本发明专利技术涉及一种用于使用声波来测量核反应堆的内部结构(20)的线性移动的声传感器(10)，声传感器(10)包括：能够发射所述声波的电声换能器(14)；以及能够朝着内部结构(20)的测量区域引导所述换能器(14)发射的所述声波的波导(5)，其中所述声传感器(10)的特征在于所述波导(5)能够引导反射波并且所述波导(5)被固定到所述测量区域(20)并且被布置以便能够根据核反应堆的所述内部结构(20)的移动来延伸或者收缩。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测量核反应堆的内部结构的线性移动的声传感器
本专利技术涉及一种用于使用声波来测量线性移动的声传感器。 本专利技术在核反应堆领域中有特别令人感兴趣的应用，尤其用于测量核反应堆的内 部结构（如比如旨在于接收核燃料的、被称为堆芯支承（core support)的结构）的移动。
技术介绍
在核反应堆的服务年限期间，要求能够提供服务以及反应堆容器的内部结构的控 制和检查。因此，重要的是能够监视主要构件（比如经受大幅温度和压力应力的堆芯支承 结构）的静态变形。 已知使得有可能测量反应堆容器的内部结构的变形和移动的解决方案。然而，无 论使用的测量方法如何（例如电容的、光学的、电阻的、电磁的等），都要求在反应堆容器内 在适当位置设置传感器。因此，传感器经受很严苛的辐射和温度条件，这些条件强加了传感 器的特别复杂和昂贵的设计，该设计必须符合在对于设备构造的核安全方面的法规。 文献Acoustic sensors for measuring linear deformation under radiation conditions. A. V.Zelenchuk,AtomnayaEnergiya,Vol.51,No. 3,pp. 167-171,Septembe rl981描述了一种与用于测量的方法关联的、用于测量线性变形的声传感器，该声传感器 可以被用于比如在核反应堆的容器中存在的辐射和温度的条件中。 该文献描述了一种用于测量的设备，该设备由适于引导发射声波的第一波导以及 适于引导反射声波的第二波导形成。两个波导通过在第二波导上布置槽而在它们的末端之 一这一级相通。与待测量部件接触定位的移动活塞根据待测量部件的移动来修改槽的开口 而因此根据部件的线性移动来修改反射波的特征。尤其鉴于生产该设备所需要的元件数 目，这样的设备生产起来相对昂贵和复杂。 在另一方面，该文献还描述了一种用于测量的方法，该方法包括校准设备的步骤， 该步骤在于在活塞未关闭槽的情况下进行参考信号的测量以便执行传感器的校准。这样的 校准方法未使得有可能获得充分精确的测量结果，因为定期地执行校准并且测量条件能够 在每个校准时期之间变化，尤其当传感器被用于经受沿着测量设备的大幅温度梯度的环境 中时。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过提出一种用于测量线性移动的声传感器从而使得无论其中 使用传感器的环境如何并且尤其在经受通常为400°C量级的严苛温度条件的环境中有可能 取得精确测量结果来克服前述缺点。 出于这一目的，本专利技术提出一种用于使用声波来测量核反应堆的内部结构的线性 移动的声传感器，该声传感器包括： -能够发射所述声波的电声换能器； -能够朝着内部结构的测量区域引导所述换能器发射的所述声波的波导； 所述声传感器的特征在于所述波导能够引导反射波；所述波导被固定到内部结构 的所述测量区域，并且被布置以便能够根据核反应堆的所述内部结构的移动来延伸或者收 缩。 根据本专利技术的传感器使用单个波导用于传播发射波和反射波，从而使得因此有可 能最小化用于生产传感器的部件数目并且最小化在大幅温度和辐射条件中经受大幅应力 的部件数目。 根据本专利技术的用于测量线性移动的声传感器也可以具有在下文单独地或者根据 任何技术上允许的组合取得的特征中的一个或者若干特征： -所述波导由多个节段形成，该多个节段中的两个连续节段具有不同的直径，以便 能够在温度梯度之下进行测量； -所述波导由三个节段形成：包括所述换能器的连接节段、中间标准节段以及被 固定到所述测量区域的测量节段； -标准节段具有比位于所述标准节段的任一侧上的连接节段和测量节段小的直 径； -所述测量节段包括适于根据测量区域的移动来延伸或者收缩所述波导的器件； -所述器件由金属波纹管形成； -所述器件由被固定到所述测量区域并且在测量节段内滑动的活塞形成； -所述器件由圆柱形管形成，该圆柱形管包括被固定到所述测量区域的底部，所述 圆柱形管适于通过滑动来与所述测量节段配合； -所述电声换能器是压电换能器。 本专利技术的目的还在于一种用于使用根据本专利技术的声传感器来测量位于核反应堆 的容器中的内部结构的线性移动的方法，其特征在于它包括对所述传感器以这样的方式进 行定位的步骤，其中能够发射所述声波并且接收反射波的所述电声换能器位于所述反应堆 的容器以外；并且在于能够朝着测量区域引导所述换能器发射的所述声波并且能够引导反 射波的所述波导位于所述反应堆的容器中。 有利地，根据本专利技术的用于测量的方法包括在测量内部结构的线性移动期间同时 执行的校准声传感器的步骤。 有利地，根据本专利技术的用于测量的方法包括以确定内部结构的移动这样的方式分 析所述发射波的反射的步骤。 【附图说明】 本专利技术的其它特征和优点将在以下出于信息的目的而未以限制方式参照附图提 供的描述中更清楚地表现，在附图中： -图1是用于测量核反应堆的堆芯支承结构的线性移动的声传感器的第一实施 例的图解表不； -图2是用于测量核反应堆的堆芯支承结构的线性移动的声传感器的第二实施 例的图解表不； -图3是用于测量核反应堆的堆芯支承结构的线性移动的声传感器的第三实施 例的图解表不； -图4是不出根据本专利技术的声传感器在测量线性移动期间记录的发射信号和反 射信号的历史的图形。 为了增加清晰性，在所有各图中使用相同的附图标记来标记相同或者相似的单 J Li 〇 【具体实施方式】 图1示出声传感器的第一实施例，该声传感器使得有可能测量在核反应堆的容器 中存在的、如比如旨在于接收燃料棒的堆芯支承结构之类的结构20的线性移动。 根据本专利技术的声传感器10由波导5形成，该波导由以下各项构成： -具有长度L1的被称为连接节段的第一节段11，该第一节段包括被集成到反应 堆的容器中的一部分以及位于容器以外的另一部分，其中容器的界定在图1中由作为虚线 A1的轴来实现； -具有长度L2的被称为标准节段12的第二节段12 ; -具有可变长度L3的被称为测量节段的第三节段13,该第三节段被固定到待测 量部件20。 三个节段因此形成能够传播声波的连续波导5。 声传感器10还包括： -压电换能器14,位于连接节段11的位于容器以外的末端上，其中该换能器14 能够发射和接收在波导5内部传播的声信号； -器件15,布置于测量节段13上并且适于根据结构20的移动来延伸或者收缩节 段13的长度，该结构定义声传感器10的测量区域。 在该第一实施例中，适于根据结构20的移动来延伸或者收缩波导5的器件15由 金属波纹管形成，该金属波纹管使得有可能使测量节段13a被固定到结构20的部分在硬度 上相对于波导5的其余部分解耦。正因如此，器件15使得有可能根据结构20的移动来适 配波导5的形状和/或长度。结构20的移动修改测量节段13的长度L3并且因此修改在 波导5的底部33上的反射信号的响应时间，该反射信号在波导5中行进视结构20的移动 而定的一段距离。 波导5由充满中性气体的密封不锈钢管形成。以满足声波在波导中传播的条件这 样的方式来定义节段11、节段本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于使用声波来测量核反应堆的内部结构(20)的线性移动的声传感器(10)，包括：能够发射所述声波的电声换能器(14)；能够朝着所述内部结构(20)的测量区域(20)引导所述换能器(14)发射的所述声波的波导(5)；所述声传感器(10)的特征在于所述波导(5)能够引导反射波；所述波导(5)被固定到所述测量区域(20)并且以能够根据所述核反应堆的所述内部结构(20)的移动来延伸或者收缩这样的方式被布置。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.06 FR 11611901. 一种用于使用声波来测量核反应堆的内部结构（20)的线性移动的声传感器（10)， 包括： 能够发射所述声波的电声换能器（14); 能够朝着所述内部结构（20)的测量区域（20)引导所述换能器（14)发射的所述声波 的波导（5); 所述声传感器（10)的特征在于所述波导（5)能够引导反射波；所述波导（5)被固定到 所述测量区域（20)并且以能够根据所述核反应堆的所述内部结构（20)的移动来延伸或者 收缩这样的方式被布置。2. 根据前述权利要求所述的用于使用声波来测量核反应堆的内部结构（20)的线性移 动的声传感器（10)，其特征在于所述波导（5)由多个节段（11，12,13)形成，其中的两个连 续节段（11，12,13)具有不同的直径，以便能够在温度梯度之下进行测量。3. 根据前述权利要求之一所述的用于使用声波来测量核反应堆的内部结构（20)的线 性移动的声传感器（10)，其特征在于所述波导（5)由三个节段形成：包括所述换能器（14) 的连接节段、中间的标准节段（12)以及被固定到所述内部结构（20)的测量节段（13)。4. 根据前述权利要求所述的用于使用声波来测量核反应堆的内部结构（20)的线性移 动的声传感器（10)，其特征在于所述标准节段（12)具有比位于所述标准节段（12)的任一 侧上的所述连接节段（11)和所述测量节段（13)小的直径。5. 根据前述权利要求之一所述的用于使用声波来测量核反应堆的内部结构（20)的线 性移动的声传感器（10)，其特征在于所述测量节段（13)包括适于根据所述测量区域（20) 的移动来延伸或者收缩所述波导（5)的器件（15)。6. 根据前述权利要求所述的用于使用声波来测量核反应堆的...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·佩里斯，JR·马塞，P·法耶，T·马祖瓦耶，C·蒂尔亚尔，P·武阿尼尔，
申请(专利权)人：阿海珐，
类型：发明
国别省市：法国;FR
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