Ф\12490-R,A
ČESKOSLOVENSKÁ
AKADEMIE
ÚSTAV JADERNÉHO
VÉD
VÝZKUMU
REZ
V . ^
M.K^EaCI-ЛЛ .PILÁT B.ŠÍPEK,
"DIJLATOMER PRO OZAROVACf EXPERIMENT S TRUBKOVÝM PALIVOVÉM ČlANKřM
INFORMAČNÍ STŘEDISKO
1
'
I
i
>
bsj j Zři
\ss~
A^.KRECCI'M.PILAT B. ŠÍPEK
"DILATOMER PRO 02AKOVACf ЕХРШМЬК'Т S TRUBKOVÝM PALIVOV/fM ČLÁNKEM
Ú34 2AQO - ИЛ ' Ш 621.039.485 WT 2490 - НА 621.039.487 и Informaěnf středisko tfetam jaderného výzkumu fiéž - Praha ttatopad 1970
Ano f e e » Práce je věnována dilatosjěru určenému pro méřenl trvalýca deformaci palivových článku při ozařování T plynové reaktorové smyčce v reaktoru WRS. Bylo navrženo a sestrojeno měřici zařízeni s indukčním snímačem a h l i níkovým vinutím pro použití uvnitř ozeřovacího kanálu smyčky nad aktivním pásmem reaktoru v toku tepelných neutronu cca ЗЛО n cm~ s . ? rozsahu 15 am je neline* a r i t a snímače nen&i než 1%. Při mustkovém zapojeni neřicího & porovnávacího snímače se s vyvinutým elektronic kým zařízením dosahuje přesnosti t 0,05 mm a c i t l i v o s t i vyáší než 0*01 mm. Byla určena korekce na teplotu do A80°C. Dilatometer for irradiation experiment with tube fuel element. Ihe paper deals with a dilatometer destined for measuring of permanent deformations of fuel elements during the irradiation in a gas loop of the WBS reactor. A measure ment device with aluminium winded induction transmitter has been designed and constructed f whicb can be used inside the irradiation loop channel above the active zone of a reactor in the thermal neutron flux of abt. 3* 10lo n cm s . Within the range of 15 mm the transmitter nonlinearity i s less, thaa 1%* At bridge connection of the measuring and reference transmitter an accuracy of <• 0.05 mm and s e n s i t i vity, more thaa 0*01 mm can be achieve? with the developed electronic device. The temperature correction was deter mined up to 180 C. Дилатаыер ддя еквздрЁзеыта а еолугинхг» трубчатого те±1ле*ыд#ля~ ю^еге елаыеата В отчет* ^*зеываеТчгл д>:лат©1:ар для И81;«реяая Ле^эр^ацяй ТВВД'ев: пря ©Случаями % газека*. раа;;тзряеГ: гитлв £ psактере BBF$6» Бы ло разрабетазе а кз**те»лзяе кэкарктвя ыеа узтр**)ст*е # жядукця еняни д*тчяхем t ал»ияиЕева£'®!3;/.эт2сей, врадаазяачааяым ддя дрк маяеняя ьаутри канала реакт©рц©£ ватля яад актаьяай ззяея pea** w тара » ветехе тес/льых яеЗгрезев пр*:бл. 3»10* иектрев/амдо**» В диаийзен* изкер#жвя 15 ни яаяяя*3хзать д&тчяжа зе крояодает l í # При еасджяаяяж яакеркгеяькеге ж «раьзшваюдоа дат^яхея да мезтаяай- вх$м# §**#?# $ р&зраб*тздае2 •дектреяаей авдарат^рей цел/чаяа тэчиаать i 0,05 ю? я чу*ет*ктельнзеть свыше 0,01 м и Теэшаратуряая «арр кцяя была #х$едея§яа ьшгетъ да 180*С*
Obsah x — — ~
atr
0. Úřad». 0.1. Poiadavky na dilatoaiěr
3 3
1* Koncepce dilatoaéru se snímačem uvnitř Fieldova kanálu smyčky
4
2» Indukční snímače polohy 2.Л» Měřicí indukční anímač 2*2» Keepeszujici indukční snímač
5 5 6
3» Napájecí a vyhodnocovací zařízeni 3.1• Generátor napájecího napěti 4 kHz 3.2. Zesilovač ZP 3*3» Zesilovač odchylky AZO
9 10 11 12
4» Charakteristiky dilatoaéru 4 Л . Cejchovní křivky 4.2. Závislost na teplotě
14 14 15
5* Závěr Dodatek t Dilatoaěry s vnějšími snímači poleny Literatura
16
-2-
17 18
O, Úvod, Y etapě "Příprava radiačního experimentu s žebrováným modelem trubkového článku** výzkumného úkolu C-3-7G-3.2 "Výzkum palivových eleLentj v reaktcrcvč smyčce** se požaduje měření souhrnných délkových deformací vzorků palivových článku. К tomu účelu jsou použity jednak dilatoméry s vněj šími transformátorovými indukčnimi snímači polohy umístěnými mimo tlakové prostředí smyčky /L 1/ a jednak nově navržený dilatoměr s vnitřním diferenciálním indukčním snímačem umístěným ve Fieldové kanálu těsné nad aktivní zónou reak toru* Tomuto dilatoměru je věnována převážná část zprávy, 0.1. Poiadavky^na^dilatoměr* 1* Snímač dilatací má být umístěn bezprostředně nad měřeným palivovým článkem uvnitř Fieldova kanálu plynové reaktorové smyčky. (Výška nad středem ak tivního pásma* reaktoru cca 365 mm). 2. Pracovní podmínky snímače - aktivní prostředí nad aktivním pásmem reaktoru ( tok tepelných neutronů cca 3,10 n cm~ s" , intenzita zářeni V" cca- 10 г/min) • - tlakové prostředí г do 45 atp COp - teplota proudícího plynu i max, 150 °C 3» Rozsah měřeni : 15 mm ( s linearitou lepší než 1%) 4. Přesnost měření: •_ 0,05 mm»
5» ttmxmmální průměr snímače ; 24 mm*
-3-
1. koncepce dilatoměru se snímačem uvnitř Fieldova kanálu smyčky. S ohledem na teplotní dílatáce nosných prvků uchycujících vnitrní sníisač ke koncům měřeného palivového článku byla zvolena poloha snímače dle obr. 1 / 12 /. Další zařízeni procházející kolem cívek snímače ( táhla, termočlánky a pod.) omezují průměr snímače. Druhý jeho hlavní rozměr - délka je volena z podmínky maximální přípustné odchylky cd lineár ního průběhu charakteristiky dilatoměru v požadovaném měří cím rozsahu / LI /• Veškeré rozsěry snímače diiatesěru jsou zrejrié z obr. 2» Stejné rozmčry mé i koapenzující indukční snísač umístěný na šeřícím panelu v operátorovně smyčky. i'rotoic tento dilatoměr s vnitřním snímačem mé jakožto funkční vzorek sloužit pro ověřeni provozních vlastností a funkce indukčního snímače umístěného uvnitř smyčky bez prostředně nad aktivním pásmem reaktoru, je vyhodnocovací za řízení řešeno jednoduše s ručním nastavováním polohy jádra kompenzujícího snímače a vizuelním odečítáním polohy (obr.3). Oba indukční diferenciální snímače jsou zapojeny do mostku, který je napájený napětím ze zdroje o kmitočtu 4000 Hfc. Výstupní napětí můstku je zesilováno zesilovačem s fázovým detektorem a indikováno ručkovým přístrojem na panelu Poloha jádra kompenzujícího indukčního snímače je nasta vována pomoci šroubového převodu podle nulové výchylky indikač ního přístroje a odečítánu jednak pomocí počítadla otáček ( celé milimetry) a jednak pomocí stodilkové stupnice na kotoučku, která weožnuje odečítat setiny milimetru.
2. Indukční snímače polohy. 2Л*
Měřicí indukční snímač.
ba vnitrní indukční snímač díla toneru jsou kladeny tyto specielní požadavky s ohledea na radioaktivní prostře dí : - malá indukovaná aktivita vyvolaná neutronovým tokem, - malé oteplení vlivem absorbovaného zářeni, - spolehlivá funkce do toploty • 170°C. Splnění prvního požadavku poskytne možnost vizuelni kontroly stavu snímače po ukončeni experimentu, aby bylo cožno u príStího zařízeni provést eventuelní úpravy. Kízká radioakti vita závisí na materiálu snímače» Proto byla kostra cívek zhotovena z duralu 424415 a vinutí převedeno hliníkovým drátem. Použiti hliníkového vinutí je spojeno s problémy izolace drátu, připojení vývodu a pod» Izolace drátu byla. vytvořena okysl*cením povrchu drátu v elo« xačni lázni / L3 /. к tomu účelu bylo využito eloxačního zařízení užívaného v t'JV,. : terč bylo doplněno přípravkem (obr.4} na protahování drť. tu lázni» Přípravek se vkládá do elox*čoí vany a je t/ureu rámem z duralových profilu tvaru U, na n&až jsou novodurové vodicí kladky, přes které je. veden hliníkový drát. Ten se odvíjí z duralové kladky spojené s kladný*] pelest stejnosměrného zdroje eloxačního proudu a navíjí se na kladku poháněnou elektromechanickou jednotko» AM 1 (prvek URS). Rychlost posuvu drátu jo asi 0,2C m/min, délka ponořeného drátu je cca 3,2 и. Proud odebíraný ze stejnosměrného zdroje o napěti 15 T byl zpočát ku ЗА a po několika minutách se ustálil na 1A. Eloxo^Jní bylo prováděno běžným způsobem ( odmašťování v lou* nu, opláchnuti ve vodě, neutralizace kyselinou, opláchnutí, eloxováni atd.b Izolační oxydová vrstva, je dostatečně silná, cca 0,05 mm» írSkže odolává i značnému mechanickému namáháni. Pod mikro skopem jsou patrný v izolační vrstvě malé trhlinky, vrstva se vSak neodlupuja sni při ohybu dráte* Izolační vrstvu
-5-
jak potvrzují i několikaměsíční (neaktivní) zkoušky s tepel ným cyklováním v rozmezí teplot 20 + 200°C, lze považovat za velmi dobře vyhovující pro daný účel* Provedení vývodů ž indukčního snímače vyžaduje i při poměr né velkém průměru drátu 0,5 ш velikou pečlivost a to jak při čištěni oxydové vrstvy, tak i při pájeni, nebot při vyšších teplotách se hliníkový drát v pájce rozpouští a kreh*. ne* Při navíjení byly jednotlivé vrstvy pokryty silikonovým lakem "Lukošil 200" a před zkouškami byl snímač vysoušen v peci při max* teplotě 200°C. 2*2* Kompenzující indukční^snímačс Indukční snímač určený pro kompenzaci výstupního napě tí měřícího indukčního snímače a tedy pro odečítáni měřené dilatace, umístěný na stojanu v operátorovně smyčky má stej né rozměry jako snímač měřící, liší se však vinutím» ktoré je provedeno z měděného drátu. Při návrhu bylo vzato v úvahu» že - můstek se stejnými indukčními snímači lze vyrovnat pro reálnou a imaginární složku výstupního napěti pouze v tom případě, jsou-li bufobě jádra ve střední poloze, nebe mění li se odpory sousedních větví můstku úměrně indukčnostem» tj. platí-li ( obr*5)
M Í
—
/?,
~
L.9
—
L,
ГРАП
reS
ř
HA
•
R3
Г
*-4
—
l3
- fdpor měřícího indukčního snímače R|*R2 * e m * n * v z á v i s l ° " sti na teplotě vinuti, která bude určena neleň teplotou chladícího plynu, ale i výkonec reaktoru, dobou uplynulou od zastaveni reaktoru atd. • odpor kompenzujícího indukčního snímače se mění s teplotou
-6-
v. operátorovně» Proto bylo upuštěno od požadavku ideatičnoati teehnickéno provedeni' onou indukčních snímačů a kompenzující snímač byl navinut měděným drátem. Při tom však byl respektován poža davek, aby jak ohmické odpory.» tak indukčnosti obou snímačů byly jen málo odli&né» V prvním přiblíženi za předpokladu» že indukčnoat cívky je úměrná čtverci počtu závitů, uvažuj stejný počet závitu pro cívku a měděným i hliníkovým vinutím* Pak z požadavku rovnosti ohmických odporu obou civek vyplývá pro průměr drátu měděného vinuti
/
4^ =
kde
fí/i
- měrný odpor hliníkového vinuti
jСи
- měrný odpor aědi
duA(
- průměr hliníkového drátu
П
- počet závitů jedné cívky snímače
tf
- vnitřní průměr cívky
Lc
- 'élka jedné cívky snímače* Koeficient 1,1 respektuje celkový průměr smaltovaného drátu i s izolaci» Podle tohoto vztahu lze přibližně určit průměr měděného drá tu pro vinuti civek kompenzujícího indukčního snímače* S oble* á W na to» že průměr cívky s hliníkovým vinutím je větěl než 0 civky. s vinutím měděným» je nutné provést korekci počtu závi tů ve smyslu zvýieni počtu závitů měděného vinuti» Údaje o vinuti a parametrech obou snímačů jsou shrnuty v ta bulce :
vinuti
prOmér drátu mm
počet ohmický závitu odpor
Я
snímač 1
AI
0.5
522
snímač 2
Cu
0,325
626
4,794 4,910 5,40 5,40
indukčnost (bez jádra) II
0,00218 0,00220 0,00258 0.00256
Indukční snímače zapojené do můstku poskytují výstupní signál o strmosti 80 až 100 m? na 1 ш posuvu jádra, jak je patrno z charakteristiky Щ*/((ле) na obr. 6. Při mě ření této závislosti bylo jádro přijímacího indukčního sní mače uprostřed a můstek napájen napětím 4,9 V při f = 4 kHz* Hodnota strmosti výstupního napětí je dostatečná pro za jištění citlivosti dilatoměru vyšší než 0,01 mm*
3* Napájecí a vyhodnocovací zařízeni» Při změně polohy 1 jádra měřícího indukčního snímat* se měrní indukčnosti (LI jeho cívek dle charakteristik na obr* 7* Změně polohy jádra o 16 mm odpovídá změna induk čnosti QáL ~ 1,40 mH« Pro indikaci takové malé změny je iédeucí, aby platilo ц , \ ц
Ry
čili
líát
UJ R
- kruhový kmitočet napájecího napětí - ohmický odpor vinutí*
Proto bylo pro napájeni indukčních snímačů použito napěti o kmitočtu f = 4000 Hz. Zdrojem je tranzistorový generátor řízený krystalem, jehož napětí je zesilováno elektronkovým zesilovačem» Tím je určena koncepce zdrojové a napájecí části dilatoměru* Pokud jde o vyhodnocovací nařízeni, jeho výstup tvoři indikátor nuly - stejnosměrný mikroampčrmetr» který je napájen z fázového demodulator!** Pro dosažení potřebné citlivosti je výstupní napěti z indukčního můstku zesilováno tranzistorovým zesilovačem» Blokové schema vyhodnocovacího zařízeni je na obr,8. Zde značí : AE 00 -zdroj napájecího napěti (URS) AGk - generátor napětí 4 kHz řízený krystalem AF40d - filtr 4 kHz (URS) ZP - zesilovač výkonu napájejiei indukční snimačm a fázový demodulator FM - mastek pro posuv fáze opěrného napěti fázového denodulátoru IS1,1S2 - indukční ~aimač měřici a kompenzující AZO - zesilovač výstupního napěti indukčního můstku Př - přepínač citlivosti К - ukazcveci přistroj -•-
3*1*. Ssncrator^nagajeciho^nageti^^kHz Generátor byl navržen dle těchto požadavků : a) stabilita kmitočtu vyšší než 0,5% b) stabilita napětí vyšší než 0,5% Obojí je nutné proto» aby výstupní napětí indukčního můstku bylo stálé s přesností kolem 1%, nebot dilatornéг má poskytnout možnost i přímého čtení veli kosti dilatace v malém rozmezí pomocí vestavěného indikačního přístroje c) zkreslení vyššími harmonickými menší než 0,5%. Tento požadavek je nutný z důvodů minimálních úrovni nežádoucích produktů ve výstupním signálu» které vznikají na nelinearitách indukčního můstku, Základem generátoru je oscilátor řízený krystalem К ( obr.9a) Krystal s nízkým rezonančním kmitočtem má impedanci paralel ní rezonance vysokou, naproti tomu impedance sériové rezo nance je v podstatě nižší* Protože generátor je osazen tran zistory a má tedy nízké impedance obvodů, je /hodnější pou žití sériové rezonance krystalu» Oscilátorové napětí se zesiluje ve dvoustupňovém zesilovači s emitořovou vazbou Wořenou odporem Ro« N& výstupu tohoto zesilovače je napěti značně zkresleno a přivádí se r.a diodový omezovač, jehož předpětí je stabilizované zenerovými diodami Z,,Z2* Úroveň předpětí a tím omezení lze plynule měnit v roz mezí 0 £ 30% potenciometrem P a tak je možno nastavit hodnotu výstupního napětí generátoru* Na výstupu omezovače má oscilátorové napětí obdélníkový průběh* Dále se toto napětí přivádí na zpětnovazební člen tvořený sériovým spojením krystalu a rezonančního obvodu L C. (laděného na 4 kilz), což představuje při požadavku malého zkreslení dostatečně kva litní selektivní člen s rezonanci Г л s f,_ = 4 kHz* Pro buzeo кг ní zesilovače se odebírá část zpětnovazebního napětí z od bočky Cívky L obvodu LC,« Vvstuoní napětí o velikosti l!. * 5 Vef je vyvedeno přes kondenzátor C-, z obvodu LC.* Výstup ní impedance Zy~ 13 kí2je dána paralelním spojením impedance obvodu LCj Z Q * 24 k ň a impedance krystalu Zfc í 27 kí2
-10-
Týstupní napěti generátoru má stabilitu ± 1% při změně napájecího napětí o jt 10%» Předpokládá se proto napájeni dilatoměru ze stabilizátoru sítového napěti* Zkreslení vý stupního napětí Je K. * 0,2%. Největší podíl na zkresleni ná druhá harmonická 0g ÍQ s 10 mV, třetí harmonická má Ugfo - 2 mV* Další harmonické nebyly měřeny. К napájeni generátoru ss napětím • 24 V, - 24 V byl použit zdroj typu AEOO ze stavebnice univerzálního regulačního systému. ZPA* Za obvod LC. byl použit upravený filtr typu AF 40 d ( s rezonančním kmitočtem 4 kHz) rovněž z URS. Správa spočívá ve vyvedení druhého konce rezonančního obvo du LC a upevnění kondenzátoru Cg na tuto Jednotku* Zesilovač 8 omezovačem a krystalem byl zabudován do rámečku ze staveb nice URS a Je se zdrojem a filtrem umístěn ve společné vaně URS. 3.2. Zesilovač ZP Z Časových důvodů bylo jako zesilovače výkonu použito zapojeni vyvinutého na našem pracovišti již dříve (obr.10). Budící napěti z generátoru 4 kífz je 5 V efektivních, takže zesilovač se v podstatě omezil na výkonovou část* Tvoří ji elektronky E x a E 3 (EL 84) v zapojení PPP (paralelní pushpull). Elektronka E5 (ECC 83) svojí první polovinou napěíově zesiluje přiváděný signál a její druhá polovina pracuje jako invertor pro buzení koncového stupuě. V zesilovači je použita zpětná vazba obepínající celý zesilo vač ('WO dB)» V důsledku toho je zkreslení zesilovače k<0,2* a výstupní odpor asi 100 ohmů při výstupním napěti 100 V. Výstupní transformátor upravuje toto napětí na 6 V. Kromě toho z dalšího vinutí se odebírá napětí cca 15 V к napájeni fázového demodulátoru pro demodulaci výstupního signálu indukčního můstku (obr.8). Vhodný fázový posuv/ opěrného na pěti fázového demodulátoru se získá pomoci můstku FM*
11
3.3. Zesilovač odchylky AZO.
Výsledný signa 1 z indukčního můstku se mění v rozsah»! do 700 mV/7 mm posuvu a není vhodný pro přímé zpracováni ve fázovém demodulátoru pro svou malou hodnotu* Z tohoto dů vodu je před vlastní fázovou demodulací zesílen 33,3kráte zesilovačem AZO. Vlastní zesilovač je tvořen integrovaným obvodem Tesla МАЛ 145, který budí koncový stupen z komplementárních tranzistoru T, а То (obr-11). Integrovaný obvod je doplněn dis krétními součástkami pro nastavení pracovního bodu a obvody zabezpečujícími kmitočtovou stabilitu pro požadované rozmezí pracovních teplot* Pracovní body všech tři zesilovacích stup ňů integrovaného obvodu i koncového stupně jsou určeny-dlky stejnosměrné vazbě mezi všemi stupni zesilovače- proudem báze prvního tranzistoru, který se nastavuje pomocí odporu R« a proměnného odporu P, . Přes odpory R« a P. se rovněž zavádí stejnosměrná kmitočtově nezávislá záporná zpětná vazba z vý stupu zesilovače ( bod B) na vstup integrovaného obvodu, která díky dolnofrekvenční propusti P« C^ nezmenšuje zesílení zesilovače pro střídavý signál* Vlastní vazba mezi integro vaným obvodem a koncovým stupněm je provedena pomoci diody 0^ a potenciometru P«(které určují teplotně závislé předpdtí koncových tranzistoru) a odporu Rg, tvořícího pracovní zátěž integrovaného obvodu- Pro zmenšení zkreslení jsou do emitorů T, a I Q zařazeny odpory cca 1 ohm* Frekvenční stabilitu zesilo vače zajišlují na vysokých frekvencích kondenzátory C 4 а C~ a na nízkých frekvencích doplňková filtrace napájecího napě ti R5 a C 3 * Vstup a výstup zesilovače je oddělen od ostatních obvodu kon denzátory С| resp* Cg* Zesílení tohoto zesilovače je upraveno paralelní napěíovou zápornou zpětnou vazbou ( odpory R* a Ri) přes celý zesilovač na hodnotu Л = 33,3 ( zesíleni samotné' ho integrovaném» obvodu je více než 70 dB), čímž je dosaženo velmi malého zkresleni ( pod 0,1%) a vysoké stability zesílení i nízkého výstupního odporu* Napájecí napětí zesilovače je stabilizováno jednoduchým stabilizátorem pomocí Zenerovy diody
-12-
Z a odporu Rg« Popsaný zesi1oráč pracuje přes transformátor T s převodem 1:1:1 do fázového demodulátoru tvořeného dio dami D 2 t D r . Pro zajištěni dobrého napělového přenosu demodulátoru jsou v sérii s diodami odpory R,« t R.» a potenciometry P« a V., kterými lze částečně vykompenzovat pří padné odchylky v charakteristikách diod* Z výstupu demoduláto* toru je signál přiváděn přes přepínač (obr.8) a odpor Rresp» R^ • R. na měřici přistroj DHR 8-100,0, + 100 yuA, pracující jako výstupní indikátor dilatoměru*
/.
-13-
4. CharaRieribtiky dilatociéru. Na dilatosiěru byla jrováděna moření charakteristik jednak v laboratoři ( charakteristiky i . = Г (1 ) na otr.12, рГ
^
= f ( Д 1
Li
-) a závislosti na teplotě (obr.14) a jednak pí
konečné cejchování po namontování indukčního snímače do Pieldova kanélu smyčky < ccjsliov^jií křivky 1 . = Г (1 ) a cO - f < Л l ) ř ) - obr. 12 a 13). 4.1. Cejchovní křivky Cejchovní křivdy byly zriřřeny j-.ři sestavení rila?.Oir.ěru odpovídajícím tór^ř plně ;.rovoznírm stavu, Ij. včetr** spojo vacího vedení raezi reaktore» a op*:ritorov»Gu smyčky. Í,I tc byla poloha 1
jádra měřícího snímače aěřrna pomocí indiká
toru s přesností + C,i1 кг- a poioha 1 ^
bdra kompenzující Ль
snínace byla n««t2vověina porceí ^roubového průvodu pot!*e iulove výchylky ukazovacího přístroje dilatociéru. Cejchovní křivky při pohybu cívky ve smtru raheru [ t ) a dolů ( j ) jsou (křivky *) na obr. 12. Odtud je zřejmé, že nelinciriu dilatoměru v j-CTicín: гг--'вапи t • 15 Laj nej řesahuje ^ 1% a v rozmezí ^ t 15 ш
£5
га^"'л ' je menší než j^ t p j ^ .
V obr. 11: je čérkfcvanc: гakrеь'ска rcvi.či, спзгй;,*ег istika i p r s f (1^) (křivky 1) d i i - cmeru ÍT.přená v laborau : ;c t podmínkách. Tato charakterů.. .? г.;«. vyš v i strnost ne -';ejciiovni křivky. To je v souhlas, se skut<;ct;o*>t,.
jicn použít Ufc>
žé při známé poloze jádra кошрепьиjícího indukčního sr\.-Ы,с Ipr položíme touto hodnotou na vodorovné ose characterise, na obr.13 interpolačni křivku
a z ní pr., známou výchylku
ručky přístroje nejdeme odpovídající hodnotu m
st.4
ic/
l p ř а к této hodnotě z cejchovní křivky (2) na obr.12 ^cí,;o
*I4^
měřenou dilataci 1 . Г obrázku 13 je zakreslen Čárkované m " příklad pro polohu jádra kompenzujícího snímače 1 D £ 0 s 4,5 a výchylku přístroje óL =-50 dílku. Odtud je oC f * 4.84 • a z obr«12 se odečte méřená dilatace Г = 5,65 mm* 4.2.Závislost na teplotě Vzhledem к rozdílným teplotám měřícího a kompenzujícího indukčního snímače při provozu reaktoru se mění ohmický odpor především měřícího snímače a tím i údaj dilatoměru* Závislost, údaje dilatoměru na teplotě měřícího snímače byly určovány v laboratorních podmínkách, při čemž byl tento snímač ohří ván v pícce na teploty 50,100,150 a 180°C. Pro sedm stálých poloh jeho jádra (O; + 3; • 6 a • 8 • vzhledem ke střední poloze) byly měřeny odpovídající změny polohy kompenzujícího indukčního snímače (Л 1 -) při výáe uvedených teplotách. Získané křivky jsou na obr* 14* Po přenesení těchto odchylek* ovsem redukovaných v poměru strmostí charakteristik 2 a 1 na obr* 12 - na cejchovni křivku 2 na obr.12 dostaneme závislo sti (obr*15), které lze použít pro určeni dilataci při známé teplotě měřícího indukčního snímače* Teplotu tohoto snímače určujeme tak» že jeho vinuti pou žíváme jakožto odporový teploměr* Závislost mezi odporem R vinutí a teplotou T je na obr* 16* Aby bylo možno určit odpor mořicího snímače bez přívodů, jsou od jeho jedné svorky vyvedeny dva vodiče do operátorovny* Lze tedy přímo změřit odpor dvojnásobné délky přívodu к cívce snímače a tuto hodnotu odečíst od změřené hodnoty'cíiperu cívky s přívody*
•15-
5. layer. Yýaledkem práci prováděných • dané etapé je funkční vzor novéně dilatoměru, jehož měřici snímač je umístěn uvnitř kanálu smyčky v malé vzdálenosti nad vysetfováným palivovým článkem* Měřeni prováděná.na dilatoneru v labora torních podmínkách ukazuji» že zařízeni vyhovuje podmínkám uvedeným v zadáni* Zejména citlivost dilatoměru je vysoká (0,01 nm na 1 dílek stupnice indikátoru nuly)• Pro dilatoměr byly změřeny v/eékeré charakt eristifcy, které jsou z hlediska požadavku experimentu nutné* Údaje nového dilatoměru bude možno porovnat a hodnotami získanými pomoci dvou "klasických" dilatoměru s vnějšími indukčními snímači* Po skončení ezařommeibo experimentu bude možné provést zhddnocení vlastnosti dilatoměru a učinit závěry pro další vývoj*
•16-
Dodatek Pilatowerу s vnější-i snímači polohy. Elektrických prvku - indukčních snímačů- umístěných т tlako vém a aktivnia prostředí smyčky nebylo dosud u nás použito, a proto nejsou zkušenosti ani s provozей а spolehlivostí ani s teplotními režimy a přesnosti podobných zařízeni* Z tohoto důvodu a pro kontrolu bylo měření dilatací zdvoje no r Krosně popsaného vnitřního snímače polohy, který měří především délkové deformace samotného palivového článku, byly použity ještě dva vnější indukční snímače dle L I » První z nich (č*l) mé jádro spojeno pomocí invarového drátku se spodní částí palivového článku a měří celkové změny polohy spodní části článku vzhledem к hlavě smyčky» Druhý sní mač je obdobně spojen s horní částí palivového článku» jejíž změny polohy měří* Rozdíl údajů obou dilatoměrů odpovídá změně délky, palivového čJf^ku* Provedení obou vnějších indukčních snímačů je obdobné jako při předchozím experimentu ( L I ) » Předběžné cejchovní cha rakteristiky obou dilatoměrů s vnějšími snímači polohy, mě řené ovšem bez vlivu spojovacího vedení mezi reaktorem a operátorovnou a rovněž bez vlivu materiálu hlavy kanálu smyčky jsou na obr» Dl resp* D2» Podobně jako dříve budou oba dilatoměry. přesně přeceichovány. avšak až po skončeni ozařovacího experimentu* nebo£ konstrukce táhel uvnitř kaná lu smyčky nedovoluje přesné cejchování před experimentem*
17-
Literatura» 1.
Mašek V., Krejčí if.» Pelčlk Г.; Konstrukce experimentálního kanálu plynové smyčky reaktoru VVR-S pro měřeni creepu proutkcvých článků* Práce LJV 2127.R.
2*
Oerian L.: Radiační experiment в žebrovanýs modelem trubkového článku. Část I - návrh experimentu. Práce ÚJV-19G9.
3»
Tarajov B..U», Leme г M»M»: Uksidnaja izcljacija. Moskva 1964,
4»
Vlijanije oblučenija na materiály i elementy elek* tronnych echem» Překlad z an&l» pod red» V.N. Býkova a S.P» Solovjeva Atomizdat, Moskva 1967.
5»
Finkel E»E.f Leščenko S.S*, Draginskij R.P.: Radiaeionnaja chimija i kábelnaja technika» Atomizdat 19СБ»
-18-
diferenciální indukční
sn/mac
Jdc/ro snímače
/
nosnáirubka- cívky snímače
yniiřní trubka /f Fieldova kanálu
Obr.1
jádro snímače (octl - niklováno)
teflon
kosřrú snímače (ohral- e/oxovono)
в Rez A
Řez В
Obr. 2
ж
lllllljllllllll
*
^УТГТГГГГТ\ 2
W
ti
ÍMVHL fázový deiekior
T
**.Afc
indikátor nuly
IS, - měřici indukční snímač * / kompenzující indukční Mi snímač Jádra indukčních snímačů. milimetrů 4 - aukazaíei desetin mm ukazatel desetin a setin milimetru r šroub měřícího zařízen/
s n -
Obr.3
matice
kladka s dráiem
novoohroré
+15Vi
1
obrb.
10+24-V» 77 pohon navíjecí —^ 1/ kladky
Obr. 5
0,004
s ^
0,005
G&és .JL ^ez
.. Q'IEQ- í. éf*. Jfíďcp0,002-L -a
-7
-6
-5
-4
T"
•3
•2
-1
o
I
I
3
I
?0&г0 I
I
I
4 - 5 6 7 5
poloha jádra £m [mm]
FM
Obr.8
К
-2
ZapojeniA FkOd 6. 680007+
ь)
баЪЩ J*
L Obr 9
J * K(4kHz)
Zapojeni A6K a)
a 490
ЛООС* V7
~ЛС'9
гмг pDA0JI**2 ÁAOUO)fÁ/{
~/mA
9a it
9аЬ2 9аЫ2
Obr. 11
9аЬ11
9аЫЗ
UP
НШ1ШИ| -5«i2ii: :|УШ? ЩЖ1 i::H:Hr Í:H::JŽ?! 'Ш§:Ш: «.да; :ž":«šš: 1Щ-1Г 'nš:'*^ »й:йг iiilffiíí»ší:::í:: »«»«« ižiJžíí?«Ш I I •fSfÍliSiIltiIl,,IÍflle*e'§*íB#^ .iaaaaaa**'. . .•«•aJSiSáilía • • * • • • ••aaaaaaaaiaaawaaaaaaa* • • * * • • • « * • • « » • * • • •••«»•••••я*«aa«»u«*Y*a»M ' • • » * * • * • • « « « f a » • # • » • « * • « • • • * * • » • « • • » * * i • • * • « • • « » • • a * a 3 * J é i B f » • • • * • • « i < * 4 « « ' , . • . i i# " " " "
•:г:;.!!::!:;:;4'.;4! :
'
•.: . . Н : : 1 л : Й
I-;;;;::;T-;;Í:P!H! ••M;..;...;%rrtrr
.И-гШ^фП*!
"V
ю9J
3. 81 !
7-
6-
•+
—i—
50
100
Obr 16
^50
200
T[*C]
£?1Йг^£*Фт^:-; -:"2: Ki-t::b^ii— !--"
i i i M r t t « i i f 4 « l i i P* * • * t 4 * « J i * * * * ) • * * • • > 4 f * * * > f M * a i « i * t M * a 4 > f ' M i « ' - 4 « i " • * • • # • * • • • • • * • • • • • • • • • a ta » * « ^ •« • • « • • « * « • • * • • • • • * * t > * « * • • • • • - • ' - • - " • > ' !ii> ' I t t t l t v v f l ' t t t i n i * ' *««1*>J*««i « • • • * • * • • • • i « f « \ • • « « - • « • « • « • • - • • - « • i ' * ' * •••>
W f * * « * « . « • * * • * • • » « » « - • * • • i l v i i i i i i a n • i« .
-"•4 «1 • •)•-! • n « 4 i • ( • • • • • • • l * « O • > • * • » * < M » ' •
ffHff HMfftTiffilrettfKRl
~ I «* • . r - « « • - . 44 >I . » - - • • • •
:г.:::::::::;:з:»и:;:!;:::;::»:::з::::;;5:;;::::::::::..: : • • * • ' : : ; : :
- • • • > * « • * • ««rva. i M M i M t * I I M I K l P H I I I I I I I l I h t l I
• • m t t f ' f ' t i M t i n tit|»«««Btfifaaét)i]a««ja • t i . - - • « - . . » Л . - .-ЧГ ' * • < • * • Г - ) » . » * » • * « • ) * i i i i T i i i f ' i < i ) i u i < n i t i f i n « i * 4 i i i < i « i
