SE439549B

SE439549B - DEVICE FOR DETECTIVENESS OF DIFFERENCES REGARDING MAGNETIC PROPERTIES OF A MULTIPLE IRON-THICKNESS CIRCULAR CYLINDRICAL NUCLEAR FUEL CUTTERS

Info

Publication number: SE439549B
Application number: SE8007402A
Authority: SE
Inventors: T Berge
Original assignee: Asea Atom Ab
Priority date: 1980-10-22
Filing date: 1980-10-22
Publication date: 1985-06-17
Also published as: JPS57100347A; DE3140940A1; SE8007402L

Description

.8007402-4 bränslestav två slags kutsar, en med enbart urandioxid och en med uran- dioxid plus några procent gadolinium (t ex 3-7 %). Man vill också kunna skilja på kutsar med olika mycket gadoliniuminnehåll, och man vill kunna skilja ut kutsar som innehåller järnpartiklar, då dessa kan orsaka korro- sionsskador på kapslingsröret. Ett ytterligare krav som ställs på givaren är att den enkelt skall gå att föra utmed ett mätobjekt, t ex en kuts-_ pelare, utan att den skall omsluta detsamma. .8007402-4 fuel rod two types of pellets, one with uranium dioxide only and one with uranium dioxide plus a few percent gadolinium (eg 3-7%). You also want to be able to distinguish pellets with different amounts of gadolinium content, and you want to be able to distinguish pellets that contain iron particles, as these can cause corrosion damage to the housing pipe. An additional requirement placed on the sensor is that it should be easy to move along a measuring object, for example a pillar, without it enclosing the same.

Det finns ett antal kända induktiva ytgivare, många är dock utformade som en ring som skall omsluta det objekt man vill undersöka. Dessa är därmed inte användbara i detta fallet, där vi ville ha en givare_som lätt kan föras längs med objektet som skall undersökas. Det finns dock en typ av givare som kan föras längs med objektet, men denna typ är alldeles för känslig för andra metallföremål i närheten för att den skall kunna använ- das vid så här noggranna mätningar.There are a number of known inductive surface sensors, many of which are designed as a ring to enclose the object you want to examine. These are thus not useful in this case, where we wanted a sensor_which can be easily moved along the object to be examined. However, there is a type of sensor that can be moved along the object, but this type is far too sensitive to other metal objects in the vicinity for it to be able to be used in such accurate measurements.

Uppfinningen avser en lösning av ovanstående och andra härmed sammanhäng- ande problem och kännetecknas därav, att nämnda avkänningsorgan innehåller var sin med en lindning försedd, i huvudsak U-formig magnetkärna, varvid de båda magnetkärnorna är anordnade med skänklarnas ändytor riktade mot var sitt bränslekutsparti, under det att de båda avkänningsorganen är om- slutna av och fixerade i var sin, åt samma håll som motsvarande skänkel- par riktad, av metalliska ytor avgränsad kanal, varvid nämnda kanaler är utformade i en gemensam kropp av omagnetiskt material och har var sin mot bränslekutsarna vettande öppning. _Genom att innesluta givaren i ett givarhus av omagnetiskt material uppnår man effekten att givaren blir betydligt mindre känslig för magnetiska föremål i närheten. Man kan fokusera givaren så att den endast känner av de magnetiska egenskaperna hos det material man vill undersöka. Fokuse- ringseffekten kan ytterligare ökas genom lämplig utformning av ändytorna på givarens järnkärna. Genom att givarna är starkt fokuserade kan också avståndet givare - mätobjekt göras större än vad som tidigare varit möj- ligt.The invention relates to a solution of the above and other related problems and is characterized in that said sensing means each contain a winding, substantially U-shaped magnetic core provided with a winding, the two magnetic cores being arranged with the end surfaces of the legs directed towards each fuel portion. while the two sensing means are enclosed by and fixed in each channel, directed in the same direction as the corresponding pair of legs, delimited by metallic surfaces, said channels being formed in a common body of non-magnetic material and each having its own fuel pulleys facing opening. By enclosing the sensor in a sensor housing made of non-magnetic material, the effect is achieved that the sensor becomes significantly less sensitive to magnetic objects in the vicinity. You can focus the sensor so that it only senses the magnetic properties of the material you want to examine. The focusing effect can be further increased by suitable design of the end surfaces of the sensor's iron core. Because the sensors are strongly focused, the distance between sensors and measuring objects can also be made larger than has previously been possible.

Vid placering av två givare i samma givarhus erhålles på ett enkelt sätt;; .förutsatt att man differentialkopplar signalerna från de bägge givarna, en jämförelse mellan två områden av mätobjektet, varvid avståndet hela tiden är konstant. Givarhuset kan naturligtvis utföras som lameller för 8007402-4 att man på ett enkelt sätt skall kunna variera detta avstånd. Man kan naturligtvis också tillverka givarhuset ur ett stycke, varvid hål upptages för givarna och dess elektriska ledningar.When placing two sensors in the same sensor housing, a simple way is obtained ;; provided that the signals from the two sensors are differentially connected, a comparison between two areas of the measuring object, the distance being constant at all times. The sensor housing can of course be designed as slats for 8007402-4 so that it is possible to vary this distance in a simple way. Of course, the sensor housing can also be made in one piece, whereby holes are made for the sensors and their electrical wires.

Det enklaste och billigaste sättet att anordna givarna är att givarna fäs- tes vid givarhuset på ett sådant sätt, att givarnas längsaxel blir i stort sett parallell med givarhusets ändytor, samt att när givarhuset föres längs med objektet som skall undersökas bildar givarnas längsaxel i stort sett rät vinkel mot objektets längsaxel. Vid detta utförande blir alltså giva- rens längsakel parallell med ändytorna hos de olika elementen i mätobjek- tet, t ex kutsarnas ändytor. Detta är alltså den enklaste och billigaste utföringsformen, men i vissa fall kan störningar från skarvarna mellan olika element i mätobjektet bli för stora. För att lösa detta monteras givaren med en vinkel som är skild från 900 mellan givarens längsaxel ooh objektets längsaxel, dvs kutsarnas ändytor blir inte parallella med giva- rens längsaxel.The simplest and cheapest way to arrange the sensors is for the sensors to be attached to the sensor housing in such a way that the longitudinal axis of the sensors is substantially parallel to the end surfaces of the sensor housing, and that when the sensor housing is moved along the object to be examined right angle to the longitudinal axis of the object. In this embodiment, the longitudinal side of the sensor thus becomes parallel to the end surfaces of the various elements in the measuring object, for example the end surfaces of the pellets. This is thus the simplest and cheapest embodiment, but in some cases disturbances from the joints between different elements in the measuring object can become too great. To solve this, the sensor is mounted at an angle that is different from 900 between the longitudinal axis of the sensor and the longitudinal axis of the object, ie the end surfaces of the pellets do not become parallel to the longitudinal axis of the sensor.

För att få givarna fixerade i ett visst läge i givarhuset kan man lämpli- gen gjuta in givarna i en gjutmassa som fylls i hålet i givarhuset där givarna skall placeras.In order to have the sensors fixed in a certain position in the sensor housing, it is convenient to cast the sensors into a molding compound which is filled in the hole in the sensor housing where the sensors are to be placed.

Uppfinningen kommer här nedan att närmare beskrivas med hänvisning till bifogade figurer, där fig 1 visar givarhuset med givarna från sidan, fig 2 visar ett snitt A-A genom givarhuset 1 fig 1 och fig 3 visar ett exempel 'på ett kopplingsschema med givarna och en drivande enhet. Fig U visar en alternativ utföringsform av givarhuset.The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying figures, where Fig. 1 shows the sensor housing with the sensors from the side, Fig. 2 shows a section AA through the sensor housing 1, Fig. 1 and Fig. 3 shows an example of a wiring diagram with the sensors and a driving unit . Fig. U shows an alternative embodiment of the sensor housing.

I fig 1 ses ett givarhus, som består av ett antal lameller 2, som ligger intill varandra. I två av lamellerna är de induktiva ytgivarna 3 fästade.Fig. 1 shows a sensor housing, which consists of a number of slats 2, which lie next to each other. In two of the slats the inductive surface sensors 3 are attached.

Genom att givarhuset är ihopmonterat av lameller kan man alltså enkelt variera avståndet mellan givarna, för att anpassa dessa till längden på de objekt som skall kontrolleras. Normallängden för bränslekutsarna ligger på 6-12 mm, men man kan naturligtvis variera avståndet inom betydligt vi- dare gränser. Lamellerna skruvas ihop med hjälp av fästskruvar H, och med hjälp av dessa kan man också eventuellt montera givarhuset på en arm eller dylikt. Vidare syns givarkabeln 5, som används för matning av givaren och för att ta ut signaler från densamma. ß - järnkärna 7 är försedd med en lindning 8. Denna leds genom passagen 9 upp 8007402-4 ' - ' 1 I I Fig 2 visar givarhuset enligt fig 1 i snittet A-A. Av figuren framgår_en lämplig utformning av den lamell 6 (alternativt den del av det homogena a' givarhuset) som innefattar en av givarna 3. Vidare framgår att givarens 3 till ett utrymme 10, där den löds fast vid en platta 11. Siffran 17 visar de lödöron som därvid uppkommer. Givarkabeln 5 förs ut genom hålet 12. Hå- len för fästskruvarna syns vid 13. Givarens längsaxel IU är här parallell med givarhusets ändytor 15 (se fig 1). 16 är ett mätobjekt, t ex en uran- kuts till en bränslestav. Genom att vrida givarens längsaxel 1Ä i förhåll-- ande till givarhusets ändytor 15 kan man på ett enkelt sätt erhålla ett system där givarens längsaxel inte är parallell med skarvarna mellan olika ändytor hos mätobjekten (då mätobjektens ändytor är parallella med givar- husets ändytor). Vid 16 syns ett mätobjekt (i tvärriktning). För att kunna fixera givarna 3 i ett bestämt läge är det lämpligt att gjuta in dessa i en gjutmassa. Denna visas dock ej i figuren.Because the sensor housing is assembled from slats, it is thus easy to vary the distance between the sensors, in order to adapt these to the length of the objects to be checked. The normal length of the fuel pellets is 6-12 mm, but you can of course vary the distance within much wider limits. The slats are screwed together with the help of fixing screws H, and with the help of these you can also possibly mount the sensor housing on an arm or the like. Furthermore, the sensor cable 5 can be seen, which is used for feeding the sensor and for taking out signals from it. ß - iron core 7 is provided with a winding 8. This is led through the passage 9 up 8007402-4 '-' 1 I In Fig. 2 shows the sensor housing according to Fig. 1 in the section A-A. The figure shows a suitable design of the lamella 6 (alternatively the part of the homogeneous a 'sensor housing) which comprises one of the sensors 3. Furthermore it appears that the sensor 3 to a space 10, where it is soldered to a plate 11. The number 17 shows the solder ears that arise. The sensor cable 5 is extended through the hole 12. The holes for the fastening screws are visible at 13. The sensor's longitudinal axis IU is here parallel to the end surfaces 15 of the sensor housing (see Fig. 1). 16 is a measuring object, such as a uranium pellet for a fuel rod. By rotating the longitudinal axis 1Ä of the sensor relative to the end surfaces 15 of the sensor housing, one can easily obtain a system where the longitudinal axis of the sensor is not parallel to the joints between different end surfaces of the measuring objects (since the end surfaces of the measuring objects are parallel to the end surfaces of the sensor housing). At 16, a measuring object is visible (in the transverse direction). In order to be able to fix the sensors 3 in a certain position, it is suitable to cast these into a casting compound. However, this is not shown in the figure.

I fig 3 visas hur de tvâ motkopplade givarna 3 är inkopplade i var sin ' gren av en brygga. I övriga grenar finns variabla induktanser 31, 32.Fig. 3 shows how the two opposite sensors 3 are connected in each branch of a bridge. In other branches there are variable inductances 31, 32.

Dessa används för att rätt kunna justera in nollpunkten- Bryggan matas från en oscillator 33. Differenssignalen från bryggan matas sedan in på ingången till en förstärkare 35, som på sin andra ingång får signalen från - ,_:;: punkten mellan de två variabla induktanserna 31, 32. Ütsignalen från för- stärkaren 35 påföres en skrivare 36, för att få en kontinuerlig utskrift och därmed enkelt kunna hitta eventuella felaktiga objekt, Utsígnalen kan även användas för automatisk utsortering av felaktiga objekt.These are used to correctly adjust the zero point. The bridge is fed from an oscillator 33. The difference signal from the bridge is then fed into the input of an amplifier 35, which at its second input receives the signal from the point between the two variable inductances. 31, 32. The output signal from the amplifier 35 is applied to a printer 36, in order to obtain a continuous print and thus be able to easily find any incorrect objects. The output signal can also be used for automatic sorting of incorrect objects.

Fig Ha visar ett alternativt givarhus underifrån. Nämnda givarhus är till- verkat i ett stycke, av exempelvis koppar. 2 visar de båda induktiva yt- givarna. I denna utföringsform är givarna monterade för att få en vinkel i förhållande till givarhusets ändytor. Givarna kan naturligtvis också monteras parallellt med dessa. Fig Hb visar samma givarhus i snittet A-A.Fig Ha shows an alternative sensor housing from below. The said sensor housing is made in one piece, for example of copper. 2 shows the two inductive surface sensors. In this embodiment, the sensors are mounted to have an angle relative to the end surfaces of the sensor housing. The sensors can of course also be mounted parallel to these. Fig. Hb shows the same sensor housing in section A-A.

Av denna figur framgår att givarna H2 utformats för att få bästa möjliga fokusering och givarhuset 41 är vid givarna utformat för att i möjligaste mån förhindra störningar från omgivningen. Fig Hc visar givarhuset från sidan.This figure shows that the sensors H2 are designed to have the best possible focus and the sensor housing 41 is designed at the sensors to prevent disturbances from the environment as far as possible. Fig. Hc shows the sensor housing from the side.

Claims

1. 8007402-4 CLAIMS Device for detecting differences in magnetic properties of a plurality of uniformly thick, circular-cylindrical nuclear fuel pellets (16), * which are arranged immediately next to each other along a common longitudinal axis, containing two axially one after the other with mutual and axial distance and arranged at the same distance from said county axis, mutually equal sensing means (3), which each contain their own reactive element, while these and two adjustable impedance elements (31, 32) are included in each side of a four-sided measuring bridge on such a per se known method, that the voltage from an oscillator (33) connected in one diagonal results only in voltage across a measuring device (35) lying in the other diagonal when said reactive elements have mutually different reactances, characterized in that said sensing means (3) each contain a winding magnetic core (7) provided with a winding (8). wherein the two magnetic cores (7) are arranged with the end surfaces of the legs facing each other of the fuel outlet portion, while the two sensing means (3) are enclosed by and fixed in each other, directed in the same direction as the corresponding pair of legs, by metallic surfaces delimited channel, said channels being formed in a common body of non-magnetic material and each having an opening facing the fuel pellets.