本發(fā)明涉及核反應堆燃料元件的檢測設備技術領域，具體涉及一種核燃料微球顆粒的自動傳送裝置及自動檢測平臺。

背景技術：

核燃料微球顆粒是構成耐事故核燃料元件(ATF)的微封燃料芯塊及高溫氣冷核反應堆(HTGR)燃料元件的主要部件。核燃料微球顆粒的外形尺寸及球形度是其質量檢測的關鍵指標。但核燃料微球顆粒一般都具有放射性，同時在制造過程中表面帶有放射性污染。在實際的生產檢測中，用人工方式檢測一爐上萬個微球顆粒，不僅工作量大，而且長時間放射性也不利于人員勞動保護。

基于此，研究并開發(fā)設計了一種核燃料微球顆粒的自動傳送裝置及自動檢測平臺。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種核燃料微球顆粒的自動傳送裝置及具有核燃料微球顆粒自動傳送裝置的自動檢測平臺，解決了采用現(xiàn)有技術檢測微球顆粒測量時間長，檢測人員勞動強度大，檢測過程中容易接觸放射性危害等技術問題。

本發(fā)明通過下述技術方案實現(xiàn)：

一種核燃料微球顆粒的自動傳送裝置，包括漏斗，漏斗的出口端與多段圓管連接；多段圓管包括依次首尾相連的第一圓管、第二圓管、第三圓管，第一圓管與第二圓管呈V形，第三圓管呈豎直向下排布，第一圓管與第二圓管的連接端設有將核燃料微球顆粒從第二圓管推入第三圓管的氣泵，第三圓管的出口端位于用于核燃料微球顆粒數(shù)目的檢測裝置的上端。

針對現(xiàn)有的用于傳送具有放射性特性的核燃料微球顆粒至檢測裝置的結構，關鍵點在于避免人工操作，實現(xiàn)自動傳送，現(xiàn)有的傳送結構：顆粒分選轉鼓與馬達傳動皮帶的結合，氣動送樣等，分析可知，涉及到的結構體積龐大，結構部件多，占地面積大，操作復雜。本申請發(fā)明人從新的角度解決現(xiàn)有技術的問題缺陷，將漏斗、多段圓管、氣泵結合，核燃料微球顆粒進入漏斗后，從下端依次進入多段圓管的第一圓管、第二圓管、第三圓管，從第三圓管的出口落入檢測裝置。

為了實現(xiàn)核燃料微球顆粒在多段圓管內逐個排布，且不會相互重疊，傳送速度可控，被依次傳送進入檢測裝置設置第一圓管與第二圓管呈V形，第一圓管與第二圓管的連接端為V形結構的最低點，在最低點即第二圓管的入口處設有氣泵，氣泵的壓力大小可控制傳送的速度，使核燃料微球顆粒能逐個通過第三圓管進入檢測裝置。

整個傳送過程涉及到的結構簡單，自動化操作，解決了檢測人員大量重復性操作的問題。

進一步地，所述第一圓管、第二圓管的內徑均大于核燃料微球的直徑且均小于核燃料微球的2倍直徑，第三圓管的內徑大于第二圓管的內徑。

為了避免核燃料微球顆粒在第一圓管、第二圓管內移動過程中，相互重疊，無序移動，繼而限定第一圓管、第二圓管的內徑與核燃料微球直徑，實現(xiàn)逐個從第二圓管進入第三圓管；而限制第三圓管的內徑大于第二圓管的內徑，則可使進入第三圓管的核燃料微球顆?？焖偻ㄟ^。

本發(fā)明的另一目的在于：提供一種具有核燃料微球顆粒自動傳送裝置的檢測平臺，包括控制器、圖像數(shù)據(jù)處理設備、光源、體視顯微鏡、電機，控制器別與圖像數(shù)據(jù)處理設備、光源、體視顯微鏡電連接；

控制器，控制電機的轉動軸轉動進而帶動檢測裝置的旋轉，檢測裝置包括透明試樣托盤，光源的光束從下端照射透明試樣托盤內的核燃料微球顆粒；

體視顯微鏡，采集透明試樣托盤中核燃料微球顆粒的投影數(shù)據(jù)，并將采集的數(shù)據(jù)傳輸給圖像數(shù)據(jù)處理設備分析處理。

進一步地，所述檢測裝置還包括透明孔板，透明孔板的中心與電機的轉軸固定連接，透明孔板的邊緣等距設有多個圓孔，任意一個圓孔位于第三圓管的出口端下方；透明試樣托盤與透明孔板的間距為小于核燃料微球顆粒的最小半徑。

進一步地，所述圓孔的開孔面積小于體視顯微鏡的視場面積，且大于核燃料微球顆粒的最大投影面積。

進一步地，所述體視顯微鏡的鏡頭位于透明孔板的正上方。

進一步地，所述透明孔板的下端連接有用于對透明試樣托盤表面清潔的海綿。

進一步地，所述透明試樣托盤、光源、漏斗均分別通過連接桿固定在臺架上，臺架由兩根立柱、一根橫支撐柱組成，橫支撐柱的兩端分別與兩根立柱的末端連接形成U型。

進一步地，所述橫支撐柱上安裝有回收容器，透明孔板以中心為軸的至少一端的水平軸向長度大于透明試樣托盤位于同側的水平軸向長度，透明孔板一端的末端投影點位于回收容器內。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果：

(1)本發(fā)明所述核燃料微球顆粒的自動檢測平臺，對核燃料微球顆粒的外形尺寸和球形度進行檢測，不僅可以提高檢測效率，縮短檢測時間，而且大幅度減少了勞動人員的勞動強度，接觸放射性危害的可能性，適用于批量檢測。

(2)本發(fā)明自動檢測平臺及自動傳送裝置涉及到結構簡單，組成構件少，運行可靠度高；可采用低壓直流電作為電機動力，具有較高安全性。

(3)本發(fā)明自動傳送裝置中采用多段圓管進行導出方式，充分利用了重力、氣泵瞬間排氣推動微球顆粒等作用，實現(xiàn)逐個有序自動化傳輸。

(4)本發(fā)明自動檢測平臺中通過設置回收容器將檢測后的微球顆粒進行回收。

(5)本發(fā)明采用在透明孔板與透明試樣托盤之間設置小于微球顆粒內徑的間隙，在透明孔板的下端粘貼海綿等清潔裝置，實時清潔透明試樣托盤，避免對微球顆粒球形度、外形尺寸的檢測結果造成影響。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發(fā)明實施例的限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明透明孔板的結構示意圖；

附圖中標記及相應的零部件名稱：

1-臺架，1-1-連接桿，111-第一圓管，112-第二圓管，113-第三圓管，2-回收容器，3-控制器，4-圖像數(shù)據(jù)處理設備，5-透明孔板，51-圓孔，6-透明試樣托盤，7-海綿，8-光源，9-電機，10-氣泵，11-多段圓管，12-漏斗，13-體視顯微鏡。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。

實施例1：

如圖1、圖2所示，一種核燃料微球顆粒的自動傳送裝置，包括漏斗12，漏斗12的出口端與多段圓管11連接；多段圓管11包括依次首尾相連的第一圓管111、第二圓管112、第三圓管113，第一圓管111與第二圓管112呈V形，第三圓管113呈豎直向下排布，第一圓管111與第二圓管112的連接端設有將核燃料微球顆粒從第二圓管112推入第三圓管113的氣泵10，第三圓管113的出口端位于用于核燃料微球顆粒數(shù)目的檢測裝置的上端。

其中，所述第一圓管111、第二圓管112的內徑均大于核燃料微球的直徑且均小于核燃料微球的2倍直徑，第三圓管113的內徑大于第二圓管112的內徑。

本實施例中可采用常規(guī)漏斗結構作為微球顆粒的送料裝置，微球顆粒從漏斗12的出口進入多段圓管11，在第一圓管111和第二圓管112連接端的最低點，通過氣泵10產生的氣流將微球試樣從第二圓管112逐個有序傳送至第三圓管113，整個傳送過程充分利用微球試樣掉落的重力作用，氣泵氣流的推動等作用實現(xiàn)微球試樣的自動送樣。

實施例2：

一種具有核燃料微球顆粒自動傳送裝置的自動檢測平臺，如圖1、圖2所示，包括控制器3、圖像數(shù)據(jù)處理設備4、光源8、體視顯微鏡13、電機9，控制器3分別與圖像數(shù)據(jù)處理設備4、光源8、體視顯微鏡13電連接；

控制器3，控制電機9的轉動軸轉動進而帶動檢測裝置的旋轉，檢測裝置包括透明試樣托盤6，光源8的光束從下端照射透明試樣托盤6內的核燃料微球顆粒；

體視顯微鏡13，采集透明試樣托盤6中核燃料微球顆粒的投影數(shù)據(jù)，并將采集的數(shù)據(jù)傳輸給圖像數(shù)據(jù)處理設備4分析處理。

本實施例具體操作過程為：控制器3控制電機9的轉動，電機9轉動將帶動微球試樣位于光源8的上端，且正好位于體視顯微鏡13的視場內，啟動光源8光束從下方照射微球試樣，體視顯微鏡13開始對微球試樣的球形度和尺寸大小進行檢測，并將檢測到的數(shù)據(jù)傳遞給圖像數(shù)據(jù)處理設備4，圖像數(shù)據(jù)處理設備4將采集到的數(shù)據(jù)進行分析處理，從而自動統(tǒng)計出微球試樣的數(shù)目。

本實施例中，控制器3的結構及其作用為本領域的現(xiàn)有技術，如控制器可采用8051類單片機，控制器3一般安裝在電腦里；圖像數(shù)據(jù)處理設備4主要作用是對體視顯微鏡13采集的核燃料微球微粒的圖像信息進行分析處理，獲得微球試樣的數(shù)目，圖像數(shù)據(jù)處理設備4的結構及其作用為本領域的現(xiàn)有技術，具體可為數(shù)碼攝像頭CCD與現(xiàn)有的專業(yè)圖像分析軟件image pro plus結合構成，圖像數(shù)據(jù)處理設備4設置在電腦里，其設置為本領域的公知常識；體視顯微鏡13的作用是采集光源8照射下視場的圖像數(shù)據(jù)，其結構、其原理為本領域的公知技術，其在本技術方案中設置的方式為通過連接桿懸掛或固定在某個位置，固定后體視顯微鏡13位于透明試樣托盤6的上端。光源8可為熒光源、冷光源等，電機9結構及作用為本領域的公知技術，且其設置的位置可根據(jù)設定。

實施例3：

本實施例在上述實施例的基礎上進一步限定，所述檢測裝置還包括透明孔板5，透明孔板5的中心與電機9的轉軸固定連接，透明孔板5的邊緣等距設有多個圓孔51，任意一個圓孔51位于第三圓管113的出口端下方；透明試樣托盤6與透明孔板5的間距為小于核燃料微球顆粒的最小半徑。

這里對檢測裝置的結構作具體限定，透明孔板5開孔，微球試樣進入透明孔板5內，并在電機9的帶動下旋轉定位，快速將微球試樣轉移到體視顯微鏡13下進行檢測。

實施例4：

本實施例在上述實施例的基礎上進一步限定，所述圓孔51的開孔面積小于體視顯微鏡13的視場面積，且大于核燃料微球顆粒的最大投影面積，體視顯微鏡13的鏡頭位于透明孔板5的正上方。

實施例5：

本實施例在上述實施例的基礎上進一步限定，所述透明孔板5的下端連接有用于對透明試樣托盤6表面清潔的海綿7。電機9控制透明孔板5轉動的過程中，帶動海綿7對透明試樣托盤6進行擦拭清潔，避免微球試樣上的物質殘留在透明試樣托盤6，影響體視顯微鏡13采集圖像的結果。

實施例6：

本實施例在上述實施例的基礎上進一步限定，所述透明試樣托盤6、光源8、漏斗12均分別通過連接桿1-1固定在臺架1上，臺架1由兩根立柱、一根橫支撐柱組成，橫支撐柱的兩端分別與兩根立柱的末端連接形成U型。這里對本實施例中涉及到的透明試樣托盤6，光源8，漏斗12，設置的位置進行限定，使本結構利于操作，實現(xiàn)。

實施例7：

本實施例在上述實施例的基礎上進一步限定，所述橫支撐柱上安裝有回收容器2，透明孔板5以中心為軸的至少一端的水平軸向長度大于透明試樣托盤6位于同側的水平軸向長度，透明孔板5一端的末端投影點位于回收容器2內?；厥杖萜?可為四邊體的開口容器，將檢測后的微球顆粒進行回收，實現(xiàn)自動送樣、檢測、回收于一體。

實施例8：

上述實施例的具體操作方法，包括如下操作步驟：

1)將透明孔板5中的任意一個圓孔51的中心正對體視顯微鏡13的視場中心，啟動體視顯微鏡13，控制器3，圖像數(shù)據(jù)處理設備4。

2)在漏斗12中加入一定數(shù)量的微球顆粒試樣，微球顆粒試樣由漏斗12通過與多段圓管11的連接口依次進入第一圓管111，第二圓管112，第三圓管113，其中，第一圓管111、第二圓管112的內徑均大于微球顆粒試樣的最大直徑，則不會出現(xiàn)卡樣的情況，第一圓管111、第二圓管112呈V形，可調整V形段角度，使微球顆粒試樣成串單行排列；

3)啟動氣泵10，氣泵10的出氣孔正對位于V形段最低點的微球試樣，氣泵10產生的氣流推動微球試樣沿多段圓管11移動并落至檢測裝置中。

4)電機9通電，電機9轉軸的轉動帶動與之相連的透明孔板5轉動1/4圓周后，電機9斷電，透明孔板5的孔邊緣推動微球試樣在透明試樣托盤6上移動至體視顯微鏡13鏡頭的視場內，透明孔板5的開孔中心正對體視顯微鏡13的視場中心，其中，透明孔板5的開孔面積小于體視顯微鏡13鏡頭的視場面積，則微球試樣無論在圓孔51內如何滾動，均不會超出體視顯微鏡13的視場范圍；

5)重復操作步驟3)、4)，則另一個微球試樣落至透明孔板5的另一圓孔51中；

6)將光源8的光束從下端投射至透明試樣托盤6照射微球試樣，微球試樣投影被體視顯微鏡13采集，并將數(shù)據(jù)傳送至圖像數(shù)據(jù)處理設備4中進行自動分析處理；

7)圖像數(shù)據(jù)處理設備4完成數(shù)據(jù)處理后，電機9通電，轉動1/4圓周，微球試樣具體位于透明孔板5的末端，此位置沒有透明試樣托盤6的支撐，則微球試樣掉落至回收容器2中。

采用本實施例所述的檢測平臺對核燃料微球顆粒進行自動檢測，縮短了微球試樣的測量時間，測一爐上萬個微球顆粒由原來的20天縮短為6天，從人工檢測耗時2分鐘/個顆粒到自動檢測30秒/個顆粒，大幅度減少了人員的勞動強度和長期接觸放射性的危害，特別適用于批量檢測，能夠為耐事故微封裝核燃料元件和高溫氣冷堆燃料元件的研制和生產提供及時、可靠的檢測技術保障。

本實施例中所述的微球顆粒、微球試樣，均為核燃料微球顆粒。

以上所述的具體實施方式，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。