發(fā)布時間：2020-07-04 07:36

【摘要】：在核燃料組件的生產(chǎn)過程中,需要對核燃料棒包殼管鋯管的內(nèi)壁涂覆石墨,石墨層的厚度直接影響核燃料塊的可靠性和安全性。對鋯管內(nèi)壁石墨涂層厚度的研究涉及了微弱信號檢測技術、無損檢測技術、核輻射式檢測技術、傳感器技術、計算機控制技術等多種學科。本課題根據(jù)β射線反散射原理設計了一款β背散射測厚儀,該測厚儀選用ST公司開發(fā)的高性能處理器STM32F407作為控制核心,傳感器選用美國LND,INC公司生產(chǎn)的G-M管76011,它是云母型窗口。本論文的主要內(nèi)容包括以下六個方面:(1)β背散射測厚儀的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及研究意義;(2)β測厚法的原理,并根據(jù)原理設計β背散射測厚儀的模型;(3)選擇合適的器件,并對其特性及應用方法進行說明,而后設計β背散射測厚儀的硬件電路,闡述了硬件電路的設計思路,詳細描述了主要電路的構成以及仿真結果,內(nèi)容有STM32F407單片機外圍電路、信號調(diào)理電路、通訊電路、電源及下載電路、OLED顯示電路等;(4)介紹了該測厚儀系統(tǒng)的軟件設計平臺KeiluVIsion5,設計了主程序模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、通信模塊、OLED顯示模塊等程序,整個軟件系統(tǒng)采用模塊化結構設計,用主程序調(diào)用其它各個功能模塊的獨立函數(shù)來運行;(5)設計β背散射測厚儀的上位機監(jiān)控界面,與下位機通信后主要實現(xiàn)對下位機數(shù)據(jù)的采集、顯示、數(shù)據(jù)存儲、導出報表等功能;(6)搭建實驗平臺,進行實驗研究,將測得的石墨涂層厚度值與標準的厚度值進行比較,并盡可能的提高精度。通過對硬件與軟件系統(tǒng)的設計,最終實現(xiàn)β背散射測厚儀的檢測功能。本課題設計出了β背散射測厚儀的實驗裝置,并進行了實驗測試研究。結果達到了預期目的,證明了測厚儀的可行性,該課題的研究對核工業(yè)核燃料棒包殼管的生產(chǎn)過程有著重要的現(xiàn)實意義。
【學位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TL352
【圖文】：

圖 2.1 方案設計流程圖2.2.2 工作原理β射線背散射測厚儀的基本原理是β輻射源發(fā)出的β粒子射線射到基體材料上，其中一部分會發(fā)生背散射，這種背散射主要是原子序數(shù)的函數(shù)，如果物體表面有覆蓋層，基體和覆蓋層材料的原子序數(shù)相差足夠大（超過 5），那么背散射強度將介于基體和覆蓋層的背散射強度之間，用適當?shù)臋z測顯示儀器，就可以根據(jù)背散射強度測出覆蓋層被測面積的質(zhì)量，如果覆蓋層的密度均勻，則它與厚度成正比，繼而測出覆層的厚度[40]。β背散射測厚系統(tǒng)構成圖如圖 2.2 所示。

內(nèi)蒙古科技大學碩士學位論文10圖 2.1 方案設計流程圖2.2.2 工作原理β射線背散射測厚儀的基本原理是β輻射源發(fā)出的β粒子射線射到基體材料上，其中一部分會發(fā)生背散射，這種背散射主要是原子序數(shù)的函數(shù)，如果物體表面有覆蓋層，基體和覆蓋層材料的原子序數(shù)相差足夠大（超過 5），那么背散射強度將介于基體和覆蓋層的背散射強度之間，用適當?shù)臋z測顯示儀器，就可以根據(jù)背散射強度測出覆蓋層被測面積的質(zhì)量，如果覆蓋層的密度均勻，則它與厚度成正比，繼而測出覆層的厚度[40]。β背散射測厚系統(tǒng)構成圖如圖 2.2 所示。

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本文編號：2740838