[发明专利]用于检测和/或检查圆柱形部件表面上的磨耗的设备和方法

说明书

本发明涉及用于检测和/或检查圆柱形部件(8)的表面上的磨耗(4)的设备(2)和方法，所述部件特别是核电站的棒状部件，特别是燃料棒、控制棒、中子源棒、吸收棒和/或喷枪，该设备包括：光源(10)，用于将光投射到所述圆柱形部件(8)的表面区域(6)上，图像检测单元(12)，特别是相机，用于检测所述表面区域(6)的图像，光被投射在所述表面区域上，和/或用于检查所述圆柱形部件(8)的所述表面区域(6)。其中该光源(10)是裂隙灯，其在光束平面(E)中发射光，以及所述图像检测单元(12)的光轴(A)与所述光源(10)的光束平面(E)成一定角度(α)地定向。

技术领域

本发明涉及用于检测和/或检查圆柱形部件的表面上的磨耗的设备和方法，所述部件特别是核电站的棒状部件或在核电站中使用的部件，特别是燃料棒、控制棒、中子源棒、吸收棒和/或喷枪。

背景技术

在核技术设施或核电站中采用的圆柱形或棒状部件的表面上，可能出现材料磨耗形式的损伤，例如，由于温度波动、材料疲劳、材料超载或连续地在核技术设施的操作期间而突然导致的部件表面上的碎片剥落，例如由于材料腐蚀、清除(Fredding)或由第二主体产生的影响。这种磨耗可能影响部件的安全性相关性并因此影响部件的使用能力，从而有必要评估部件的表面上的磨耗程度，以便能够判断是否可以继续使用该组件而不会危及核技术设施的安全操作。在该评估中，磨耗的形状以及磨耗的深度都很重要。

到目前为止已知的是，在磨耗区域中在切线方向上、即垂直或横向于棒状部件的纵轴地扫描部件的表面，例如借助于在部件表面上予以引导的探针。通过以计算的方式评估在此过程中检测的测量值，可以确定与在未受损状态下部件的圆形包络之间的偏差并因此确定磨耗。然而，该方法具有以下缺陷：待测试的部件必须从所有侧面充分接近，以便能在其表面上引导探针，以及探针不具有无限小的半径，以便不通过扫描本身对该部件造成损伤。然而，由于探针被实施为具有有限小的半径，只能近似地扫描边缘的过渡。

此外，已知通过用合适的材料填充磨耗而产生该磨耗的模印的方法，该模印接着在实验室中借助于三维测量加以分析，以确定磨耗的形状和/或深度。然而，该方法非常耗时，因为必须例如在核电站的燃料元件冷却池中从部件移除模印，并且通常在核电站外的热室中进行评估。

发明内容

因此，本发明的任务是说明一种设备和一种方法，利用它们可以可靠地和以较少的耗费来检测和检查圆柱形部件的表面上的磨耗。

第一项任务通过具有本发明的一个实施例的特征的设备来解决。有利的实施方式和扩展分别在其它实施例中加以说明。

用于检测和/或检查圆柱形部件的表面上或圆柱形部件的表面中的磨耗的设备，所述部件特别是核电站的棒状部件或在核电站中采用的部件，特别是燃料棒、控制棒、中子源棒、吸收棒和/或喷枪，该设备包括光源，其用于将光投射到圆柱形部件的表面区域上。此外，该设备包括图像检测单元，特别是相机，用于检测或拍摄圆柱形部件的表面区域的图像，光被投射在所述表面区域上，和/或用于检查圆柱形部件的表面区域。此外，该设备包括评估单元，用于基于图像中检测到的表面区域的实际表面与圆柱形部件的理想圆柱表面的偏差来确定磨耗的程度。在此情况下，该光源是裂隙灯，其将光基本上在光束平面中发射到部件上。光源关于圆柱形部件被布置成，使得光束平面被垂直于圆柱形部件的纵轴定向。该图像检测单元在检查磨耗期间可以定位在第一取向上，而且图像检测单元的光轴与光源的光束平面成一定角度地定向或取向。在这种情况下，光轴进一步尤其被定向成使得其与圆柱形部件的中心纵轴相交。此外，图像检测单元优选地被取向为，使得圆柱形部件在图像中以垂直位置显示。

此外，为了检测磨耗，即为了定位和/或发现缺陷或磨耗，图像检测单元优选地可定位在第二取向上，其中在第二取向上，光轴垂直于圆柱形部件的纵轴并因此平行于光源的光束平面地定向。图像检测单元的第一取向和第二取向都是可变的，从而实现光轴与光束平面相交时的不同角度，并且可以检测到圆柱形部件的不同纵向部分。图像检测单元因此是可移动和/或可旋转地例如布置在燃烧元件冷却池处的支承设备上。