[发明专利]球形燃料元件无燃料区的自动检测系统及方法

权利要求书

1.一种球形燃料元件无燃料区的自动检测系统，其特征在于，该系统包括：

传输部件，包括用于传输球形燃料元件的传输通道、用于按排队信号截停待检测球形燃料元件的待检元件排队器，和用于按检测结果信号使已检测球形燃料元件通往合格产品通道或不合格产品通道的通道选择器；

检测部件，包括置于所述传输通道上按探测采集信号启动或停止的真空吸盘、按探测采集信号带动真空吸盘水平旋转的旋转装置，和在真空吸盘两侧相对放置的X射线发射器和X射线探测器；

控制部件，包括：

排队控制模块，用于通过向待检元件排队器发送排队信号来使球形燃料元件依次进行检测；

探测采集模块，用于通过向旋转装置和真空吸盘发送探测采集信号来采集多个角度下球形燃料元件的X射线探测信号；

检测模块，用于根据所述X射线探测信号检测对应球形燃料元件是否合格，并向通道选择器发送检测结果信号。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述待检元件排队器形如状。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述真空吸盘耐X射线辐照，形如圆锥或圆柱，其最大直径的内径小于22mm。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述旋转装置为精度不低于150角秒的高精密转台，所述高精密转台采用直接驱动马达。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述X射线发射器的焦点尺寸不大于0.4mm。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的系统，其特征在于，所述X射线探测器的空间分辨率优于4线对/毫米。

7.一种应用如权利要求1至6任意一项所述的系统的球形燃料元件的无燃料区自动检测方法，其特征在于，该方法包括：

步骤S1：用标准球校正所述系统的运行参数；

步骤S2：待第一个球形燃料元件由传输通道传输通过待检元件排队器后，通过发送排队信号来控制待检元件排队器截停剩余的球形燃料元件；

步骤S3：通过发送探测控制信号控制真空吸盘固定通过待检元件排队器的球形燃料元件；

步骤S4：利用X射线发射器和X射线探测器，通过发送探测控制信号控制旋转装置采集多个角度的该球形燃料元件的X射线探测信号；

步骤S5：解除真空吸盘的固定并将球形燃料元件移出，同时根据所述X射线探测信号判断图像的无燃料区内是否存在燃料颗粒，自动保存不合格燃料元件的透射电子图像，并生成检测结果信号；

步骤S6：根据所述检测结果信号控制通道选择器使已检测球形燃料元件通往合格产品通道或不合格产品通道，同时控制待检元件排队器使下一个球形燃料元件通过，返回步骤S3直至所有球形燃料元件完成检测。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述通过发送探测控制信号控制旋转装置采集多个角度的该球形燃料元件的X射线探测信号包括：

每隔5-10度采集一次该球形燃料元件的X射线探测信号，直至已将该球形燃料元件定点旋转至少180°。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述X射线探测信号判断图像的无燃料区内是否存在燃料颗粒包括：

提取图像中该球形燃料元件的外轮廓；

计算所述外轮廓沿径向方向向内收缩固定长度后的内轮廓，所述固定长度大于4毫米且小于6毫米；

所述无燃料区为所述外轮廓与所述内轮廓之间的区域。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤S4还包括：

根据球形燃料元件不同角度下的X射线探测信号，利用CT重建软件重建球形燃料元件的三维断层图像，根据该图像统计该球形燃料元件在多个横断面上燃料颗粒的分布情况。