Page 94 - 核能协会奖励公报2022（最终）（2023.5.29）

2022

包覆燃料颗粒包覆层厚度和

密度自动检测系统的研制及应用 [2022HNJ30]

1、应用领域
本课题属于核燃料组件的设计、生产和制
造技术。
2、项目主要科技内容
（1）通过建立颗粒的完整性和相切性判据，
对图像分割和目标检测算法等进行了技术集成，
完成了瓷相样品中可测颗粒的自动分析，研制
了首台包覆燃料颗粒各层厚度测量过程全自动
化装置。
（3）在实际生产中解决了人员检测中无法
（2）通过视觉识别技术与自动移液技术的
准确判定目标悬浮状态和统计样品分布的实际
综合应用，建立了样品悬浮状态的定量判据，
问题，同时实现了检测过程中人与有机试剂的
构建了图像处理结果与自动滴定模块的反馈关
隔离。
系，实现了样品悬浮状态自动识别和自动补充
5、应用推广情况
滴定，研制了首台包覆燃料颗粒包覆层密度检
自 2020 年 11 月两套装置已应用于中核北
测过程全自动化装置。
方核燃料元件有限公司高温气冷堆球形燃料元
3、技术经济指标
三 包覆燃料颗粒各层厚度快速测量系统：检 件厂包覆燃料颗粒各层厚度及密度的检测中，
等 2020 年 12 月已代替手动检测，开展自动测量。
奖 测效率≥ 30min/ 批；疏松层厚度测量结果的 6、前景预测
重复性优于 1.0%，内致密厚度测量结果的重

包覆燃料颗粒包覆层密度滴定系统，可直
复性优于 0.5%，SiC 厚度测量结果的重复性优
接应用于微量样品悬浮法密度检测。包覆燃料
于 1.0%，外致密厚度测量结果的重复性优于
颗粒各层厚度快速测量系统，通过算法训练及
0.5%；
成像方式改变后，可应用于各类产品的颗粒涂
包覆燃料颗粒包覆层密度自动滴定系统：
层厚度批量检测中。
检测能力≥ 4 批 /3h；内、外致密层和碳化硅
层测量标准偏差分别为 0.8%、0.9% 和 0.2%。
4、促进行业科技进步作用
（1）该项目利用机器视觉和图像处理理论
与技术研究开发了一种新型适应能力强的厚度
测试装置和密度检测装置，发展了机器视觉技
术在核材料检测领域的应用；
（2）建立了颗粒完整性和相切性判据，对
图像分割和目标检测算法进行了技术集成，实
现了瓷相样品中可测颗粒的自动分析；

完成单位：中核北方核燃料元件有限公司
通讯地址：内蒙古包头市 456 信箱
联.系.人：马晨曲..电话：0472-3105106..传真：0472-3139203
电子邮箱：ke_ji_chu@163.com

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