Устройство и способ проверки внешнего вида топливных стержней ядерного реактора

Устройство и способ проверки внешнего вида топливных стержней ядерного реактора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение в целом касается области проверки внешнего вида топливных стержней ядерного реактора и, в частности, области устройств и способов проверки внешнего вида топливных стержней в конце цикла изготовления.

Предшествующий уровень техники

Как правило, топливные стержни ядерного реактора выполняют в виде корпусов из циркониевого сплава, содержащих расщепляющееся радиоактивное вещество. Такой тип корпусов, имеющих, как правило, длину от 3 до 5 м и диаметр от 8 до 15 мм, содержит первый закрытый конец и второй открытый конец, причем этот второй конец закрывают при помощи заглушки, привариваемой к корпусу после введения внутрь этого корпуса радиоактивных веществ.

В конце изготовления топливного стержня необходимо, чтобы его наружная поверхность, имеющая общую цилиндрическую форму и круглое сечение, отвечала требованиям удовлетворительного состояния, например, была “зеркально отшлифованной”.

В связи с этим, чтобы контролировать внешний вид стержня на выходе производственного процесса, его поверяют на наличие различных видов дефектов по всей наружной поверхности стержня, включая, в частности, концевую заглушку.

Среди искомых дефектов прежде всего следует указать геометрические дефекты, соответствующие трехмерным дефектам, присутствующим на уровне наружной поверхности стержня.

В качестве примера можно указать, что геометрические дефекты могут принимать форму продольных или круговых бороздок на наружной поверхности стержня, при этом такие бороздки могут считаться дефектами, если их глубина превышает 25 мкм. Кроме того, речь может идти о следах от ударов, о расплющивании или задирах материала на этой же наружной поверхности стержня.

Целью проверки внешнего аспекта топливного стержня является также обнаружение дефектов чистоты, как правило, проявляющихся в виде масляных пятен или остатков чужеродных тел, а также в виде черных или цветных отметин, площадь которых превышает определенное допустимое значение.

Наконец, в третью категорию дефектов, подлежащих обнаружению, входят дефекты, связанные со сваркой концевой заглушки. Этот тип дефектов, проявляющийся на уровне сварного шва этой концевой заглушки, включает в себя точечные отверстия, раковины, микротрещины, выбросы, непровары, сползания, а также дефекты окраски сварного шва.

Из предшествующего уровня техники известно техническое решение, заключающееся в проверке внешнего аспекта топливных стержней на выходе процесса изготовления, осуществляемой квалифицированным оператором, производящим оценку состояния поверхности невооруженным глазом без каких-либо измерительных инструментов.

Для этого изготовленные топливные стержни размещают на стенде в виде слоя из тридцати двух элементов. После этого они приводятся во вращение вокруг своих продольных осей при помощи фрикционного вращательного механизма, чтобы оператор мог проверить всю наружную поверхность этих стержней. В этой связи необходимо отметить, что для облегчения обнаружения оператором дефектов используют регулируемые по силе света осветительные приборы, направленные по касательной к стержням.

Вместе с тем, во время операций проверки внешнего вида между стержнями и оператором обязательно должен находиться экран из свинцового стекла, защищающий его от излучений, исходящих от топливных стержней. Поэтому основным недостатком, связанным с наличием экрана, является то, что этот экран имеет толщину приблизительно в 100 мм и, следовательно, является недостаточно прозрачным. Кроме того, постепенно увеличивающееся во время эксплуатации количество царапин на этом экране затрудняет видимость для оператора.

В этих условиях оценка некоторых дефектов, таких как площадь пятен, глубина бороздок или окраска сварных швов, оказывается весьма затрудненной. Поэтому, когда у оператора возникают сомнения, он откладывает данный стержень в сторону для его последующей проверки другим оператором, что приводит к потере времени, а также к удорожанию всего процесса производства стержней.

Необходимо также указать на то, что такая технология проверки внешнего вида имеет недостатки, непосредственно связанные с отсутствием у оператора измерительных средств.

Действительно, при обнаружении дефектов, связанных с оценкой их глубины, размера или окраски, конечное заключение в основном зависит от опытности и степени усталости оператора, причем усталость может наступать очень быстро от необходимости надевать защитный свинцовый фартук, а также в связи с повышенной степенью постоянного напряжения, которого требует такая работа. Поэтому, в частности, если при обнаружении оператором геометрического дефекта он выдает ошибочное заключение по его глубине, то это приводит и к ошибочной выбраковке изделия или, наоборот, к недосмотру недопустимого дефекта.

Наконец, следует также отметить, что для обеспечения проверки внешнего вида топливных стержней в производственном процессе должно участвовать значительное число квалифицированных операторов, что не может не привести к удорожанию этого производственного процесса.

Сущность изобретения

В связи вышеизложенным, настоящим изобретением предлагаются устройство и способ проверки внешнего вида топливных стержней ядерного реактора, позволяющие по меньшей мере частично устранить вышеупомянутые недостатки технических решений из предшествующего уровня техники.

В частности, задачей настоящего изобретения является создание устройства и способа проверки внешнего вида топливных стержней, в которых применяются соответствующие приборы, позволяющие вынести надежное, правильное и многократно повторяющееся во времени заключение относительно по меньшей мере части дефектов в отличие от известного решения, в котором человеческое восприятие может подвергаться разному толкованию и приводить к ошибочной выбраковке и/или к не обнаружению недостатков, существенно ухудшающих внешний вид стержня.

В этой связи объектом настоящего изобретения прежде всего является устройство для проверки внешнего вида топливных стержней ядерного реактора, содержащее оптические средства, включающие в себя по меньшей мере одну камеру и соединенные с системой считывания и обработки изображений, выполненную с возможностью обнаружения наличия геометрических дефектов на каждом проверяемом стержне, а также дополнительно содержащее управляемый профилометр, предназначенный для измерения глубины каждого геометрического дефекта, обнаруженного системой считывания и обработки изображений.

Предпочтительно, при наличии устройства проверки в соответствии с настоящим изобретением обнаружение описанных выше дефектов производится не визуально оператором, а осуществляется автоматически при помощи оптических средств, таких как камеры, соединенные с системой считывания и обработки изображений с возможностью обнаружения таких дефектов. При обнаружении геометрического дефекта системой считывания и обработки изображений на профилометр подается команда на измерение глубины этого дефекта, например, для ее сравнения с заранее заданным значением, чтобы определить является ли данный дефект допустимым или нет.

Таким образом полностью устраняются проблемы, встречавшиеся в решениях из предшествующего уровня техники, как в плане обнаружения наличия геометрических дефектов на стержнях, так и в ходе операции оценки глубины этих дефектов. В результате этого вероятность ошибочной выбраковки топливных стержней практически сводится к нулю, что самым прямым образом сказывается на выигрыше в себестоимости и во времени, затрачиваемом на проверку.

Предпочтительно оптические средства выполнены с возможностью сканирования наружной поверхности стержня, при этом отпадает необходимость в наличии защитного экрана из свинцового стекла между этими средствами и проверяемыми стержнями. Таким образом устройство в соответствии с настоящим изобретением может обнаруживать геометрические дефекты самых незначительных размеров и даже те, которые невозможно обнаружить невооруженным глазом.

Кроме того, классические электронные средства обработки, необходимые для обеспечения нормальной работы устройства, могут быть вынесены за пределы зоны чувствительности, чтобы не подвергать устройство вредному воздействию излучений от топливных стержней.

Кроме того, устройство проверки в соответствии с настоящим изобретением, предпочтительно предназначенное для контроля за внешним видом стержней на выходе производственного процесса, выполнено с возможностью работы в непрерывном режиме без участия квалифицированных операторов.

Преимуществом настоящего изобретения является также то, что расположение оптических средств и профилометра в непосредственной близости от топливных стержней не требует наличия большого свободного пространства.

В этой связи следует отметить, что точность измерения, обеспечиваемая классическим профилометром, например, типа оптического профилометра, является вполне достаточной для выполнения такой работы. Кроме того, для осуществления такой работы не требуется установления контакта этих приборов со стержнем для измерения глубины геометрических дефектов и даже наличия водородсодержащего вещества между таким измерительным прибором и стержнем, и от такой конфигурации можно полностью отказаться по очевидным причинам, связанным с обеспечением безопасности в критических ситуациях.

С другой стороны, необходимо отметить, что используемые в устройстве в соответствии с настоящим изобретением оптические средства, а также система считывания и обработки изображений могут также применяться для обнаружения других видов дефектов, не считая геометрических дефектов. Действительно, система считывания и обработки представляет собой программное обеспечение для обработки двухмерных параметров и может успешно осуществлять обнаружение всего комплекса дефектов чистоты, таких как наличие масляных пятен и чужеродных тел на наружной поверхности стержня или наличие на этой поверхности черных или цветных отметин площадью, превышающей допустимое значение.

Точно так же система может обнаруживать внешние дефекты сварки концевой заглушки, такие как точечные отверстия, раковины, выбросы, непровары, сползания, а также дефекты, связанные с окраской сварного шва.

Предпочтительно устройство проверки содержит:

- стенд перемещения, на котором может быть размещен стол с множеством топливных стержней, уложенных параллельно рядом друг с другом, при этом стол располагают на стенде таким образом, чтобы стержни лежали параллельно продольному направлению стенда;

- каретку, выполненную с возможностью перемещения параллельно продольному направлению стенда перемещения;

- суппорт контрольно-измерительной головки, установленный на каретке и выполненный с возможностью перемещения относительно последней параллельно поперечному направлению стенда перемещения;

- контрольно-измерительную головку, содержащую по меньшей мере оптические средства и профилометр;

- средства приведения во вращение топливных стержней, выполненные с возможностью вращения каждого из стержней вокруг его продольной оси;

- электронный компьютеризированный блок, содержащий, в частности, систему считывания и обработки изображений;

- кодирующую линейку, установленную на стенде перемещения и выполненную с возможностью передачи в электронный компьютеризированный блок адресной информации о положении каретки по отношению к стенду.

Такая специальная конфигурация предпочтительно позволяет производить проверку множества стержней, расположенных горизонтальным слоем, автоматически при помощи электронного компьютеризированного блока, который предпочтительно выполнен с возможностью управления всеми перемещениями и действиями различных компонентов устройства. В этой связи необходимо отметить, что наличие кодирующей линейки на стенде перемещения позволяет точно определить местоположение обнаруженных дефектов, что обеспечивает точное управление перемещениями и установкой профилометра для измерения последним значений глубины обнаруженных геометрических дефектов.

Предпочтительно оптические средства выполнены с возможностью сканирования наружной поверхности каждого топливного стержня при помощи множества перемещений каретки вдоль данного стержня, причем каждое перемещение осуществляется для данного углового положения стержня. В результате этого, устанавливая соответствующие угловые положения проверяемого стержня, можно полностью отсканировать всю наружную поверхность этого стержня при помощи возвратно-поступательных перемещений каретки, при этом каждое возвратно-поступательное перемещение предназначено для проверки отдельного углового сектора этой наружной поверхности.

Кроме того, можно предусмотреть, чтобы во время сканирования наружной поверхности топливного стержня оптические средства могли передавать множество изображений на систему считывания и обработки изображения, при этом каждое изображение стержня одновременно содержит адресную информацию об угловом положении этого стержня, а также о положении каретки относительно стенда перемещения.

Как уже упоминалось выше, когда система считывания и обработки изображений обнаруживает на топливном стержне по меньшей мере один геометрический дефект, предпочтительно, чтобы электронный компьютеризированный блок, в зависимости от адресной информации, выдаваемой оптическими средствами, мог командовать перемещением профилометра с возможностью измерения последним глубины каждого обнаруженного геометрического дефекта.

Оптические средства предпочтительно содержат множество первичных камер, а также множество вторичных камер, при этом первичные и вторичные камеры являются камерами с устройством с зарядовой связью (в англо-саксонской терминологии “CCD camera”), каждая из которых выполнена с возможностью одновременного сканирования по меньшей мере двух находящихся рядом топливных стержней.

Предпочтительно первичные камеры, так же, как и вторичные камеры, установлены на плите, соединенной с суппортом контрольно-измерительной головки, при этом вторичные камеры выполнены с возможностью сканирования поверхности в виде усеченного конуса концевой заглушки каждого из проверяемых топливных стержней во время их вращения.

Кроме того, профилометр предпочтительно устанавливают на подъемной плите, соединенной с суппортом контрольно-измерительной головки, таким образом, чтобы обеспечивать возможность приближения профилометра к каждому стержню для измерения глубины каждого обнаруженного геометрического дефекта.

В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения контрольно-измерительная головка дополнительно содержит диодные датчики и осветительные рампы, обеспечивающие обнаружение дефектов чистоты, таких как масляные пятна, на каждом проверяемом топливном стержне. Эти диодные датчики, в случае необходимости, могут быть использованы для обнаружения масляных пятен, которые не могут быть обнаружены при помощи оптических средств, описанных выше и соединенных с системой считывания и обработки изображений.

Естественно, что взаимодействие между диодными датчиками и осветительными рампами может также применяться для обеспечения обнаружения любого другого элемента, который может существенно повлиять на характер светового отражения проверяемыми топливными стержнями.

Наконец, можно предусмотреть, чтобы электронный компьютеризированный блок содержал информационные средства, выполненные с возможностью выдачи и/или запоминания файла с результатом проверки, произведенной по каждому стержню. Например, этот итоговый файл может содержать указание “хороший”, “плохой” или “подлежащий повторной проверке”, а также адрес и/или изображение дефекта(ов), обнаруженных в двух последних случаях.

Объектом настоящего изобретения является также способ проверки внешнего вида топливных стержней ядерного реактора, содержащий следующие этапы:

- обнаружение геометрических дефектов на каждом проверяемом топливном стержне при помощи оптических средств, содержащих по меньшей мере одну камеру и соединенных с системой считывания и обработки изображений;

- измерение глубины каждого геометрического дефекта, обнаруженного во время операции обнаружения геометрических дефектов, при помощи профилометра.

Предпочтительно этап обнаружения геометрических дефектов содержит для каждого топливного стержня операцию сканирования наружной поверхности стержня при помощи оптических средств, при этом данная операция осуществляется путем множества перемещений оптических средств вдоль всего проверяемого топливного стержня, при этом каждое перемещение осуществляется для данного углового положения стержня.

Во время операции сканирования наружной поверхности топливного стержня оптические средства предпочтительно выдают множество изображений на систему считывания и обработки изображений, причем каждое изображение топливного стержня содержит адрес, указывающий на угловое положение этого стержня, а также на положение каретки, на которой установлены оптические средства, по отношению к стенду перемещения.

Предпочтительно, когда система считывания и обработки изображений обнаруживает по меньшей мере один геометрический дефект, благодаря адресам, содержащимся в изображениях, выдаваемых оптическими средствами, осуществляют перемещение профилометра с возможностью измерения им глубины каждого обнаруженного геометрического дефекта.

Предпочтительно измерение глубины каждого обнаруженного геометрического дефекта осуществляют, приближая профилометр к проверяемому топливному стержню.

Кроме того, можно предусмотреть осуществление операции сканирования наружной поверхности топливных стержней множеством первичных камер, а также множеством вторичных камер, при этом первичные и вторичные камеры являются камерами с устройством с зарядовой связью, причем каждая из них может одновременно сканировать по меньшей мере два соседних топливных стержня.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения способ проверки дополнительно содержит операцию обнаружения дефектов чистоты на каждом проверяемом топливном стержне при помощи диодных датчиков и осветительных рамп.

Наконец, способ проверки в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно содержит этап выдачи файла с результатом произведенной проверки по каждому проверенному топливному стержню.

Другие преимущества и отличительные признаки настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания, которое не носит ограничительного характера.

Краткое описание чертежей

Настоящее описание приводится со ссылками на прилагаемые чертежи.

Фиг.1 - вид сверху устройства проверки внешнего вида топливных стержней ядерного реактора в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 - вид спереди устройства проверки, показанного на фиг.1.

Фиг.3а-3с - изображения сбоку в увеличенном масштабе части устройства проверки, показанного на фиг.1 и 2, схематически иллюстрирующие различные операции, осуществляемые во время проверки внешнего вида топливных стержней.

Фиг.4 - вид сбоку в увеличенном масштабе части устройства проверки, показанного на фиг.1 и 2, схематически иллюстрирующий операцию обнаружения следов масла на топливных стержнях.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения

На фиг.1 и 2 показано устройство 1 для проверки внешнего вида топливных стержней 2 ядерного реактора (не показан) согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

Отмечается, что устройство 1 предназначено для обеспечения проверки внешнего вида наружной поверхности 2а топливных стержней 2 и, следовательно, выполнено с возможностью обнаружения наличия возможных дефектов, являющихся недопустимыми в свете требований, предъявляемых к качеству изготовления стержней, при этом искомые дефекты являются дефектами, перечисленными в разделе “Предшествующий уровень техники”.

В этой связи необходимо отметить, что выражение “наружная поверхность 2а” топливного стержня 2 следует понимать, как поверхность, в которую входят наружная поверхность главного корпуса 3 топливного стержня 2, сварной шов 4, соединяющий главный корпус 3 с концевой заглушкой 6, а также наружная поверхность этой концевой заглушки 6, как показано, в частности, на фиг.3а. При этом необходимо указать, что поверхность 68 в виде усеченного конуса концевой заглушки 6, обычно называемая концевой поверхностью заглушки 6, является неотъемлемой частью наружной поверхности 2а топливного стержня 2.

Как показано на фиг.1 и 2, устройство 1 содержит стенд перемещения 8, причем этот стенд 8 в основном состоит из станины 10, установленной на стойках 12, закрепленных в полу 14. Станина 10, как правило, имеет практически прямоугольную форму и предпочтительно расположена параллельно полу 14, а также продольно в продольном направлении стенда 8, показанном двойной стрелкой 16, и поперечно в поперечном направлении стенда 8, показанном на этой же фигуре двойной стрелкой 18.

Таким образом, станина 10 стенда перемещения 8 определяет плоскую поверхность 20, практически горизонтальную и параллельную полу 14, на которой может быть установлен стол 22 с множеством топливных стержней 2, причем последние расположены рядом друг с другом и параллельно друг другу. Кроме того, стол 22, на котором располагают топливные стержни 2 после цикла изготовления, образуя, например, слой из тридцати двух топливных элементов, устанавливают по отношению к стенду 8 таким образом, чтобы эти же топливные стержни 2 располагались параллельно продольному направлению 16 стенда 8 и, следовательно, практически параллельно плоской поверхности 20 станины 10. Следует также уточнить, что на уровне плоской поверхности 20 станины 10 выполнена прямоугольная площадка 23 с возможностью установки на ней стола 22. Точно так же, стол 22 может занимать точное положение по отношению к стенду 8, причем это точное положение имеет первостепенное значение для нормального осуществления операций проверки внешнего вида топливных стержней 2.

С другой стороны, стенд перемещения 8 устройства 1 содержит две балки 24, установленные практически параллельно продольному направлению 16 стенда перемещения 8 по обе стороны от прямоугольной площадки 23. На каждой из этих балок 24 установлен направляющий рельс 26, обеспечивающий перемещение каретки 28 параллельно продольному направлению 16 стенда перемещения 8.

Как показано на фиг.1, направляющие рельсы 26 имеют длину, превышающую длину стола 22, чтобы обеспечить возможность свободного передвижения каретки 28 и тем самым обеспечить качество проверки поверхности в виде усеченного конуса концевых заглушек 6 топливных стержней 2, что будет подробнее пояснено ниже.

Таким образом, каретка 28 устройства поверки 1 может перемещаться вдоль направляющих рельсов 26 стенда перемещения 8 предпочтительно при помощи шагового двигателя и зубчатой ременной передачи (не показаны), при этом двигатель управляется средствами 32 управления, являющимися неотъемлемой частью электронного компьютеризированного блока 30, главной функцией которого является полная автоматизация работы устройства проверки 1. Само собой разумеется, что блок 30 может содержать классические элементы, такие как компьютеры, мультиплексоры, а также модули питания, описание которых опускается, так как они хорошо известны специалистам. В то же время элементы блока 30, специально выполненные для выполнения задач настоящего изобретения, будут подробно описаны ниже.

Стенд перемещения 8 оборудован кодирующей линейкой (не показана), обеспечивающей подачу на электронный компьютеризированный блок 30, предпочтительно в непрерывном режиме, информации о положении каретки 28 по отношению к стенду перемещения 8.

Суппорт 34 контрольно-измерительной головки 36 установлен на каретке 28 устройства 1, как показано на фиг.1 и 2. На этих фигурах видно, что суппорт 34 находится на направляющих рельсах 38 практически параллельно поперечному направлению 18 стенда перемещения 8 с возможностью перемещения суппорта 34 параллельно этому же направлению по отношению к каретке 28.

Благодаря такой специальной конструкции и при помощи правильных перемещений суппорта 34 относительно каретки 28, а также перемещений этой каретки 28 относительно стенда перемещения 8 контрольно-измерительная головка 36 может обследовать всю наружную поверхность, образованную топливными стержнями 2, расположенными в виде слоя из тридцати двух элементов на столе 22.

В данном случае необходимо указать, что перемещение суппорта 34 на каретке 28 предпочтительно осуществляется при помощи шагового двигателя и зубчатой ременной передачи (не показаны), причем двигатель предпочтительно управляется средствами управления 32, входящими в состав электронного компьютеризированного блока 30.

Контрольно-измерительная головка 36, закрепленная на суппорте 34, содержит оптические средства 40, предпочтительно содержащие множество камер 42, 42' с устройством с зарядовой связью.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, описанном со ссылками на фиг.1 и 2, оптические средства содержат четыре первичные камеры 42, а также четыре вторичные камеры 42'. Кроме того, отмечается, что вторичные камеры 42' предназначены для сканирования поверхности 68 в виде усеченного конуса концевых заглушек 6 топливных стержней 2, тогда как первичные камеры 42 предназначены для сканирования всей наружной поверхности 2а топливных стержней 2, кроме поверхности 68 в виде усеченного конуса концевых заглушек 6. В этой связи необходимо отметить, что поверхность, исследуемая первичными камерами 42 является практически цилиндрической и имеет круглое сечение.

Предпочтительно группа первичных камер 42, а также группа вторичных камер 42', выполнены, каждая, в виде ряда камер, параллельного поперечному направлению 18, и каждая из этих групп предназначена для одновременного сканирования восьми соседних топливных стержней 2. Кроме того, каждая из этих камер 42, 42' отрегулирована с возможностью иметь в кадре сразу два соседних топливных стержня 2. Само собой разумеется, что количество камер 42, 42' и количество стержней 2, которые они могут сканировать одновременно, может определяться в зависимости от производственных потребностей, не выходя при этом за рамки настоящего изобретения.

Четыре первичные камеры 42 типа камер с прогрессивным сканированием (в англо-саксонской терминологии "progressive scan") предпочтительно установлены на плите 44, смонтированной на суппорте 34 таким образом, чтобы оптическая ось 46 одной камеры 42 располагалась практически перпендикулярно двум топливным стержням 2, находящимся в кадре камеры, и практически перпендикулярно плоской поверхности 20 станины 10, как показано на фиг.2.

Кроме того, четыре вторичные камеры 42' предпочтительно установлены на этой же плите с возможностью правильного сканирования поверхности 68 в виде усеченного конуса концевых заглушек 6. Как показано на фиг.3а, первичные камеры 42 установлены практически вертикально, тогда как вторичные камеры 42' установлены наклонно.

Камеры 42, 42' выполнены с возможностью передачи изображений топливных стержней 2 на систему считывания и обработки изображений 48, с которой они соединены, при этом система 48 типа программного обеспечения для двухмерной обработки является неотъемлемой частью электронного компьютеризированного блока 30.

Следовательно, система 48 может обнаруживать дефекты на топливных стержнях 2, такие как геометрические дефекты, указанные в разделе "Предшествующий уровень техники", путем классической обработки изображений, выдаваемых камерами 42, 42'. Естественно, что система считывания и обработки изображений 48 выполнена также с возможностью обнаружения дефектов чистоты на наружной поверхности 2а топливного стержня 2 или наличия на этой же поверхности 2а черных или цветных отметин площадью, превышающей заданное значение.

Кроме того, система 48 может также обнаруживать дефекты внешнего вида сварного шва 4 концевой заглушки 6, такие как точечные отверстия, непровары, сползания, а также дефекты окраски сварного шва 4.

Контрольно-измерительная головка 36 содержит также профилометр 50, установленный на подъемной плите 52, смонтированной на суппорте 34 таким образом, что данный профилометр 50 располагается практически на уровне суппорта, когда подъемная плита 52 находится в отодвинутом положении, и данный профилометр 52 находится рядом с топливными стержнями 2, когда плита 52 находится в выступающем положении. Необходимо отметить, что это последнее положение соответствует измерению глубины геометрического дефекта, обнаруженного системой 48, и это выступающее положение обеспечивается перемещением подъемной плиты 52 в сторону пола 14 в направлении, практически перпендикулярном плоской поверхности 20 станины 10.

Для этой цели перемещения подъемной плиты 52 предпочтительно обеспечиваются средствами 32 управления, входящими в состав блока 30.

Как правило, профилометр 50, обеспечивающий измерение глубины обнаруженных геометрических дефектов, является профилометрическим оптическим датчиком типа PERTHOMETER (зарегистрированный товарный знак) или CONFOCAL (зарегистрированный товарный знак) с диапазоном измерения, более или менее равным 300 мкм.

Кроме того, необходимо отметить, что данные, измеренные профилометром 50, передаются в средства считывания и обработки 51, являющиеся неотъемлемой частью блока 30, причем эти средства 51 выполнены с возможностью обработки полученных данных для определения глубины обнаруженных дефектов и последующей передачи измерений глубины в центральное запоминающее устройство 55 указанного блока 30.

В частности, как показано на фиг.1, головка 36 содержит осветительные рампы 54, предпочтительно обеспечивающие сплошное и стабильное освещение. Например, две рампы 54 могут быть установлены параллельно поперечному направлению 18 стенда перемещения 8, соответственно по обе стороны от оптических средств 40.

Кроме выполнения функции обеспечения камерам 42, 42' возможности качественной съемки, эти рампы 54 могут также взаимодействовать с диодными датчиками 56, закрепленными на суппорте 34. Такое взаимодействие обеспечивает обнаружение дефектов чистоты на наружной поверхности 2а топливных стержней 2, таких как следы масла, что было подробно описано выше. Таким образом, указанные диодные датчики 56, в случае необходимости, могут использоваться для обнаружения следов масла, не поддающихся обнаружению при помощи описанных выше оптических средств 40, соединенных с системой считывания и обработки изображений 48.

Предпочтительно каждый диодный датчик 56, выполненный с возможностью занимать положение напротив топливного стержня 2 на суппорте 34, оборудован линзой, фокусирующей его поле видимости на стержне 2, и может принимать свет от осветительных рамп 54, отраженный от наружной поверхности 2а этого топливного стержня 2.

Например, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения датчики 56 устанавливают рядом друг с другом, образуя ряд, расположенный практически параллельно осветительным рампам 54 и, следовательно, практически параллельно поперечному направлению стенда перемещения 8.

В частности, как показано на фиг.2, устройство проверки 1 дополнительно содержит средства 58 приведения во вращение топливных стержней 2, причем эти средства 58 предпочтительно устанавливают на стойках 12 устройства 1.

Средства 58 выполнены телескопическими в вертикальном направлении, то есть могут перемещаться относительно стенда перемещения 8 в вертикальном направлении, показанном на фиг.2 двойной стрелкой 60, причем указанное вертикальное направление является перпендикулярным по отношению к плоской поверхности 20 станины 10. Таким образом, приводя в действие шаговый двигатель (на фигуре не показан), предпочтительно управляемый средствами 32 управления, можно устанавливать или прерывать контакт между приводными ремнями 62 средств 58 и средствами (не показаны на фигуре), находящимися в постоянном контакте с нижней частью наружной поверхности 2а топливных стержней 2. Необходимо отметить, что на фиг.2 показан только один приводной ремень 62 в силу того, что план этой фиг.2 построен таким образом, что остальные ремни оказываются закрытыми этим показанным ремнем. Однако приводные ремни 62, предпочтительно являющиеся одинаковыми, отделены друг от друга по продольному направлению 16, например, промежутками примерно в 400 мм.

С другой стороны, приводные ремни 62 выполнены с возможностью их приведения в движение при помощи шагового двигателя (не показан), тоже предпочтительно управляемого средствами 32 управления таким образом, чтобы верхняя часть этих ремней 62 могла перемещаться в направлении, практически параллельном поперечному направлению 18 стенда перемещения 8.

В этой связи необходимо уточнить, что при помощи известных специалисту средств, которые в данном случае на фигуре не показаны, топливные стержни могут перемещаться средствами 58 таким образом, чтобы укладываться на опоры, в которые встроены ролики, причем последние выполнены с возможностью приведения в движение приводными ремнями 62. Кроме того, стол 22 выполнен с отверстиями для этих приводных ремней 62, обеспечивающими контакт между этими ремнями и роликами, поддерживающими топливные стержни 2.

Таким образом, когда приводные ремни 62 приводятся в движение и вступают в контакт с роликами, поддерживающими топливные стержни 2, то начинают вращать все эти стержни вокруг их продольных осей.

Таким образом, можно проверять всю наружную поверхность 2а каждого топливного стержня 2 при помощи контрольно-измерительной головки 36, обеспечивая возвратно-поступательные перемещения каретки 28, при этом каждое поступательное перемещение и каждое возвратное перемещение каретки 28 осуществляется по всей длине топливных стержней 2 для данного углового положения последних.

Необходимо отметить, что во время передачи изображений оптическими средствами 40 на систему считывания и обработки изображений 48 электронный компьютеризированный блок 30 соединяет с этим изображением адрес с указанием углового положения проверяемого топливного стержня 2, а также положения каретки 28 относительно стенда перемещения 8, причем это положение выдается кодирующей линейкой, как уже упоминалось выше. Кроме того, изображения, обрабатываемые системой 48, на которых были обнаружены один или несколько дефектов, могут передаваться в центральное запоминающее устройство 55 блока 30 вместе с соответствующими адресами, содержание которых было указано выше.

Наконец, блок 30 устройства 1 содержит информационные средства 66, выполненные с возможностью передачи и/или сохранения в памяти файла с результатом проведенной проверки по каждому проверенному топливному стержню 2. Как будет подробнее пояснено ниже, этот итоговый файл может содержать упоминание "хороший", "плохой" или "подлежащий повторной проверке", а также адрес и/или изображение обнаруженного(ых) дефекта(ов) в двух последних случаях.

Описанное выше устройство 1 для проверки внешнего вида выполнено с возможностью работы в предпочтительном варианте, описанном ниже со ссылками на фиг.3а-3с и на фиг.4.

В первую очередь со ссылками на фиг.3а-3с будет описана работа устройства 1 во время операций проверки внешнего вида с целью обнаружения геометрических дефектов, таких как продольные или круговые бороздки на наружной поверхности 2а топливных стержней 2, причем эти бороздки могут считаться дефектами, если их глубина превышает 25 мкм. Кроме того, речь может идти о следах от ударов, от сплющивания или задирах также на уровне этой наружной поверхности 2а топливных стержней 2.

Сначала стол 22 с тридцатью двумя стержнями 2 перемещается в направлении стенда перемещения 8, например, автоматически для установки на прямоугольную площад