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燃料棒氧化膜厚度测量系统关键技术研究

肖湘 高三杰 高光勇 文俊浩 蒋维宇

肖湘, 高三杰, 高光勇, 文俊浩, 蒋维宇. 燃料棒氧化膜厚度测量系统关键技术研究[J]. 核动力工程, 2023, 44(6): 237-241. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.06.0237
引用本文: 肖湘, 高三杰, 高光勇, 文俊浩, 蒋维宇. 燃料棒氧化膜厚度测量系统关键技术研究[J]. 核动力工程, 2023, 44(6): 237-241. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.06.0237
Xiao Xiang, Gao Sanjie, Gao Guangyong, Wen Junhao, Jiang Weiyu. Research on Key Technology of Fuel Rod Oxide Film Thickness Measurement System[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(6): 237-241. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.06.0237
Citation: Xiao Xiang, Gao Sanjie, Gao Guangyong, Wen Junhao, Jiang Weiyu. Research on Key Technology of Fuel Rod Oxide Film Thickness Measurement System[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(6): 237-241. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.06.0237

燃料棒氧化膜厚度测量系统关键技术研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2023.06.0237
详细信息
    作者简介:

    肖 湘(1981—),男,工学博士,高级工程师,长期从事核电无损检测/监测系统研发,E-mail: 18627180231@126.com

  • 中图分类号: TH878;TL352.2+8

Research on Key Technology of Fuel Rod Oxide Film Thickness Measurement System

  • 摘要: 核反应堆燃料组件长期服役过程中,锆合金与高温水作用会产生氧化形成一层氧化膜,由于膜层较薄,测量精度需要达到±5 μm,测量精度的高要求为氧化膜厚度测量系统的研发带来难度。为此,本文在涡流提离效应的基础上研制了一套燃料棒氧化膜厚度测量系统,讨论了测量系统中的关键技术,同时对涡流提离效应的电磁场进行仿真。测试结果表明,该测量系统测量精度高、稳定可靠,可实现在役燃料棒氧化膜的厚度测量。

     

  • 图  1  基于涡流的厚度测量模型

    Figure  1.  Thickness Measurement Model Based on Eddy Current      

    图  2  涡流传感器实物图

    Figure  2.  Real Photo of Eddy Current Sensor

    图  3  基于Microsoft WCF的氧化膜厚度测量系统构架设计

    Figure  3.  Framework Design of Oxide Film Thickness Measurement System Based on Microsoft WCF

    图  4  电涡流流向及分布

    Figure  4.  Flow Direction and Distribution of Eddy Current

    图  5  提离距离与电场强度的关系

    Figure  5.  Relationship between Lift-Off Distance and Electric Field Strength

    图  6  标准试件、自动化测试过程及软件界面

    Figure  6.  Specimen, Automated Testing Process and Software GUI

    图  7  燃料棒氧化膜试件测试结果

    Figure  7.  Test Result of Fuel Rod Oxide Film

    图  8  燃料棒氧化膜试件复测原始信号

    Figure  8.  Retest Original Signal of Fuel Rod Oxide Film Specimen      

    表  1  氧化膜厚度的测量值与实际值对比

    Table  1.   Comparison of Measured and Actual Oxide Film Thicknesses

    编号 采样点 实际厚度/μm 测量厚度/μm 误差/μm
    1 1558 9.5 10.53 1.03
    2 2239 26.3 28.35 2.05
    3 2713 49.5 51.51 2.01
    4 3430 70.5 67.15 −3.35
    5 4700 89.9 85.94 −3.96
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-12-30
  • 修回日期:  2023-09-25
  • 刊出日期:  2023-12-15

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