JPH0617794B2 - 物体の曲り，捩れ検査装置 - Google Patents
物体の曲り，捩れ検査装置Info
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- JPH0617794B2 JPH0617794B2 JP60295458A JP29545885A JPH0617794B2 JP H0617794 B2 JPH0617794 B2 JP H0617794B2 JP 60295458 A JP60295458 A JP 60295458A JP 29545885 A JP29545885 A JP 29545885A JP H0617794 B2 JPH0617794 B2 JP H0617794B2
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Description
この発明は、例えば高速増殖炉用の燃料集合体を被検査
対象物とする角柱長尺物体の曲り，捩れ検査装置に関す
る。
対象物とする角柱長尺物体の曲り，捩れ検査装置に関す
る。
周知のように頭記の燃料集合体は、エントランスノズル
部と燃料要素を収納したラッパ管とを溶接接合して一体
に構成されたステンレス製の六角柱体として成るもので
あり、該燃料集合体は組立製作後に原子炉施設に納品す
る以前の段階で変形等の有無検査が通常行われている。
この検査は燃料集合体の外形寸法検査，表面の傷の有無
等を調べる外観検査とともに、曲り，捩れ検査が重要な
検査項目となつている。すなわち前記のように燃料集合
体はエントランスノズル部とラッパ管との溶接接合体と
して成り、このために溶接工程での溶接歪、製作誤差に
起因してとかく燃料集合体にはその長手方向に沿つて曲
り，捩れが生じ易い。一方、燃料集合体は原子炉への装
荷性を考慮してその寸法精度がμｍオーダーの許容誤差
内に収まるように厳しく規定されている。 かかる点従来におけるこのような検査は燃料集合体を床
面に寝かせた状態で目視実測ないし接触式のセンサを使
用して各種検査を行っているが、この方法ではまず燃料
を横置姿勢とするために、特に曲りに就いては重力の影
響による燃料集合体の撓みが生じて正確な検査結果が得
られない。また接触式センサを使用する方法では、検査
過程でセンサの接触部摩耗等が原因となつて高い検査精
度が得られないのみらず、燃料集合体の表面に傷を付け
たり，あるいは汚したりする恐れがある。さらに加えて
燃料集合体を被検査物として検査する際のセンサ工程が
遠隔操作方式でない場合には検査員の放射能被曝の恐れ
もある。
部と燃料要素を収納したラッパ管とを溶接接合して一体
に構成されたステンレス製の六角柱体として成るもので
あり、該燃料集合体は組立製作後に原子炉施設に納品す
る以前の段階で変形等の有無検査が通常行われている。
この検査は燃料集合体の外形寸法検査，表面の傷の有無
等を調べる外観検査とともに、曲り，捩れ検査が重要な
検査項目となつている。すなわち前記のように燃料集合
体はエントランスノズル部とラッパ管との溶接接合体と
して成り、このために溶接工程での溶接歪、製作誤差に
起因してとかく燃料集合体にはその長手方向に沿つて曲
り，捩れが生じ易い。一方、燃料集合体は原子炉への装
荷性を考慮してその寸法精度がμｍオーダーの許容誤差
内に収まるように厳しく規定されている。 かかる点従来におけるこのような検査は燃料集合体を床
面に寝かせた状態で目視実測ないし接触式のセンサを使
用して各種検査を行っているが、この方法ではまず燃料
を横置姿勢とするために、特に曲りに就いては重力の影
響による燃料集合体の撓みが生じて正確な検査結果が得
られない。また接触式センサを使用する方法では、検査
過程でセンサの接触部摩耗等が原因となつて高い検査精
度が得られないのみらず、燃料集合体の表面に傷を付け
たり，あるいは汚したりする恐れがある。さらに加えて
燃料集合体を被検査物として検査する際のセンサ工程が
遠隔操作方式でない場合には検査員の放射能被曝の恐れ
もある。
この発明は上記の点にかんがみなされたものであり、前
記した従来の検査方式の問題点を解消して被検査物体の
長手方向に沿つた曲り，捩れ等を非接触式，かつ遠隔操
作方式を採用して精度よく検査できるようにした物体の
曲り，捩れ検査装置を提供することを目的とする。
記した従来の検査方式の問題点を解消して被検査物体の
長手方向に沿つた曲り，捩れ等を非接触式，かつ遠隔操
作方式を採用して精度よく検査できるようにした物体の
曲り，捩れ検査装置を提供することを目的とする。
この発明は、被検査物体を起立姿勢に担持する被検査物
体保持機構と、前記被検査物体を挟んでその両側に対向
配備し２個のセンサを１組とする平行配置した２組の非
接触式の変位センサと、この変位センサを被検査物体に
に沿って昇降移動する昇降駆動機構と、前記変位センサ
の出力データを演算処理する演算制御部とを有し、該演
算制御部において、起立保持状態で前記被検査物体の軸
上に設定した基準測定位置における各対向面ごとに測定
した前記変位センサの出力データより求めた前記基準測
定位置の断面中心点を通る軸方向の仮想中心線，および
前記被検査物体の各対向面ごと軸上に設定した基準測定
位置における変位センサの出力データより求めた縦割り
仮想中心面と、前記基準測定位置から変位した対象測定
位置における前記被検査物体の各対向面ごとに変位セン
サの出力データより求めた前記対象測定位置の断面中心
点，および前記基準測定位置から変位した対象測定位置
における変位センサの出力データより求めた前記対象測
定位置での前記仮想中心面に対応する捩れ中心面とを対
比して、基準測定位置と対象測定位置との間の軸中心の
相対的ずれ、および中心面の相対的ずれから相対的な捩
れ角度の平均値を演算により求め、その対比演算結果か
ら被検査物体の長手方向に沿った曲り，捩れの度合を同
時に検出するようにしたものである。
体保持機構と、前記被検査物体を挟んでその両側に対向
配備し２個のセンサを１組とする平行配置した２組の非
接触式の変位センサと、この変位センサを被検査物体に
に沿って昇降移動する昇降駆動機構と、前記変位センサ
の出力データを演算処理する演算制御部とを有し、該演
算制御部において、起立保持状態で前記被検査物体の軸
上に設定した基準測定位置における各対向面ごとに測定
した前記変位センサの出力データより求めた前記基準測
定位置の断面中心点を通る軸方向の仮想中心線，および
前記被検査物体の各対向面ごと軸上に設定した基準測定
位置における変位センサの出力データより求めた縦割り
仮想中心面と、前記基準測定位置から変位した対象測定
位置における前記被検査物体の各対向面ごとに変位セン
サの出力データより求めた前記対象測定位置の断面中心
点，および前記基準測定位置から変位した対象測定位置
における変位センサの出力データより求めた前記対象測
定位置での前記仮想中心面に対応する捩れ中心面とを対
比して、基準測定位置と対象測定位置との間の軸中心の
相対的ずれ、および中心面の相対的ずれから相対的な捩
れ角度の平均値を演算により求め、その対比演算結果か
ら被検査物体の長手方向に沿った曲り，捩れの度合を同
時に検出するようにしたものである。
第１図は原子炉の燃料集合体を被検査物体とするこの発
明の実施例による検査装置の構成図、第２図はその検査
システム系統図を示すものである。図において１は燃料
集合体であり、１１は燃料集合体１のエントランスノズ
ル部，１２は燃料要素を収納したラッパ管部、１３は頂
部のハンドリングヘッド１３である。なお１４はエント
ランスノズル部１１とラッパ管部１２との間の溶接部を
示している。一方、検査装置はエントランスノズル部１
１を受容して燃料集合体１を垂直姿勢に起立保持する被
検査物体保持機構２と、燃料集合体１と離間してその側
面に対向位置する非接触式の変位センサ３と、該変位セ
ンサ３を燃料集合体１の長手方向沿って昇降移動操作す
る遠隔操作式の昇降駆動機構４と、および演算制御部
５，検査モニタ部６等で構成されている。 ここで前記した被検査物体保持機構２は燃料集合体１の
エントランスノズル部１１を下方より受容して起立姿勢
に保持する保持筒２１と、該保持筒２１をその軸中心の
回りで旋回操作する旋回駆動部２２と、および保持筒２
１の旋回位置を検出するエンコーダ２３とで構成されて
いる。一方、変位センサ３は分解能が３５μｍ程度であ
る高精度の静電容量型センサが採用されており、燃料集
合体１を挟んでその両側にはそれぞれ２個のセンサを１
組とする２組のセンサ３１〜３４が平行して対向配置さ
れている。また昇降駆動機構４は、前記変位センサ３を
搭載した昇降テーブル４１と、該テーブル４１を燃料集
合体１に沿って上下方向に昇降操作する送りねじ機構４
２と、該送りねじ機構４２の駆動部４３と、およびテー
ブル上に搭載したセンサ３の昇降位置検出用エンコーダ
４４とで構成されている。なお前記被検査物体保持機構
２および昇降駆動機構４はいずれも外部からのオペレー
タの指令で動作する遠隔操作式のものである。また第２
図に示した演算制御部５は前記した各変位センサ３１〜
３４および各エンコーダ２３，４４の出力信号を取り込
んでデータ処理する演算機能を備えたものであり、さら
に検査モニタ部６は検査結果を数値データとして帳標出
力するプリンタおよび画像として出力するディスプレー
等を装備している。なお５１はセンサの信号変換器であ
る。 上記の構成で、燃料集合体１を被検査物体保持機構２で
起立姿勢に保持し、かつ燃料集合体１の側面に変位セン
サ３１〜３４を非接触式に対向位置させ、この状態で第
３図のように各センサ３１〜３４とこれに対向する燃料
集合体１の側面との間の対向距離ｄ１〜ｄ４をセンサ出
力から求めることにより、先記した昇降駆動系の原点Ｘ
と各センサの先端までの距離Ｌ１，Ｌ２および各組毎の
センサ相互の間隔Ｌ３が既知であることから、演算処理
によりセンサ対向位置における燃料集合体１の断面中心
点Ｏ，および前記センサ３１と３３，および３２と３４
のセンタを結ぶ線上で計測した燃料集合体１の中心点
ｍ，ｎを通る正六角形燃料集合体１の縦割り中心面Ｐを
設定することができる。断面中心点Ｏの演算は、第３図
に基づいて説明すると以下の通りである。 イ．測定しようとする面を仮にＡ，Ｄ面とする。 ロ．センサのＡ側基準面からＡ面に対する対向距離をｄ
１，ｄ２、センサのＤ側基準面からＤ面に対する対向距
離をｄ３，ｄ４とする。 昇降駆動系の原点Ｘから中央点ｍ迄の座標 〔Ｌ２−Ｌ１−（ｄ１＋ｄ３）〕／２＋Ｌ１＋ｄ１ ＝（Ｌ２＋Ｌ１＋ｄ１−ｄ３／２ 昇降駆動系の原点Ｘから中央点ｎ迄の座標 〔Ｌ２−Ｌ１−（ｄ２＋ｄ４）〕／２＋Ｌ１＋ｄ２ ＝（Ｌ２＋Ｌ１＋ｄ２−ｄ４）／２ ハ．Ａ，Ｄ面の中心点Ｏは中央点ｍの座標と中央点ｎの
座標との中央として求め、 昇降駆動系の原点ＸからＯ点迄の座標 ＝（ｍ点の座標＋ｎ点の座標）／２＝（Ｌ２＋Ｌ１）／
２＋（ｄ１＋ｄ２−ｄ３−ｄ４）／４ ニ．Ｂ，Ｅ面、Ｃ，Ｆ面間の中心座標も同様に演算す
る。なお前記正六角形燃料集合体１での縦割り中心面
Ｐ，燃料集合体の各対角稜線の間を結ぶ縦割り対角面と
一致する。また、ここで第１図に示した被検査物体保持
機構２により正六角形の燃料集合体１をその軸の回りで
６０度ずつ旋回してその都度燃料集合体１の各対向面に
付いて同様な計測を行い、各々の計測で求めた中心点を
最小２乗法によりその誤差が最小となるように演算する
ことにより高い精度で中心点Ｏ１を求めることができ
る。 次に前記した検査装置により、燃料集合体１を被検査対
象物とするその長手方向の曲り，捩れ検査法に付いて順
に説明する。すなわち燃料集合体１の曲り，捩れの最も
大きな要因は頭記したようにエントランスノズル部１１
とラッパ管部１２との間の溶接接合に起因する製作誤差
にあり、燃料集合体１に曲り，捩れが生じているとする
とその様子はそれぞれ第４図，第７図のようになる。な
お各図において実線で示す正六角形はエントランスノズ
ル部１１の断面，点線はラッパ管部１２での断面形状を
表している。 ここでまず曲りの検査法に付いてのべると、まず第４図
に示すように燃料集合体１の溶接接合部１４を境にその
下側のエントランスノズル部１１を基準測定範囲、上側
のラッパ管部１２を対象測定範囲として、まずエントラ
ンスノズル部１１に基準測定位置Ａを設定し、この基準
測定位置Ａにおける変位センサ３の出力データから第３
図で述べた手法によりその断面中心点Ｏ１を求め、かつ
この中心点を通つて燃料集合体１の全長域に沿い第５図
の符号Ｃで示す仮想中心線を設定する。この基準中心線
Ｃは燃料集合体１に曲りがないと仮定した場合の軸方向
の中心線である。次に第１図における昇降駆動機構４を
操作してテーブル４１を上昇移動し、変位センサ３を燃
料集合体１のラッパ管部１２における任意の対象測定位
置Ｂ（第４図）に対向位置させる。ここで前回と同様に
変位センサ３の出力データからその対象測定位置Ｂにお
ける燃料集合体１の断面中心点Ｏ２を求める。ここで前
記した基準測定位置Ａおよび後者の対象測定位置Ｂにお
ける燃料集合体１の断面位置を示すと第６図で示した実
線および点線の正六角形となり、この図における実線お
よび点線の各中心点Ｏ１とＯ２の断面方向の相対的ずれ
が燃料集合体１の基準測定位置Ａに対する対象測定位置
Ｂの曲り量Ｓを表す。この曲り量Ｓについては、ベクト
ル合成により求めることができる。正六角形の角柱長尺
体である燃料集合体１の曲がりを求める方法について第
６図により説明する。１１は燃料集合体１のエントラン
スノズル部、Ｏ１はその基準測定位置に於ける断面中心
点、１２は燃料集合体１のラッパ管部、Ｏ２はその対象
測定位置における断面中心点である。 各対向面ごとにその方向の仮想中心線との相対的ずれ成
分のベクトルＳ１，Ｓ２，Ｓ３を求め、先ずベクトルＳ
１とベクトルＳ２との合成、ベクトルＳ２とベクトルＳ
３との合成及びベクトルＳ１とベクトルＳ３との合成を
求める。さらに、ベクトル（Ｓ１＋Ｓ２）とベクトル
（Ｓ２＋Ｓ３）とを合成したベクトルＯ１Ｇに、ベクト
ル（Ｓ１＋Ｓ３）即ちＯ１Ｉを合成するとベクトルＯ１
Ｈが得られ、これはベクトル（Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３）の２
倍のベクトルに相当する。ベクトル（Ｓ１＋Ｓ２＋
Ｓ３）はベクトルＯ１Ｈ上の1/2の位置にありベクトル
Ｏ１Ｏ２である。対象測定位置Ｂにおける断面中心点Ｏ
２はベクトルＯ１Ｈ上の中央に求められる。このように
して中心点Ｏ１に対するＯ２の曲り方向Ｏ１Ｏ２及び曲
り量の大きさＳをそれぞれ求めることができる。 ここで前記各測定位置ＡとＢとの間の軸方向の曲り度合
を模式図で表すと第５図における線Ｄのようになる。な
お前記した対象測定位置Ｂをラッパ管部１２に沿って数
点設定して各位置での曲り量の方向および大きさを求
め、この計測結果を第２図に示した検査モニタ部５で作
図表示するとともにその数値データを帳標出力すること
により、燃料集合体の曲りに対する合否の判定を行うこ
とができる。 次に捩れの検査方法に付いて述べる。この捩れの検査の
場合も前記した曲り検査と同様にまず基準測定位置Ａ
（第７図）を設定し、この基準測定位置で燃料集合体１
を被検査物体保持機構２（第１図）の軸中心の回りで６
０度ずつ旋回操作しつつ第３図に述べた手法により変位
センサ３の出力データを演算制御部５（第２図）で演算
処理し、第８図の実線で示した燃料集合体断面の中心を
通って正六角形の各頂点の間を結ぶ基準の縦割り仮想中
心面Ｐ１を燃料集合体１の各対向面毎に付いて設定す
る。次に変位センサ３をラッパ管部１２へ上昇移動し、
対象測定位置Ｂにおける各対向面位置における変位セン
サの出力データから点線で示す各頂点の間を結ぶ縦割り
の捩れ中心面Ｐ２を求め、前記した仮想中心面Ｐ１との
間で対比演算してそれぞれ対応する縦割り中心面の相対
的なずれ角度θ１〜θ３を得る。そしてこのずれ角度θ
１〜θ３の代数平均から基準測定位置Ａと対象測定位置
Ｂとの間の捩れ量を演算により求め、前記曲り量の検査
と同様にその計測結果を図形、数値データとしてモニタ
部６に出力して燃料集合体の捩れに対する合否の判定を
行う。 上記の説明で明らかなように、例えば燃料集合体である
角柱長尺の被検査物体の曲り、捩れの検査は、被検査物
体を垂直に起立させた保持状態で、かつ変位センサを被
検査物体に沿って昇降移動しながら非接触式に計測操作
を行うようにしている。したがつて従来の検査方式と比
べて、まず被検査物体が垂直起立姿勢であることから重
力による被検査物体の軸方向に撓みが生じることがな
く、重力の影響による検査精度の誤差を排除できる。ま
た変位センサは非接触状態で被検査物体の計測を行うの
で変位センサの機械的摩耗，および被検査物体の表面傷
付き、汚染を与える恐れくなく、かつ変位センサを燃料
集合体を挟んでその両側に対向配備しているので、セン
サの昇降駆動経路の途中で偏心誤差があつてもその誤差
分を相殺補償することができて常に正しい計測が行え
る。さらに一連の検査操作を全て遠隔操作で行うことが
可能であり、燃料集合体を対象とした場合にも放射能被
曝の危険もなく安全に検査を遂行できる等の利点が得ら
れる。 また図示実施例は正六角柱の燃料集合体を対象とした被
検査物体の曲り，捩れ検査に付いて述べたが、被検査物
体は燃料集合体に限定されるものではなく、各種形状の
角柱長尺体に付いても同様に実施適用できることは勿論
である。なおこの場合に、第１図における変位センサを
昇降テーブルに対して前後移動可能に設置し、かつその
移動量をエンコーダで検出するように構成することによ
り、各種サイズの被検査物体に対しても容易に対応でき
る。また基準測定位置に付いても、図示実施例では燃料
集合体の下部エントランスノズル部を基準測定位置とし
たが、一般の被検査物体に付いてはこれに限定されるも
のではなく、長尺体の軸上任意箇所に基準測定位置を設
定してこの位置と変位した対象測定位置との間で相対的
な曲り，捩れ量を検出することができる。
明の実施例による検査装置の構成図、第２図はその検査
システム系統図を示すものである。図において１は燃料
集合体であり、１１は燃料集合体１のエントランスノズ
ル部，１２は燃料要素を収納したラッパ管部、１３は頂
部のハンドリングヘッド１３である。なお１４はエント
ランスノズル部１１とラッパ管部１２との間の溶接部を
示している。一方、検査装置はエントランスノズル部１
１を受容して燃料集合体１を垂直姿勢に起立保持する被
検査物体保持機構２と、燃料集合体１と離間してその側
面に対向位置する非接触式の変位センサ３と、該変位セ
ンサ３を燃料集合体１の長手方向沿って昇降移動操作す
る遠隔操作式の昇降駆動機構４と、および演算制御部
５，検査モニタ部６等で構成されている。 ここで前記した被検査物体保持機構２は燃料集合体１の
エントランスノズル部１１を下方より受容して起立姿勢
に保持する保持筒２１と、該保持筒２１をその軸中心の
回りで旋回操作する旋回駆動部２２と、および保持筒２
１の旋回位置を検出するエンコーダ２３とで構成されて
いる。一方、変位センサ３は分解能が３５μｍ程度であ
る高精度の静電容量型センサが採用されており、燃料集
合体１を挟んでその両側にはそれぞれ２個のセンサを１
組とする２組のセンサ３１〜３４が平行して対向配置さ
れている。また昇降駆動機構４は、前記変位センサ３を
搭載した昇降テーブル４１と、該テーブル４１を燃料集
合体１に沿って上下方向に昇降操作する送りねじ機構４
２と、該送りねじ機構４２の駆動部４３と、およびテー
ブル上に搭載したセンサ３の昇降位置検出用エンコーダ
４４とで構成されている。なお前記被検査物体保持機構
２および昇降駆動機構４はいずれも外部からのオペレー
タの指令で動作する遠隔操作式のものである。また第２
図に示した演算制御部５は前記した各変位センサ３１〜
３４および各エンコーダ２３，４４の出力信号を取り込
んでデータ処理する演算機能を備えたものであり、さら
に検査モニタ部６は検査結果を数値データとして帳標出
力するプリンタおよび画像として出力するディスプレー
等を装備している。なお５１はセンサの信号変換器であ
る。 上記の構成で、燃料集合体１を被検査物体保持機構２で
起立姿勢に保持し、かつ燃料集合体１の側面に変位セン
サ３１〜３４を非接触式に対向位置させ、この状態で第
３図のように各センサ３１〜３４とこれに対向する燃料
集合体１の側面との間の対向距離ｄ１〜ｄ４をセンサ出
力から求めることにより、先記した昇降駆動系の原点Ｘ
と各センサの先端までの距離Ｌ１，Ｌ２および各組毎の
センサ相互の間隔Ｌ３が既知であることから、演算処理
によりセンサ対向位置における燃料集合体１の断面中心
点Ｏ，および前記センサ３１と３３，および３２と３４
のセンタを結ぶ線上で計測した燃料集合体１の中心点
ｍ，ｎを通る正六角形燃料集合体１の縦割り中心面Ｐを
設定することができる。断面中心点Ｏの演算は、第３図
に基づいて説明すると以下の通りである。 イ．測定しようとする面を仮にＡ，Ｄ面とする。 ロ．センサのＡ側基準面からＡ面に対する対向距離をｄ
１，ｄ２、センサのＤ側基準面からＤ面に対する対向距
離をｄ３，ｄ４とする。 昇降駆動系の原点Ｘから中央点ｍ迄の座標 〔Ｌ２−Ｌ１−（ｄ１＋ｄ３）〕／２＋Ｌ１＋ｄ１ ＝（Ｌ２＋Ｌ１＋ｄ１−ｄ３／２ 昇降駆動系の原点Ｘから中央点ｎ迄の座標 〔Ｌ２−Ｌ１−（ｄ２＋ｄ４）〕／２＋Ｌ１＋ｄ２ ＝（Ｌ２＋Ｌ１＋ｄ２−ｄ４）／２ ハ．Ａ，Ｄ面の中心点Ｏは中央点ｍの座標と中央点ｎの
座標との中央として求め、 昇降駆動系の原点ＸからＯ点迄の座標 ＝（ｍ点の座標＋ｎ点の座標）／２＝（Ｌ２＋Ｌ１）／
２＋（ｄ１＋ｄ２−ｄ３−ｄ４）／４ ニ．Ｂ，Ｅ面、Ｃ，Ｆ面間の中心座標も同様に演算す
る。なお前記正六角形燃料集合体１での縦割り中心面
Ｐ，燃料集合体の各対角稜線の間を結ぶ縦割り対角面と
一致する。また、ここで第１図に示した被検査物体保持
機構２により正六角形の燃料集合体１をその軸の回りで
６０度ずつ旋回してその都度燃料集合体１の各対向面に
付いて同様な計測を行い、各々の計測で求めた中心点を
最小２乗法によりその誤差が最小となるように演算する
ことにより高い精度で中心点Ｏ１を求めることができ
る。 次に前記した検査装置により、燃料集合体１を被検査対
象物とするその長手方向の曲り，捩れ検査法に付いて順
に説明する。すなわち燃料集合体１の曲り，捩れの最も
大きな要因は頭記したようにエントランスノズル部１１
とラッパ管部１２との間の溶接接合に起因する製作誤差
にあり、燃料集合体１に曲り，捩れが生じているとする
とその様子はそれぞれ第４図，第７図のようになる。な
お各図において実線で示す正六角形はエントランスノズ
ル部１１の断面，点線はラッパ管部１２での断面形状を
表している。 ここでまず曲りの検査法に付いてのべると、まず第４図
に示すように燃料集合体１の溶接接合部１４を境にその
下側のエントランスノズル部１１を基準測定範囲、上側
のラッパ管部１２を対象測定範囲として、まずエントラ
ンスノズル部１１に基準測定位置Ａを設定し、この基準
測定位置Ａにおける変位センサ３の出力データから第３
図で述べた手法によりその断面中心点Ｏ１を求め、かつ
この中心点を通つて燃料集合体１の全長域に沿い第５図
の符号Ｃで示す仮想中心線を設定する。この基準中心線
Ｃは燃料集合体１に曲りがないと仮定した場合の軸方向
の中心線である。次に第１図における昇降駆動機構４を
操作してテーブル４１を上昇移動し、変位センサ３を燃
料集合体１のラッパ管部１２における任意の対象測定位
置Ｂ（第４図）に対向位置させる。ここで前回と同様に
変位センサ３の出力データからその対象測定位置Ｂにお
ける燃料集合体１の断面中心点Ｏ２を求める。ここで前
記した基準測定位置Ａおよび後者の対象測定位置Ｂにお
ける燃料集合体１の断面位置を示すと第６図で示した実
線および点線の正六角形となり、この図における実線お
よび点線の各中心点Ｏ１とＯ２の断面方向の相対的ずれ
が燃料集合体１の基準測定位置Ａに対する対象測定位置
Ｂの曲り量Ｓを表す。この曲り量Ｓについては、ベクト
ル合成により求めることができる。正六角形の角柱長尺
体である燃料集合体１の曲がりを求める方法について第
６図により説明する。１１は燃料集合体１のエントラン
スノズル部、Ｏ１はその基準測定位置に於ける断面中心
点、１２は燃料集合体１のラッパ管部、Ｏ２はその対象
測定位置における断面中心点である。 各対向面ごとにその方向の仮想中心線との相対的ずれ成
分のベクトルＳ１，Ｓ２，Ｓ３を求め、先ずベクトルＳ
１とベクトルＳ２との合成、ベクトルＳ２とベクトルＳ
３との合成及びベクトルＳ１とベクトルＳ３との合成を
求める。さらに、ベクトル（Ｓ１＋Ｓ２）とベクトル
（Ｓ２＋Ｓ３）とを合成したベクトルＯ１Ｇに、ベクト
ル（Ｓ１＋Ｓ３）即ちＯ１Ｉを合成するとベクトルＯ１
Ｈが得られ、これはベクトル（Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３）の２
倍のベクトルに相当する。ベクトル（Ｓ１＋Ｓ２＋
Ｓ３）はベクトルＯ１Ｈ上の1/2の位置にありベクトル
Ｏ１Ｏ２である。対象測定位置Ｂにおける断面中心点Ｏ
２はベクトルＯ１Ｈ上の中央に求められる。このように
して中心点Ｏ１に対するＯ２の曲り方向Ｏ１Ｏ２及び曲
り量の大きさＳをそれぞれ求めることができる。 ここで前記各測定位置ＡとＢとの間の軸方向の曲り度合
を模式図で表すと第５図における線Ｄのようになる。な
お前記した対象測定位置Ｂをラッパ管部１２に沿って数
点設定して各位置での曲り量の方向および大きさを求
め、この計測結果を第２図に示した検査モニタ部５で作
図表示するとともにその数値データを帳標出力すること
により、燃料集合体の曲りに対する合否の判定を行うこ
とができる。 次に捩れの検査方法に付いて述べる。この捩れの検査の
場合も前記した曲り検査と同様にまず基準測定位置Ａ
（第７図）を設定し、この基準測定位置で燃料集合体１
を被検査物体保持機構２（第１図）の軸中心の回りで６
０度ずつ旋回操作しつつ第３図に述べた手法により変位
センサ３の出力データを演算制御部５（第２図）で演算
処理し、第８図の実線で示した燃料集合体断面の中心を
通って正六角形の各頂点の間を結ぶ基準の縦割り仮想中
心面Ｐ１を燃料集合体１の各対向面毎に付いて設定す
る。次に変位センサ３をラッパ管部１２へ上昇移動し、
対象測定位置Ｂにおける各対向面位置における変位セン
サの出力データから点線で示す各頂点の間を結ぶ縦割り
の捩れ中心面Ｐ２を求め、前記した仮想中心面Ｐ１との
間で対比演算してそれぞれ対応する縦割り中心面の相対
的なずれ角度θ１〜θ３を得る。そしてこのずれ角度θ
１〜θ３の代数平均から基準測定位置Ａと対象測定位置
Ｂとの間の捩れ量を演算により求め、前記曲り量の検査
と同様にその計測結果を図形、数値データとしてモニタ
部６に出力して燃料集合体の捩れに対する合否の判定を
行う。 上記の説明で明らかなように、例えば燃料集合体である
角柱長尺の被検査物体の曲り、捩れの検査は、被検査物
体を垂直に起立させた保持状態で、かつ変位センサを被
検査物体に沿って昇降移動しながら非接触式に計測操作
を行うようにしている。したがつて従来の検査方式と比
べて、まず被検査物体が垂直起立姿勢であることから重
力による被検査物体の軸方向に撓みが生じることがな
く、重力の影響による検査精度の誤差を排除できる。ま
た変位センサは非接触状態で被検査物体の計測を行うの
で変位センサの機械的摩耗，および被検査物体の表面傷
付き、汚染を与える恐れくなく、かつ変位センサを燃料
集合体を挟んでその両側に対向配備しているので、セン
サの昇降駆動経路の途中で偏心誤差があつてもその誤差
分を相殺補償することができて常に正しい計測が行え
る。さらに一連の検査操作を全て遠隔操作で行うことが
可能であり、燃料集合体を対象とした場合にも放射能被
曝の危険もなく安全に検査を遂行できる等の利点が得ら
れる。 また図示実施例は正六角柱の燃料集合体を対象とした被
検査物体の曲り，捩れ検査に付いて述べたが、被検査物
体は燃料集合体に限定されるものではなく、各種形状の
角柱長尺体に付いても同様に実施適用できることは勿論
である。なおこの場合に、第１図における変位センサを
昇降テーブルに対して前後移動可能に設置し、かつその
移動量をエンコーダで検出するように構成することによ
り、各種サイズの被検査物体に対しても容易に対応でき
る。また基準測定位置に付いても、図示実施例では燃料
集合体の下部エントランスノズル部を基準測定位置とし
たが、一般の被検査物体に付いてはこれに限定されるも
のではなく、長尺体の軸上任意箇所に基準測定位置を設
定してこの位置と変位した対象測定位置との間で相対的
な曲り，捩れ量を検出することができる。
以上述べたようにこの発明によれば、多角形の角柱長尺
体である被検査物体を起立姿勢に担持する被検査物体保
持機構と、被検査物体の側方に対向配備した非接触式の
変位センサと、該変位センサを被検査物体に沿って昇降
移動する昇降駆動機構と、前記変位センサの出力データ
を演算処理する演算制御部とを有し、該演算制御部にお
いて、起立保持状態で前記被検査物体の軸上に設定した
基準測定位置における各対向面ごとに測定した前記変位
センサの出力データより求めた前記基準測定位置の断面
中心点を通る軸方向の仮想中心線，および前記被検査物
体の各対向面ごとに軸上に設定した基準測定位置におけ
る変位センサの出力データより求めた縦割り仮想中心面
と、前記基準測定位置から変位した対象測定位置におけ
る前記被検査物体の各対向面ごとに変位センサの出力デ
ータより求めた前記対象測定位置の断面中心点、および
前記基準測定位置から変位した対象測定位置における変
位センサの出力データより求めた前記対象測定位置での
前記仮想中心面に対応する捩れ中心面とを対比して、基
準測定位置と対象測定位置との間の軸中心および中心面
の相対的なずれを演算により求め、その対比演算結果か
ら被検査物体の長手方向に沿った曲り，捩れの度合を検
出するよう構成したことにより、被検査物体の曲り，捩
れの度合を非接触式に、しかも高い検査精度で同時に検
査することが可能な実用的高価値の高い検査装置を提供
することができる。
体である被検査物体を起立姿勢に担持する被検査物体保
持機構と、被検査物体の側方に対向配備した非接触式の
変位センサと、該変位センサを被検査物体に沿って昇降
移動する昇降駆動機構と、前記変位センサの出力データ
を演算処理する演算制御部とを有し、該演算制御部にお
いて、起立保持状態で前記被検査物体の軸上に設定した
基準測定位置における各対向面ごとに測定した前記変位
センサの出力データより求めた前記基準測定位置の断面
中心点を通る軸方向の仮想中心線，および前記被検査物
体の各対向面ごとに軸上に設定した基準測定位置におけ
る変位センサの出力データより求めた縦割り仮想中心面
と、前記基準測定位置から変位した対象測定位置におけ
る前記被検査物体の各対向面ごとに変位センサの出力デ
ータより求めた前記対象測定位置の断面中心点、および
前記基準測定位置から変位した対象測定位置における変
位センサの出力データより求めた前記対象測定位置での
前記仮想中心面に対応する捩れ中心面とを対比して、基
準測定位置と対象測定位置との間の軸中心および中心面
の相対的なずれを演算により求め、その対比演算結果か
ら被検査物体の長手方向に沿った曲り，捩れの度合を検
出するよう構成したことにより、被検査物体の曲り，捩
れの度合を非接触式に、しかも高い検査精度で同時に検
査することが可能な実用的高価値の高い検査装置を提供
することができる。
第１図はこの発明の実施例による検査装置の構成配置
図、第２図は第１図の検査装置の検査システムの系統
図、第３図はその計測手法の原理説明図、第４図は被検
査物体の曲り状態を表した側面および断面図、第５図は
第４図の曲り状態を略示した模式図、第６図は曲り量を
求めるベクトル合成法の説明図、第７図は被検査物体の
捩れ状態を表した側面および断面図、第８図は捩れ量を
求める説明図である。各図において、 １：被検査物体としての燃料集合体、２：被検査物体保
持機構、２１：被検査物体の保持筒、２２：旋回駆動
部、２３：エンコーダ、３，３１〜３４：変位センサ、
４：昇降駆動機構、４１：昇降テーブル、４２：昇降送
りねじ機構、４３：駆動部、４４：エンコーダ、Ａ：基
準測定位置、Ｂ：対象測定位置、Ｃ：仮想中心線、
Ｏ１：基準測定位置の断面中心点、Ｏ２：対象測定位置
の断面中心点、Ｐ１：仮想中心面、Ｐ２：捩れ中心面、
Ｓ：曲り量、θ１〜θ３：捩れ角度。
図、第２図は第１図の検査装置の検査システムの系統
図、第３図はその計測手法の原理説明図、第４図は被検
査物体の曲り状態を表した側面および断面図、第５図は
第４図の曲り状態を略示した模式図、第６図は曲り量を
求めるベクトル合成法の説明図、第７図は被検査物体の
捩れ状態を表した側面および断面図、第８図は捩れ量を
求める説明図である。各図において、 １：被検査物体としての燃料集合体、２：被検査物体保
持機構、２１：被検査物体の保持筒、２２：旋回駆動
部、２３：エンコーダ、３，３１〜３４：変位センサ、
４：昇降駆動機構、４１：昇降テーブル、４２：昇降送
りねじ機構、４３：駆動部、４４：エンコーダ、Ａ：基
準測定位置、Ｂ：対象測定位置、Ｃ：仮想中心線、
Ｏ１：基準測定位置の断面中心点、Ｏ２：対象測定位置
の断面中心点、Ｐ１：仮想中心面、Ｐ２：捩れ中心面、
Ｓ：曲り量、θ１〜θ３：捩れ角度。
Claims (3)
- 【請求項１】偶数面を有する正多角形の角柱長尺体であ
る被検査物体の長手方向に沿った曲り，捩れの度合いを
検査する装置であって、前記被検査物体を起立姿勢に担
持する被検査物体保持機構と、前記被検査物体を挟んで
その両側に対向配備し２個のセンサを１組とする平行配
置した２組の非接触式の変位センサと、この変位センサ
を被検査物体に沿って昇降移動する昇降駆動機構と、前
記変位センサの出力データを演算処理する演算制御部と
を有し、該演算制御部において、起立保持状態で前記被
検査物体の軸上に設定した基準測定位置における各対向
面ごとに測定した前記変位センサの出力データより求め
た前記基準測定位置の断面中心点を通る軸方向の仮想中
心線，および前記被検査物体の各対向面ごとに軸上に設
定した基準測定位置における変位センサの出力データよ
り求めた縦割り仮想中心面と、前記基準測定位置から変
位した対象測定位置における前記被検査物体の各対向面
ごとに変位センサの出力データより求めた前記対象測定
位置の断面中心点，および前記基準測定位置から変位し
た対象測定位置における変位センサの出力データより求
めた前記対象測定位置での前記仮想中心面に対応する捩
れ中心面とを対比して、基準測定位置と対象測定位置と
の間の軸中心の相対的ずれ，および中心面の相対的ずれ
から相対的な捩れ角度の平均値を演算により求め、その
対比演算結果から前記被検査物体の長手方向に沿った曲
り，捩れの度合いを検出するようにしたことを特徴とす
る物体の曲り，捩れ検査装置。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の検査装置にお
いて、変位センサが静電容量型の変位センサであること
を特徴とする物体の曲り，捩れ検査装置。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項記載の検査装置にお
いて、被検査物体保持機構が被検査物体を起立保持して
その軸中心の周りに旋回させる旋回機構を備えたもので
あることを特徴とする物体の曲り，捩れ検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60295458A JPH0617794B2 (ja) | 1985-12-25 | 1985-12-25 | 物体の曲り，捩れ検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60295458A JPH0617794B2 (ja) | 1985-12-25 | 1985-12-25 | 物体の曲り，捩れ検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62150114A JPS62150114A (ja) | 1987-07-04 |
| JPH0617794B2 true JPH0617794B2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=17820846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60295458A Expired - Lifetime JPH0617794B2 (ja) | 1985-12-25 | 1985-12-25 | 物体の曲り，捩れ検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0617794B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0540408Y2 (ja) * | 1987-07-09 | 1993-10-14 | ||
| JP4761730B2 (ja) * | 2004-05-27 | 2011-08-31 | 株式会社東芝 | 回転軸連結継手調整支援装置および回転軸連結継手調整方法 |
| CN116678308A (zh) * | 2023-05-24 | 2023-09-01 | 深圳市科曼医疗设备有限公司 | 吸样针弯曲量的检测方法、存储介质、系统及样本分析仪 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS556202A (en) * | 1978-06-28 | 1980-01-17 | Toshiba Corp | Strain gauge |
| JPS59127112U (ja) * | 1983-02-16 | 1984-08-27 | 三菱電機株式会社 | 検出装置 |
-
1985
- 1985-12-25 JP JP60295458A patent/JPH0617794B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62150114A (ja) | 1987-07-04 |
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