一种核料板包壳厚度检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及核燃料板上锆片厚度检测的技术领域，特别是一种核料板包壳厚度检测装置。


背景技术：

2.核燃料板为长条板型，由中间的燃料层和上下面的锆包壳层构成。锆包壳层的厚度直接关系到核燃料板的使用安全，因此生产过程中对锆包壳厚度的检测工作尤为重要。由于特殊的加工工艺导致锆包壳层与芯体间的界面并不清晰，超声测厚、涡流法测厚等传统手段并不能准确检测包壳厚度。现有成熟的工艺为利用芯体自身衰变释放的β射线透射包壳层，通过β射线的衰减率求取包壳厚度。但如今市面上的包壳厚度检测设备均为实验样机，检测效率低下，更无法实现自动化测量，同时由于过多的人工介入，导致设备的重复性难以保证。因此亟需一种提高锆片厚度检测效率、降低检测成本的检测装置。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构紧凑、提高锆片厚度检测效率、降低检测成本、操作简单的核料板包壳厚度检测装置。
4.本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种核料板包壳厚度检测装置，它包括从左往右顺次设置的进料辊道输送装置、支架和出料辊道输送装置，所述支架的前后端分别设置有标定组件和探测组件，所述标定组件包括驱动电机和两个左右相对立设置的立板，两个立板均固设于支架的顶表面上且设置于进料辊道输送装置的前侧，驱动电机垂向设置且设置于立板的前侧，驱动电机的输出轴上安装有转盘，转盘的边缘上且沿其圆周方向设置有多个标准锆片夹持机构，标准锆片夹持机构包括夹持气缸、上夹持板和下夹持板，夹持气缸沿转盘径向固设于转盘的顶表面上，夹持气缸的上下连杆上分别固设有上夹持板和下夹持板，上夹持板和下夹持板的四个角落处均开设有螺纹孔i；所述探测组件包括直线模组、上探测器和下探测器，直线模组纵向设置且设置于进料辊道输送装置的后侧，直线模组的螺母上固设有连接架，连接架的前端部设置有上探测器和下探测器，上探测器的探头与下探测器的探头上下对立设置，且两个探头所围成区域与进料辊道输送装置的滚筒的顶表面平齐。
5.两个立板的顶表面上均开设有多个螺纹孔ii。
6.所述标准锆片夹持机构均匀分布于转盘上。
7.所述直线模组的机座固设于支架的顶表面上。
8.所述进料辊道输送装置的滚筒的顶表面与出料辊道输送装置的滚筒的顶表面平齐。
9.它还包括上位机，所述上探测器的输出接口和下探测器的输出接口均与上位机的输入接口电连接。
10.本实用新型具有以下优点：同一标准芯体发射的β粒子被不同厚度标准锆片阻挡
后，探测器单位时间检测到的β计数率也相应不同，因此，以此过程进行标定，则可以获得不同锆片厚度与探测器检测到的β粒子计数率的映射关系，并以此求得锆层厚度值与β粒子计数率的映射关系式，所以根据样件实际检测时测得的β粒子计数率可以求取对于点位处的锆层(包壳)厚度值，从而极大的提高锆片厚度检测效率、降低检测成本、操作简单。
附图说明
11.图1为本实用新型的结构示意图；
12.图2为图1的俯视图；
13.图3为探测组件的结构示意图；
14.图4为图3的侧视图；
15.图5为标定组件的结构示意图；
16.图6为图5的侧视图；
17.图7为进料辊道输送装置的结构示意图；
18.图8为支架的结构示意图；
19.图中，1-进料辊道输送装置，2-支架，3-出料辊道输送装置，4-标定组件，5-探测组件， 6-驱动电机，7-立板，8-转盘，9-标准锆片夹持机构，10-夹持气缸，11-上夹持板，12-下夹持板，13-直线模组，14-上探测器，15-下探测器，16-螺母，17-连接架，18-滚筒，19-标准芯体， 20-压条ii，21-标准锆片a，22-标准锆片夹持机构a，23-压条i，24-标准锆片，25-待检测核燃料板。
具体实施方式
20.下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，本实用新型的保护范围不局限于以下所述：
21.如图1～8所示，一种核料板包壳厚度检测装置，它包括从左往右顺次设置的进料辊道输送装置1、支架2和出料辊道输送装置3，所述支架2的前后端分别设置有标定组件4和探测组件5，所述标定组件4包括驱动电机6和两个左右相对立设置的立板7，两个立板7均固设于支架2的顶表面上且设置于进料辊道输送装置1的前侧，驱动电机6垂向设置且设置于立板7的前侧，驱动电机6的输出轴上安装有转盘8，转盘8的边缘上且沿其圆周方向设置有多个标准锆片夹持机构9，标准锆片夹持机构9均匀分布于转盘8上，标准锆片夹持机构9 包括夹持气缸10、上夹持板11和下夹持板12，夹持气缸10沿转盘8径向固设于转盘8的顶表面上，夹持气缸10的上下连杆上分别固设有上夹持板11和下夹持板12，上夹持板11和下夹持板12的四个角落处均开设有螺纹孔i。当夹持气缸10的活塞杆缩回时，活塞杆带动两个连杆对向运动，两个连杆分别带动上夹持板11和下夹持板12相向运动，当夹持气缸10的活塞杆伸出时，上夹持板11和下夹持板12朝相反方向运动。
22.所述探测组件5包括直线模组13、上探测器14和下探测器15，直线模组13纵向设置且设置于进料辊道输送装置1的后侧，直线模组13的螺母16上固设有连接架17，连接架17 的前端部设置有上探测器14和下探测器15，上探测器14的探头与下探测器15的探头上下对立设置，且两个探头所围成区域与进料辊道输送装置1的滚筒18的顶表面平齐。
23.两个立板7的顶表面上均开设有多个螺纹孔ii。所述直线模组13的机座固设于支
架2的顶表面上。所述进料辊道输送装置1的滚筒18的顶表面与出料辊道输送装置3的滚筒18的顶表面平齐。
24.它还包括上位机，所述上探测器14的输出接口和下探测器15的输出接口均与上位机的输入接口电连接。
25.本实用新型的工作过程如下：
26.s1、标准锆片的标定，其具体操作步骤为：
27.s11、取用一个与待检测核燃料板内部芯体相同的标准芯体19，将标准芯体19平放置于两个立板7之间，采用压条ii20压在标准芯体19的边缘上，再采用螺钉贯穿压条ii20且与螺纹孔ii螺纹连接，以将标准芯体19固定于两个立板7之间如图5～6所示；
28.s12、将一个已知厚度的标准锆片a21贴在一个标准锆片夹持机构a22的上夹持板11的外端面上，采用压条i23压在标准锆片a21的边缘上，再采用螺钉贯穿压条i23且与上夹持板11上的螺纹孔i螺纹连接，从而将标准锆片a21固定在上夹持板11上；将另一个相同厚度的标准锆片a21贴在标准锆片夹持机构a22的下夹持板12的外端面上，采用压条i23压在该标准锆片a21的边缘上，再采用螺钉贯穿压条i23且与下夹持板12上的螺纹孔i螺纹连接，从而将标准锆片a21固定在下夹持板12上，从而最终将两个标准锆片a21固定于标准锆片夹持机构a22上如图5～6所示；
29.s13、重复步骤s12，以在其他的标准锆片夹持机构9上固定不同具有已知厚度的标准锆片24如图5～6所示，并确保各个标准锆片夹持机构9上所固定的标准锆片的厚度不相同；
30.s14、操作人员打开驱动电机6，驱动电机6带动转盘8转动一定角度，当标准锆片夹持机构a22上的两个标准锆片a21转动到朝向标准芯体19时，操作人员关闭驱动电机6；随后控制标准锆片夹持机构a22的夹持气缸10的活塞杆缩回，活塞杆带动与其相连接的两个连杆动作，两个连杆分别带动上夹持板11和下夹持板12合拢，其中上夹持板11上的标准锆片a21贴合在标准芯体19的顶表面上，而下夹持板12上的标准锆片a21贴合在标准芯体 19的底表面上；
31.s15、操作人员打开直线模组13的伺服电机，伺服电机带动丝杆转动，螺母16沿着丝杆向前运动，螺母16带动连接架17及其上的上探测器14和下探测器15同步向前运动，当上探测器14的探头运动到标准锆片夹持机构a22的上夹持板11的正上方，且下探测器15的探头运动到标准锆片夹持机构a22的下夹持板12的正下方时，上探测器14的探头检测从标准芯体19内自发衰变释放出的β粒子，并将β粒子计数率转换成电信号传递给上位机，同时下探测器15的探头检测从标准芯体19内自发衰变释放出的β粒子，并将β粒子计数率转换成电信号传递给上位机，从而检测出在标准锆片a21厚度条件下β粒子的计数率；
32.s16、操作人员控制标准锆片夹持机构a22的夹持气缸10的活塞杆伸出，标准锆片夹持机构a22的上夹持板11朝上运动，下夹持板12朝下运动，当上下夹持板复位后控制直线模组13的伺服电机反转，伺服电机带动丝杆反转，螺母16沿着丝杆向后运动，螺母16带动连接架17及其上的上探测器14和下探测器15同步向后运动，当上探测器14和下探测器15复位后关闭伺服电机；
33.s17、重复步骤s14～s16操作，以检测出在不同标准锆片厚度条件下β粒子的计数率，以此获得不同锆片厚度与探测器检测到的β粒子计数率的映射关系，进而求得锆片厚度
值与β粒子计数率的映射关系式，从而最终实现了标准锆片的标定；
34.s18、标定结束后，控制直线模组13的伺服电机反转，以使上探测器14和下探测器15 复位，复位后关闭伺服电机；
35.s2、待检测核燃料板上锆片厚度的检测，其具体操作步骤为：
36.s21、操作人员打开直线模组13的伺服电机，螺母16带动上探测器14和下探测器15 同步向前运动，当上探测器14和下探测器15运动到进料辊道输送装置1的滚筒18和出料辊道输送装置3的滚筒18之间时，关闭伺服电机，此时上探测器14的探头与下探测器15的探头所形成的区域与滚筒18处于同一平面上如图1～2所示；
37.s21、操作人员打开进料辊道输送装置1和出料辊道输送装置3，进料辊道输送装置1带动其上的各个滚筒18做顺时针转动，而出料辊道输送装置3带动其上的各个滚筒18做顺时转动；
38.s22、操作人员将待检测核燃料板25平放于进料辊道输送装置1的滚筒18上，滚筒18 将待检测核燃料板25朝右输送，待检测核燃料板25穿过上探测器14的探头与下探测器15 的探头所形成的区域后落入到出料辊道输送装置3的滚筒18上，该滚筒18将核燃料板向右输送出来，其中待检测核燃料板25在通过上探测器14的探头与下探测器15的探头所形成的区域时如图1～2所示，上探测器14的探头检测从待检测核燃料板25中芯体自发衰变释放出的β粒子，并将β粒子计数率转换成电信号传递给上位机，同时下探测器15的探头检测从待检测核燃料板25中芯体自发衰变释放出的β粒子，并将β粒子计数率转换成电信号传递给上位机；
39.s23、操作人员根据实际检测时测得的β粒子计数率，并结合步骤s17中的映射关系式，求取出在检测出的β粒子计数率下，待检测核燃料板25的锆片厚度值；因此，该检测装置替代了采用价格昂贵的厚度检测设备来进行检测，极大的节省了检测成本；
40.s24、重复步骤s23即可连续对多个待检测核燃料板进行检测。因此，相比现有采用厚度检测设备来进行检测，无需对待检测核燃料板进行工装固定，节省了时间，且实现了对多个核燃料板进行连续检测，极大的提高了锆片厚度的检测效率。
41.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。