本實用新型涉及核電領(lǐng)域，尤其涉及一種用于測量安全殼鋼內(nèi)襯鼓包高度的測量裝置。

背景技術(shù)：

安全殼，即反應(yīng)堆廠房，是一個帶有準(zhǔn)球形穹頂?shù)膱A柱形預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，用于阻擋來自燃料的裂變產(chǎn)物及一回路放射性物質(zhì)進入環(huán)境的最后一道屏障。鋼內(nèi)襯則是安全殼內(nèi)壁上附著的一層鋼板，是保證安全殼密封性能的重要部件之一，其要求與安全殼混凝土貼合良好。但由于鋼內(nèi)襯施工技術(shù)復(fù)雜、施工周期長；同時，安全殼混凝土收縮、預(yù)應(yīng)力張拉施工工藝等原因，會導(dǎo)致安全殼鋼內(nèi)襯與混凝土結(jié)構(gòu)相剝離，從而發(fā)生鼓包現(xiàn)象。鼓包是鋼內(nèi)襯最普遍的缺陷類型，對鋼內(nèi)襯完整性不利，過大過高的鼓包對核安全屏障的安全性有嚴(yán)重影響，需要對其進行檢查、記錄、跟蹤。安全殼打壓試驗(CTT；Containment Test)用于模擬驗證安全殼在大破口失水(LOCA)事故條件下的密封能力，其結(jié)果對保障核電廠的運行有非常重要的意義；因此，在機組建設(shè)階段和機組運行階段均需要進行安全殼打壓試驗。安全殼打壓試驗的一個重要工作內(nèi)容就是測量鋼內(nèi)襯鼓包高度，通過該數(shù)據(jù)對鋼內(nèi)襯的工作性能進行評價。

如圖1所示，圖1示出了一種現(xiàn)有的測量鋼內(nèi)襯鼓包高度的測量裝置的示意圖。該測量裝置包括直條狀的支架1、互相平行且分別垂直設(shè)置于支架1上的兩根支撐桿2以及分別設(shè)置在支架1上的多個百分表3；百分表3的表盤31固定在支架1上，百分表3的量桿32與支撐桿2平行。采用該測量裝置測量鋼內(nèi)襯鼓包高度的方法如圖1所示，水平擺放支架1，并將支撐桿2豎立且使兩支撐桿2的遠離支架1的端部分別與鋼內(nèi)襯4接觸。然后，分別伸長各百分表3的量桿32以使每個量桿32的自由端與鋼內(nèi)襯4接觸。參照圖1，一百分表3與支架1的連接點記為點E，該百分表3的量桿32與鋼內(nèi)襯4上的鼓包的接觸點為點B；假設(shè)鋼內(nèi)襯4沒有鼓包，則該百分表3的量桿32與鋼內(nèi)襯4的接觸點應(yīng)為點A；在具有安全殼5和鋼內(nèi)襯4設(shè)計圖紙的情況下，由于兩支撐桿2之間的距離、安全殼5的半徑和支撐桿2的長度是已知的，這樣，線段AE的長度可以計算得到。而線段BE的長度可以由百分表3測量得到，由線段AE和線段BE的長度可以求出鼓包點高度AB。最后，基于各百分表3分別計算鼓包點高度，并取最大值來作為鼓包高度。這種測量裝置存在以下問題：

1)無法實現(xiàn)對鋼內(nèi)襯連續(xù)測量，且測量精度低。若在某次測量過程中，鼓包點高度的最大值恰好沒有被測量到，那么這次測量的結(jié)果無法反映真實的鼓包高度。根據(jù)經(jīng)驗，測量值與真實值之間的偏差可達30％。

2)抗干擾能力差。若支撐桿與鋼內(nèi)襯之間有間隔物，如焊渣等異物，則測量裝置的支撐會不良，從而直接導(dǎo)致鼓包高度測量不準(zhǔn)確。這類誤差無法通過現(xiàn)有技術(shù)方案進行修正。

3)對操作人員要求高。由于現(xiàn)有技術(shù)方案存在前兩條固有缺陷，這樣，測量工作需要由具備豐富經(jīng)驗的技術(shù)人員操作。同時，測量方法需由3名技術(shù)人員實施。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是針對現(xiàn)有用于測量安全殼鋼內(nèi)襯鼓包高度的測量裝置無法實現(xiàn)對鋼內(nèi)襯連續(xù)測量，且測量精度低，抗干擾能力差，并且對操作人員要求高的問題，提出了一種操作簡便、抗干擾能力強的用于測量安全殼鋼內(nèi)襯鼓包高度的測量裝置。

本實用新型解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案是：

本實用新型提出了一種用于測量安全殼鋼內(nèi)襯鼓包高度的測量裝置，包括：

滑軌模塊，設(shè)置在所述鋼內(nèi)襯下方，所述滑軌模塊包括滑軌組件和設(shè)置在滑軌組件上的定位基座；所述定位基座與所述鋼內(nèi)襯吸附抵持，使所述滑軌組件固定在所述鋼內(nèi)襯上；

主機模塊，可滑動地安裝在所述滑軌組件上，用于連續(xù)測量所述鋼內(nèi)襯的鼓包高度。

本實用新型上述的測量裝置中，滑軌組件呈直條狀；定位基座包括互相平行且分別垂直設(shè)置于滑軌組件上的兩根支撐桿以及設(shè)置在所述支撐桿的遠離滑軌組件的端部、用于吸附在鋼內(nèi)襯上以使滑軌組件水平設(shè)置的磁鐵基座。

本實用新型上述的測量裝置中，所述主機模塊包括：

滑塊，可滑動地設(shè)置在滑軌組件上且位于所述兩根支撐桿之間；

激光距離傳感器，固定設(shè)置在滑塊上，用于在滑塊沿滑軌組件滑動過程中發(fā)出豎直向上的激光束以測量鋼內(nèi)襯與滑軌組件之間距離；

測距器，固定設(shè)置在滑塊上，用于測量滑塊與一支撐桿之間距離。

本實用新型上述的測量裝置中，所述主機模塊還包括：

單片機，分別與激光距離傳感器和測距器電性連接并固定設(shè)置在滑塊上，用于獲取由激光距離傳感器和測距器發(fā)出的鋼內(nèi)襯的位置數(shù)據(jù)并根據(jù)該鋼內(nèi)襯的位置數(shù)據(jù)生成鋼內(nèi)襯的形貌圖形。

本實用新型上述的測量裝置中，單片機通過數(shù)據(jù)通訊模塊分別與激光距離傳感器和測距器電性連接。

本實用新型上述的測量裝置中，單片機還用于基于激光距離傳感器和測距器發(fā)出的鋼內(nèi)襯的位置數(shù)據(jù)計算鋼內(nèi)襯的鼓包高度；所述主機模塊還包括與單片機電性連接、用于顯示由單片機計算得到的鼓包高度的顯示器。

本實用新型上述的測量裝置中，所述主機模塊還包括與單片機電性連接、用于顯示由單片機計算得到的鼓包高度的數(shù)碼管。

本實用新型上述的測量裝置中，所述主機模塊還包括分別與激光距離傳感器和單片機電性連接、用于分別給激光距離傳感器和單片機供電的電源電路；該電源電路連接有電源。

本實用新型上述的測量裝置中，所述測距器為激光測距儀或用于測量滑塊的滑動速度來計算得到滑塊與一支撐桿之間距離的測量機構(gòu)。

本實用新型上述的測量裝置中，滑軌組件包括本體以及分別設(shè)置在本體上且互相平行的兩條導(dǎo)軌；所述兩根支撐桿分別固定設(shè)置在本體上，滑塊分別可滑動地設(shè)置在所述兩條導(dǎo)軌上。

本實用新型的測量裝置通過采用激光距離傳感器實現(xiàn)對鋼內(nèi)襯的連續(xù)測量，不會因測量點布置不準(zhǔn)確而導(dǎo)致鼓包高度側(cè)不準(zhǔn)；本實用新型的測量裝置還通過采用單片機直接獲得鋼內(nèi)襯的形貌圖形，自動修正由支撐桿與鋼內(nèi)襯之間存在間隙而導(dǎo)致的誤差；本實用新型還通過采用磁鐵基座，無需手動固定滑軌組件，減少在測量過程中的人力消耗，還能夠增加滑軌組件穩(wěn)定性，提高測量精度。本實用新型的測量裝置設(shè)計巧妙，實用性強。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中：

圖1示出了一種現(xiàn)有的測量鋼內(nèi)襯鼓包高度的測量裝置的示意圖；

圖2示出了本實用新型第一實施例的測量裝置的示意圖；

圖3示出了本實用新型第二實施例的測量裝置的示意圖；

圖4示出了圖3所示的測量裝置的原理圖；

圖5示出了鋼內(nèi)襯4的形貌數(shù)據(jù)圖。

具體實施方式

本實用新型要解決的技術(shù)問題是：現(xiàn)有用于測量安全殼鋼內(nèi)襯鼓包高度的測量裝置無法實現(xiàn)對鋼內(nèi)襯連續(xù)測量，且測量精度低，抗干擾能力差，并且對操作人員要求高。本實用新型提出的解決該技術(shù)問題的技術(shù)思路是：構(gòu)造一種新的測量裝置，該測量裝置采用了激光距離傳感器；并使激光距離傳感器在其水平方向的滑動過程中能夠連續(xù)測量其與鋼內(nèi)襯之間的距離，通過該測量結(jié)果與鋼內(nèi)襯與激光距離傳感器的滑動軌跡之間距離的對比，獲得鋼內(nèi)襯鼓包的數(shù)據(jù)。

為了使本實用新型的技術(shù)目的、技術(shù)方案以及技術(shù)效果更為清楚，以便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解和實施本實用新型，下面將結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型做進一步詳細的說明。

第一實施例

參照圖2，圖2示出了本實用新型第一實施例的測量裝置的示意圖。測量裝置包括設(shè)置在鋼內(nèi)襯下方的滑軌模塊；該滑軌模塊包括滑軌組件10和設(shè)置在滑軌組件10上的定位基座60；定位基座60與鋼內(nèi)襯吸附抵持，使滑軌組件10固定在鋼內(nèi)襯上；測量裝置還包括可滑動地安裝在滑軌組件10上，用于連續(xù)測量鋼內(nèi)襯的鼓包高度的主機模塊。

如圖2所示，滑軌組件10呈直條狀；定位基座60包括互相平行且分別垂直設(shè)置于滑軌組件10上的兩根支撐桿20以及設(shè)置在所述支撐桿20的遠離滑軌組件10的端部、用于吸附在鋼內(nèi)襯4上以使滑軌組件10水平設(shè)置的磁鐵基座60。

進一步地，如圖2所示，主機模塊包括可滑動地設(shè)置在滑軌組件10上且位于所述兩根支撐桿20之間的滑塊40，固定設(shè)置在滑塊40上、用于在滑塊40沿滑軌組件10滑動過程中發(fā)出豎直向上的激光束50以測量鋼內(nèi)襯4與滑軌組件10之間距離的激光距離傳感器30以及固定設(shè)置在滑塊40上、用于測量滑塊40與一支撐桿20之間距離的測距器(圖中未示出)。在這里，測距器可以是激光測距儀，或者是用于測量滑塊40的滑動速度來計算得到滑塊40與一支撐桿20之間距離的測量機構(gòu)。在本實施例中，將一支撐桿20與滑軌組件10的接觸點記為點D，將該支撐桿20與鋼內(nèi)襯4的接觸點記為點E，將滑塊40在滑軌組件10上的位置記為點O，將激光束50與鋼內(nèi)襯4的接觸點記為點B；并假設(shè)鋼內(nèi)襯4沒有鼓包，則激光束50與鋼內(nèi)襯4的接觸點應(yīng)為點A；在具有已知的安全殼5和鋼內(nèi)襯4的設(shè)計圖的基礎(chǔ)上，兩支撐桿20之間的距離、安全殼5的半徑以及支撐桿2的長度是已知的，線段OD的長度通過測距器測量得到，線段OA的長度可基于線段OD的長度以及已知的數(shù)據(jù)計算得到；線段OB的長度通過激光距離傳感器30測量得到；而由線段OA和線段OB的長度可以求出鼓包點高度AB。最后，基于滑塊40在滑軌組件10不同位置時所計算獲得的鼓包點高度，并取最大值便得到鼓包高度?？梢岳斫?，在本實施例中，滑塊40在滑軌組件10上的滑動可以通過手動或自動實現(xiàn)，而鼓包高度的計算也可以通過人工或計算機完成。

具體地，在本實施例中，滑軌組件10包括本體(圖中未示出)以及分別設(shè)置在本體上且互相平行的兩條導(dǎo)軌(圖中未示出)。兩根支撐桿20分別固定設(shè)置在本體上，滑塊40分別可滑動地設(shè)置在兩條導(dǎo)軌上?？梢岳斫?，滑軌組件10還可以為一根導(dǎo)軌。

進一步地，在本實施例中，如圖2所示，支撐桿20的遠離滑軌組件10的端部設(shè)置有用于吸附在鋼內(nèi)襯4上的磁鐵基座60，這樣，通過磁鐵基座60，測量裝置在測量過程中無需人工或支撐設(shè)備來固定其基準(zhǔn)位置。

第二實施例

參照圖3，圖3示出了本實用新型第二實施例的測量裝置的示意圖。測量裝置包括設(shè)置在鋼內(nèi)襯下方的滑軌模塊；該滑軌模塊包括滑軌組件10和設(shè)置在滑軌組件10上的定位基座60；定位基座60與鋼內(nèi)襯吸附抵持，使滑軌組件10固定在鋼內(nèi)襯上；測量裝置還包括可滑動地安裝在滑軌組件10上，用于連續(xù)測量鋼內(nèi)襯的鼓包高度的主機模塊。

如圖3所示，滑軌組件10呈直條狀；定位基座60包括互相平行且分別垂直設(shè)置于滑軌組件10上的兩根支撐桿20以及設(shè)置在所述支撐桿20的遠離滑軌組件10的端部、用于吸附在鋼內(nèi)襯4上以使滑軌組件10水平設(shè)置的磁鐵基座60。

進一步地，如圖3所示，主機模塊包括可滑動地設(shè)置在滑軌組件10上且位于所述兩根支撐桿20之間的滑塊40，固定設(shè)置在滑塊40上、用于在滑塊40沿滑軌組件10滑動過程中發(fā)出豎直向上的激光束50以測量鋼內(nèi)襯4與滑軌組件10之間距離的激光距離傳感器30以及固定設(shè)置在滑塊40上、用于測量滑塊40與一支撐桿20之間距離的測距器(圖中未示出)。

參照圖4，圖4示出了圖3所示的測量裝置的原理圖。在本實施例中，測距器為測距編碼器70。主機模塊還包括分別與激光距離傳感器30和測距器電性連接并固定設(shè)置在滑塊40上、用于獲取由激光距離傳感器30和測距器發(fā)出的鋼內(nèi)襯4的位置數(shù)據(jù)并根據(jù)該鋼內(nèi)襯4的位置數(shù)據(jù)生成鋼內(nèi)襯4的形貌圖形的單片機80。在這里，如圖3所示，將一支撐桿20與滑軌組件10的接觸點記為點D，將該支撐桿20與鋼內(nèi)襯4的接觸點記為點E；以點D作為坐標(biāo)原點，以滑軌組件10作為x軸，以過點D的支撐桿20作為y軸，建立直角坐標(biāo)系。在該直角坐標(biāo)系中，激光距離傳感器30所測量的鋼內(nèi)襯4與滑軌組件10之間距離和測距器所測量的滑塊40與支撐桿20之間距離均為鋼內(nèi)襯4的位置數(shù)據(jù)，其中，激光距離傳感器30所測量的鋼內(nèi)襯4與滑軌組件10之間距離為鋼內(nèi)襯4的y軸數(shù)值，測距器所測量的滑塊40與支撐桿20之間距離為鋼內(nèi)襯4的x軸數(shù)值。優(yōu)選地，在本實施例中，單片機80通過數(shù)據(jù)通訊模塊83分別與激光距離傳感器30和測距器電性連接。

在本實施例中，單片機80還用于基于激光距離傳感器30和測距器發(fā)出的鋼內(nèi)襯4的位置數(shù)據(jù)計算鋼內(nèi)襯4的鼓包高度。具體地，隨著滑塊40在滑軌組件10上滑動，測距編碼器70和激光距離傳感器30分別向單片機80發(fā)送鋼內(nèi)襯4的x軸數(shù)值和鋼內(nèi)襯4的y軸數(shù)值；在滑塊40的滑動過程中，任意時間點所測量的鋼內(nèi)襯4的x軸數(shù)值和鋼內(nèi)襯4的y軸數(shù)值可以表示鋼內(nèi)襯4上的一測量點的坐標(biāo)(x，y)。單片機80將滑塊40的整個滑動過程中所獲得的鋼內(nèi)襯4上連續(xù)的測量點坐標(biāo)串接起來，即可獲得鋼內(nèi)襯4的形貌數(shù)據(jù)，如圖5所示。進一步地，在具有已知的安全殼5和鋼內(nèi)襯4的設(shè)計圖的基礎(chǔ)上，線段OA的長度和與線段OD的長度存在確定的函數(shù)關(guān)系OA＝f(OD)。因此，滑塊40在O點處時，鼓包點高度h為：h＝f(OD)-OB。最后，單片機80對滑塊40在多個測試點的鼓包點高度進行分別計算后，取最大值來作為鼓包高度。如圖4所示，單片機80具有測試接口81和ISP接口82，線段OA的長度和與線段OD的長度之間的函數(shù)關(guān)系以及鼓包高度的算法都是通過ISP接口82寫入到單片機80中。如圖5所示，若支撐桿20直接與鋼內(nèi)襯4接觸，則有ED＝CG。若支撐桿20與鋼內(nèi)襯4之間存在結(jié)塊，使得支撐桿20與鋼內(nèi)襯4之間有間隙，則有ED＝CG+Δe，其中，Δe為兩個支撐桿20分別與鋼內(nèi)襯4之間的間隙寬度差；此時若采用背景技術(shù)的鼓包點高度的計算方法，則鼓包點高度h為：

h＝AB+Δe·OD/DG；

在上式中，Δe·OD/DG為由支撐桿20與鋼內(nèi)襯4之間有間隙帶來的誤差。采用背景技術(shù)的鼓包點高度的計算方法無法避免該誤差；而在本實施例所采用的鼓包點高度的計算方法中，由于計算過程以ED為起始長度，CG為結(jié)束長度，ED和CG都直接參與計算，因此，不存在因支撐不良導(dǎo)致的誤差問題。

進一步地，在本實施例中，如圖4所示，主機模塊還包括與單片機80電性連接、用于顯示由單片機80計算得到的鼓包高度的顯示器90。優(yōu)選地，在本實施例中，主機模塊還包括與單片機80電性連接、用于顯示由單片機80計算得到的鼓包高度的數(shù)碼管91。

進一步地，如圖4所示，主機模塊還包括分別與激光距離傳感器30和單片機80電性連接、用于分別給激光距離傳感器30和單片機80供電的電源電路92。該電源電路92連接有電源93。在本實施例中，電源93為9V電池。

進一步地，在本實施例中，如圖3所示，支撐桿20的遠離滑軌組件10的端部設(shè)置有用于吸附在鋼內(nèi)襯4上的磁鐵基座60，這樣，通過磁鐵基座60，主機模塊在測量過程中無需人工或支撐設(shè)備來固定其基準(zhǔn)位置。

本實用新型的測量裝置通過采用激光距離傳感器實現(xiàn)對鋼內(nèi)襯的連續(xù)測量，不會因測量點布置不準(zhǔn)確而導(dǎo)致鼓包高度側(cè)不準(zhǔn)；本實用新型的測量裝置還通過采用單片機直接獲得鋼內(nèi)襯的形貌圖形，自動修正由支撐桿與鋼內(nèi)襯之間存在間隙而導(dǎo)致的誤差；本實用新型還通過采用磁鐵基座，無需手動固定滑軌組件，減少在測量過程中的人力消耗，還能夠增加滑軌組件穩(wěn)定性，提高測量精度。本實用新型的測量裝置設(shè)計巧妙，實用性強。

應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本實用新型所附權(quán)利要求的保護范圍。