一種超聲間隙測量方法與裝置與流程

本發(fā)明涉及無損檢測裝置和方法，特別是涉及一種采用超聲檢測方法測量工件間隙的方法與裝置。

背景技術：

相鄰核燃料組件，即核燃料板與核燃料板之間的間隙，稱為水隙，由于核反應堆會產(chǎn)生很多熱量，而水隙中流通的冷卻液可以帶走熱量，但如果水隙太小，則不能及時帶走熱量很容易因溫度過高而導致內(nèi)部元件損壞或事故發(fā)生，如果間隙太大，會降低燃料棒的使用可靠性，影響反應堆運行效率，因此，工業(yè)上為了確保核反應堆安全、高效的運行，必須對核燃料板之間的間隙進行檢測。目前，核燃料板之間的間隙測量通常采用電容法，但電容法只能檢測1～2mm的間隙變化范圍，對于10mm以上的大間隙變化檢測，電容法精度已達不到要求，基于此，有必要研發(fā)一種精度更高能滿足更多檢測要求的檢測方法。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于通過一種超聲間隙測量方法與裝置，來解決以上背景技術部分提到的常規(guī)電容法間隙變化檢測范圍小，性能不穩(wěn)定，測量精準度不高等問題。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種超聲間隙測量裝置，包括超聲探頭、彈性袋、導聲介質(zhì)，其特征在于：所述超聲探頭為發(fā)射與接收一體的單探頭或為發(fā)射探頭與接收探頭分開的雙探頭；當所述超聲探頭為單探頭時，所述超聲探頭探測面緊貼固定在彈性袋外表面；當所述超聲探頭為雙探頭時，所述超聲探頭的發(fā)射探頭與接收探頭分別固定在彈性袋的兩側(cè)外表面，發(fā)射探頭與接收探頭的探測面相對；所述導聲介質(zhì)密封在彈性袋內(nèi)；所述彈性袋的材質(zhì)為導聲彈性材料。采用上述裝置的一種超聲間隙測量方法，其特征在于：當所述超聲探頭為單探頭時，將裝置放入被檢工件間隙之內(nèi)，所述超聲探頭的背面緊貼被檢工件間隙內(nèi)的一面，所述彈性袋被擠壓，彈性袋的沒有緊貼固定超聲探頭的一面與被檢工件間隙內(nèi)的另一面緊貼；超聲檢測儀激勵超聲探頭發(fā)射超聲波，超聲波通過彈性袋和導聲介質(zhì)傳導至被檢工件間隙的另一面反射超聲回波，超聲回波通過彈性袋和導聲介質(zhì)被超聲探頭接收，超聲檢測儀計算獲得超聲探頭探測面與被檢工件間隙的另一面之間的距離值，這個距離加上超聲探頭的長度，得到被檢工件間隙值，所述超聲探頭的長度是指超聲探頭探測面到超聲探頭背面之間的垂直長度；當所述超聲探頭為發(fā)射探頭與接收探頭分開的雙探頭時，將裝置放入被檢工件間隙之內(nèi)，所述超聲探頭的發(fā)射探頭背面緊貼被檢工件間隙內(nèi)的一面，所述超聲探頭的接收探頭背面緊貼被檢工件間隙內(nèi)的另一面，發(fā)射探頭與接收探頭的探測面相對，所述彈性袋被擠壓在接收探頭和發(fā)射探頭之間；超聲檢測儀激勵超聲探頭的發(fā)射探頭發(fā)射超聲波，超聲波通過彈性袋和導聲介質(zhì)傳導至超聲探頭的接收探頭，超聲檢測儀計算獲得超聲探頭的發(fā)射探頭探測面和接收探頭探測面之間的距離值，這個距離值加上發(fā)射探頭和接收探頭的長度，得到被檢工件間隙值，所述發(fā)射探頭和接收探頭的長度是指發(fā)射探頭和接收探頭的探測面到背面之間的垂直長度。

進一步的，一種超聲間隙測量裝置，其特征在于：裝置還包括彈性夾片；所述彈性夾片包括兩個彈性片，兩個彈性片的一端緊貼固定相連；所述超聲探頭與彈性袋夾在彈性夾片的兩個彈性片之間；當所述超聲探頭為發(fā)射與接收一體的單探頭時，所述超聲探頭的背面固定在彈性夾片的一個彈性片表面，所述彈性袋固定在彈性夾片的另一個彈性片表面；當所述超聲探頭為發(fā)射探頭與接收探頭分開的雙探頭時，所述超聲探頭的發(fā)射探頭的背面固定在彈性夾片的一個彈性片表面，所述超聲探頭的接收探頭的背面固定在彈性夾片的另一個彈性片表面，所述彈性袋粘接固定在所述超聲探頭的發(fā)射探頭和接收探頭的探測面之間。采用上述裝置的一種超聲間隙測量方法，采其特征在于：擠壓裝置的彈性夾片，將裝置放入被檢工件的間隙之內(nèi)，裝置的彈性夾片的兩個彈性片分別緊貼被檢工件的間隙的內(nèi)側(cè)兩個面；當所述超聲探頭為單探頭時，超聲檢測儀激勵超聲探頭發(fā)射超聲波，超聲波通過彈性袋和導聲介質(zhì)傳導至彈性夾片的另一個彈性片反射超聲回波，超聲回波通過彈性袋和導聲介質(zhì)被超聲探頭接收，超聲檢測儀計算獲得超聲探頭探測面與彈性夾片另一個彈性片之間的距離值，這個距離加上超聲探頭的長度和兩個彈性片的厚度值，得到被檢工件間隙值，所述超聲探頭的長度是指超聲探頭探測面到超聲探頭背面之間的垂直長度；當所述超聲探頭為發(fā)射探頭與接收探頭分開的雙探頭時，超聲檢測儀激勵超聲探頭的發(fā)射探頭發(fā)射超聲波，超聲波通過彈性袋和導聲介質(zhì)傳導至超聲探頭的接收探頭，超聲檢測儀計算獲得超聲探頭的發(fā)射探頭探測面和接收探頭探測面之間的距離值，這個距離值加上發(fā)射探頭和接收探頭的長度、兩個彈性片的厚度值，得到被檢工件間隙值，所述發(fā)射探頭和接收探頭的長度是指發(fā)射探頭和接收探頭的探測面到背面之間的垂直長度。

本發(fā)明的有益效果是，設計獨特的超聲檢測裝置，采用超聲測厚原理，利用超聲探頭發(fā)射超聲波使其在導聲介質(zhì)中傳播碰到分界面產(chǎn)生反射回波并且接收，以此來測量被檢工件的間隙大小，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對大間隙變化進行精準測量，例如核燃料板之間10mm以上的大間隙，解決了常規(guī)電容法間隙變化檢測范圍小，性能不穩(wěn)定，測量精準度不高等缺點。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1為本發(fā)明第一實施例的一種超聲間隙測量裝置示意圖。

圖2為本發(fā)明第一實施例的一種超聲間隙測量方法示意圖。

圖3為本發(fā)明第二實施例的一種超聲間隙測量裝置示意圖。

圖4為本發(fā)明第二實施例的一種超聲間隙測量方法示意圖。

圖5為本發(fā)明第三實施例的一種超聲間隙測量裝置示意圖。

圖6為本發(fā)明第三實施例的一種超聲間隙測量方法示意圖。

圖7為本發(fā)明第四實施例的一種超聲間隙測量裝置示意圖。

圖8為本發(fā)明第四實施例的一種超聲間隙測量方法示意圖。

圖中，1.超聲探頭，2.彈性袋，3.導聲介質(zhì)，4.彈性夾片，5.核燃料板，10.發(fā)射探頭，11.接收探頭。

具體實施方式

第一實施例，如圖1、圖2所示，一種超聲間隙測量裝置，包括超聲探頭1、彈性液體袋2、水3，所述超聲探頭1為發(fā)射與接收一體的單探頭；當所述超聲探頭1為單探頭時，所述超聲探頭1探測面緊貼固定在彈性液體袋2外表面；水3密封在彈性液體袋2內(nèi)；所述彈性液體袋2的材質(zhì)為導聲彈性材料。采用上述裝置的一種超聲間隙測量方法，其特征在于：當所述超聲探頭1為單探頭時，將裝置放入核燃料板5間隙之內(nèi)，所述超聲探頭1的背面緊貼核燃料板5間隙內(nèi)的一面，所述彈性液體袋2被擠壓，彈性液體袋2的沒有緊貼固定超聲探頭1的一面與核燃料板5間隙內(nèi)的另一面緊貼；超聲檢測儀激勵超聲探頭1發(fā)射超聲波，超聲波通過彈性液體袋2和水3傳導至核燃料板5間隙的另一面反射超聲回波，超聲回波通過彈性液體袋2和水3被超聲探頭1接收，超聲檢測儀計算獲得超聲探頭1探測面與核燃料板5間隙的另一面之間的距離值，這個距離加上超聲探頭1的長度，得到核燃料板5間隙值，所述超聲探頭1的長度是指超聲探頭1探測面到超聲探頭1背面之間的垂直長度。

第二實施例，如圖3、圖4所示，一種超聲間隙測量裝置，包括超聲探頭1、彈性液體袋2、水3，所述超聲探頭1為發(fā)射探頭10與接收探頭11分開的雙探頭；當所述超聲探頭1為雙探頭時，所述超聲探頭1的發(fā)射探頭10與接收探頭11分別固定在彈性液體袋2的兩側(cè)外表面，發(fā)射探頭10與接收探頭11的探測面相對；水3密封在彈性液體袋2內(nèi)；所述彈性液體袋2的材質(zhì)為導聲彈性材料。采用上述裝置的一種超聲間隙測量方法，其特征在于：當所述超聲探頭1為發(fā)射探頭10與接收探頭11分開的雙探頭時，將裝置放入核燃料板5間隙之內(nèi)，所述超聲探頭1的發(fā)射探頭10背面緊貼核燃料板5間隙內(nèi)的一面，所述超聲探頭1的接收探頭11背面緊貼核燃料板5間隙內(nèi)的另一面，發(fā)射探頭10與接收探頭11的探測面相對，所述彈性液體袋2被擠壓在接收探頭11和發(fā)射探頭10之間；超聲檢測儀激勵超聲探頭1的發(fā)射探頭10發(fā)射超聲波，超聲波通過彈性液體袋2和水3傳導至超聲探頭1的接收探頭11，超聲檢測儀計算獲得超聲探頭1的發(fā)射探頭10探測面和接收探頭11探測面之間的距離值，這個距離值加上發(fā)射探頭10和接收探頭11的長度，得到核燃料板5間隙值，所述發(fā)射探頭10和接收探頭11的長度是指發(fā)射探頭10和接收探頭11的探測面到背面之間的垂直長度。

第三實施例，如圖5、圖6所示，進一步的，一種超聲間隙測量裝置，裝置還包括彈性夾片4；所述彈性夾片4包括兩個彈性片，兩個彈性片的一端緊貼固定相連；所述超聲探頭1與彈性液體袋2夾在彈性夾片4的兩個彈性片之間；當所述超聲探頭1為發(fā)射與接收一體的單探頭時，所述超聲探頭1的背面固定在彈性夾片4的一個彈性片表面，所述彈性液體袋2固定在彈性夾片4的另一個彈性片表面。采用上述裝置的一種超聲間隙測量方法，采其特征在于：擠壓裝置的彈性夾片4，將裝置放入核燃料板5的間隙之內(nèi)，裝置的彈性夾片4的兩個彈性片分別緊貼核燃料板5的間隙的內(nèi)側(cè)兩個面；當所述超聲探頭1為單探頭時，超聲檢測儀激勵超聲探頭1發(fā)射超聲波，超聲波通過彈性液體袋2和水3傳導至彈性夾片4的另一個彈性片反射超聲回波，超聲回波通過彈性液體袋2和水3被超聲探頭1接收，超聲檢測儀計算獲得超聲探頭1探測面與彈性夾片4另一個彈性片之間的距離值，這個距離加上超聲探頭1的長度和兩個彈性片的厚度值，得到核燃料板5間隙值，所述超聲探頭1的長度是指超聲探頭1探測面到超聲探頭1背面之間的垂直長度。

第四實施例，如圖7、圖8所示，進一步的，一種超聲間隙測量裝置，裝置還包括彈性夾片4；所述彈性夾片4包括兩個彈性片，兩個彈性片的一端緊貼固定相連；所述超聲探頭1與彈性液體袋2夾在彈性夾片4的兩個彈性片之間；當所述超聲探頭1為發(fā)射探頭10與接收探頭11分開的雙探頭時，所述超聲探頭1的發(fā)射探頭10的背面固定在彈性夾片4的一個彈性片表面，所述超聲探頭1的接收探頭11的背面固定在彈性夾片4的另一個彈性片表面，所述彈性液體袋2粘接固定在所述超聲探頭1的發(fā)射探頭10和接收探頭11的探測面之間。采用上述裝置的一種超聲間隙測量方法，采其特征在于：擠壓裝置的彈性夾片4，將裝置放入核燃料板5的間隙之內(nèi)，裝置的彈性夾片4的兩個彈性片分別緊貼核燃料板5的間隙的內(nèi)側(cè)兩個面；當所述超聲探頭1為發(fā)射探頭10與接收探頭11分開的雙探頭時，超聲檢測儀激勵超聲探頭1的發(fā)射探頭10發(fā)射超聲波，超聲波通過彈性液體袋2和水3傳導至超聲探頭1的接收探頭11，超聲檢測儀計算獲得超聲探頭1的發(fā)射探頭10探測面和接收探頭11探測面之間的距離值，這個距離值加上發(fā)射探頭10和接收探頭11的長度、兩個彈性片的厚度值，得到核燃料板5間隙值，所述發(fā)射探頭10和接收探頭11的長度是指發(fā)射探頭10和接收探頭11的探測面到背面之間的垂直長度。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設計精神的前提下，本領域任何技術人員對本發(fā)明的技術方案所作的任何修改、等同替換和改進，均應落入本發(fā)明權利要求書確定的保護范圍內(nèi)。