發(fā)布時(shí)間：2020-07-04 07:36

【摘要】：在核燃料組件的生產(chǎn)過程中,需要對(duì)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(duì)鋯管內(nèi)壁石墨涂層厚度的研究涉及了微弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù)、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)、核輻射式檢測(cè)技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等多種學(xué)科。本課題根據(jù)β射線反散射原理設(shè)計(jì)了一款β背散射測(cè)厚儀,該測(cè)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(guó)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(gè)方面:(1)β背散射測(cè)厚儀的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)及研究意義;(2)β測(cè)厚法的原理,并根據(jù)原理設(shè)計(jì)β背散射測(cè)厚儀的模型;(3)選擇合適的器件,并對(duì)其特性及應(yīng)用方法進(jìn)行說明,而后設(shè)計(jì)β背散射測(cè)厚儀的硬件電路,闡述了硬件電路的設(shè)計(jì)思路,詳細(xì)描述了主要電路的構(gòu)成以及仿真結(jié)果,內(nèi)容有STM32F407單片機(jī)外圍電路、信號(hào)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(cè)厚儀系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)KeiluVIsion5,設(shè)計(jì)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(gè)軟件系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),用主程序調(diào)用其它各個(gè)功能模塊的獨(dú)立函數(shù)來運(yùn)行;(5)設(shè)計(jì)β背散射測(cè)厚儀的上位機(jī)監(jiān)控界面,與下位機(jī)通信后主要實(shí)現(xiàn)對(duì)下位機(jī)數(shù)據(jù)的采集、顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、導(dǎo)出報(bào)表等功能;(6)搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,將測(cè)得的石墨涂層厚度值與標(biāo)準(zhǔn)的厚度值進(jìn)行比較,并盡可能的提高精度。通過對(duì)硬件與軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì),最終實(shí)現(xiàn)β背散射測(cè)厚儀的檢測(cè)功能。本課題設(shè)計(jì)出了β背散射測(cè)厚儀的實(shí)驗(yàn)裝置,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試研究。結(jié)果達(dá)到了預(yù)期目的,證明了測(cè)厚儀的可行性,該課題的研究對(duì)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(shí)意義。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TL352
【圖文】：

圖 2.1 方案設(shè)計(jì)流程圖2.2.2 工作原理β射線背散射測(cè)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(huì)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(qiáng)度將介于基體和覆蓋層的背散射強(qiáng)度之間，用適當(dāng)?shù)臋z測(cè)顯示儀器，就可以根據(jù)背散射強(qiáng)度測(cè)出覆蓋層被測(cè)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(cè)出覆層的厚度[40]。β背散射測(cè)厚系統(tǒng)構(gòu)成圖如圖 2.2 所示。

內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文10圖 2.1 方案設(shè)計(jì)流程圖2.2.2 工作原理β射線背散射測(cè)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(huì)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(qiáng)度將介于基體和覆蓋層的背散射強(qiáng)度之間，用適當(dāng)?shù)臋z測(cè)顯示儀器，就可以根據(jù)背散射強(qiáng)度測(cè)出覆蓋層被測(cè)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(cè)出覆層的厚度[40]。β背散射測(cè)厚系統(tǒng)構(gòu)成圖如圖 2.2 所示。

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本文編號(hào)：2740838