Page 99 - 无损检测2023年第一期

张小刚, 等:

板型核燃料元件包壳内芯体边界识别与定位检测系统

( 3 )确定芯体轮廓。无效像素点和离散颗粒导 的最大距离相等。

致燃料芯体轮廓线不闭合, 需要进行相邻像素延伸 ( 5 )尺寸测量。在以面积中心线为x 轴的坐标

形成完整闭合的轮廓线。 系中, 通过既定的算法, 求取芯体最大长度、 芯体最
( 4 )求取面积中心线。根据图像边界轮廓, 采 大宽度、 芯体最小长度、 芯体最小宽度、 芯体轮廓线

用最小二乘法拟合出芯体中心线, 并求取出面积中 长度、 芯体轮廓宽度、 芯体平均长度、 芯体平均宽度、
心线。面积中心线求取的原则为: 芯体的上轮廓线 离散燃料颗粒尺寸以及距新轮廓的距离。板型核燃
距面积中心线的最大距离与下轮廓线距面积中心线 料元件芯体定位如图7所示。

图7 板型核燃料元件芯体定位示意
3.3 芯体定位算法开发
在以芯体面积中心线为x 轴的坐标系中, 作n
条垂直于 x 轴, 且能同时穿过芯体上下边沿线的直
线, 该直线与上边沿线交点的 y 坐标为A 1 A 2
, ,…,
, 与下边沿线交点的 。
A n y 坐标值为a 1 a 2
, ,…, a n
在以芯体中心线为x 轴的坐标系中, 作n 条平行于
x 轴, 且能同时穿过芯体左右边沿线的直线, 且与左
图9 芯体轮廓场宽度测量示意
, 与右边沿
, ,…, B n
边沿线交点的x 坐标值为B 1 B 2
( 见图8 )。因此,
, ,…, b n
线交点的x 坐标值为 b 1 b 2 4 结论
芯体最大宽度为 max ( A i -min ( a i i=1~n ; 最
),
)
根据板型弥散体核燃料元件的结构特点, 建立

大长度为 max ( B i -min ( b i i=1~n ; 进一步计
)
),
了一种基于 X 射线数字成像的板型核燃料元件芯
算可得到芯体的平均宽度和平均长度。
体自动定位检测方法, 研制了自动化检测系统。该
系统采用 X 射线数字成像技术, 结合图像处理及自
动识别技术, 实现了对板型铝包壳内芯体形貌的扫
描, 准确地检测出内部不规则形状芯体的矩形边界,
从而为后续切割多余的铝包壳框架提供准确的定位
画线依据, 以避免在切除多余铝包壳时误切除了芯
体而导致芯体裸露造成污染和不良品。该系统通过
图8 芯体尺寸计算方式示意 对燃料板中芯体与铝包壳边界的识别和计算, 直接
获得燃料元件芯体长度、 宽度、 对称度、 飞溅的燃料
在以芯体面积中心线为x 轴的坐标系中, 做一
颗粒等信息, 实现了芯体的自动定位, 代替了长期以
系列平行于x 轴, 且至少与上下边沿有一个交点的
来依靠人工目视观察射线底片来确定芯体在燃料板
直线, 与上边沿线交点的 y 坐标为U 1 U 2 ,
, ,…, U k
中位置的方法, 既缩短了燃料元件加工和检测流程,
与下边沿交点的 y 坐标为D 1 D 2 。芯体轮
, ,…, D m
又提高了检测可靠性, 进一步保证了产品质量。
廓宽度为 max ( U i -min ( D j i=1~k , =1~m 。
j
)
),
在以芯体中心线为x 轴的坐标系中, 作一系列 参考文献:
垂直于x 轴, 且至少与左右边沿线有一个交点的直

, 与 [ 1 ] DENGYB , WU Y W , ZHANGDL , etal.Thermal-
, ,…, L l
线, 与左边沿线交点的x 坐标为L 1 L 2

mechanical cou p lin gbehavioranal y sisonmetal-matrix
( 见图9 )。
, ,…, R r
右边沿线交点的x 坐标为R 1 R 2
dis p ersed p late-t yp efuel [ J ] .Pro g ressin Nuclear
)
),
j
芯体轮廓长度为 max ( R j -min ( L i i=1~l , = Ener gy , 2017 , 95 : 8-22.

1~r 。 ( 下转第71页)
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2023年 第45卷 第1期
无损检测