用于控制棒的沖擊力傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到反應(yīng)堆的控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于控制棒的沖擊力傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]反應(yīng)堆中控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速率在一個(gè)預(yù)定的水平上，需用吸收中子的材料做成吸收棒，稱之為控制棒或安全棒，控制棒主要用來補(bǔ)償燃料消耗和調(diào)節(jié)反應(yīng)速率。
[0003]在地震等緊急狀況下控制棒會在自重作用下快速落棒使反應(yīng)堆停止運(yùn)行?？刂瓢袈浒艚K了時(shí)所受沖擊力是衡量緩沖結(jié)構(gòu)和緩沖效果的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，也是控制棒全壽命期可靠性的關(guān)鍵，所以在控制棒驅(qū)動線緩沖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段就采用1:1的控制棒驅(qū)動線試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行落棒試驗(yàn)并測量沖擊力以驗(yàn)證緩沖結(jié)構(gòu)。
[0004]通常采用傳統(tǒng)應(yīng)變式測量方法，即是采用電阻應(yīng)變計(jì)做為敏感元件，粘貼在撞擊物或被撞擊物表面，將物體表面應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電阻相對變化，然后用應(yīng)變測量儀器將電阻變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流變化，經(jīng)放大檢波測量記錄，由所測應(yīng)變換算成應(yīng)力。傳統(tǒng)的應(yīng)變式測量方法的缺點(diǎn)是:通常為逐點(diǎn)測量，不能得到緩沖結(jié)構(gòu)的全域性應(yīng)力應(yīng)變場；所測應(yīng)變是敏感絲柵覆蓋面積內(nèi)構(gòu)件表面的平均應(yīng)變，測量誤差較大；緩沖面所受偏心撞擊力導(dǎo)致一側(cè)受壓一側(cè)受拉現(xiàn)象應(yīng)變測試換算不準(zhǔn)確；不能滿足在有一定流動水壓且在水中工作的惡劣環(huán)境條件。
[0005]對于測量在有水流動的導(dǎo)向管內(nèi)，流動的水使得控制棒自由下落過程中會受到不規(guī)則流場的干擾，導(dǎo)致落棒終了時(shí)與緩沖平面的撞擊總是偏心，存在一側(cè)受壓一側(cè)受拉現(xiàn)象，使得傳統(tǒng)的應(yīng)變式測量方法無法準(zhǔn)確獲得沖擊力數(shù)值，測量難以實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種用于控制棒的沖擊力傳感器。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0008]一種用于控制棒的沖擊力傳感器，包括圓環(huán)緩沖受力板、緩沖式連接座和由八片圓弧形梁式純剪切片沿圓周均勻連接而成的圓環(huán)剪切式彈性體，所述圓環(huán)緩沖受力板和所述緩沖式連接座分別設(shè)置在所述圓環(huán)剪切式彈性體的兩端，所述圓環(huán)剪切式彈性體的側(cè)壁設(shè)置有多片帶有引線的應(yīng)變片，所述緩沖式連接座上設(shè)置有用于包裹所述引線的橡膠密封芯。
[0009]進(jìn)一步地，所述緩沖式連接座的底部均勻設(shè)置有六個(gè)螺紋安裝孔。
[0010]進(jìn)一步地，所述緩沖式連接座上設(shè)置有用于安裝所述橡膠密封芯的安裝槽。
[0011]進(jìn)一步地，所述圓環(huán)剪切式彈性體的內(nèi)外兩側(cè)分別設(shè)置有內(nèi)殼和外殼，所述圓環(huán)緩沖受力板和所述緩沖式連接座上均設(shè)置有用于卡裝所述內(nèi)殼和所述外殼的環(huán)形槽。
[0012]進(jìn)一步地，所述應(yīng)變片有四片，四片所述應(yīng)變片均粘貼在所述圓環(huán)剪切式彈性體的側(cè)壁，四片所述應(yīng)變片的引線均穿過所述橡膠密封芯。
[0013]更進(jìn)一步地，四片所述應(yīng)變片均采用多層防水膠粘貼在所述圓環(huán)剪切式彈性體的側(cè)壁。
[0014]進(jìn)一步地，所述圓弧形梁式純剪切片開有上下對稱的工藝槽和工藝孔。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于:
[0016]本發(fā)明設(shè)計(jì)的傳感器結(jié)構(gòu)代替控制棒與緩沖結(jié)構(gòu)之間的壓緊環(huán)結(jié)構(gòu)件，可以精確測量緩沖結(jié)構(gòu)受力件壓緊環(huán)的全域性應(yīng)力應(yīng)變場，可以精確測量緩沖結(jié)構(gòu)受力件壓緊環(huán)在控制棒落棒終了時(shí)所受沖擊力的真實(shí)值，可以在有一定壓力、流動的水中正常工作，是一種防水性極好的沖擊力傳感器。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明所述用于控制棒的沖擊力傳感器的主剖視結(jié)構(gòu)示意圖，為了示出全部內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只畫出了外殼，未將內(nèi)殼畫出；
[0018]圖2是本發(fā)明所述用于控制棒的沖擊力傳感器的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3是本發(fā)明所述用于控制棒的沖擊力傳感器的仰視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4是本發(fā)明所述用于控制棒的沖擊力傳感器的左視結(jié)構(gòu)示意圖，為了示出應(yīng)變片，這里將外殼和內(nèi)殼均省略；
[0021]圖中:1-引線、2-橡膠密封芯、3-外殼、4-緩沖式連接座、5-圓環(huán)剪切式彈性體、6-圓環(huán)緩沖受力板、7-工藝孔、8-工藝槽、9-螺紋安裝孔、10-應(yīng)變片、11-安裝槽。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步具體描述:
[0023]如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本發(fā)明包括圓環(huán)緩沖受力板6、圓環(huán)剪切式彈性體5和緩沖式連接座4，圓環(huán)緩沖受力板6和緩沖式連接座4分別設(shè)置在圓環(huán)剪切式彈性體5的兩端，圓環(huán)剪切式彈性體5的側(cè)壁設(shè)置有多片帶有引線I的應(yīng)變片10，緩沖式連接座4上設(shè)置有用于包裹引線I的橡膠密封芯2，圓環(huán)緩沖受力板6是一個(gè)有一定厚度的圓環(huán)體，其上端面做為控制棒落棒終了時(shí)的撞擊面，其下端面通過圓周上均布的四段圓弧工藝段與圓環(huán)剪切彈性體5整體相連，將承受的撞擊力全部均勻傳遞給圓環(huán)剪切彈性體5。
[0024]緩沖式連接座4的底部均勻設(shè)置有六個(gè)螺紋安裝孔9，螺紋安裝孔9與緩沖結(jié)構(gòu)緊密配合連接，使傳感器較好替代控制棒與緩沖結(jié)構(gòu)中的壓緊環(huán)，準(zhǔn)確測得壓緊環(huán)承受的撞擊力值。
[0025]圓環(huán)剪切式彈性體5的內(nèi)外兩側(cè)分別設(shè)置有內(nèi)殼和外殼3，圓環(huán)緩沖受力板6和緩沖式連接座4上均設(shè)置有用于卡裝內(nèi)殼和外殼3的環(huán)形槽，圓環(huán)剪切式彈性體5外圓用封裝外殼3封裝保護(hù)，內(nèi)圓用封裝內(nèi)殼封裝保護(hù)，以防止應(yīng)變片10及引線I直接受到流動水的大壓力沖刷，提高傳感器的使用壽命。
[0026]緩沖式連接座4上設(shè)置有用于安裝橡膠密封芯2的安裝槽11，使得外觀更加美觀，橡膠密封芯2更加牢固，節(jié)省空間，布置引線I更方便。
[0027]應(yīng)變片10有四片(根據(jù)實(shí)際情況可以改變應(yīng)變片10的數(shù)量)，四片應(yīng)變片10均粘貼在圓環(huán)剪切式彈性體5的側(cè)壁，四片應(yīng)變片10的引線I均穿過橡膠密封芯2，四片應(yīng)變片10均采用多層防水膠粘貼在圓環(huán)剪切式彈性體5的側(cè)壁，從而傳感器具有了全防水功會K。
[0028]圓環(huán)剪切式彈性體5由八片圓弧形梁式純剪切片沿圓周均勻連接而成，圓弧形梁式純剪切片開有上下對稱的工藝槽8和工藝孔7。剪切片的受應(yīng)力處粘貼應(yīng)變片10構(gòu)成圓環(huán)剪切式測力敏感元件，將結(jié)構(gòu)全域內(nèi)所受沖擊應(yīng)力的變化通過純剪切片上粘貼的應(yīng)變計(jì)精確轉(zhuǎn)換為電壓的線性變化，其下端通過圓周上均布的四段圓弧工藝段與緩沖式連接座4整體連接；這樣的結(jié)構(gòu)能消除承受偏心撞擊力造成的測試誤差，其將撞擊力分成八份來測量，使得傳感器有較高的靈敏度和精度。
[0029]本發(fā)明所述用于控制棒的沖擊力傳感器的優(yōu)點(diǎn)如下:
[0030]I)設(shè)計(jì)的外形結(jié)構(gòu)能夠準(zhǔn)確代替原結(jié)構(gòu)中的壓緊環(huán)和其功能結(jié)構(gòu)；
[0031]2)采用八片開有上下對稱工藝槽和工藝孔的圓弧形梁式純剪切片沿圓周均勻連接，能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)全域內(nèi)所受沖擊應(yīng)力的變化通過純剪切片上粘貼的應(yīng)變片10精確轉(zhuǎn)換為電壓的線性變化；
[0032]3)剪切片外圓弧面表面粘接防水應(yīng)變片10以及相應(yīng)的防水處理工藝，使其能夠在有一定壓力的流動的水中，準(zhǔn)確測量緩沖結(jié)構(gòu)受力件壓緊環(huán)在控制棒落棒終了時(shí)所受沖擊力的真實(shí)大小。
[0033]以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制發(fā)明，如本公司還有一種沖擊力傳感器將緩沖式連接座4做成階梯結(jié)構(gòu)，而其它結(jié)構(gòu)均相同，但是功能基本一致，因此凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于控制棒的沖擊力傳感器，其特征在于:包括圓環(huán)緩沖受力板、緩沖式連接座和由八片圓弧形梁式純剪切片沿圓周均勻連接而成的圓環(huán)剪切式彈性體，所述圓環(huán)緩沖受力板和所述緩沖式連接座分別設(shè)置在所述圓環(huán)剪切式彈性體的兩端，所述圓環(huán)剪切式彈性體的側(cè)壁設(shè)置有多片帶有引線的應(yīng)變片，所述緩沖式連接座上設(shè)置有用于包裹所述引線的橡膠密封芯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于控制棒的沖擊力傳感器，其特征在于:所述緩沖式連接座的底部均勻設(shè)置有六個(gè)螺紋安裝孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于控制棒的沖擊力傳感器，其特征在于:所述緩沖式連接座上設(shè)置有用于安裝所述橡膠密封芯的安裝槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于控制棒的沖擊力傳感器，其特征在于:所述圓環(huán)剪切式彈性體的內(nèi)外兩側(cè)分別設(shè)置有內(nèi)殼和外殼，所述圓環(huán)緩沖受力板和所述緩沖式連接座上均設(shè)置有用于卡裝所述內(nèi)殼和所述外殼的環(huán)形槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于控制棒的沖擊力傳感器，其特征在于:所述應(yīng)變片有四片，四片所述應(yīng)變片均粘貼在所述圓環(huán)剪切式彈性體的側(cè)壁，四片所述應(yīng)變片的引線均穿過所述橡膠密封芯。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于控制棒的沖擊力傳感器，其特征在于:四片所述應(yīng)變片均采用多層防水膠粘貼在所述圓環(huán)剪切式彈性體的側(cè)壁。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于控制棒的沖擊力傳感器，其特征在于:所述圓弧形梁式純剪切片開有上下對稱的工藝槽和工藝孔。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于控制棒的沖擊力傳感器，包括圓環(huán)緩沖受力板、緩沖式連接座和由八片圓弧形梁式純剪切片沿圓周均勻連接而成的圓環(huán)剪切式彈性體，所述圓環(huán)緩沖受力板和所述緩沖式連接座分別設(shè)置在所述圓環(huán)剪切式彈性體的兩端，所述圓環(huán)剪切式彈性體的側(cè)壁設(shè)置有多片帶有引線的應(yīng)變片，所述緩沖式連接座上設(shè)置有用于包裹所述引線的橡膠密封芯。本發(fā)明設(shè)計(jì)的傳感器結(jié)構(gòu)代替控制棒與緩沖結(jié)構(gòu)之間的壓緊環(huán)結(jié)構(gòu)件，可以精確測量緩沖結(jié)構(gòu)受力件壓緊環(huán)的全域性應(yīng)力應(yīng)變場，可以精確測量緩沖結(jié)構(gòu)受力件壓緊環(huán)在控制棒落棒終了時(shí)所受沖擊力的真實(shí)值，可以在有一定壓力、流動的水中正常工作，是一種防水性極好的沖擊力傳感器。
【IPC分類】G21C7-10, G21C7-117
【公開號】CN104751905
【申請?zhí)枴緾N201510194976
【發(fā)明人】唐俐, 胡紹全, 王軍, 吳小飛, 吳俊 , 聶常華, 王小龍, 李碩, 朱昌亞, 張?jiān)埔? 丁利華, 趙川梅, 季錫林, 劉靜
【申請人】中國工程物理研究院總體工程研究所
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年4月22日