された寸法と自動的に比較
することをも可能にする。決定された寸法が、例えば物
体の先行製造過程で物体から切削された材料が多すぎる
か又は少なすぎるという理由で不適確であることが判明
した場合には、所望の寸法に対する偏差を計算し、該誤
差を用いて、物体の表面の特徴を設けるために製造時に
使用される機械、例えばグラインダを調整することがで
きる。

【００１６】投射手段によって形成された放射線ビーム
のスポットを並進移動させる手段は、前記スポットによ
って検査される位置にある物体を該物体の軸線と実質的
に平行な軸線に沿って移動させ、それによって物体がス
ポットを通るようにする手段を含み得る。スポットを並
進移動させる手段は、前述の手段に代えて、又は加え
て、前記スポットで検査される位置にある物体の軸線と
実質的に平行な軸線に沿って投射手段を移動させ、それ
によってスポットを物体に沿って移動させる手段を含み
得る。前記位置は検査ステーション又は検査位置とみな
し得る。いずれの場合も、スポットの軌跡は回転物体の
周縁の螺旋に従う。

【００１７】本発明の実施例の１つでは、物体を回転さ
せる手段が、複数の隣接し合うローラと、これらのロー
ラを同一方向に回転させ、それによって前記ローラ上に
配置されている物体を該物体の軸線を中心にして前記ロ
ーラと共に回転させる手段とを含む。前記ローラは、適
当な直線駆動器（ｌｉｎｅａｒａｃｔｕａｔｏｒ）に
より公知の方法で軸線に沿って、例えばローラ及びその
上の物体の軸線と平行な軸線に沿った運動を与える親ね
じによって、一定の速度で移動し得る支持板の上に載置
することができる。前記直線運動は、駆動器によって与
えられた行程の終点で反転させてることができ、それに
よって前記支持板は再出発位置に戻る。ローラを含む形
態の本発明の装置によって検査を行う場合には、同じロ
ーラ上に複数の物体、例えば２〜５個の物体を配置し得
る。これらの物体はそれぞれ、専用の検査ステーション
並びに投射手段及び検出手段を含む専用の検査装置を有
し得る。前記物体は、ローラ上に一緒に配置し得る。あ
るいは、１つの検査装置を２つ以上の物体で共有するよ
うにしてもよい。例えば、複数の物体の各々をローラ上
で同一のスポットにより交代で検査し、その間に別の物
体を除去し且つ再配置するようにし得る。

【００１８】本発明の装置がローラを含む形態を有する
場合は、物体を捕捉及び配置機（ｐｉｃｋａｎｄｐ
ｌａｃｅｍａｃｈｉｎｅ）によってローラ上に配置し
且つローラから除去することができる。物体をローラ上
に配置しその後ローラから後除去する時は、物体を捕捉
位置で捕捉して、ローラの軸線とほぼ垂直の側方方向に
移動させ得る。物体をローラから除去する前に、物体の
検査を行って検査結果を得ることができる。検査の結
果、物体が許容し得るものであることが判明すれば、物
体は捕捉及び配置機によって受容位置に運ばれる。検査
の結果、物体が許容し得ないものであることが判明すれ
ば、物体は捕捉及び配置機によって廃棄位置に運ばれ
る。物体をどこに配置するかを制御するために、適当な
公知の制御装置、例えばプログラム可能な論理制御装置
（ｐｌｃ）を介して捕捉及び配置機を作動させるべく、
検査装置から適当な信号を送出し得る。複数の物体を受
容位置及び／又は廃棄位置に一緒に配置することもでき
る。

【００１９】本発明の装置がローラを含む形態を有する
場合は、ローラ及び物体の周りに封じ込め手段（ｃｏｎ
ｔａｉｎｍｅｎｔ）を設け、そこで核燃料ペレットの配
置及び取出しを行うようにし得る。このような封じ込め
手段は、ペレットによって招来される放射能汚染の危険
から外部環境を保護する。この種の形態では、ローラの
端部が封じ込め手段の外に突出して延びると有利であ
る。このようにすれば、ローラを回転させ且つ並進移動
させる装置を手動で検査し、且つ汚染から防護すること
ができるからである。

【００２０】複数の物体をローラ上に一緒に配置する場
合は、検査ステーションの両端を決定するためにエンド
ストップをローラに隣接させて具備し得る。このように
すれば、検査ステーションでローラ上に配置された物体
の両端が検査ステーションの両端の内側に閉じ込められ
る。

【００２１】本発明の装置の別の実施例では、検査すべ
き物体の回転及び並進移動を同時に行う操作を、水平面
に対して傾斜しているトラックに沿って移動し得る連続
ベルトと、該ベルトの面を横断する方向に延びるプレー
トとを含む装置を用いて公知の方法で実施し得る。ベル
トの側縁に対するプレートの角度は調整できることが望
ましい。物体はプレートの上方でベルト上に導入され、
プレートによってベルト上に維持される。物体はベルト
の移動によって自己の軸線を中心に回転し、また、ベル
トを横切るプレートの縁部の投影を表す線が水平面から
ずれているために、側方への滑りによって側方に並進移
動する。並進移動の方向は、プレートが下方に向けて左
に傾斜しているのか右に傾斜しているのかによって、正
の方向又は負の方向をとり得る。物体の回転速度は、ベ
ルトの速度を調整することによって調整し得、並進移動
はベルトの縁部に対するプレートの角度を調整すること
によって調整し得る。

【００２２】あるいは、プレートの固定位置に対するベ
ルト移動線の角度を変えることによって並進移動を起こ
すこともできる。どちらの場合も、並進移動度（ｄｅｇ
ｒｅｅｏｆｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）を決めるのは
ベルトとプレートとの間の角度である。

【００２３】核燃料ペレットの自動的操作では、ペレッ
トを本発明の方法で検査するために、英国特許第２２２
３９９８Ａ号明細書に記載の本出願人のクッショントラ
ンスファ（ＣｕｓｉｏｎＴｒａｎｓｆｅｒ）（ＴＭ）
技術によってペレットをペレット検査装置まで運ぶこと
ができる。

【００２４】本発明の装置がローラを含む形態を有する
場合には、クッショントランスファコンベヤによって核
燃料ペレットを捕捉位置に運び且つ受容位置から移送し
得る。

【００２５】本発明の装置が、ベルト及びプレートによ
ってペレットを回転させ且つ並進移動させるような形態
を有する場合には、単一のクッショントランスファ移送
トラックを複数のトラック、例えば５つのトラックに分
割して、各トラックがペレットを固有の検査ステーショ
ンに移送するようにし得る。各ステーションはペレット
を回転させ且つ並進移動させる固有の手段と固有の投射
及び検出手段とを有し得る。種々のトラックに沿って移
動するペレットは、検査後に１つのトラック上に合流さ
せ得るが、欠陥が検出されたペレットは、検査装置を通
過した後で、例えばシュートを作動させることにより、
それぞれのトラックから自動的に除去し得る。この操作
は、検査装置内に導入されたペレットの数を計数し、欠
陥ペレットの数を記録し、欠陥ペレットが到着するまで
装置から出てくるペレットの数を計数することによって
実施し得る。これらの操作はカウンタ及びカウンタレコ
ーダを用いて自動的に実施し得る。この種のシステムは
“ｆｉｆｏ（ｆｉｒｓｔｉｎｆｉｒｓｔｏｕｔ）”
として知られている。

【００２６】望ましくは、投射及び検出手段を含む各検
査装置を、欠陥のない表面を有する既知の寸法の較正ペ
レットと、既知の寸法の欠陥を有する較正ペレットとを
用いて、使用中に時々較正する。

【００２７】

【実施例】添付図面を参照して、本発明の実施例を例示
的に説明する。

【００２８】図１に示すように、半導体レーザ１は、通
常６７０ｎｍの波長を有する出力ビーム３を発生する。
ビーム３は、測定されるべきペレットの湾曲表面上にス
ポットとしてレンズ４で集められる。ペレットの表面は
番号５で示す。ビーム３は、散乱光６としてペレット表
面５によってレンズ７の方に散乱される。散乱光はレン
ズ７で位置感知検出器９上の一点に集められる。

【００２９】散乱させるペレット表面５が、図１の記号
Ａに示すような予想される平均位置にあると、散乱光６
は検出器９の位置Ａ’に達する。しかしながら、散乱さ
せるペレット表面５が位置Ｂに上がるか又は位置Ｃに下
がると（共に図１の破線で示す）、散乱光６はそれぞれ
検出器９の位置Ｂ’及びＣ’に入射する。検出器９上で
の位置Ａ’から位置Ｃ’までの距離及び位置Ａ’から位
置Ｂ’までの距離は、それぞれ位置Ａでのペレット表面
５の深さに対する位置Ｂ及びＣでの深さの測定値であ
る。従って、ペレット表面５での各測定位置についての
位置感知検出器９からの出力である信号は、この位置で
の表面の相対深さを示している。

【００３０】検出器９の出力は増幅器１１によって増幅
され、表面５の距離に比例する検出器９からのアナログ
信号は、マイクロプロセッサベースの信号プロセッサ１
７に送られる。ペレット表面が４００ミクロンのステッ
プで検査されるように通常ペレット当たり約４０００の
サンプルを収集するアナログ／ディジタル変換器１３を
通じて、信号の頻繁なサンプルが信号プロセッサ１７に
よって取出される。サンプルを欠陥のない表面から予想
される数学モデルと比較するために、一連のアルゴリズ
ムが信号プロセッサ１７で使用される。この比較の結果
はディスプレイ１９上に示される。公知の完全なペレッ
トに関係する校正基準を使用して、予想される数学モデ
ルが定期的に検査される。ベルト速度及びベルト角度の
ような装置の機械的設置も定期的に試験される。計算手
続きを前述したように使用して被測定ペレット５を廃棄
するための廃棄制御装置２１をトリガする出力信号を提
供するために、検出された欠陥が許容できないことを示
す結果が使用され得る。

【００３１】ペレット、例えばペレット直径又はペレッ
トテーパでの許容できない変動、及びペレット表面から
の溝の深さのような許容できない外観変動を排除するた
めにこの結果を使用してもよい。このような許容できな
い変動を有するペレットは廃棄され得る。

【００３２】ビーム３はペレットの表面５上に絶えずス
ポットとして達する。ペレットは回転し且つ並進してい
るので、スポットは螺旋を描く。タイマ１２によって適
切な間隔で、例えば４０回／秒で検出器９の出力をサン
プリングすることによって、螺旋に沿っての個別の点が
取出される。このサンプリング手続きを図２に示す。

【００３３】図２の対向する対の側面ｌ，ｈを有する長
方形は、被検査ペレットの湾曲表面領域全体を二次元で
示している。寸法ｌはペレットの長さを示し、寸法ｈは
ペレットの表面の周りの距離を示す。表面領域全体の点
Ｐでペレット表面の相対深さ測定のシーケンスが作成さ
れる。シーケンスは（図２に示すような）ペレットの左
手端部の点Ｐ１で始まり、ペレットの右手端部の点Ｐ２
に達するまで、螺旋に従って一連の個別のステップを継
続する。

【００３４】中間点Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６はそれぞ
れ、異なる回数の螺旋状回転の終了時点に位置し、従っ
て図の上方及び下方縁部に現れる。従って、Ｐ１から下
方縁部のＰ３までの点の線を描く軌跡は上方縁部のＰ３
からＰ４に続く。以下同様である。

【００３５】実際には、ペレット表面上のプロットは、
図２に示すよりも多くの測定点Ｐを含み得る。

【００３６】図３及び図４は、図１に示す装置で使用す
るペレット５を回転／並進させる装置の一例を示してい
る。

【００３７】サーボモータ（図示せず）によって一定速
度で駆動される連続ゴムベルト２３は、ローラ２５，２
７の周りを矢印Ｑの方向に移動する。

【００３８】ローラ２７がローラ２５の上方の高さに位
置するために、ベルト２３は傾斜している。検査される
べきペレット５は、プレート２９によってベルト２３上
に支持されている。ベルト２３の側方縁部に対するプレ
ート２９の角度は調節可能であるが、図４では、角度
は、一方の端部２９ａが他方の端部２９ｂよりも低くな
るように調節されている。ペレット５はベルト２３の移
動によって回転され、且つプレート２９上を側方に滑動
しながら下降することによってペレット軸に平行なＸの
方向に向けて側方に移動する、即ち並進する。端部２９
ａが端部２９ｂの上方になるようにプレート２９の角度
が変更されると、ペレット５の側方移動は反対方向にな
る。

【００３９】図１を参照して説明した装置で、レーザ１
と、レンズ４と、レンズ７と、検出器９と、増幅器１１
とを含む構成部品を、市販の高さ測定装置、例えばＫｅ
ｙｅｎｃｅＬＣ２０００レーザ移動センサと規定し
てもよい。このような装置では、８ × １０^-4ｍｍの
分解能（ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）が十分に達成され得
る。

【００４０】装置の操作時に機械振動又は電気雑音が欠
陥として記録されないように、ペレットの廃棄行動がと
られる前に、ペレットを連続的に回転させて少なくとも
２つの許容できないサンプルが検出されねばならない。
ベルトの表面速度は絶えず一定であり且つペレットの直
径は分かっているので、ペレット１回転当たりのサンプ
ル数は分かり、且つ２つの信号が確実に１つの欠陥に対
して相関関係を持つように使用され得る。これが実施さ
れ得るには、螺旋間隔及びサンプル間周期が、必要最小
限の寸法の欠陥を検出するように十分短くなければなら
ない。

【００４１】信号処理ユニットは、１０ＭＨｚで作動す
るＭｏｔｏｒｏｌａ６８０００プロセッサを含み得
る。作動時に信号プロセッサはリアルタイムでサンプル
処理を操作し、次に観測された欠陥の種類を指示するた
めに、ペレットの検査直後に判断ツリーで得られた結果
を比較する。必要とあれば、廃棄機構を作動させてペレ
ットを廃棄する。検出された欠陥の種々の型及びペレッ
ト上での欠陥の検出場所、例えば縁部、胴体部、溝につ
いての累積記録が保持される。

【００４２】実際には、前述した信号プロセッサを使用
して、ペレット当たり５秒の検査時間が達成された。よ
り高速のプロセッサ又は並列処理（トランスピュータ）
の使用によって、ペレットのより高いスループット又は
より細かな欠陥の分解能が可能となる。

【００４３】図５に示すように、本発明の装置の代替例
は、駆動ユニット４５によって駆動されるシャフト４
３，４４によって回転され且つ（後で図６を参照して説
明するように）軸と平行に直線方向に移動するローラ４
１，４２を含んでいる。核燃料ペレット４７はローラ４
１，４２上に置かれる。位置Ａ、Ｂ等はローラ４１，４
２上の検査ステーションを限定している。ペレット４７
は捕捉ステーション４９から得られる。ペレットはクッ
ショントランスファコンベヤ５１によって捕捉ステーシ
ョンに運ばれる。ペレット４７はピックと、破線Ｌ１，
Ｌ２等（２つだけを図示する）で示される方向に沿って
ペレット４７を搬送する設置機械（図示せず）とによっ
てステーション４９から捕捉される。検査ステーション
Ａに置かれた各ペレット４７は、レーザ１、レンズ４、
レンズ７及び検出器９と同様の部品を備えた検査装置５
３を使用して、図１及び図２を参照して説明したように
検査される。線５５，５７はそれぞれ、ステーションＡ
での検査工程における出力及び散乱レーザビームを示し
ている。同様に位置Ｂによって限定された検査ステーシ
ョンに置かれた各ペレット４７は、同一の検査装置５９
を使用して検査される。線６１，６３はそれぞれ、ステ
ーションＢでの検査工程における出力及び散乱レーザビ
ームを示している。

【００４４】ステーションＡ，Ｂ等での検査後に、ペレ
ットはピック及び設置機械によって受容ステーション６
５又は廃棄ステーション６７に適宜移動させられる。受
容ステーション６７に受取られたペレット４７はその後
クッショントランスファコンベヤ６９によって搬送され
る。

【００４５】検査装置５３，５９の作動中にこれらの装
置の校正が正確に維持されるように、適当な時間間隔
で、校正ペレット（即ち公知の寸法からなる欠陥のな
い’モデル’ペレット及び公知の寸法からなる特定の欠
点を有するペレット）がピック及び設置機械によってス
テーション７１から捕捉され、且つステーションＡ，Ｂ
等で検査される。

【００４６】図６は、直線運動及び回転運動がどのよう
にローラ４１，４２に、従ってローラ上に置かれたペレ
ット４７に伝えられるかを示している。前述したよう
に、駆動ユニット４５は、駆動シャフト４３，４４によ
ってローラ４１，４２を駆動する（図６ではローラ４２
及びシャフト４４だけを図示する）。駆動シャフト４４
は、それぞれベアリング７１，７３を通じて柱７５，７
７によって支持されている。柱７５，７７は支持板７９
上に固定装着されている。支持板は、基部８１内に組み
込まれた親ねじ８３によって固定式基部８１に対して水
平方向に移動するように駆動され得る。親ねじ８３は、
駆動シャフト８７を通じて作動する駆動ユニット８５に
よって提供される回転運動によって駆動される。

【００４７】従って、ビーム６１のスポットは、各被検
査ペレット４７上で螺旋経路をたどる。スポットが検査
しているペレット４７の端部に達すると、図６に示す機
構によって提供される水平駆動は、ローラ４１，４２を
最初の位置に戻すために逆にされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】核燃料ペレットの検査装置の概略正面図であ
る。

【図２】核燃料ペレットの湾曲表面領域及びペレット上
の検査点を二次元で示す図である。

【図３】図１の装置でペレットを回転／並進させるため
の機構の側面図である。

【図４】図１の装置でペレットを回転／並進させるため
の機構の（図３に示す方向ＩＶからの）正面図である。

【図５】本発明の検査装置の代替例を示す斜視図であ
る。

【図６】図５に示す装置の部分側面図である。

【符号の説明】

１レーザ４，７レンズ９検出器１１増幅器１２タイマ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者アラン・ヒグソンイギリス国、エフ・ワイ・８・３・エイ・エツクス、ランカシヤー、リザム・セント・アンズ、リーチ・クレセント・６ (72)発明者トマス・ジエラルド・ライスイギリス国、ピー・アール・４・３・テイ・エス、プレストン、ニユートン−ウイズ・スケールズ、メープル・クローズ・９ (72)発明者グリーメ・マイケル・ウイツグイギリス国、ピー・アール・１・０・イー・ビー、プレストン、ペンワーザム、ブランデル・レイン・27

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒形の物体の表面を検査するための装
置であって、検査すべき物体をその軸線を中心に回転さ
せる手段と、前記物体が回転している間、該物体の表面
にスポットを形成すべく放射線の入射ビームを投射する
投射手段と、前記投射手段によって形成されたスポット
を回転中の物体に対して並進移動させる手段と、物体の
表面による散乱の後の入射ビームの放射線からなる放射
線の散乱ビームを検出する手段と、散乱ビームの前記検
出手段による検出結果から、入射ビームスポットが形成
された部分における被検物体の表面深さについての情報
を導き出す手段とを含んでいる、円筒形の物体の表面を
検査するための装置。
【請求項２】前記投射手段によって与えられた入射ビ
ームと、前記検出手段によって検出された散乱ビームと
が互いに角度をなし、そのため、前記検出手段上の散乱
ビームの入射位置に基づいて、入射ビームスポットを散
乱させた物体の表面の深さが測定され、前記検出手段
が、基準値に対する物体の反射面の深さの尺度である散
乱ビームによって形成された検出スポットの側方位置を
表す出力を発生する位置感知検出器を含む請求項１に記
載の装置。
【請求項３】使用中に前記投射手段によって与えられ
るビームが連続的出力として供給され、前記情報を導き
出す手段が前記検出手段の出力を不連続時間間隔でサン
プリングする手段を含み、サンプルが被検物体の表面の
不連続位置での表面深さ測定値を表す請求項１に記載の
装置。
【請求項４】前記情報を導き出す手段が、許容し得な
い欠陥の存在を決定するために表面深さ測定値を表す値
の出力シーケンスを処理する手段を含んでいる請求項３
に記載の装置。
【請求項５】前記情報を導き出す手段が、前記シーケ
ンスから、周縁方向及び／又は軸線方向で幾つの連続的
深さ読取り値が所期の平均深さ読取り値と異なっている
かを決定し、欠陥の寸法を計算し、且つ、検出された欠
陥の前記寸法の１つ及び／又は表面積が予め定められた
許容限界値より大きい場合に、物体を廃棄すべきである
ことを示す信号を発生するように構成されている請求項
４に記載の装置。
【請求項６】核燃料ペレットの検査に適している請求
項１に記載の装置。
【請求項７】前記投射手段によって形成された放射線
ビームのスポットを並進移動させる前記手段が、前記ス
ポットによって検査される位置にある物体を該物体の軸
線と実質的に平行な軸線に沿って移動させ、それによっ
て物体がスポットを通るようにする手段を含む請求項１
に記載の装置。
【請求項８】スポットを並進移動させる前記手段が、
前記スポットで検査される位置にある物体の軸線と実質
的に平行な軸線に沿って前記投射手段を移動させ、それ
によってスポットを物体に沿って移動させる手段を含む
請求項１に記載の装置。
【請求項９】物体を回転させる前記手段が、複数の隣
接し合うローラと、これらのローラを同一方向に回転さ
せ、それによって前記ローラ上に配置されている物体を
その軸線を中心にして前記ローラと共に回転させる手段
とを含む請求項７に記載の装置。
【請求項１０】検査すべき物体の回転及び並進移動を
同時に行う操作が、水平面に対して傾斜しているトラッ
クに沿って移動し得る連続ベルトと、該ベルトの面を横
断する方向に延びるプレートとを含む装置を用いて実施
され得る請求項１に記載の装置。