[發明專利]一種核燃料芯塊端面尺寸測量方法及其裝置

有效

• 申請號: 201610026857.X
• 申請日: 2016-01-15
• 公開（公告）號: CN105674886B
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 高潮;郭永彩;扶新;廖賓;鄧話;王濤;王友良;陳曉香
• 申請（專利權）人: 重慶大學;中核建中核燃料元件有限公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G01B11/22;G01B11/08
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司50212
• 代理人: 伍倫辰,趙英

1.一種核燃料芯塊端面尺寸測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

a、將待測芯塊豎直放置，采用線激光垂直照射待測芯塊的上端面，所述線激光落在待測芯塊的上端面的投影線通過上端面的圓心；

b、圖像采集；利用相機沿斜向下方采集所述線激光落在待測芯塊的上端面的投影線的圖像；

c、圖像預處理；將采集到的圖像進行預處理，所述預處理包括去噪、有效區域提取以及二值化；

d、圖像分段擬合；將預處理后的圖像進行分段擬合，所述分段擬合包括直線擬合和圓弧擬合；

e、像素尺寸定標；測定水平方向的實際尺寸Dx與對應的像素點個數Nx之間的比例dx；測定豎直方向的實際尺寸Dy與對應的像素點個數Ny之間的比例dy；

f、獲得測量數值；將待測芯塊端面的倒角高度方向的像素點個數以及碟型凹陷部深度方向的像素點個數分別與dy相乘，分別得到倒角高度以及碟型凹陷部的深度；將待測芯塊端面的倒角寬度的像素點個數以及碟型凹陷部直徑方向的像素點個數分別與dx相乘，得到倒角寬度以及碟型凹陷部的直徑。

2.如權利要求1所述的核燃料芯塊端面尺寸測量方法，其特征在于，所述步驟b中還包括對圖像的亞像素細分；圖像采集過程中，相機成像單元在其自身平面的X方向和Y方向分別進行多次微距位移，并將每次位移后采集的圖像進行組合，獲得亞像素細分的圖像。

3.如權利要求1所述的核燃料芯塊端面尺寸測量方法，其特征在于，所述步驟b中還包括對采集的圖像進行光譜過濾。

4.一種核燃料芯塊端面尺寸測量裝置，其特征在于，包括水平設置的用于沿豎直方向定位待測芯塊的測量平臺（1）；所述測量平臺（1）的上方豎直朝下設置有能夠產生呈“一”字線激光的激光器（2），所述激光器（2）所發射的激光在待測芯塊的上端面的投影線能夠過定位后的待測芯塊的上端面的圓心；還包括圖像采集裝置（3），所述圖像采集裝置（3）包括一個相機（31）以及用于處理所述相機（31）拍攝圖像的圖像處理模塊，所述相機（31）位于所述測量平臺（1）的上方，所述相機的鏡頭的中心線斜向下方且垂直于所述激光器（2）所發射的激光在待測芯塊的上端面的投影線；所述相機（31）的鏡頭的中心線相對于所述測量平臺的傾斜角大于待測芯塊的碟型凹陷部的底部中點與其邊緣上的任一點的連線相對于所述測量平臺的傾斜角；所述圖像處理模塊連接到一個計算機測控裝置（4），所述計算機測控裝置（4）包括數據處理模塊以及顯示器，所述數據處理模塊用于將接收的數據進行轉換計算出測量值，并顯示在所述顯示器上。

5.如權利要求4所述的核燃料芯塊端面尺寸測量裝置，其特征在于，所述相機（31）上安裝有遠心鏡頭（33），所述遠心鏡頭（33）內具有帶通濾光片。

6.如權利要求4所述的核燃料芯塊端面尺寸測量裝置，其特征在于，所述測量平臺（1）包括安裝在其上表面的定位塊，所述定位塊的側面上具有由上而下貫通設置的V型槽；所述測量平臺位于所述定位塊的V型槽正對的位置安裝有一個支撐座，所述支撐座與所述定位塊之間形成可供待測芯塊豎直放置的空間；所述支撐座上具有一個能夠沿水平方向朝所述V型槽伸出的抵柱，所述抵柱到所述測量平臺（1）的上表面的距離小于所述定位塊的高度。

7.如權利要求6所述的核燃料芯塊端面尺寸測量裝置，其特征在于，所述支撐座上具有一個正對所述定位塊的V型槽設置的螺紋孔，所述抵柱外表面上具有與所述支撐座的螺紋孔相配合的螺紋，所述抵柱配合安裝在所述支撐座的螺紋孔內。

8.如權利要求4所述的核燃料芯塊端面尺寸測量裝置，其特征在于，還包括豎直設置的升降機構（5），所述測量平臺（1）安裝在所述升降機構（5）的頂部，且能在升降機構（5）的作用下上下移動。

9.如權利要求4所述的核燃料芯塊端面尺寸測量裝置，其特征在于，所述測量平臺（1）的底部還水平設置有導軌（6），所述導軌（6）平行于所述激光器（2）的光源在水平面上的投影線；所述測量平臺（1）能夠沿所述導軌（6）水平移動。