ПЕРЕНОСНОЙ СЧИТЫВАТЕЛЬ ЗАВОДСКИХ НОМЕРОВ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ СБОРОК
MOVABLE READOUT DEVICE OF SERIAL NUMBERS OF FUEL ASSEMBLIES

Изобретение относится к средствам идентификации тепловыделяющих сборок, предпочтительно, отработанных тепловыделяющих сборок (ОТВС), сохраняемых в водном бассейне-хранилище и предназначенных для последующего хранения или переработки.
Необходимость строгого учета и контроля каждой ОТВС и полное исключение возможности замены, неправильного сочетания в одном хранилище разных типов ОТВС требует периодической физической инвентаризации, заключающейся в контроле заводских номеров, нанесенных на лыску хвостовика ОТВС. Для этого предусмотрена возможность частичного извлечения ОТВС из пенала, в котором он хранится в бассейне выдержки, путем захвата краном хвостовика ОТВС и опускания его на специальную вилку, удерживающую ОТВС в фиксированном положении на заданной высоте относительно настила бассейна выдержки.
Традиционно операция считывания заводского номера осуществлялась оператором визуально, что, естественно, наносило радиационный вред органам зрения из-за приближения глаз к плохо различимым символам маркировки, поврежденным в процессе эксплуатации. Для обеспечения защиты операторов при выполнении данной операции целесообразно использовать считыватели с использованием видеокамер.
В качестве прототипа выбрано устройство считывания идентификационной метки (заводского номера), реализующее способ по патенту РФ №2309470 от 23.04.2004, МПК G21C 17/08, приведенное в описании к указанному патенту.
Устройство является переносным и объединяет в едином корпусе цветные видеокамеры со светофильтрами, импульсные источники света с разными длинами волн, устанавливаемые под разными углами падения на считываемый участок поверхности, и зеркала. Взаимодействие оптических лучей, имеющих разные длины волн, с микронеровностями поверхности, содержащей символы номера, информативно дополняет друг друга и позволяет с максимальной точностью восстановить поврежденный или загрязненный номер. Наличие разных длин волн освещения позволяет более четко отследить самые трудносчитываемые символы по сравнению с осветителями, имеющими одну длину волны.
Особенность известного устройства заключается в том, что оно позволяет осуществлять считывание при заранее неизвестном угловом положении ОТВС без осуществления дополнительной ориентации ОТВС или считывателя относительно друг друга. Для этого видеокамеры и зеркала размещены по кругу относительно зоны прохождения хвостовика с лыской, и, по крайней мере, одна-две из них примут искомое изображение. Но при этом конструкция считывателя усложняется и утяжеляется за счет металлических зеркал, а учитывая то, что в процессе контроля его приходится оперативно переносить с одной ячейки настила бассейна выдержки на другую, то возрастают и трудозатраты персонала.
Поставленная задача заключается в упрощении и облегчении переносного считывателя номера ОТВС, нанесенного на лыску ее хвостовика. При этом предполагается осуществлять позиционирование относительно считываемого участка перемещением считывателя, поскольку осуществлять угловые перемещения ОТВС крайне нежелательно. Учитывается также и то, что при подъеме ОТВС из бассейна и опускании его на вилку ОТВС фиксируется в одном из двух противоположных по азимуту, заранее известных, угловых положений и на известной высоте лыски с заводским номером относительно настила, что может быть использовано для организации посадочных мест на вилке для переносного считывателя.
Задача решается следующим способом.
Переносной считыватель заводских номеров тепловыделяющих сборок, выполненный с использованием источников освещения считываемого участка контролируемой тепловыделяющей сборки в разных спектральных диапазонах и цветных видеокамер со светофильтрами, подключаемых с помощью проводной или беспроводной связи к удаленной аппаратуре обработки видеоизображений, согласно изобретению содержит облегченный переносной каркас из светозащитного материала, в котором зафиксированы, по меньшей мере, две цветные видеокамеры, разнесенные по вертикали относительно друг друга, источники освещения, установленные под углом, обеспечивающим направления световых потоков от указанных источников освещения на обращенный к объективам видеокамер считываемый участок и автономный блок управляемого питания электронных элементов считывателя.
Технический результат заключается в организации съема изображения прицельным направлением на считываемый участок минимально необходимыми средствами, обеспечивая облегчение труда оператора без потери достоверности результата за счет сохранения преимуществ прототипа-устройства.
Конкретный вариант выполнения может быть следующим. Облегченный переносной каркас содержит две боковые стенки и заднюю стенку, при этом видеокамеры вмонтированы в заднюю стенку, а источники освещения зафиксированы на отогнутых наружу участках боковых стенок под углом, обеспечивающим заданное направление их световых потоков и экранирование считываемого участка от внешнего освещения.
Благодаря такому выполнению обеспечивается оптимальное сочетание освещения считываемого участка с приемом его изображения в длинах волн источников освещения.
Кроме того, для облегчения выбора правильного расстояния от области считывания до видеокамер переносной считыватель снабжен устройством его позиционирования относительно считываемого участка, выполненным в виде двух источников сходящихся лазерных лучей, размещенных в задней стенке переносного каркаса симметрично относительно видеокамер.
Автономный блок управляемого питания закреплен на внешней стороне задней стенки.
Кроме того, переносной считыватель снабжен ручкой-держателем, закрепленной на боковых стенках, и упорами на нижних торцах стенок каркаса.
На фиг.1 и 2 показан общий вид заявляемого считывателя с разных направлений, на фиг.3 - вид считывателя со стороны объекта считывания, на фиг.4 - вид сверху на считыватель и объект контроля.
Считыватель (фиг.1, 2) содержит облегченный каркас из светозащитного материала, например сплава алюминия, состоящий из боковых стенок 1 с отогнутыми участками 2 и задней стенки 3. В заднюю стенку 3 вмонтированы друг над другом две цветные видеокамеры с объективами 4 и блоком видеоматриц 5, а в отогнутые участки 2 боковых стенок 1 вмонтированы блоки 6 освещения с разными длинами волн. Симметрично относительно видеокамер 4 в стенку 3 по вертикали вмонтированы лазерные диоды 7. На внешней стороне задней стенки 3 закреплен автономный блок 8 управляемого питания. При беспроводной связи считывателя с внешней аппаратурой обработки видеоизображения в автономном блоке 8 размещается также модем для передачи сигнала с видеоматриц 5 на внешнюю аппаратуру обработки видеоизображения и для приема сигнала, управляющего подачей питания на электронные элементы считывателя. Кабели 9 и 10 служат для подключения выходов питания блока 8 к светодиодам 7 и блокам 6 освещения. Каждый блок 6 освещения образован двумя симметрично расположенными источниками света, например, на светодиодной основе и имеет собственную длину волны. При наличии двух блоков освещения используют две цветные видеокамеры, объектив каждой из которых снабжен собственным светофильтром, пропускающим цветовой диапазон одного из двух блоков освещения и отсекающим фоновые засветки длинами волн. В качестве цветных видеокамер могут быть использованы СМОС матрицы или ССД матрицы. Для удобства считыватель снабжен упорами 11 и ручкой-держателем 12.
Работа со считывателем происходит следующим образом.
Переносной считыватель устанавливается или на настил бассейна-хранилища или на отведенное для него место на вилке, удерживающей ОТВС на определенной высоте относительно настила бассейна-хранилища, с направлением объективов 4 видеокамер на лыску 14 хвостовика 13 ОТВС. Перемещением считывателя достигают положения, при котором лучи лазерных диодов 7 сходятся примерно в центре лыски 14, что легко оценивается визуально на безопасном расстоянии и не вызывает повреждения зрительной системы. Затем подается сигнал о готовности устройства к проведению считывания и с внешней аппаратуры приема и обработки видеоизображения подается сигнал на модем блока 8. При этом происходит импульсное включение видеоматриц 5 и блоков 6 освещения и отключение лазерных диодов 7. Зарегистрированное изображение через модем блока 8 передается на внешнюю аппаратуру обработки зарегистрированного изображения.
Геометрические размеры стенок 1, 3 каркаса и угол отгиба участков 2 выбраны таким образом, чтобы в процессе регистрации зона считывания и объективы видеокамер были максимально возможно защищены от постороннего освещения. Каждая цветная видеокамера регистрирует собственное цветное изображение лыски 14, освещаемой блоками 6 осветителя с разных ракурсов. Последующая компьютерная обработка таких изображений позволит получить максимальную информативность и в случае неявно выраженных поврежденных эксплуатацией символов обеспечить высокую достоверность распознавания номера.
Использование считывателя предполагается на АЭС. Реализуется устройство на базе промышленно освоенных комплектующих, а изготовление каркаса отличается технологической простотой.