一種燃料組件管座的精密測量系統(tǒng)及其測量方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種屬于燃料組件管座制精度測量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種燃料組件管座的精密測量系統(tǒng)及測量方法，該系統(tǒng)的測量基座中部上方設(shè)有管座安裝板，測量基座的一端安裝有相機移動平臺，相機移動平臺上方設(shè)有平行于管座安裝板的相機安裝板，相機安裝板上設(shè)有光學相機；該方法包括：獲取第一銷孔邊緣的圖像，第一銷孔邊緣點坐標值的坐標轉(zhuǎn)換，第一銷孔邊緣二次曲線圓弧擬合，計算第二銷孔的圓心坐標和半徑值，計算第一銷孔和第二銷孔圓心距離。該系統(tǒng)及其方法能夠提高燃料組件管座的測量精度，避免人工操作帶來的測量誤差和接觸式測量過程引起組件損傷。
【專利說明】一種燃料組件管座的精密測量系統(tǒng)及其測量方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于燃料組件管座制精度測量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種燃料組件管座的精 密測量系統(tǒng)及其測量方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 反應(yīng)堆堆內(nèi)組燃料組件依靠其上、下管座定位銷孔與堆芯上、下板的定位銷配裝 夾持在反應(yīng)堆堆芯段。多配合關(guān)系的配裝對燃料組件管座定位銷孔的幾何參數(shù)(銷孔直徑、 銷孔間距）提出了嚴格要求。因此，在組件生產(chǎn)制造過程中，上下管座定位銷孔的檢測是組 件制造合格性的一個重要指標。對定位銷孔的檢測，傳統(tǒng)的投影測量通過照影方式將銷孔 放大投射到測量平面上，該方法精度測量較低，操作復(fù)雜，容易帶來人為的測量誤差。采用 三坐標測量的方法，由于工件的安裝定位和設(shè)備操作均比較復(fù)雜，同時測量過程中檢測探 頭與燃料組件上管座的定位移動存在組件損傷的風險。
[0003] 現(xiàn)有的燃料組件下管座測量方法采用通用三坐標測量機完成燃料組件上管座的 測量，三坐標測量機是接觸式測量的一種，其程序復(fù)雜，操作較為繁瑣，接觸式測量存在燃 料組件上管座損傷的風險。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種燃料組件管座的精密測量系統(tǒng)及其測量方法，該系統(tǒng) 及其方法能夠提高燃料組件管座的測量精度，避免人工操作帶來的測量誤差和接觸式測量 過程引起組件損傷。
[0005] 為達到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：
[0006] -種燃料組件管座的精密測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括測量基座、相機移動平臺、相機安 裝板、光學相機、管座安裝板，測量基座中部上方設(shè)有管座安裝板，測量基座的一端安裝有 相機移動平臺，相機移動平臺上方設(shè)有平行于管座安裝板的相機安裝板，相機安裝板上設(shè) 有光學相機。
[0007] 所述的光學相機的鏡頭外套有前照光源。
[0008] 所述的測量基座通過調(diào)節(jié)螺栓與管座安裝板連接。
[0009] -種燃料組件管座的精密測量方法，包括以下步驟：
[0010] (1)獲取第一銷孔邊緣的圖像；
[0011] (2)第一銷孔邊緣點坐標值的坐標轉(zhuǎn)換；
[0012] (3)第一銷孔邊緣二次曲線圓弧擬合；
[0013] (4)計算第二銷孔的圓心坐標和半徑值；
[0014] (5)計算第一銷孔和第二銷孔圓心距離。
[0015] 所述的步驟（1)具體包括以下步驟：
[0016] 打開前照光源，移動相機移動平臺帶動光學相機的鏡頭的中心點對準第一銷孔的 邊緣；
[0017] 將第一銷孔的邊緣分為N段，分別將光學相機中心對準各段中心，得到N副銷孔 邊緣圖像K1?KN，對各副圖像進行邊緣提取，得到圖像坐標系下第一銷孔的第一段邊緣 圖像K1所含邊緣點的坐標值{( Ul，Vl)，（u2，v2)··· (Ui，Vi)}，第二段邊緣圖像K2所含邊緣 點的坐標值{(Ui+1, vi+1), (ui+2, vi+2). . . (u2i, v2i)},第N段邊緣圖像K2所含邊緣點的坐標值 {(u (N-l)i+l，V(N-l)i+i)，(U(N-l)i+2, V(N-l)i+2 )... (UNi，VNi)};從而得到第一銷孔的所有邊緣點在圖像 坐標系下的坐標值{(七，Vi)，（u2, v2)…（uNi, vNi)}。
[0018] 所述的步驟（2)具體包括以下步驟：
[0019] 對第一銷孔的所有邊緣點{(Ul，Vl)，（u2, v2). . . (uNi，vNi)}按照下式所示 的坐標方程進行坐標轉(zhuǎn)換，得到第一銷孔所有邊緣點在世界坐標系下的坐標值 { (Xl，y"i)，（χ21，5^2) · · · (XNi，ym) }
[0020]

【權(quán)利要求】
1. 一種燃料組件管座的精密測量系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)包括測量基座（1)、相機移 動平臺（2)、相機安裝板（3)、光學相機（4)、管座安裝板（6)，測量基座（1)中部上方設(shè)有管 座安裝板（6)，測量基座（1)的一端安裝有相機移動平臺（2)，相機移動平臺（2)上方設(shè)有平 行于管座安裝板（6)的相機安裝板（3)，相機安裝板（3)上設(shè)有光學相機（4)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃料組件管座的精密測量系統(tǒng)，其特征在于：所述的光 學相機（4)的鏡頭外套有前照光源（5)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃料組件管座的精密測量系統(tǒng)，其特征在于：所述的測 量基座（1)通過調(diào)節(jié)螺栓（7)與管座安裝板（6)連接。
4. 一種燃料組件管座的精密測量方法，包括以下步驟： (1) 獲取第一銷孔（P1)邊緣的圖像； (2) 第一銷孔（P1)邊緣點坐標值的坐標轉(zhuǎn)換； (3) 第一銷孔（P1)邊緣二次曲線圓弧擬合； (4) 計算第二銷孔（P2)的圓心坐標和半徑值； (5) 計算第一銷孔（P1)和第二銷孔（P2)圓心距離。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種燃料組件管座的精密測量方法，其特征在于：所述的步 驟（1)具體包括以下步驟： 打開前照光源（5)，移動相機移動平臺（2)帶動光學相機（4)的鏡頭的中心點對準第一 銷孔（P1)的邊緣； 將第一銷孔（P1)的邊緣分為N段，分別將光學相機（4)中心對準各段中心，得到N副 銷孔邊緣圖像K1?KN，對各副圖像進行邊緣提取，得到圖像坐標系下第一銷孔（P1)的第 一段邊緣圖像K1所含邊緣點的坐標值{(Up V)，（u2, v2). . . (Up vj},第二段邊緣圖像K2所 含邊緣點的坐標值{(ui+1, vi+1), (ui+2, vi+2). . . (u2i, v2i)},第N段邊緣圖像K2所含邊緣點的 坐標值Ku (N-l)i+l，V(N-l)i+i)，(U(N-l)i+2, V(N-l)i+2 )... (UNi，VNi)};從而得到第一銷孔（PI)的所有 邊緣點在圖像坐標系下的坐標值{(七，Vi)，（u2, v2)…（UNi, VNi) }。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種燃料組件管座的精密測量方法，其特征在于：所述的步 驟（2)具體包括以下步驟： 對第一銷孔（P1)的所有邊緣點{ (Up Vi)，（u2, v2). . . (UNi, VNi) }按照下式所示的 坐標方程進行坐標轉(zhuǎn)換，得到第一銷孔（PI)所有邊緣點在世界坐標系下的坐標值 { (Xl，y"i)，（x21，5^2) ? ? ? (XNi，ym) }
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種燃料組件管座的精密測量方法，其特征在于：所述的步 驟（3)具體包括以下步驟： (3. 1)邊緣初步擬合 按照二次曲線圓弧擬合方法對第一銷孔（P1)的邊緣坐標值進行初始擬合，得到第一銷 孔(P1)的圓心坐標(元歹)和半徑R; (3. 2)誤差邊緣點迭代剔除 設(shè)定閾值h，首先計算第一銷孔（P1)的各邊緣點與圓心之間的距離A，將該距離A 與第一銷孔（P1)的半徑R進行比較，將I A-R|>h的邊緣點剔除，然后將剔除后剩下的邊 緣點重新參與二次曲線圓弧擬合，按照上述步驟進行迭代，計算出第一銷孔（P1)新的圓心 坐標(心，J7P1);和半徑值RP1。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種燃料組件管座的精密測量方法，其特征在于：所述的步 驟（4)具體包括以下步驟： 移動相機移動平臺（2)帶動光學相機（4)的鏡頭的中心點對準第二銷孔（P2)的邊緣。 按照上述步驟（1)、（2)、（3)的方法得到第二銷孔（P2)的圓心坐標%2；)和半徑值RP2。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種燃料組件管座的精密測量方法，其特征在于：所述的步 驟（5)具體包括以下步驟： 第一銷孔（P1)圓心和第二銷孔（P2)圓心'@P2, JJP2)的距離如下式所示。
【文檔編號】G01B11/12GK104279972SQ201310283495
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月8日
【發(fā)明者】劉兆東, 雍涇, 余紅星, 張顯均, 范書淳, 鄭洪濤 申請人:中國核動力研究設(shè)計院