專利名稱：球體工件直徑檢測系統及方法
技術領域：
本發明涉及球體、橢球體エ件直徑檢測技術領域，特別涉及ー種球體エ件直徑檢測系統及方法。
背景技術：
目前，我國球床式高溫氣冷堆中所使用的球形燃料元件直徑約為60mm，結構為球形包覆顆粒(TRISO)彌散在燃料區的石墨基體中。作為燃料元件的結構材料，基體石墨使包覆燃料顆粒獲得熱エ水力學條件，如將熱量傳給冷卻 劑氦氣；作為慢化材料，對快中子有足夠的慢化能力；同時還具有一定的滯留裂變產物的能力。直徑是球形燃料元件的ー項重要指標。檢驗球形燃料元件直徑的重要性主要體現在經直徑檢驗合格的球形燃料元件，通過管道進行無燃料區的檢驗，無燃料區檢測對于エ件的尺寸要求非常嚴格，因此在進行無燃料區檢驗之前必須首先對元件進行直徑檢驗；得到元件各方向直徑對于改進元件壓制エ藝、車削エ藝提供了可靠的依據；在球床堆內，加載和卸載燃料球時，也是通過管道運輸的，元件直徑尺寸偏大，容易出現卡球事故。此外，球形燃料元件直徑檢驗為全檢項目，全部產品均需檢測直徑。因此，準確快速的檢驗燃料元件的直徑對于球形燃料元件的生產至關重要。但現有的檢測球形燃料元件直徑的儀器均存在以下缺點(I)引入大量人工控制，檢測周期長；(2)人工計數，出錯幾率大。(3)原儀器只能判別樣品是否合格，不能給出每個樣品的尺寸。
發明內容
(一)要解決的技術問題本發明要解決的技術問題是如何實現對球體エ件直徑進行檢測，并提高檢測速度和準確性。(ニ)技術方案為解決上述技術問題，本發明提供了ー種球體エ件直徑檢測系統，所述系統包括軌道、承載單元、及激光測徑儀，所述承載単元設于所述軌道上、且位于檢測エ位，所述激光測徑儀設于所述檢測エ位兩側；當前球體エ件沿軌道的入口運動至所述承載単元，所述激光測徑儀對所述當前球體エ件進行直徑檢測，以獲得所述當前球體エ件的直徑。優選地，所述軌道與水平方向呈預設角度設置，所述系統還包括排隊器，所述排隊器設于所述軌道上、且在豎直方向上高于所述承載單元。優選地，所述承載単元為鋼珠滑座，所述系統還包括旋轉單元，所述旋轉單元設于所述承載單元的正上方。優選地，所述系統還包括設于所述軌道之間、且位于承載單元處的撥叉單元。
優選地，所述系統還包括通道選擇器，所述通道選擇器設于所述軌道的出口、且在豎直方向上低于所述承載單元，所述通道選擇器與合格通道的第一端和不合格通道的第一端分別連接。優選地，所述合格通道的第二端設有合格收集容器，所述不合格通道的第二端設有不合格收集容器。優選地，所述系統還包括控制單元，所述控制単元與所述激光測徑儀連接。本發明還公開了ー種基于所述的球體エ件直徑檢測系統的檢測方法，所述方法包括以下步驟當前球體エ件沿軌道的入口運動至承載單元；
激光測徑儀對所述當前球體エ件進行直徑檢測，以獲得所述當前球體エ件的直徑。優選地，獲得所述當前球體エ件的直徑后，還包括以下步驟控制單元判斷所述當前球體エ件的直徑是否已經超過預設范圍，若是，則由所述控制單元進行提示并記錄。優選地，獲得所述當前球體エ件的直徑后，還包括以下步驟控制單元通過控制撥叉單元使所述當前球體エ件離開承載単元，所述當前エ件從所述承載単元運動至通道選擇器，所述控制単元判斷所述當前球體エ件的直徑是否已經超過預設范圍，若是，則控制所述通道選擇器將所述當前球體エ件傳輸至不合格通道，否則控制所述通道選擇器將所述當前球體エ件傳輸至合格通道。(三)有益效果本發明通過各個部件之間的配合，實現了對球體エ件直徑進行檢測，并提高了檢測速度和準確性。
圖I是按照本發明ー種實施方式的球體エ件直徑檢測系統的結構示意圖；圖2是按照本發明ー種實施方式的球體エ件直徑檢測方法的流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式
作進ー步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。圖I是按照本發明ー種實施方式的球體エ件直徑檢測系統的結構示意圖；參照圖1，所述系統包括軌道I、承載單元、及激光測徑儀4，所述承載単元設于所述軌道I上、且位于檢測エ位，所述激光測徑儀4設于所述檢測エ位兩側；當前球體エ件(即燃料元件)沿軌道的入口運動至所述承載単元，所述激光測徑儀對所述當前球體エ件進行直徑檢測，以獲得所述當前球體エ件的直徑。本實施方式中，所述軌道I帶一定的坡度，前高后低，坡度平緩，能保證發生前后球體エ件碰撞時，不能將其中的某個或某些エ件擠出軌道；軌道的寬度前后要保持一致，且小于エ件直徑；激光測徑儀4位于承載単元兩側，安裝高度必須要保證球體エ件鉛垂面完整的進入激光測徑儀4的激光掃描區域。
為實現對球體エ件逐個進行檢測，優選地，所述軌道與水平方向呈預設角度設置，所述系統還包括排隊器2，所述排隊器2設于所述軌道I上、且在豎直方向上高于所述承載單元；本實施方式中，前一個エ件通過排隊器2，沿著軌道I向檢測エ位滾動，同時后面エ件被排隊器2攔住；排隊器2的前后阻擋部件間的尺寸與エ件的直徑設計值近似，保證前后阻擋部件間只能有ー個エ件。為在對球體エ件進行檢測時，對球體エ件進行旋轉，以實現多方位地測試球體エ件，優選地，所述承載單元為鋼珠滑座3,所述系統還包括旋轉單元,所述旋轉單元設于所述承載単元的正上方；本實施方式中，所述鋼珠滑座3即3個間隔120°倒錐形基座，3點支撐住エ件，鋼珠滑座3頂端與軌道I連接，高度與軌道I保持一致；當對エ件旋轉時,旋轉單元5下降,旋轉單元5的摩擦輪壓緊エ件,通過旋轉單元5的電機(本實施方式中，所述電機為旋轉電機)旋轉使得エ件 在水平方向旋轉一定角度，再通過激光測徑儀4測量エ件直徑，還可以多次以一定角度在水平方向旋轉，測量エ件直徑；依然是通過旋轉單元5的電機旋轉使得エ件在前后方向旋轉一定角度后，依然是通過激光測徑儀4測量エ件直徑，還可以多次以一定角度在前后方向旋轉，測量エ件直徑；可以先水平旋轉也可以先前后旋轉，順序可以顛倒；還可以只測試ー個旋轉方向的直徑，甚至可以不需要旋轉單元5轉動エ件，而是只測試ー個直徑，一切都是根據測試要求設定。為將承載單元上的球體エ件撥回軌道，以實現對后續球體エ件進行檢測，優選地，所述系統還包括設于所述軌道之間、且位于承載單元處的撥叉單元；本實施方式中，所述撥叉單元是一段一端抬升軌道，位于承載単元與軌道I交界處軌道ー側，與軌道I平行，水平高度一祥，比軌道I要窄ー些，安放在軌道I的兩軌之間的軌道。檢測完畢后，通過撥叉單元，用于將檢測完畢的球體エ件從承載單元撥到軌道I上。所述撥叉單元是一段一端抬升軌道(本實施方式中，所述撥叉単元通過氣動連桿驅動)，位于承載単元與軌道I交界處軌道ー側，與軌道I平行，水平高度一祥，比軌道I要窄ー些，安放在軌道I的兩軌之間的軌道。檢測完畢后，通過撥叉裝置，用于將檢測完畢的エ件從檢測エ位撥到軌道I上。為根據獲得的球體エ件直徑對球體エ件進行區分，優選地，所述系統還包括通道選擇器6，所述通道選擇器6設于所述軌道I的出ロ、且在豎直方向上低于所述承載單元3，所述通道選擇器6與合格通道7的第一端和不合格通道8的第一端分別連接。為對區分后的球體エ件分別進行收集，所述合格通道7的第二端設有合格收集容器9，所述不合格通道8的第二端設有不合格收集容器10。優選地，所述系統還包括控制單元11，所述控制単元11與所述激光測徑儀4連接。本實施方式中，所述系統的工作原理為(I)打開系統電源開關；(2)將同一批球體エ件全部依次放到軌道I上；(3)排隊器2毎次只能通過ー個球體エ件，其它的エ件排隊等待；(4)球體エ件來到鋼珠滑座3，激光測徑儀4開始測量直徑；(5)根據測試要求設置轉動角度及次數，旋轉單元5到位，激光測徑儀4測量直徑;(6)測量完畢后，撥叉單元抬起，燃料元件滾到軌道I上；
(7)若燃料元件直徑合格，選擇器6選擇合格通道7，進而進入合格收集容器9 ;若直徑不合格，選擇器6選擇不合格通道8，進而進入不合格收集容器10 ；(8)重復(3 7)步驟，依次檢測每個球體エ件；(9)控制系統11可以遠程輸出每個元件毎次的測試數據。本發明還公開了ー種基于所述的球體エ件直徑檢測系統的檢測方法，所述方法包括以下步驟
當前球體エ件沿軌道的入口運動至承載單元；激光測徑儀對所述當前球體エ件進行直徑檢測，以獲得所述當前球體エ件的直徑。為實現對球體エ件的直徑進行區分，優選地，獲得所述當前球體エ件的直徑后，還包括以下步驟控制單元判斷所述當前球體エ件的直徑是否已經超過預設范圍，若是，則由所述控制單元進行提示并記錄。為根據獲得的球體エ件直徑對球體エ件進行區分，優選地，獲得所述當前球體エ件的直徑后，還包括以下步驟控制單元通過控制撥叉單元使所述當前球體エ件離開承載単元，所述當前エ件從所述承載単元運動至通道選擇器，所述控制単元判斷所述當前球體エ件的直徑是否已經超過預設范圍，若是，則控制所述通道選擇器將所述當前球體エ件傳輸至不合格通道，否則控制所述通道選擇器將所述當前球體エ件傳輸至合格通道。以上實施方式僅用于說明本發明，而并非對本發明的限制，有關技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬于本發明的范疇，本發明的專利保護范圍應由權利要求限定。
權利要求
1.ー種球體エ件直徑檢測系統，其特征在于，所述系統包括軌道、承載單元、及激光測徑儀，所述承載単元設于所述軌道上、且位于檢測エ位，所述激光測徑儀設于所述檢測エ位兩側； 當前球體エ件沿軌道的入口運動至所述承載単元，所述激光測徑儀對所述當前球體エ件進行直徑檢測，以獲得所述當前球體エ件的直徑。
2.如權利要求I所述的系統，其特征在于，所述軌道與水平方向呈預設角度設置，所述系統還包括排隊器，所述排隊器設于所述軌道上、且在豎直方向上高于所述承載單元。
3.如權利要求I所述的系統，其特征在于，所述承載単元為鋼珠滑座，所述系統還包括旋轉單元，所述旋轉單元設于所述承載單元的正上方。
4.如權利要求3所述的系統，其特征在于，所述系統還包括設于所述軌道之間、且位于承載單元處的撥叉單元。
5.如權利要求4所述的系統，其特征在干，所述系統還包括通道選擇器，所述通道選擇器設于所述軌道的出口、且在豎直方向上低于所述承載單元，所述通道選擇器與合格通道的第一端和不合格通道的第一端分別連接。
6.如權利要求5所述的系統，其特征在于，所述合格通道的第二端設有合格收集容器，所述不合格通道的第二端設有不合格收集容器。
7.如權利要求1飛中任一項所述的系統，其特征在于，所述系統還包括控制單元，所述控制単元與所述激光測徑儀連接。
8.ー種基于權利要求1 7中任一項所述的球體エ件直徑檢測系統的檢測方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟 當前球體エ件沿軌道的入口運動至承載單元； 激光測徑儀對所述當前球體エ件進行直徑檢測，以獲得所述當前球體エ件的直徑。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，獲得所述當前球體エ件的直徑后，還包括以下步驟 控制單元判斷所述當前球體エ件的直徑是否已經超過預設范圍，若是，則由所述控制單元進行提示并記錄。
10.如權利要求8所述的方法，其特征在干，獲得所述當前球體エ件的直徑后，還包括以下步驟 控制單元通過控制撥叉單元使所述當前球體エ件離開承載単元，所述當前エ件從所述承載單元運動至通道選擇器，所述控制単元判斷所述當前球體エ件的直徑是否已經超過預設范圍，若是，則控制所述通道選擇器將所述當前球體エ件傳輸至不合格通道，否則控制所述通道選擇器將所述當前球體エ件傳輸至合格通道。
全文摘要
本發明公開了一種球體工件直徑檢測系統及方法，涉及球體、橢球體工件直徑檢測技術領域。所述系統包括軌道、承載單元、及激光測徑儀，所述承載單元設于所述軌道上、且位于檢測工位，所述激光測徑儀設于所述檢測工位兩側；當前球體工件沿軌道的入口運動至所述承載單元，所述激光測徑儀對所述當前球體工件進行直徑檢測，以獲得所述當前球體工件的直徑。本發明通過各個部件之間的配合，實現了對球體工件直徑進行檢測，并提高了檢測速度和準確性。
文檔編號B07C5/10GK102692192SQ201210176630
公開日2012年9月26日 申請日期2012年5月31日 優先權日2012年5月31日
發明者劉小雪, 唐春和, 張凱紅, 李自強, 王康, 王瑋, 趙宏生 申請人:清華大學, 陜西源知科技有限責任公司