АВТОМАТИЧЕСКИЙ РАДИОИЗОТОПНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПЛОТНОСТИ Российский патент 1998 года по МПК G01N9/24 

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля с помощью ионизирующего излучения, а именно к радиоизотопным измерителям плотности топливных таблеток для энергетических реакторов.

Известны устройства для измерения плотности с помощью ионизирующего излучения, содержащие источник и приемник ионизирующего излучения, коллиматоры, узлы подачи изделий на контроль в зону измерения, измерительную станцию, регистрирующую аппаратуру [1,2].

Топливные таблетки энергетических реакторов, изготовленные из двуокиси урана, обладают повышенной абразивностью и хрупкостью. В связи с этим организация автоматической подачи топливных таблеток в зону измерения, фиксирование таблеток на измерительной призме и вывод из зоны измерения сопряжен с трудностями, заключающимися в обеспечении точной объемной фиксации таблеток, а также отсекании проконтролированной таблетки от таблеток, подаваемых в зону измерения в виде столба, в условиях абразивной запыленности элементов и узлов измерительной станции.

Абразивная крошка и пыль, скапливаясь на элементах и узлах измерительной станции, приводит к заклиниванию подвижных элементов конструкции, что вызывает сбои в работе измерительной станции и, как следствие, образование заторов.

Недостатком данных устройств является невысокие точность измерения и надежность, обусловленные скоплением абразивной крошки и пыли на измерительной призме и самой таблетке, что приводит к погрешности базирования, и наличием шарнирных соединений подвижных элементов станции.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является быстродействующая автоматизированная радиоизотопная система - прототип, предназначенная для повышения качества топлива атомных реакторов путем отбраковки недостаточно плотных топливных таблеток [3]. Плотность таблеток измеряется с помощью гамма-абсорбционного метода. В качестве источника излучения применен цезий-137. Регистрация излучения осуществляется сцинтилляционным детектором. Система состоит из двух идентичных каналов, использующих один источник излучения. Таблетки из вибробункера поступают на измерительную станцию и после измерения сортируются исполнительным механизмом.

Недостатком данного измерителя плотности является невысокая точность измерения и надежность вследствие скопления абразивной крошки и пыли на измерительной призме и самой таблетке, что приводит к погрешности базирования, и наличия шарнирных соединений подвижных элементов станции.

Технической задачей изобретения является создание автоматического радиоизотопного измерителя плотности, обеспечивающего повышение точности и надежности измерения.

Поставленная задача решается тем, что в автоматическом радиоизотопном измерителе плотности, содержащем источник ионизирующего излучения, блок детектирования, коллиматоры, вибропитатель, измерительную станцию, узел разбраковки, управляющую и регистрирующую аппаратуру, согласно изобретению, измерительная станция смонтирована на наклонном основании и состоит из измерительной пяты, выполненной в виде призмы, опорной пяты, установленной над измерительной пятой, поджимной пяты, выполненной в виде сектора, отсекателя потока и фотодатчика, при этом отсекатель потока, опорная и поджимная пяты измерительной станции, а также ориентатор узла разбраковки соединены с элементами конструкции устройства посредством упругих элементов, представляющих собой плоские фигурные пружины, причем отсекатель и поджимная пята жестко закреплены на штоках электромагнитов, которые вместе с фотодиодным датчиком установлены на быстросъемном кронштейне, расположенном выше зоны контроля.

Указанная совокупность признаков является новой и обладает изобретательскими уровнем, так как такая установка измерительной станции и конструктивное выполнение элементов и их взаиморасположение обеспечивают точную объемную фиксацию таблетки, отсечение проконтролированной таблетки от таблеток, подаваемых в зону измерения в виде столба, в условиях абразивной запыленности, а также стекание пыли с элементов измерительной станции. Соединение подвижных элементов станции и отсекателя узла разбраковки с элементами конструкции посредством упругих элементов предотвращает стопорение, заклинивание подвижных элементов, тем самым повышая надежность работы устройства в целом.

На фиг. 1-3 представлен автоматический радиоизотопный измеритель плотности: на фиг. 1 - общий вид измерителя плотности; на фиг. 2 - измерительная станция, узел разбраковки; на фиг. 3 - подвижные элементы измерителя станции и узла разбраковки.

Устройство содержит вибропитатель 1, пружинный рукав 2 для подачи топливных таблеток на измерительную станцию 3, закрепленную на наклонном основании 4, коллиматор с источником ионизирующего излучения 5, блок детектирования 6, узел разбраковки 7, управляющую и регистрирующую аппаратуру 8. На основании 4 измерительной станции 3 закреплены неподвижная измерительная пята 9, опорная пята 10, имеющая в своей конструкции упругий элемент 11 и расположенная над измерительной пятой, ориентатор 12 узла разбраковки 7, также имеющий в своей конструкции упругий элемент 13. На быстросъемном кронштейне 14, расположенном выше зоны контроля, закреплены электромагнит 15 с поджимной пятой 16, жестко закрепленной на его штоке, выполненной в виде сектора и имеющей в своей конструкции упругий элемент 17, электромагнит 18 с отсекателем 19 потока таблеток, имеющий в своей конструкции упругий элемент 20 и толкатель 21, электромагнит 22 управления ориентатором 12 узла разбраковки 7 и фотодиодный датчик 23, фиксирующий установку топливной таблетки.

Устройство работает следующим образом.

Топливные таблетки из вибропитателя 1 по пружинному рукаву 2 подаются на измерительную пяту 9 и опорную пяту 10 измерительной станции 3. Фотодатчик 23 выдает сигнал об установлении таблетки на позиции контроля на управляющую и регистрирующую аппаратуру 8. Аппаратура 8 подает команду на электромагнит 15, который перемещает поджимную пяту 16, фиксирующую таблетку на измерительной пяте 9. Включается измерительная аппаратура 8, и производится измерение скорости счета, обусловленной прошедшим контролируемую таблетку излучением и функционально связанной с плотностью таблетки. По окончании времени измерения управляющая аппаратура дает команду на электромагнит 18 с отсекателем 19 потока, который фиксирует столб таблеток и отводит опорную пяту 10. После этого подается сигнал на электромагнит 15, перемещающий поджимную пяту 16 в исходное положение и освобождающий таблетку, которая под действием собственного веса выходит из зоны контроля.

По сигналу с фотодатчика 23 аппаратура 8 переводит измерительную станцию 3 в исходное состояние, и цикл повторяется.

Электромагнит 22 при браке управляет ориентатором 12, который разделяет потоки таблеток.

Автоматический радиоизотопный измеритель плотности может быть выполнен в одно- или двухканальном вариантах с одним источником ионизирующего излучения.

Предлагаемая конструкция автоматического радиоизотопного измерителя плотности позволяет использовать его в технологических линиях контроля в поточном производстве.

Сущность изобретения: автоматический радиоизотопный измеритель плотности содержит источник ионизирующего излучения, блок детектирования, коллиматоры, вибропитатель, измерительную станцию, узел разбраковки, управляющую и регистрирующую аппаратуру. Измерительная станция смонтирована на наклонном основании и состоит из измерительной пяты, выполненной в виде призмы, опорной пяты, установленной над измерительной пятой, поджимной пяты, выполненной с возможностью фиксации таблеток на измерительной пяте отсекателя потока таблеток и фотодатчика. Отсекатель потока таблеток, опорная и подвижная пяты измерительной станции, а также ориентатор узла разбраковки соединены с элементами конструкции устройства посредством упругих элементов, представляющих собой фигурные пружины. Отсекатель и поджимная пята жестко закреплены на штоках электромагнитов, которые вместе с фотодиодным датчиком установлены на быстросъемном кронштейне, расположенном выше зоны контроля. Такая конструкция автоматического радиоизотопного измерителя плотности позволяет использовать его в технологических линиях контроля в поточном производстве. 3 ил.

Автоматический радиоизотопный измеритель плотности, содержащий источник ионизирующего излучения, блок детектирования, коллиматоры, вибропитатель, измерительную станцию, узел разбраковки, управляющую и регистрирующую аппаратуру, отличающийся тем, что измерительная станция смонтирована на наклонном основании и состоит из измерительной пяты, выполненной в виде призмы, опорной пяты, имеющей в конструкции упругий элемент, которые закреплены на наклонном основании, поджимной пяты, имеющей в своей конструкции упругий элемент и выполненной с возможностью фиксации таблеток на измерительной пяте, отсекателя потока таблеток и фотодатчика, при этом поджимная пята с электромагнитом управления, электромагнит управления опорной пятой, отсекатель потока таблеток и фотодатчик закреплены на быстросъемном кронштейне.