[发明专利]一种燃料组件水下高度测量系统及其测量方法

说明书

技术领域

本发明属于核燃料循环的辐照后燃料组件池边检查领域，具体涉及一种燃料组件水下高度测量系统及其测量方法。

背景技术

燃料组件工作在高温、高压、高辐射循环水中，由于装配热力及热应力等因素的影响，容易造成燃料组件高度变化及外形改变而无法回堆再利用。池边检查技术作为燃料组件堆内辐照稳定性和完整性等评价的有效手段，承担着保障核电站安全运营的重要任务。

燃料组件水下高度测量是池边检查技术的重要组成部分。目前，激光三角测距及超声测距都是常用的燃料组件外形尺寸测量方法，但均仅应用于燃料组件竖直面的外形轮廓测量，而并不能实现燃料组件水下高度测量；燃料组件水下高度测量一般采用图像法，即使用摄像机记录燃料组件高度方向上的图像，对图像上的像素值根据摄像机记录的标尺刻度值进行标定，从而由燃料组件上、下端面的像素值获取燃料组件的高度，这种测量方法的测量精度较低，难以保证燃料组件高度测量数据的准确性和真实性。为解决这一问题，需要建立一种适合燃料组件水下高度测量的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有对于燃料组件水下高度测量时存在测量精度较低，难以保证燃料组件高度测量数据的准确性和真实性，目的在于提供一种燃料组件水下高度测量系统及其测量方法，该系统及其测量方法能够准确测量出燃料组件水下高度，并且大幅度提高测量精度和效率。

本发明通过下述技术方案实现：

一种燃料组件水下高度测量系统，包括乏燃料水池，所述乏燃料水池中设置有工作平台，工作平台上设置有主台架，所述工作平台能够沿着主台架的外壁进行铅垂方向移动，工作平台上安装有摄像器材，在乏燃料水池上方设置有信号采集与处理系统，信号采集与处理系统和摄像器材之间设置有位置编码器，且位置编码器同时与信号采集与处理系统和摄像器材连接；所述乏燃料水池中设置有与燃料组件平行的竖直标尺，并且摄像器材的中心线和竖直标尺的中心线垂直。常规激光三角测距及超声测距都是常用的燃料组件外形尺寸测量方法，但均仅应用于燃料组件竖直面的外形轮廓测量，而并不能实现燃料组件水下高度测量；燃料组件水下高度测量一般采用图像法，即使用摄像机记录燃料组件高度方向上的图像，对图像上的像素值根据摄像机记录的标尺刻度值进行标定，从而由燃料组件上、下端面的像素值获取燃料组件的高度，这种测量方法的测量精度较低，难以保证燃料组件高度测量数据的准确性和真实性。为解决这一问题，需要建立一种适合燃料组件水下高度测量的方法。而本技术方案则能够有效解决上述问题，利用竖直标尺对竖直方向上发生位移变化的工作平台上连接的位置编码器进行标定，确定编码器值与标尺上刻度值的对应关系，再由该工作平台对燃料组件进行高度测量，由燃料组件各端面位置的编码器值转换为标尺上尺寸值，即得到燃料组件的高度。其操作方便，可在现场乏燃料水池第一时间内实现燃料组件水下高度的快速测量，使用的位置编码器转换由电信号传输并数显至信号采集与处理系统，可以大幅度提高测量精度和效率。

摄像器材优选为抗辐射摄像头，提高其使用寿命以及测量精度，不会由于设备受到辐射干扰使得图像不清晰而导致测量结果受到影响。而且抗辐射摄像头在主台架移动的距离范围大于燃料组件的高度。这样能够将整个燃料组件完全被抗辐射摄像头摄像，使得不会出现死角和偏差，最终得到准确的高度测量值。

一种燃料组件水下高度测量方法，包括以下步骤：

（1）调节工作平台使得其在主台架上运动，使抗辐射镜头的十字中心标正对竖直标尺上某一整数刻度值位置并聚焦，设置该对应编码器值为零点；

（2）继续调节工作平台高度，位移量的变化引起位置编码器的电信号变化，通过电缆线将电信号变化量传输到信号采集与处理系统并转换成数字显示，每次发生的位移变化对应标尺每变化100mm刻度值时，记录一个编码器值，记录的位移变化总量大于燃料组件的设计高度，将记录的编码器值依次串连得到编码器值与竖直标尺刻度值的对应关系曲线；

（3）将竖直标尺拉回至乏燃料水池边沿，将燃料组件吊运至竖直标尺放下的位置，并置于已建立对应关系曲线的刻度范围内，使得抗辐射镜头摄像横向距离一致，调节工作平台高度，使抗辐射镜头的十字中心标分别正对燃料组件的上管座上沿、下沿及下管座上沿、下沿位置；

（4）记录各个位置对应的编码器值，通过已获取的编码器值与竖直标尺刻度值对应关系曲线，即得到燃料组件的高度。