JP3440041B2 - 原子燃料焼結体密度測定装置 - Google Patents
原子燃料焼結体密度測定装置Info
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、原子燃料焼結体の
密度の測定を行う原子燃料焼結体密度測定装置に関する
ものである。
密度の測定を行う原子燃料焼結体密度測定装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】原子炉内部に組み込まれる原子燃料体
は、スペーサ部材の内側に格子状に配列されて束ねられ
た長さ約４ｍの複数の原子燃料棒により構成されてい
る。そして、この原子燃料棒の内部には、二酸化ウラン
の粉末を円筒形状に成形し焼結することにより得られる
多数の原子燃料焼結体（以下、適宜「焼結ペレット」と
呼ぶ。）が充填されている。
は、スペーサ部材の内側に格子状に配列されて束ねられ
た長さ約４ｍの複数の原子燃料棒により構成されてい
る。そして、この原子燃料棒の内部には、二酸化ウラン
の粉末を円筒形状に成形し焼結することにより得られる
多数の原子燃料焼結体（以下、適宜「焼結ペレット」と
呼ぶ。）が充填されている。
【０００３】この焼結ペレットは、高さ１ｃｍ、直径１
ｃｍ、重さ１０ｇの小さな円筒形状のペレットである
が、焼結工程終了後には品質管理上、密度の測定を高い
精度で行う必要がある。焼結ペレットの密度を測定する
方法としては、液体を用いる所謂液浸式法（真空置換
法）と呼ばれる第１の方法、焼結ペレットの形状を何ら
かの手段で測定する所謂幾何学法と呼ばれる第２の方
法、焼結ペレットのγ放射線の放射量を計測する第３の
方法がある。第１の方法は製造工程ラインの設計上不利
な点があり、また、第３の方法はガンマ線放射量が不安
定であるという短所があるため、最近では第２の方法に
より焼結ペレットの密度を測定するのが通常となってい
る。
ｃｍ、重さ１０ｇの小さな円筒形状のペレットである
が、焼結工程終了後には品質管理上、密度の測定を高い
精度で行う必要がある。焼結ペレットの密度を測定する
方法としては、液体を用いる所謂液浸式法（真空置換
法）と呼ばれる第１の方法、焼結ペレットの形状を何ら
かの手段で測定する所謂幾何学法と呼ばれる第２の方
法、焼結ペレットのγ放射線の放射量を計測する第３の
方法がある。第１の方法は製造工程ラインの設計上不利
な点があり、また、第３の方法はガンマ線放射量が不安
定であるという短所があるため、最近では第２の方法に
より焼結ペレットの密度を測定するのが通常となってい
る。
【０００４】第２の方法は、最初に秤量器により焼結ペ
レットの重量を測定し、次にレーザ測長器により焼結ペ
レットの直径を測定し、最後に焼結ペレットの高さをハ
イトメータにより測定する。そして、直径及び高さから
焼結ペレットの体積を求め、重量をこの体積で割ること
により焼結ペレットの密度を求めるものである。
レットの重量を測定し、次にレーザ測長器により焼結ペ
レットの直径を測定し、最後に焼結ペレットの高さをハ
イトメータにより測定する。そして、直径及び高さから
焼結ペレットの体積を求め、重量をこの体積で割ること
により焼結ペレットの密度を求めるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この第２の方
法の場合、密度の測定精度を高くできるか否かは、如何
にして焼結ペレットの体積すなわち形状寸法を正確に求
めるようにできるかということに依存しているが、焼結
ペレットの形状寸法を正確に求めることは必ずしも容易
なことではない。
法の場合、密度の測定精度を高くできるか否かは、如何
にして焼結ペレットの体積すなわち形状寸法を正確に求
めるようにできるかということに依存しているが、焼結
ペレットの形状寸法を正確に求めることは必ずしも容易
なことではない。
【０００６】なぜなら、種々の理由により、焼結工程で
の焼結体の収縮過程において、ある程度の形状変動は避
けられないからである。例えば、焼結工程での収縮の度
合いは、焼結体の各部位の局所密度に応じて異なってく
るが、焼結前の各部位の局所密度は当然のことながら均
一ではないため、上記の形状変動が発生することにな
る。
の焼結体の収縮過程において、ある程度の形状変動は避
けられないからである。例えば、焼結工程での収縮の度
合いは、焼結体の各部位の局所密度に応じて異なってく
るが、焼結前の各部位の局所密度は当然のことながら均
一ではないため、上記の形状変動が発生することにな
る。
【０００７】特に、焼結ペレットの端面部には「チャン
ファ」と呼ばれる面取り部分が形成されているが、その
ために成形機のパンチとダイスとの間に心位置ずれが生
じたり、取付けアライメントに影響が及ぶことがあり、
また、燃料粉体供給後のすり切り高さに変動が生じ、焼
結ペレット端面部の平坦度にバラツキが発生することが
ある。
ファ」と呼ばれる面取り部分が形成されているが、その
ために成形機のパンチとダイスとの間に心位置ずれが生
じたり、取付けアライメントに影響が及ぶことがあり、
また、燃料粉体供給後のすり切り高さに変動が生じ、焼
結ペレット端面部の平坦度にバラツキが発生することが
ある。
【０００８】さらに、ハイトメータを用いた従来の高さ
測定の場合、このハイトメータの測定子先端の幅寸法
は、スピンドルマイクロメータの測定子の径寸法とほぼ
同じ（５〜７mm）である。したがって、上記のように焼
結ペレット端面部の平坦度にバラツキが発生し、端面突
起や局所的な傾斜が存在しているときには、このハイト
メータによる測定は、最高高さを測定していることにな
るので、この高さ測定により得られた密度の値は、実際
の密度を過小評価した値となっている。このような理由
により、従来は、焼結ペレットの密度の測定精度を一定
レベル以上向上させることができなかった。
測定の場合、このハイトメータの測定子先端の幅寸法
は、スピンドルマイクロメータの測定子の径寸法とほぼ
同じ（５〜７mm）である。したがって、上記のように焼
結ペレット端面部の平坦度にバラツキが発生し、端面突
起や局所的な傾斜が存在しているときには、このハイト
メータによる測定は、最高高さを測定していることにな
るので、この高さ測定により得られた密度の値は、実際
の密度を過小評価した値となっている。このような理由
により、従来は、焼結ペレットの密度の測定精度を一定
レベル以上向上させることができなかった。
【０００９】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、焼結ペレットの端面部の形状に応じたきめ細かい
高さ測定を可能にし、もって焼結ペレットの密度の測定
精度を大きく向上させることが可能な原子燃料焼結体密
度測定装置を提供することを目的としている。
あり、焼結ペレットの端面部の形状に応じたきめ細かい
高さ測定を可能にし、もって焼結ペレットの密度の測定
精度を大きく向上させることが可能な原子燃料焼結体密
度測定装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、請求項１記載の発明は、端面部に面取り
部分が形成されている略円筒形状の焼結ペレットの重量
を測定する秤量ステーションと、前記焼結ペレットの直
径を測定する直径測定ステーションと、前記焼結ペレッ
トの高さを測定する高さ測定ステーションと、前記焼結
ペレットを前記各ステーションに送り込んで各測定を行
わせると共に、各測定終了後は前記各ステーションから
前記焼結ペレットを取り出す焼結ペレット搬送装置と、
前記３つのステーションの測定結果に基づき前記焼結ペ
レットの密度を演算する密度演算手段と、を備えた原子
燃料焼結体密度測定装置において、前記高さ測定ステー
ションは、所定の測定位置に載置された前記焼結ペレッ
トの端面部に臨み且つこの端面部に沿って移動可能に配
設された非接触型の端面高さ検出器と、前記端面高さ検
出器を前記焼結ペレットの径方向に沿って走査させ、し
かも、前記端面高さ検出器を前記焼結ペレットの円周方
向に沿って所定角度ずつ回転させると共に、前記焼結ペ
レットの径方向に沿う走査を各角度毎に行う検出器移動
装置と、を有し、前記密度演算手段は、前記端面高さ検
出器からの検出データに基づき前記焼結ペレットの体積
を求め、この体積に基づき前記密度の演算を行うもので
ある、ことを特徴とする。
の手段として、請求項１記載の発明は、端面部に面取り
部分が形成されている略円筒形状の焼結ペレットの重量
を測定する秤量ステーションと、前記焼結ペレットの直
径を測定する直径測定ステーションと、前記焼結ペレッ
トの高さを測定する高さ測定ステーションと、前記焼結
ペレットを前記各ステーションに送り込んで各測定を行
わせると共に、各測定終了後は前記各ステーションから
前記焼結ペレットを取り出す焼結ペレット搬送装置と、
前記３つのステーションの測定結果に基づき前記焼結ペ
レットの密度を演算する密度演算手段と、を備えた原子
燃料焼結体密度測定装置において、前記高さ測定ステー
ションは、所定の測定位置に載置された前記焼結ペレッ
トの端面部に臨み且つこの端面部に沿って移動可能に配
設された非接触型の端面高さ検出器と、前記端面高さ検
出器を前記焼結ペレットの径方向に沿って走査させ、し
かも、前記端面高さ検出器を前記焼結ペレットの円周方
向に沿って所定角度ずつ回転させると共に、前記焼結ペ
レットの径方向に沿う走査を各角度毎に行う検出器移動
装置と、を有し、前記密度演算手段は、前記端面高さ検
出器からの検出データに基づき前記焼結ペレットの体積
を求め、この体積に基づき前記密度の演算を行うもので
ある、ことを特徴とする。
【００１１】
【００１２】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記密度演算手段は、前記焼結ペレットの
体積を求める場合に、この焼結ペレットを、最小端面高
さ位置での径方向へのカットにより得られる端面付近体
積部と、この端面付近体積部を除くことにより得られる
中間円筒体積部とに分け、これらの体積部を合計するこ
とにより求めるものである、ことを特徴とする。
明において、前記密度演算手段は、前記焼結ペレットの
体積を求める場合に、この焼結ペレットを、最小端面高
さ位置での径方向へのカットにより得られる端面付近体
積部と、この端面付近体積部を除くことにより得られる
中間円筒体積部とに分け、これらの体積部を合計するこ
とにより求めるものである、ことを特徴とする。
【００１３】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、請求項２記載の発明において、前記密度演
算手段は、前記中間円筒体積部をアワーグラス補間を行
うことにより求めるものである、ことを特徴とする。
明において、請求項２記載の発明において、前記密度演
算手段は、前記中間円筒体積部をアワーグラス補間を行
うことにより求めるものである、ことを特徴とする。
【００１４】請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の
いずれかに記載の発明において、前記非接触型の端面高
さ検出器がレーザ変位計である、ことを特徴とする。
いずれかに記載の発明において、前記非接触型の端面高
さ検出器がレーザ変位計である、ことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基
づき説明する。図１は、本発明の実施形態に係る原子燃
料焼結体密度測定装置の概略構成図である。この図に示
すように、所定位置に秤量ステーション１、直径測定ス
テーション２、及び高さ測定ステーション３が設置され
ており、更にこれら各ステーションに対する焼結ペレッ
トの送り込み及び取り出しを行うペレット搬送装置４が
設置されている。
づき説明する。図１は、本発明の実施形態に係る原子燃
料焼結体密度測定装置の概略構成図である。この図に示
すように、所定位置に秤量ステーション１、直径測定ス
テーション２、及び高さ測定ステーション３が設置され
ており、更にこれら各ステーションに対する焼結ペレッ
トの送り込み及び取り出しを行うペレット搬送装置４が
設置されている。
【００１６】これら各ステーションの測定結果はコンピ
ュータ装置５に出力され、コンピュータ装置５内の密度
演算手段６はこれら測定結果の入力に基づき焼結ペレッ
トの演算を行うようになっている。そして、各ステーシ
ョンの側方にはレール８が敷設された架台７が設置され
ており、このレール８上を複数の焼結ペレットを載せた
マガジン９が移動できるようになっている。
ュータ装置５に出力され、コンピュータ装置５内の密度
演算手段６はこれら測定結果の入力に基づき焼結ペレッ
トの演算を行うようになっている。そして、各ステーシ
ョンの側方にはレール８が敷設された架台７が設置され
ており、このレール８上を複数の焼結ペレットを載せた
マガジン９が移動できるようになっている。
【００１７】なお、秤量ステーション１で用いる秤量器
は最大５０．０ｇまでの重量測定が可能なものであり、
その測定精度は±０．１ｇである。直径測定ステーショ
ン２で用いる測定器はレーザ測長器であり、その測定精
度は±０．００１mmである。高さ測定ステーション３で
用いる測定器はレーザ変位計であり、その測定精度は±
０．００１mmである。
は最大５０．０ｇまでの重量測定が可能なものであり、
その測定精度は±０．１ｇである。直径測定ステーショ
ン２で用いる測定器はレーザ測長器であり、その測定精
度は±０．００１mmである。高さ測定ステーション３で
用いる測定器はレーザ変位計であり、その測定精度は±
０．００１mmである。
【００１８】図２は焼結ペレットの形状を示す説明図で
あり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。この図
に示すように、焼結ペレットＰの形状は略円筒形状であ
るが、その上端面及び下端面に面取り部Ｐ1が形成され
ている。
あり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。この図
に示すように、焼結ペレットＰの形状は略円筒形状であ
るが、その上端面及び下端面に面取り部Ｐ1が形成され
ている。
【００１９】図３は、焼結工程を終えた時点での焼結ペ
レットＰの配置状態を示す説明図である。この図に示す
ように、焼結工程を終えた時点では、複数の焼結ペレッ
トＰがシートＳ上に配置されており、作業員は手作業に
よりこれら焼結ペレットＰをマガジン９内に移すように
なっている。
レットＰの配置状態を示す説明図である。この図に示す
ように、焼結工程を終えた時点では、複数の焼結ペレッ
トＰがシートＳ上に配置されており、作業員は手作業に
よりこれら焼結ペレットＰをマガジン９内に移すように
なっている。
【００２０】図４は、マガジン９及びこのマガジン９に
搭載される透明載物プレート１０を示した平面図、図５
は図４のV−V矢視図、図６は透明載物プレート１０の形
状を示した斜視図である。図４に示すように、マガジン
９には、半円部を有する略馬蹄形状の切り欠き部９ａが
設けられており、この切り欠き部９ａの内側に焼結ペレ
ットＰが載置された透明載物プレート１０が収納されて
いる。透明載物プレート１０は、図５に示すように、切
り欠き部９ａから中央側に突出した支持部９ｂ上に支持
されており、この支持部９ｂの下方に開口部９ｃが形成
されている。図６に示した透明載物プレート１０は、そ
の半円部の内周面が焼結ペレットＰの外周面と合致する
ように形成されている。焼結ペレットＰは、この透明載
物プレート１０に載置された状態で上端面の高さすなわ
ち凹凸状態が測定されるが、下端面側の凹凸状態の測定
も可能にするために透明載物プレート１０はレーザ光が
透過可能な透明ガラスにより形成されている。
搭載される透明載物プレート１０を示した平面図、図５
は図４のV−V矢視図、図６は透明載物プレート１０の形
状を示した斜視図である。図４に示すように、マガジン
９には、半円部を有する略馬蹄形状の切り欠き部９ａが
設けられており、この切り欠き部９ａの内側に焼結ペレ
ットＰが載置された透明載物プレート１０が収納されて
いる。透明載物プレート１０は、図５に示すように、切
り欠き部９ａから中央側に突出した支持部９ｂ上に支持
されており、この支持部９ｂの下方に開口部９ｃが形成
されている。図６に示した透明載物プレート１０は、そ
の半円部の内周面が焼結ペレットＰの外周面と合致する
ように形成されている。焼結ペレットＰは、この透明載
物プレート１０に載置された状態で上端面の高さすなわ
ち凹凸状態が測定されるが、下端面側の凹凸状態の測定
も可能にするために透明載物プレート１０はレーザ光が
透過可能な透明ガラスにより形成されている。
【００２１】図７は、ペレット搬送装置４の具体的な構
成を示す側面図である。駆動部１１の前面からは進退ア
ーム１２が延びており、その先端側には透明載物プレー
ト１０を載せるための受け台１３が取り付けられてい
る。駆動部１１の前面からは、また、進退アーム１２の
上方に位置する進退アーム１４も延びており、その先端
側には焼結ペレットＰを押圧して位置を固定するための
押圧固定部１５が取り付けられている。押圧固定部１５
の前面部には柔らかい材質の押付パッド１６が取り付け
られている。押圧固定部１５の上面部からは、昇降動と
軸周りの回転とが可能な昇降軸１７が延びている。そし
て、この昇降軸１７の先端側には、押付パッド１６と同
様の柔らかい材質で形成された押えパッド１９が取り付
けられている。なお、駆動部１１は３軸方向へ自在に移
動することができ、したがって、受け台１３、押付パッ
ド１６及び押えパッド１９は任意の位置に移動すること
が可能になっている。
成を示す側面図である。駆動部１１の前面からは進退ア
ーム１２が延びており、その先端側には透明載物プレー
ト１０を載せるための受け台１３が取り付けられてい
る。駆動部１１の前面からは、また、進退アーム１２の
上方に位置する進退アーム１４も延びており、その先端
側には焼結ペレットＰを押圧して位置を固定するための
押圧固定部１５が取り付けられている。押圧固定部１５
の前面部には柔らかい材質の押付パッド１６が取り付け
られている。押圧固定部１５の上面部からは、昇降動と
軸周りの回転とが可能な昇降軸１７が延びている。そし
て、この昇降軸１７の先端側には、押付パッド１６と同
様の柔らかい材質で形成された押えパッド１９が取り付
けられている。なお、駆動部１１は３軸方向へ自在に移
動することができ、したがって、受け台１３、押付パッ
ド１６及び押えパッド１９は任意の位置に移動すること
が可能になっている。
【００２２】図８は、高さ測定ステーション３の具体的
な構成を示す側面図である。この図において、支持台２
０が所定位置に配設されており、支持台２０の前面側に
載物台２１が取り付けられている。この載物台２１の形
状についての詳しい記載は省略するが、ペレット搬送装
置４により送り込まれてきた透明載物プレート１０及び
これに載せられた焼結ペレットＰを内側に収納可能な形
状となっている。そして、透明載物プレート１０に載せ
られた焼結ペレットＰの下端面側の凹凸状態を測定可能
とするため、焼結ペレットＰの面積よりもやや大きめの
部分が透明部２１ａにより形成されている。また、載物
台２１の底面部付近には、焼結ペレットＰの存在を検知
するための在荷センサ２２が設けられている。
な構成を示す側面図である。この図において、支持台２
０が所定位置に配設されており、支持台２０の前面側に
載物台２１が取り付けられている。この載物台２１の形
状についての詳しい記載は省略するが、ペレット搬送装
置４により送り込まれてきた透明載物プレート１０及び
これに載せられた焼結ペレットＰを内側に収納可能な形
状となっている。そして、透明載物プレート１０に載せ
られた焼結ペレットＰの下端面側の凹凸状態を測定可能
とするため、焼結ペレットＰの面積よりもやや大きめの
部分が透明部２１ａにより形成されている。また、載物
台２１の底面部付近には、焼結ペレットＰの存在を検知
するための在荷センサ２２が設けられている。
【００２３】載物台２１に対向する位置の上方及び下方
には一対の昇降軸２３ａ，２３ｂが設置されており、そ
れぞれの昇降軸２３ａ，２３ｂに昇降ブロック部２４
ａ，２４ｂが昇降動可能に取り付けられている。昇降ブ
ロック部２４ａ，２４ｂには、それぞれ支持部材２５
ａ，２５ｂが固着されており、この支持部材２５ａ，２
５ｂにモータ２６ａ，２６ｂが取り付けられている。モ
ータ２６ａ，２６ｂの回転軸には、レール部材２８ａ，
２８ｂが固着された取付部材２７ａ，２７ｂが取り付け
られており、このレール部材２８ａ，２８ｂには非接触
型端面高さ検出器としてのレーザ変位計２９ａ，２９ｂ
が取り付けられている。なお、図９は、図８のIX−IX矢
視図であり、焼結ペレットＰに対するモータ２６ａ及び
レーザ変位計２９ａ等の位置関係（モータ２６ｂ及びレ
ーザ変位計２９ｂ等の位置関係も同様である。）を示し
た平面図である。
には一対の昇降軸２３ａ，２３ｂが設置されており、そ
れぞれの昇降軸２３ａ，２３ｂに昇降ブロック部２４
ａ，２４ｂが昇降動可能に取り付けられている。昇降ブ
ロック部２４ａ，２４ｂには、それぞれ支持部材２５
ａ，２５ｂが固着されており、この支持部材２５ａ，２
５ｂにモータ２６ａ，２６ｂが取り付けられている。モ
ータ２６ａ，２６ｂの回転軸には、レール部材２８ａ，
２８ｂが固着された取付部材２７ａ，２７ｂが取り付け
られており、このレール部材２８ａ，２８ｂには非接触
型端面高さ検出器としてのレーザ変位計２９ａ，２９ｂ
が取り付けられている。なお、図９は、図８のIX−IX矢
視図であり、焼結ペレットＰに対するモータ２６ａ及び
レーザ変位計２９ａ等の位置関係（モータ２６ｂ及びレ
ーザ変位計２９ｂ等の位置関係も同様である。）を示し
た平面図である。
【００２４】例えば、昇降軸２３ａ側の各部材につき説
明すると、昇降ブロック部２４ａは、図示を省略してあ
る駆動機構により昇降軸２３ａ上を昇降動し、レーザ変
位計２９ａを矢印Ｙ1方向に上下動できるようになって
いる。この上下動は検出位置調整のために行うものであ
り、その上下動する距離は僅かなものである。モータ２
６ａは、その回転軸を中心として取付部材２７ａを所定
角度ずつ（この実施形態では１０°ずつ）回転させ、レ
ーザ変位計２９ａを矢印Ｙ2方向に回転できるようにな
っている。そして、レーザ変位計２９ａは、図示を省略
してある駆動機構によりレール部材２８ａ上を水平動さ
れ、矢印Ｙ3方向を往復移動できるようになっている。
なお、本実施形態では、矢印Ｙ2方向に回転させる際の
所定角度を１０°としているが、被測定物の形状、ある
いは要求されている測定精度を考慮して、この所定角度
を１０°から適宜増減させて設定することができる。
明すると、昇降ブロック部２４ａは、図示を省略してあ
る駆動機構により昇降軸２３ａ上を昇降動し、レーザ変
位計２９ａを矢印Ｙ1方向に上下動できるようになって
いる。この上下動は検出位置調整のために行うものであ
り、その上下動する距離は僅かなものである。モータ２
６ａは、その回転軸を中心として取付部材２７ａを所定
角度ずつ（この実施形態では１０°ずつ）回転させ、レ
ーザ変位計２９ａを矢印Ｙ2方向に回転できるようにな
っている。そして、レーザ変位計２９ａは、図示を省略
してある駆動機構によりレール部材２８ａ上を水平動さ
れ、矢印Ｙ3方向を往復移動できるようになっている。
なお、本実施形態では、矢印Ｙ2方向に回転させる際の
所定角度を１０°としているが、被測定物の形状、ある
いは要求されている測定精度を考慮して、この所定角度
を１０°から適宜増減させて設定することができる。
【００２５】また、昇降軸２３ａは、図示を省略してあ
る駆動機構により、その中心軸を中心として所定角度θ
の範囲内で回動できるようになっており、これにより支
持部材２５ａ及びレール部材２８ａの左方向又は右方向
への首振り動作を可能にしている。したがって、レーザ
変位計２９ａの検出領域設定の際の自由度をより大きく
することができる。なお、部材２３ｂ〜２９ｂも上記の
部材２３ａ〜２９ａと同様に機能することが可能なもの
である。
る駆動機構により、その中心軸を中心として所定角度θ
の範囲内で回動できるようになっており、これにより支
持部材２５ａ及びレール部材２８ａの左方向又は右方向
への首振り動作を可能にしている。したがって、レーザ
変位計２９ａの検出領域設定の際の自由度をより大きく
することができる。なお、部材２３ｂ〜２９ｂも上記の
部材２３ａ〜２９ａと同様に機能することが可能なもの
である。
【００２６】図１０は、レーザ変位計２９ａ，２９ｂの
走査方向及び走査範囲についての説明図である。この図
において、焼結ペレットＰの端面と平行な平面上に座標
領域が設定されており、０°〜１７０°の範囲に１０°
ずつずれた１８本の走査ラインＬ0〜Ｌ17が設けられて
いる。これらの走査ラインは、それぞれ焼結ペレットＰ
の中心位置を通るようになっており、上記の取付部材２
７ａ，２７ｂはモータ２６ａ，２６ｂによる矢印Ｙ2方
向への回転により、順次その長軸が各走査ラインＬ0〜
Ｌ17と一致するように向きを変えていくようになってい
る。そして、各走査ラインＬ0〜Ｌ17上には一定の長さ
を有する走査領域Ｒが設定されている。レーザ変位計２
９ａ，２９ｂは、上記のレール部材２８ａ，２８ｂ上の
矢印Ｙ3方向への往復移動によりこの走査領域Ｒでの走
査を行うようになっている。
走査方向及び走査範囲についての説明図である。この図
において、焼結ペレットＰの端面と平行な平面上に座標
領域が設定されており、０°〜１７０°の範囲に１０°
ずつずれた１８本の走査ラインＬ0〜Ｌ17が設けられて
いる。これらの走査ラインは、それぞれ焼結ペレットＰ
の中心位置を通るようになっており、上記の取付部材２
７ａ，２７ｂはモータ２６ａ，２６ｂによる矢印Ｙ2方
向への回転により、順次その長軸が各走査ラインＬ0〜
Ｌ17と一致するように向きを変えていくようになってい
る。そして、各走査ラインＬ0〜Ｌ17上には一定の長さ
を有する走査領域Ｒが設定されている。レーザ変位計２
９ａ，２９ｂは、上記のレール部材２８ａ，２８ｂ上の
矢印Ｙ3方向への往復移動によりこの走査領域Ｒでの走
査を行うようになっている。
【００２７】このように、各走査ラインＬ0〜Ｌ17に沿
ってレーザ変位計２９ａ，２９ｂが走査領域Ｒを走査す
ることにより、焼結ペレットＰの端面の全部位をほぼ均
等に測定することが可能となる。この場合、走査領域Ｒ
内を１往復（つまり２回の走査）するのに要する時間は
約２０マイクロ秒であり、また、走査ラインの向きを１
０°変えるのに要する時間は０．５〜１．０秒である。
したがって、全部位の測定データを収集するのに約２０
秒の時間を要することになる。
ってレーザ変位計２９ａ，２９ｂが走査領域Ｒを走査す
ることにより、焼結ペレットＰの端面の全部位をほぼ均
等に測定することが可能となる。この場合、走査領域Ｒ
内を１往復（つまり２回の走査）するのに要する時間は
約２０マイクロ秒であり、また、走査ラインの向きを１
０°変えるのに要する時間は０．５〜１．０秒である。
したがって、全部位の測定データを収集するのに約２０
秒の時間を要することになる。
【００２８】次に、上記のように構成される本実施形態
の動作を説明する。図３において既述したように、作業
員はシートＳから複数の焼結ペレットＰを手作業により
マガジン９内に移し換える。いま、これらの焼結ペレッ
トＰに対する秤量ステーション１での重量測定、及び直
径測定ステーション２での直径測定が終了し、マガジン
９が架台７のレール８上を移動して高さ測定ステーショ
ン３の測方の所定位置に停止した時点であるとする。
の動作を説明する。図３において既述したように、作業
員はシートＳから複数の焼結ペレットＰを手作業により
マガジン９内に移し換える。いま、これらの焼結ペレッ
トＰに対する秤量ステーション１での重量測定、及び直
径測定ステーション２での直径測定が終了し、マガジン
９が架台７のレール８上を移動して高さ測定ステーショ
ン３の測方の所定位置に停止した時点であるとする。
【００２９】図７に示したペレット搬送装置４の駆動部
１１は進退アーム１２及び進退アーム１４をマガジン９
側に向けて前進させる。これにより、受け台１３がマガ
ジン９の開口部９ｃ（図５参照）内に進入すると共に、
押圧固定部１５の前面に取り付けられた押付パッド１６
が焼結ペレットＰの外周面を押し付ける。次いで、押圧
固定部１５の昇降軸１７が下降し、これにより支持部材
１８に取り付けられた押えパッド１９が焼結ペレットＰ
の上端面を下方へ押し付ける。そして、この状態で駆動
部１１は進退アーム１２及び進退アーム１４を後退さ
せ、透明載物プレート１０及びこれに載置された焼結ペ
レットＰをマガジン９から取り出す。
１１は進退アーム１２及び進退アーム１４をマガジン９
側に向けて前進させる。これにより、受け台１３がマガ
ジン９の開口部９ｃ（図５参照）内に進入すると共に、
押圧固定部１５の前面に取り付けられた押付パッド１６
が焼結ペレットＰの外周面を押し付ける。次いで、押圧
固定部１５の昇降軸１７が下降し、これにより支持部材
１８に取り付けられた押えパッド１９が焼結ペレットＰ
の上端面を下方へ押し付ける。そして、この状態で駆動
部１１は進退アーム１２及び進退アーム１４を後退さ
せ、透明載物プレート１０及びこれに載置された焼結ペ
レットＰをマガジン９から取り出す。
【００３０】ペレット搬送装置４は、次いで、駆動部１
１を図８に示した支持台２０の前に位置させる。そし
て、駆動部１１は進退アーム１２，１４を前進させ、受
け台１３とこれに載せられた透明載物プレート１０及び
焼結ペレットＰとを載物台２１の奥に向けて移動させ
る。しかし、載物台２１の中程には受け台１３と同じ高
さの段部が形成されており、受け台１３の前面がこの段
部にぶつかるために、進退アーム１２のそれ以上の前進
駆動が拘束される。したがって、それ以降は進退アーム
１４のみが前進し、透明載物プレート１０の前部が載物
台２１の奥の壁部に当接した時点で進退アーム１４の前
進動作も停止する。
１を図８に示した支持台２０の前に位置させる。そし
て、駆動部１１は進退アーム１２，１４を前進させ、受
け台１３とこれに載せられた透明載物プレート１０及び
焼結ペレットＰとを載物台２１の奥に向けて移動させ
る。しかし、載物台２１の中程には受け台１３と同じ高
さの段部が形成されており、受け台１３の前面がこの段
部にぶつかるために、進退アーム１２のそれ以上の前進
駆動が拘束される。したがって、それ以降は進退アーム
１４のみが前進し、透明載物プレート１０の前部が載物
台２１の奥の壁部に当接した時点で進退アーム１４の前
進動作も停止する。
【００３１】このとき、それまで押付パッド１６及び押
えパッド１９により焼結ペレットＰを固定していた押圧
固定部１５は、昇降軸１７をやや上昇させ、押えパッド
１９の押さえつけ動作を解除し、さらに昇降軸１７を回
転させて支持部材１８に取り付けられた押えパッド１９
を焼結ペレットＰの手前側に位置させる。これにより、
焼結ペレットＰの上端面が全て開放され、レーザ変位計
２９による測定が可能な状態となる。この状態では、押
えパッド１９による押さえつけが解除されているが、押
付パッド１６が一定の押圧力により焼結ペレットＰを押
しつけ、透明載物プレート１０を載物台２１の壁部に押
圧しているので、焼結ペレットＰの測定実行に際しての
位置決めは確実に行われている。
えパッド１９により焼結ペレットＰを固定していた押圧
固定部１５は、昇降軸１７をやや上昇させ、押えパッド
１９の押さえつけ動作を解除し、さらに昇降軸１７を回
転させて支持部材１８に取り付けられた押えパッド１９
を焼結ペレットＰの手前側に位置させる。これにより、
焼結ペレットＰの上端面が全て開放され、レーザ変位計
２９による測定が可能な状態となる。この状態では、押
えパッド１９による押さえつけが解除されているが、押
付パッド１６が一定の押圧力により焼結ペレットＰを押
しつけ、透明載物プレート１０を載物台２１の壁部に押
圧しているので、焼結ペレットＰの測定実行に際しての
位置決めは確実に行われている。
【００３２】焼結ペレットＰが所定の測定位置に位置決
めされると、在荷センサ２２が焼結ペレットＰの存在を
検知する。これにより、図示を省略してある駆動機構が
動作して昇降軸２３ａ，２３ｂを回動させると共に昇降
ブロック部２４ａ，２４ｂを上昇又は下降させ、レーザ
変位計２９ａ，２９ｂを焼結ペレットＰの上端面の上方
及び下端面の下方に位置させる。次いで、モータ２６
ａ，２６ｂは取付部材２７ａ，２７ｂを回転させ、その
長軸を走査ラインＬ0（図１０参照）に一致させる。
めされると、在荷センサ２２が焼結ペレットＰの存在を
検知する。これにより、図示を省略してある駆動機構が
動作して昇降軸２３ａ，２３ｂを回動させると共に昇降
ブロック部２４ａ，２４ｂを上昇又は下降させ、レーザ
変位計２９ａ，２９ｂを焼結ペレットＰの上端面の上方
及び下端面の下方に位置させる。次いで、モータ２６
ａ，２６ｂは取付部材２７ａ，２７ｂを回転させ、その
長軸を走査ラインＬ0（図１０参照）に一致させる。
【００３３】そして、レーザ変位計２９ａ，２９ｂは、
図示を省略してある駆動機構により駆動され、走査ライ
ンＬ0上の走査領域Ｒを１往復すなわち２回走査して所
定サンプリング間隔で焼結ペレットＰの上端面の高さ測
定を行う。なお、走査を２回行うのは、各回の走査によ
り得られたデータを比較することによりノイズ等の異常
データを除去するためである。
図示を省略してある駆動機構により駆動され、走査ライ
ンＬ0上の走査領域Ｒを１往復すなわち２回走査して所
定サンプリング間隔で焼結ペレットＰの上端面の高さ測
定を行う。なお、走査を２回行うのは、各回の走査によ
り得られたデータを比較することによりノイズ等の異常
データを除去するためである。
【００３４】レーザ変位計２９ａ，２９ｂが走査ライン
Ｌ0上の走査領域Ｒを１往復して高さ測定を行うと、モ
ータ２６ａ，２６ｂはさらに取付部材２７ａ，２７ｂを
回転させ、その長軸を走査ラインＬ1に一致させる。そ
して、レーザ変位計２９ａ，２９ｂは走査ラインＬ1上
の走査領域Ｒの走査を前回と同様に行う。このようにし
て、レーザ変位計２９ａ，２９ｂは、各走査ラインＬ0
〜Ｌ17上の走査領域Ｒの走査を行い、焼結ペレットＰの
上端面及び下端面のほぼ全ての部位の高さ測定を行い、
その測定データを密度演算手段６に送出する。
Ｌ0上の走査領域Ｒを１往復して高さ測定を行うと、モ
ータ２６ａ，２６ｂはさらに取付部材２７ａ，２７ｂを
回転させ、その長軸を走査ラインＬ1に一致させる。そ
して、レーザ変位計２９ａ，２９ｂは走査ラインＬ1上
の走査領域Ｒの走査を前回と同様に行う。このようにし
て、レーザ変位計２９ａ，２９ｂは、各走査ラインＬ0
〜Ｌ17上の走査領域Ｒの走査を行い、焼結ペレットＰの
上端面及び下端面のほぼ全ての部位の高さ測定を行い、
その測定データを密度演算手段６に送出する。
【００３５】上記のように、レーザ変位計２９ａ，２９
ｂによる焼結ペレットＰの高さ測定が終了すると、押圧
固定部１５は再び支持部材１８及び押えパッド１９を駆
動し、押えパッド１９で焼結ペレットＰの上端面を押さ
えつけるようにする。駆動部１１はこの状態で進退アー
ム１４を後退させ、透明載物プレート１０を受け台１３
上に載せた後、さらに進退アーム１２及び進退アーム１
４の双方を所定位置まで後退させる。この後、ペレット
搬送装置４は、焼結ペレットＰ及び透明載物プレート１
０をマガジン９の元の位置に戻す。そして、ペレット搬
送装置４は、マガジン９の隣の位置から次に測定すべき
焼結ペレットＰ及び透明載物プレート１０を取り出し、
同様の動作を行う。
ｂによる焼結ペレットＰの高さ測定が終了すると、押圧
固定部１５は再び支持部材１８及び押えパッド１９を駆
動し、押えパッド１９で焼結ペレットＰの上端面を押さ
えつけるようにする。駆動部１１はこの状態で進退アー
ム１４を後退させ、透明載物プレート１０を受け台１３
上に載せた後、さらに進退アーム１２及び進退アーム１
４の双方を所定位置まで後退させる。この後、ペレット
搬送装置４は、焼結ペレットＰ及び透明載物プレート１
０をマガジン９の元の位置に戻す。そして、ペレット搬
送装置４は、マガジン９の隣の位置から次に測定すべき
焼結ペレットＰ及び透明載物プレート１０を取り出し、
同様の動作を行う。
【００３６】一方、コンピュータ装置５内の密度演算手
段６は、レーザ変位計２９ａ，２９ｂから上記のような
走査ラインＬ0〜Ｌ17に沿った上端面及び下端面の高さ
測定データを入力する。図１１は、この入力データの一
例を示すものであり、（ａ），（ｂ）は走査ラインＬ
0，Ｌ3に沿った上端面側の高さ測定データ、（ｃ），
（ｄ）は走査ラインＬ0，Ｌ3に沿った下端面側の高さ測
定データを示している。
段６は、レーザ変位計２９ａ，２９ｂから上記のような
走査ラインＬ0〜Ｌ17に沿った上端面及び下端面の高さ
測定データを入力する。図１１は、この入力データの一
例を示すものであり、（ａ），（ｂ）は走査ラインＬ
0，Ｌ3に沿った上端面側の高さ測定データ、（ｃ），
（ｄ）は走査ラインＬ0，Ｌ3に沿った下端面側の高さ測
定データを示している。
【００３７】密度演算手段６は、このような上端面側及
び下端面側の高さ測定データと、直径測定ステーション
２から既に入力済みの直径測定データとから焼結ペレッ
トＰの体積を求め、秤量ステーション１から既に入力済
みの重量測定データの値をこの体積の値で除算すること
により焼結ペレットＰの密度を求めている。
び下端面側の高さ測定データと、直径測定ステーション
２から既に入力済みの直径測定データとから焼結ペレッ
トＰの体積を求め、秤量ステーション１から既に入力済
みの重量測定データの値をこの体積の値で除算すること
により焼結ペレットＰの密度を求めている。
【００３８】ここで、密度演算手段６は、焼結ペレット
Ｐの体積を次のようにして求めている。図１２は、この
体積の求め方についての説明図である。すなわち、レー
ザ変位計２９ａ，２９ｂからの走査ラインＬ0〜Ｌ17に
沿った上端面及び下端面の高さ測定データにより、各端
面付近での３次元的形状が得られる。そして、各端面側
におけるこれらの高さ測定データのうち最小の高さを
「最小端面」高さとし、この最小端面高さで上記の３次
元的形状をカットすることにより、上端面付近体積部Ｖ
1及び下端面付近体積部Ｖ2が得られる。したがって、こ
れらの体積部Ｖ1，Ｖ2以外の体積部が中間円筒体積部Ｖ
3となる。密度演算手段６は、このような上端面付近体
積部Ｖ1及び下端面付近体積部Ｖ2の体積と、中間円筒体
積部Ｖ3の体積とを加算することにより焼結ペレットＰ
の全体の体積を求めている。
Ｐの体積を次のようにして求めている。図１２は、この
体積の求め方についての説明図である。すなわち、レー
ザ変位計２９ａ，２９ｂからの走査ラインＬ0〜Ｌ17に
沿った上端面及び下端面の高さ測定データにより、各端
面付近での３次元的形状が得られる。そして、各端面側
におけるこれらの高さ測定データのうち最小の高さを
「最小端面」高さとし、この最小端面高さで上記の３次
元的形状をカットすることにより、上端面付近体積部Ｖ
1及び下端面付近体積部Ｖ2が得られる。したがって、こ
れらの体積部Ｖ1，Ｖ2以外の体積部が中間円筒体積部Ｖ
3となる。密度演算手段６は、このような上端面付近体
積部Ｖ1及び下端面付近体積部Ｖ2の体積と、中間円筒体
積部Ｖ3の体積とを加算することにより焼結ペレットＰ
の全体の体積を求めている。
【００３９】ところで、図１２の図示から明らかなよう
に、中間円筒体積部Ｖ3は完全な円柱体ではなく、中央
部付近に凹みのあるアワーグラス状（所謂、続き鼓形形
状）となっている。粉体の成形・焼結を行う分野では、
このように焼結体の形状がアワーグラス状になること自
体は一般的な現象であり良く知られている。中央部付近
の凹みの程度は、当初の成形体の平均密度（場合によっ
ては局所密度）と、最終的な焼結体の密度との差により
異なってくるが、二酸化ウラン粉末のような原子燃料粉
末は他の一般的な粉末に比べて成形体の密度が低く、焼
結過程での原子移動距離が大きくなるため、形状寸法へ
の影響が大きなものとなる。
に、中間円筒体積部Ｖ3は完全な円柱体ではなく、中央
部付近に凹みのあるアワーグラス状（所謂、続き鼓形形
状）となっている。粉体の成形・焼結を行う分野では、
このように焼結体の形状がアワーグラス状になること自
体は一般的な現象であり良く知られている。中央部付近
の凹みの程度は、当初の成形体の平均密度（場合によっ
ては局所密度）と、最終的な焼結体の密度との差により
異なってくるが、二酸化ウラン粉末のような原子燃料粉
末は他の一般的な粉末に比べて成形体の密度が低く、焼
結過程での原子移動距離が大きくなるため、形状寸法へ
の影響が大きなものとなる。
【００４０】そこで、密度演算手段６は、直径測定ステ
ーション２及び高さ測定ステーション３の測定データに
基づき中間円筒体積部Ｖ3の体積を求めているが、この
中間円筒体積部Ｖ3の体積を求める場合に、従来行われ
ていた円柱体近似法に代えて「アワーグラス補間法」を
採用している。従来行われていた円柱体近似法では、ハ
イトメータにより焼結ペレットＰの最大値高さを捉え、
焼結ペレットＰを高さ方向へ複数個所に分割してレーザ
測長器により各個所の断面の直径を求めている。そし
て、この複数個所の直径の平均値と、ハイトメータで測
定した高さとから円柱体の体積を演算し、この演算値に
焼結ペレットＰの形状に対応した補正係数を乗じること
により中間円筒体積部Ｖ3の体積を求めている。
ーション２及び高さ測定ステーション３の測定データに
基づき中間円筒体積部Ｖ3の体積を求めているが、この
中間円筒体積部Ｖ3の体積を求める場合に、従来行われ
ていた円柱体近似法に代えて「アワーグラス補間法」を
採用している。従来行われていた円柱体近似法では、ハ
イトメータにより焼結ペレットＰの最大値高さを捉え、
焼結ペレットＰを高さ方向へ複数個所に分割してレーザ
測長器により各個所の断面の直径を求めている。そし
て、この複数個所の直径の平均値と、ハイトメータで測
定した高さとから円柱体の体積を演算し、この演算値に
焼結ペレットＰの形状に対応した補正係数を乗じること
により中間円筒体積部Ｖ3の体積を求めている。
【００４１】しかし、このような円柱体近似法では、円
柱体中央部の微妙な凹みの形状部分の体積を充分正確に
求めることができず、したがって、この円柱体近似法に
基づき行われる演算では一定レベル以上の精度の密度を
えることができなかった。これに対し、本発明における
密度演算手段６のアワーグラス補間では、中間円筒体積
部Ｖ3の高さ方向に沿って複数個所の直径を測定してい
き、これを左右対称の形状と仮定して横軸に半径、縦軸
に円筒体各部の断面高さをプロットする。そして、各プ
ロット点を結ぶと、鼓形状の折れ線が得られるが、この
折れ線をスムースな曲線として表現するために最小自乗
法を用い、また、凹み部分が微小なものであれば放物線
近似計算を用いるなどして円柱体中央部の微妙な凹み部
分の形状の体積を求めている。したがって、このアワー
グラス補間法によれば、充分に精度の高い焼結ペレット
Ｐの密度を得ることができる。
柱体中央部の微妙な凹みの形状部分の体積を充分正確に
求めることができず、したがって、この円柱体近似法に
基づき行われる演算では一定レベル以上の精度の密度を
えることができなかった。これに対し、本発明における
密度演算手段６のアワーグラス補間では、中間円筒体積
部Ｖ3の高さ方向に沿って複数個所の直径を測定してい
き、これを左右対称の形状と仮定して横軸に半径、縦軸
に円筒体各部の断面高さをプロットする。そして、各プ
ロット点を結ぶと、鼓形状の折れ線が得られるが、この
折れ線をスムースな曲線として表現するために最小自乗
法を用い、また、凹み部分が微小なものであれば放物線
近似計算を用いるなどして円柱体中央部の微妙な凹み部
分の形状の体積を求めている。したがって、このアワー
グラス補間法によれば、充分に精度の高い焼結ペレット
Ｐの密度を得ることができる。
【００４２】なお、上記実施形態では、非接触型の端面
高さ検出器としてレーザ変位計を用いた例を示したが、
同等の検出精度のものであればレーザ変位計に限定され
ることなく、他の検出器を用いることが可能である。
高さ検出器としてレーザ変位計を用いた例を示したが、
同等の検出精度のものであればレーザ変位計に限定され
ることなく、他の検出器を用いることが可能である。
【００４３】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、検出器
移動装置が非接触型の端面高さ検出器を焼結ペレットの
径方向に沿って走査させ、しかも、この端面高さ検出器
を焼結ペレットの円周方向に沿って所定角度ずつ回転さ
せると共に、焼結ペレットの径方向に沿う走査を各角度
毎に行うようにし、密度演算手段がこの端面高さ検出器
からの検出データに基づき焼結ペレットの体積を求め、
この体積に基づき密度の演算を行う構成としたので、焼
結ペレットの端面部の形状に応じたきめ細かい高さ測定
が可能になり、もって焼結ペレットの密度の測定精度を
大きく向上させることが可能になる。
移動装置が非接触型の端面高さ検出器を焼結ペレットの
径方向に沿って走査させ、しかも、この端面高さ検出器
を焼結ペレットの円周方向に沿って所定角度ずつ回転さ
せると共に、焼結ペレットの径方向に沿う走査を各角度
毎に行うようにし、密度演算手段がこの端面高さ検出器
からの検出データに基づき焼結ペレットの体積を求め、
この体積に基づき密度の演算を行う構成としたので、焼
結ペレットの端面部の形状に応じたきめ細かい高さ測定
が可能になり、もって焼結ペレットの密度の測定精度を
大きく向上させることが可能になる。
【図１】本発明の実施形態に係る原子燃料焼結体密度測
定装置の概略構成図。
定装置の概略構成図。
【図２】本発明の測定対象である焼結ペレットＰの形状
を示す説明図。
を示す説明図。
【図３】焼結工程を終えた時点での焼結ペレットＰの配
置状態を示す説明図。
置状態を示す説明図。
【図４】図１におけるマガジン９及びこのマガジン９に
搭載される透明載物プレート１０を示した平面図。
搭載される透明載物プレート１０を示した平面図。
【図５】図４のV−V矢視図。
【図６】図５における透明載物プレート１０の形状を示
す斜視図。
す斜視図。
【図７】図１におけるペレット搬送装置４の具体的な構
成を示す平面図。
成を示す平面図。
【図８】図１における高さ測定ステーション３の具体的
な構成を示す平面図。
な構成を示す平面図。
【図９】図８のIX−IX矢視図。
【図１０】図８におけるレーザ変位計２９ａの走査方向
及び走査範囲についての説明図。
及び走査範囲についての説明図。
【図１１】図８におけるレーザ変位計２９ａ，２９ｂの
測定データの一例を示す説明図であり、（ａ）は走査ラ
インＬ0に沿った上端面側の高さ測定データ、（ｂ）は
走査ラインＬ3に沿った上端面側の高さ測定データ、
（ｃ）は走査ラインＬ0に沿った下端面側の高さ測定デ
ータ、（ｄ）は走査ラインＬ3に沿った下端面側の高さ
測定データをそれぞれ示している。
測定データの一例を示す説明図であり、（ａ）は走査ラ
インＬ0に沿った上端面側の高さ測定データ、（ｂ）は
走査ラインＬ3に沿った上端面側の高さ測定データ、
（ｃ）は走査ラインＬ0に沿った下端面側の高さ測定デ
ータ、（ｄ）は走査ラインＬ3に沿った下端面側の高さ
測定データをそれぞれ示している。
【図１２】図１における密度演算手段６による焼結ペレ
ットＰの体積の求め方についての説明図。
ットＰの体積の求め方についての説明図。
Ｐ 焼結ペレットＰ
Ｐ1 面取り部Ｐ1
Ｓ シート
１ 秤量ステーション
２ 直径測定ステーション
３ 高さ測定ステーション
４ ペレット搬送装置
５ コンピュータ装置
６ 密度演算手段
７ 架台
８ レール
９ マガジン
９ａ 切り欠き部
９ｂ 支持部
９ｃ 開口部
１０ 透明載物プレート
１１ 駆動部
１２ 進退アーム
１３ 受け台
１４ 進退アーム
１５ 押圧固定部
１６ 押付パッド
１７ 昇降軸
１８ 支持部材
１９ 押えパッド
２０ 支持台
２１ 載物台
２１ａ 透明部
２２ 在荷センサ
２３ａ，２３ｂ 昇降軸
２４ａ，２４ｂ 昇降ブロック部
２５ａ，２５ｂ 支持部材
２６ａ，２６ｂ モータ
２７ａ，２７ｂ 取付部材
２８ａ，２８ｂ レール部材
２９ａ，２９ｂ レーザ変位計
Ｌ0〜Ｌ17 走査ライン
Ｒ 走査領域Ｒ
Ｖ1 上端面付近体積部
Ｖ2 上端面付近体積部
Ｖ3 中間円筒体積部Ｖ3
─────────────────────────────────────────────────────
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(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01N 9/02
G21C 17/06
G01B 11/08
Claims (4)
- 【請求項１】端面部に面取り部分が形成されている略円
筒形状の焼結ペレットの重量を測定する秤量ステーショ
ンと、 前記焼結ペレットの直径を測定する直径測定ステーショ
ンと、 前記焼結ペレットの高さを測定する高さ測定ステーショ
ンと、 前記焼結ペレットを前記各ステーションに送り込んで各
測定を行わせると共に、各測定終了後は前記各ステーシ
ョンから前記焼結ペレットを取り出す焼結ペレット搬送
装置と、 前記３つのステーションの測定結果に基づき前記焼結ペ
レットの密度を演算する密度演算手段と、 を備えた原子燃料焼結体密度測定装置において、 前記高さ測定ステーションは、 所定の測定位置に載置された前記焼結ペレットの端面部
に臨み且つこの端面部に沿って移動可能に配設された非
接触型の端面高さ検出器と、 前記端面高さ検出器を前記焼結ペレットの径方向に沿っ
て走査させ、しかも、前記端面高さ検出器を前記焼結ペ
レットの円周方向に沿って所定角度ずつ回転させると共
に、前記焼結ペレットの径方向に沿う走査を各角度毎に
行う検出器移動装置と、 を有し、 前記密度演算手段は、前記端面高さ検出器からの検出デ
ータに基づき前記焼結ペレットの体積を求め、この体積
に基づき前記密度の演算を行うものである、 ことを特徴とする原子燃料焼結体密度測定装置。 - 【請求項２】前記密度演算手段は、前記焼結ペレットの
体積を求める場合に、この焼結ペレットを、最小端面高
さ位置での径方向へのカットにより得られる端面付近体
積部と、この端面付近体積部を除くことにより得られる
中間円筒体積部とに分け、これらの体積部を合計するこ
とにより求めるものである、 ことを特徴とする請求項１記載の原子燃料焼結体密度測
定装置。 - 【請求項３】前記密度演算手段は、前記中間円筒体積部
をアワーグラス補間を行うことにより求めるものであ
る、 ことを特徴とする請求項２記載の原子燃料焼結体密度測
定装置。 - 【請求項４】前記非接触型の端面高さ検出器がレーザ変
位計である、 ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の原
子燃料焼結体密度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30373199A JP3440041B2 (ja) | 1999-10-26 | 1999-10-26 | 原子燃料焼結体密度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30373199A JP3440041B2 (ja) | 1999-10-26 | 1999-10-26 | 原子燃料焼結体密度測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001124684A JP2001124684A (ja) | 2001-05-11 |
| JP3440041B2 true JP3440041B2 (ja) | 2003-08-25 |
Family
ID=17924599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30373199A Expired - Fee Related JP3440041B2 (ja) | 1999-10-26 | 1999-10-26 | 原子燃料焼結体密度測定装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3440041B2 (ja) |
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| ES2223252B1 (es) * | 2002-12-09 | 2006-04-16 | M. Maravillas Bono Simo | Dispositivo para medir la densidad de las piezas ceramicas. |
| JP4668736B2 (ja) * | 2004-09-03 | 2011-04-13 | 世紀東急工業株式会社 | 路面状態測定システム |
| CN106404596A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-02-15 | 天津中环电炉股份有限公司 | 一种可视化烧结数据分析仪 |
| CN109142141A (zh) * | 2018-06-19 | 2019-01-04 | 湖北大学 | 一种三维激光实时探测固体材料密度系统及方法 |
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-
1999
- 1999-10-26 JP JP30373199A patent/JP3440041B2/ja not_active Expired - Fee Related
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