Устройство контроля внешнего вида и глубины дефектов твэлов

Авторы патента:

G01B11/303 - Приспособления к измерительным устройствам, отличающиеся оптическими средствами измерения (измерительные устройства как таковые G01B 9/00)

G01B11/30 - для измерения шероховатости или неровностей поверхностей

Владельцы патента RU 2791983:

Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") (RU)

Изобретение относится к ядерному машиностроению и может быть использовано при производстве твэлов из рефабрицированного высокофонового топлива. В устройстве осветитель кольцевого типа выполнен на основе многоточечного светодиодного источника, оснащенного рассеивающим устройством в виде воронки и обеспечивающим рассеянный поток света на поверхность твэла под углом, равным или меньше 45°. Осветитель оснащен механизмом продольного перемещения и фиксации. В корпус между твэлом и видеокамерами установлен защитный экран из вольфрама или свинца. В корпус установлено такое количество 2D-лазерных триангуляционных сканеров, которое соответствует количеству блоков видеоконтроля, а их оси визирования установлены на расстоянии измерения. Направление электронного сканирования установлено поперек продольной оси твэла, причем ширина зоны сканирования выбрана равной ширине кадра блока видеоконтроля. Между 2D-сканерами и твэлом установлен сдвижной защитный экран с приводом перемещения. Транспортная система выполнена с нижним приводным роликом с управляемым приводом на входе в корпус. Верхний прижимной ролик оснащен датчиком перемещения твэла. На выходе из корпуса установлен второй приводной ролик транспортной системы с управляемым приводом и второй прижимной ролик с датчиком перемещения. Перед первым и вторым приводными роликами установлены бесконтактные датчики наличия твэла. Выходы бесконтактных датчиков наличия твэла и датчиков перемещения твэла подключены ко входам устройства управления, выходы которого подключены к приводам перемещения твэла и защитного экрана. Выходы блоков видеоконтроля подключены ко входам устройства обработки видеосигнала, один логический выход которого подключен к одному из входов устройства управления, а информационный выход - ко входу промышленного компьютера, при этом выходы 2D-сканеров подключены к входам персонального компьютера. Изобретение обеспечивает повышение точности контроля глубины механических дефектов и стойкости оборудования. 1 ил.

Изобретение относится к ядерному машиностроению и может быть использовано при производстве твэлов из рефабрицированного высокофонового топлива.

Известен «Комбинированный оптико-электромагнитный дефектоскоп для обнаружения дефектов поверхности твэлов» [Никитенко Н.Ф., Кукса Н.Н., Шмаль А.Л., Виниченко П.Г. Комбинированный оптико-электромагнитный дефектоскоп для обнаружения дефектов поверхности твэлов]. Данное устройство содержит сканирующую головку, в которую включены две группы датчиков - токовихревые и оптико-электронные. Данное устройство позволяет обнаруживать и различать внешние загрязнения и цветовые пятна, а также механические дефекты глубиной более 50 мкм.

Недостатками является то, что данное устройство не обладает точностью обнаружения механических дефектов порядка 20 мкм и не может работать в условиях высокофонового топлива.

Известен «Пост контроля внешнего вида» КПБМ.1218 [Пост контроля внешнего вида. Руководство по эксплуатации КПБМ.1218РЭ - Новосибирск. КТИ НП СО РАН, 2019.-26 с].

Данное устройство содержит корпус, осветитель кольцевого типа, блоки телевизионного контроля, содержащие видеокамеры с объективами и оптические зеркала. Пост работает совместно с транспортной системой линии контроля, содержащей приводные и прижимные ролики.

Недостатком данного устройства является невозможность определения глубины механического дефекта или дефектов и отсутствие возможности отличать внешние загрязнения и цветовые пятна от механических повреждений.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей устройства контроля за счет компенсирования результатов внешнего осмотра и анализа глубины дефектов, повышение точности контроля глубины механических дефектов и повышение стойкости оборудования в условиях рефабрицированного высокофонового топлива.

Решение указанной задачи достигается тем, что в предложенном устройстве контроля внешнего вида и глубины дефектов твэлов, содержащем транспортную систему для продольного перемещения твэла, корпус с размещаемыми на нем осветителе кольцевого типа и блоком телевизионного контроля, состоящего из видеокамер с объективами и зеркал, осветитель кольцевого типа выполнен на основе многоточечного светодиодного источника, оснащенного рассеивающим устройством в виде воронки и обеспечивающим рассеянный поток света на поверхность твэла под углом, равным или меньше 45°, причем сам осветитель оснащен механизмом продольного перемещения и фиксации, при этом в корпус между твэлом и видеокамерами установлен защитный экран из вольфрама или свинца, причем в корпус дополнительно установлено такое количество 20-лазерных триангуляционных сканеров, которое соответствует количеству блоков видеоконтроля, причем их оси визирования установлены на расстоянии измерения, при этом направление электронного сканирования установлено поперек продольной оси твэла, причем ширина зоны сканирования выбрана равной ширине кадра блока видеоконтроля, при этом между 2D-сканерами и твэлом установлен сдвижной защитный экран с приводом его перемещения, при этом транспортная система выполнена с нижним приводным роликом с управляемым приводом на входе в корпус, при этом верхний прижимной ролик оснащен датчиком перемещения твэла, а на выходе из корпуса установлен второй приводной ролик транспортной системы с управляемым приводом и второй прижимной ролик с датчиком перемещения, при этом перед первым и вторым приводным роликом установлены бесконтактные датчики наличия твэла, причем выходы бесконтактных датчиков наличия твэла и датчиков перемещения твэла подключены ко входам устройства управления, выходы которого подключены к приводам перемещения твэла и защитного экрана, выходы блоков видеоконтроля подключены ко входам устройства обработки видеосигнала, один логический выход которого подключен к одному из входов устройства управления, а информационный выход - ко входу промышленного компьютера, при этом выходы 2D-сканеров подключены к входам промышленного компьютера (далее - ПК).

Сущность изобретения иллюстрируется фигурой 1, на которой показана структурная схема устройства, где:

1 - контролируемый твэл;

2 - корпус;

3 - первый и второй приводные ролики;

4 - первый и второй прижимные ролики;

5 - датчики перемещения твэла;

6 - датчики наличия твэла;

7 - осветитель;

8 - блоки видеоконтроля;

9 - экран защитный;

10 - датчики лазерных 2D-сканеров триангуляционного типа;

11 - экран сдвижной;

12 - привод перемещения экрана;

13 - устройство управления;

14 - устройство обработки видеосигнала;

15 - промышленный компьютер.

Контролируемый твэл 1 (далее - твэл) пропускают через корпус 2 устройства при помощи транспортной системы, состоящей из первого и второго нижних ведущих роликов 3, первого и второго прижимных роликов 4, соединенных с датчиком перемещения твэла 5 и датчиками наличия твэла 6. Осветитель кольцевого типа 7 обеспечивает рассеянное освещение зоны видеоконтроля под углом, относительно поверхности твэла, равным или меньше 45°. Блоки видеоконтроля 8, со стороны твэла, защищены защитными экранами 9.

Датчики лазерных 2D-сканеров 10 установлены осями визирования параллельно осям визирования блоков видеоконтроля на фиксированном расстоянии измерения L₁. Для защиты 2D-сканеров, между ними и твэлом, установлен сдвижной защитный экран 11, оснащенный приводом перемещения экрана 12. Выходы датчиков наличия твэла 6 и датчиков перемещения твэла 5 подключены ко входам устройства управления 13, выходы которого подключены ко входам управления приводов роликов перемещения твэла 3 и привода перемещения защитного экрана 12.

Выходы блоков видеоконтроля подключены ко входам устройства обработки видеосигнала 14, один из выходов которого - дискретный подключен к одному из входов устройства управления 13, второй выход - информационный, подключен к одному из входов ПК 15, к другим входам которого подключены выходы 2D-сканеров.

Предложенное устройство работает следующим образом.

При помощи транспортной системы контролируемый твэл 1 слева направо вводят в устройство. При срабатывании датчика наличия твэла 6, устройство управления производит включение приводных роликов 3. При пересечении торцом твэла края кадра блоков видеоконтроля, устройство обработки видеосигнала 14 формирует дискретный сигнал на вход устройства управления 13, который формирует нулевую координату х₀ контролируемого твэла, а по показаниям первого датчика положения твэла 5 формируется текущая координата x_t.

Блоки видеоконтроля 8 и устройство обработки видеосигнала 14, по заданному порогу контрастности, формируют сигнал наличия дефекта с фиксацией его координаты х_д и самого кадра дефекта в памяти устройства управления 13 и ПК 15. С учетом скорости преодоления контролируемым твэлом интервала L₁, в момент подхода данной координаты к зоне работы 2D-сканеров, по сигналу устройства управления 13 сдвигается защитный экран 11, и привод ведущих роликов 3 переходит в режим работы, обеспечивающий сканирование поверхности 2D-сканерами на протяжении кадра (кадров), обусловленных длиной обнаруженного дефекта. После сканирования защитный экран вновь устанавливается на место, а скорость перемещения твэла опять устанавливается равной скорости видеоконтроля. При достижении торцом твэла второго датчика наличия твэла 6, перемещение твэла и формирование текущей координаты обеспечивается вторым ведущим приводным роликом 3 и вторым прижимным роликом 4, с датчиком перемещения 5.

При обнаружении признаков следующего дефекта процедура повторяется.

ПК осуществляет наложение изображения дефекта на его профилограмму, вычисляет его размеры, в том, числе глубину, идентифицируя тип дефекта или наличия цветового пятна.

Использование предложенного технического решения позволяет расширить функциональные возможности устройства контроля внешнего вида и глубины дефектов твэлов за счет компенсирования результатов внешнего осмотра и анализа глубины дефектов, повысить точность контроля глубины механических дефектов и повысить стойкость оборудования в условиях применения рефабрицированного высокофонового топлива.

Устройство контроля внешнего вида и глубины дефектов твэлов, содержащее транспортную систему для продольного перемещения твэла, корпус с размещенным на нем осветителем кольцевого типа и блоком телевизионного контроля, состоящим из видеокамер с объективами и зеркал, отличающееся тем, что осветитель кольцевого типа выполнен на основе многоточечного светодиодного источника, оснащенного рассеивающим устройством в виде воронки и обеспечивающим рассеянный поток света на поверхность твэла под углом, равным или меньше 45°, причем сам осветитель оснащен механизмом продольного перемещения и фиксации, при этом в корпус между твэлом и видеокамерами установлен защитный экран из вольфрама или свинца, причем в корпус дополнительно установлено такое количество 2D-лазерных триангуляционных сканеров, которое соответствует количеству блоков видеоконтроля, причем их оси визирования установлены на расстоянии измерения, при этом направление электронного сканирования установлено поперек продольной оси твэла, причем ширина зоны сканирования выбрана равной ширине кадра блока видеоконтроля, при этом между 2D-сканерами и твэлом установлен сдвижной защитный экран с приводом его перемещения, при этом транспортная система выполнена с нижним приводным роликом с управляемым приводом на входе в корпус, при этом верхний прижимной ролик оснащен датчиком перемещения твэла, а на выходе из корпуса установлен второй приводной ролик транспортной системы с управляемым приводом и второй прижимной ролик с датчиком перемещения, при этом перед первым и вторым приводными роликами установлены бесконтактные датчики наличия твэла, причем выходы бесконтактных датчиков наличия твэла и датчиков перемещения твэла подключены ко входам устройства управления, выходы которого подключены к приводам перемещения твэла и защитного экрана, выходы блоков видеоконтроля подключены ко входам устройства обработки видеосигнала, один логический выход которого подключен к одному из входов устройства управления, а информационный выход - ко входу промышленного компьютера, при этом выходы 2D-сканеров подключены к входам промышленного компьютера.

Группа изобретений относится к области для определения физических и размерных параметров многосегментного стержневидного изделия, в котором сегменты, расположенные на концах изделия, не полностью непрозрачны для светового пучка. Измерительная система (100) для измерения и определения физических и размерных параметров многосегментного стержневидного изделия содержит: первое устройство (1) освещения для генерации светового пучка (F1), который падает на передний сегмент (S1)и проходит через него; второе устройство (2) освещения для генерации светового пучка (F2), который падает на задний сегмент (S4) и проходит через него; датчик (4) регистрации изображения, имеющий ось (Z) регистрации, которая радиально попадает на продольную ось (X) изделия; и блок (7) управления и обработки, выполненный с возможностью обработки изображений, полученных датчиком (4) регистрации изображения, и вычисления размерных, геометрических и физических особенностей сегментов указанного изделия (Q).

Способ и устройство для измерения махового движения, соконусности и сближения лопастей несущих винтов летательных аппаратов // 2789233

Группа изобретений относится к способу и устройству для измерения махового движения, соконусности и сближения лопастей несущих винтов летательных аппаратов. Для осуществления способа устанавливают на вал несущего винта устройство с закрепленными на нем видеокамерами таким образом, чтобы объект находился в центре кадра, выполняют тарировку видеокамер, выполняют видеосъемку на заданных режимах полета и на земле, переносят видеозаписи с карт памяти на компьютер, проводят обработку видеофайлов, получают экранные значения координат, которые затем переводят в реальные значения, строят диаграмму зависимости экранных координат к реальным значениям шкалы делений, на основании полученных данных вычисляют показатели положения объектов наблюдения.

Измерение утолщения на краях // 2788830

Группа изобретений относится к способу контроля однородности толщины покрытия на наматываемом металлическом рулоне с покрытием и станции намотки, контролирующей однородность толщины покрытия на металлическом рулоне с покрытием, Способ содержит этапы, на которых: при помощи станции намотки измеряют первое расстояние между первой опорной точкой и первой точкой на поверхности рулона, измеряют второе расстояние между второй опорной точкой и второй точкой на поверхности рулона, упомянутые первая и вторая точки на рулоне расположены в разных позициях по ширине рулона, вычисляют разность между упомянутым первым расстоянием и упомянутым вторым расстоянием, при этом упомянутую разность обозначают через , сохраняют упомянутую разность , устанавливают пороговое значение, сравнивают каждую сохраненную разность с упомянутым пороговым значением или сравнивают сумму разностей с упомянутым пороговым значением, выдают предупреждение, если упомянутая разность и/или упомянутая сумма разностей выше указанного порогового значения.

Устройство контроля прямолинейности трубы // 2788324

Заявляемое техническое решение относится к области средств измерений и может использоваться при контроле прямолинейности трубных изделий. Устройство контроля прямолинейности трубы включает в себя опору, на которой жестко закреплены вертикальные направляющие, по которым перемещается каретка.

Способ определения толщины пленки // 2787807

Изобретение относится к области оптико-физических измерений, на основе эллипсометрии, к способам измерения и контроля толщины пленок. Способ определения толщины пленки включает для материала подложки, не содержащего исследуемую пленку, измерение или расчет значения ψ и Δ на основании известных данных по оптическим свойствам соответствующих материалов, рассчитывают по уравнению ρ=tgψeiΔ номограмму с использованием данных n и K для определяемого материала подложки и возможных численных наборов n, d, K для пленки загрязнения, фиксируют результаты измерения эллипсометрических параметров Δ и ψ соответствующего материала подложки в плоскости в виде кривой, сравнивают результаты эллипсометрических измерений с данными результатов расчетов значений ψ и Δ для соответствующего материала, не содержащего исследуемую пленку, и определяют в случае отличия полученных Δ и ψ от данных результатов расчетов значений ψ и Δ для соответствующего материала, не содержащего исследуемую пленку, толщину и показатель преломления пленки загрязнения посредством номограммы для соответствующего материала.

Способ контроля геометрии нефтеналивных резервуаров // 2787094

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к способам контроля геометрии нефтеналивных резервуаров. Способ контроля геометрии нефтеналивных резервуаров основан на использовании лазерных излучателей, проецирующих на поверхности резервуара вертикальные и горизонтальные линии, видеокамер для их фиксирования и программного обеспечения для обработки полученных данных.

Волоконно-оптический датчик деформации // 2786690

Изобретение относится к средствам измерения, контроля и диагностики. Волоконно-оптический датчик деформации включает подводящие и отводящие оптоволокна, между которыми размещена шторка с отверстием, два цилиндрических стержня, соосно по плотной посадке расположенные в цилиндрическом корпусе, шторка выполнена в выступе в центральной части первого стержня, второй стержень содержит выступ, в котором перпендикулярно продольной оси выполнено второе сквозное отверстие, а вдоль оси прорезь, с двух сторон которой в выступе соосно друг другу и соосно первому отверстию в шторке выполнены сквозные третье верхнее и четвертое нижнее отверстия, причем излучающий торец подводящего оптического волокна протянут через второе отверстие и закреплен с помощью первой втулки в третьем верхнем отверстии, а приемные торцы отводящих оптических волокон закреплены с помощью второй втулки в нижнем четвертом отверстии; вне зоны измерения все оптические волокна объединяются в волоконно-оптический кабель, герметично закрепленный в корпусе с помощью третьей втулки, которая с помощью сварки закреплена в пятом сквозном отверстии корпуса.

Голографическое устройство для контроля формы асферических оптических поверхностей // 2786688

Изобретение может быть использовано для контроля формы асферических оптических поверхностей (АОП). Голографическое устройство содержит лазерный источник света, расширитель светового пучка, светоделитель, измерительный и опорный каналы и канал регистрации и обработки изображения.

Система для контроля геометрии рельсового пути // 2784216

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, обеспечивающей измерение геометрии железнодорожного пути, и может быть использовано при его текущем содержании. Cистема для контроля геометрии рельсового пути содержит две измерительные тележки, выполненные с возможностью перемещения по рельсам и ориентированные с помощью поджима реборд или опорных роликов относительно базового рельса.

Способ дистанционного измерения пространственно-временных характеристик аэрозольных завес // 2783083

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способу определения пространственно-временных характеристик аэрозольных завес по защите от атакующих элементов высокоточного оружия (ВТО) с оптико-электронными средствами прицеливания и наведения и определению величины линейного смещения лазерной ложной цели.

Контрольно-измерительная установка // 2788827

Изобретение относится к устройствам для исследования и анализа образцов с помощью оптических средств, в частности к контрольно-измерительным устройствам для обнаружения дефектов изделий и измерения их размеров. Заявленная контрольно-измерительная установка содержит источник света для освещения образца и оптический датчик, выполненный в виде камеры для улавливания света, падающего на матрицу, передающей данные на компьютер.