KR100927468B1 - 원격 제어 방식 중성자 유도관 정렬 측정 장치 및 이를구비하는 측정 시스템 - Google Patents

원격 제어 방식 중성자 유도관 정렬 측정 장치 및 이를구비하는 측정 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 중성자 유도관 정렬 측정 장치는 제1 및 제2 측판과 상판 및 하판을 갖는 중성자 유도관의 내부와 대응하는 형태를 갖는 본체; 상기 본체 안에 장착된 구동부; 상기 중성자 유도관의 제1 측판의 내벽과 탄성 접촉하도록 상기 본체의 한 측부에 장착되어 모터에 연결된 구동 바퀴; 상기 중성자 유도관의 제1 측판의 내벽과 하판의 내면을 단단히 접촉하도록 상기 본체의 한 측부와 하부에 장착된 기준 피동바퀴들; 상기 중성자 유도관의 제2 측판과 접촉하도록 상기 본체의 상기 구동 바퀴 반대쪽 측부에 탄성적으로 장착된 피동 바퀴들; 상기 구동부에 동력을 공급하도록 상기 본체에 장착된 전원; 원격 제어 신호에 따라 상기 구동부를 제어하도록 상기 본체에 장착된 제어기; 및 상기 중성자 유도관 내부의 정렬도를 측정하도록 상기 본체의 일단에 장착된 광학 소자 유닛을 포함한다. 중성자 유도관 정렬 측정 장치를 원격 제어 방식으로 구동하여 중성자 유도관의 정렬도를 측정할 수 있고, 중성자 유도관의 내부에서 그 정렬도를 매우 정밀하게 측정할 수 있다.
Figure R1020070035274
중성자 유도관, 정렬도, 측정, 원격, 모터, 바퀴

Description

원격 제어 방식 중성자 유도관 정렬 측정 장치 및 이를 구비하는 측정 시스템{NEUTRON GUIDE ALIGNMENT MEASUREMENT DEVICE WITH REMOTE CONTROL AND MEASUREMENT SYSTEM HAVING THE SAME DEVICE}
도 1은 원자로와 이에 연결된 중성자 유도관의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 A 부분의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 원격 제어 방식 중성자 유도관 정렬 측정 장치의 사시도이다.
도 4는 도 3의 중성자 유도관 정렬 측정 장치의 저부 사시도이다.
도 5는 도 3의 중성자 유도관 정렬 측정 장치의 후면도이다.
도 6은 도 3의 중성자 유도관 정렬 측정 장치를 일부 절개한 평면도이다.
도 7은 도 3의 중성자 유도관 정렬 측정 장치를 일부 절개한 측면도이다.
도 8은 도 3의 중성자 유도관 정렬 측정 장치의 일부를 A-A 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 9는 도 3의 중성자 유도관 정렬 측정 장치의 펜타프리즘의 동작을 설명하는 상면도이다.
도 10은 도 3의 중성자 유도관 정렬 측정 장치의 십자선 타깃을 측각기로 관 측하는 작업을 나타내는 개략 사시도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 원격 제어 방식 중성자 유도관 정렬 측정 장치를 중성자 유도관에 삽입한 상태를 나타내는 정면도이다.
도 12는 본 발명의 원격 제어 방식 중성자 유도관 정렬 측정 장치를 구비한 중성자 유도관 정렬 측정 시스템의 실시예의 개략도이다.
도 13은 본 발명의 원격 제어 방식 중성자 유도관 정렬 측정 장치를 구비한 중성자 유도관 정렬 측정 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
<도면의 주요 부분의 부호의 설명>
20: 중성자 유도관
22, 24: (중성자 유도관의) 측판
26, 28: (중성자 유도관의) 상판 및 하판
100: 중성자 유도관 정렬 측정 장치
110: (중성자 유도관 정렬 측정 장치의) 본체
112, 120: (중성자 유도관 정렬 측정 장치 본체의) 제1 및 제2 측판
124: (중성자 유도관 정렬 측정 장치 본체의) 밑판
128: (중성자 유도관 정렬 측정 장치 본체의) 받침판
130: (받침판의) 개구 132: 견인줄 연결용 구멍
140: 구동부 142: 모터
144: 감속기 146: 웜 기어
150: 구동 바퀴 152: 구동 바퀴 축
156: 스프링 160: 전원
162: 제어기 164: 수신기
200: 광학 소자 유닛 210, 216: 펜타프리즘
232: 타깃 242: 램프
본 발명은 중성자 유도관 정렬 측정 기술에 관한 것이며, 더 구체적으로는 원격 제어 방식으로 구동되는 중성자 유도관 정렬 측정 장치 및 이를 구비하는 측정 시스템에 관한 것이다.
중성자 유도관은 원자로에서 발생한 중성자가 실험 장치까지 도달하도록 하는 통로이다. 이와 같은 중성자 유도관의 설치 형태가 도 1에 도시된다.
도 1을 참조하면, 원자로(10)에서 발생한 중성자는 버퍼 탱크(14)에 연결된 셔터(12)를 통해 다양한 길이의 중성자 유도관(20)으로 이동하고, 중성자 유도관(20)은 중성자를 목적지인 실험 장치까지 안내하게 된다. 중성자 유도관(20)은 I 자 형태의 빔 또는 I 빔(30)에 의해 바닥에서 일정 높이로 유지된다.
중성자 유도관(20)은 40m, 60m 등의 다양한 길이로 수평으로 설치되고, 통상 위에서 볼 때 약 300m 내지 1,500m 반경의 곡선을 따라 설치된다.
이와 같은 중성자 유도관(20)은 구체적인 설치 형태의 일례가 도 2에 도시된다. 도 2를 참조하면, 중성자 유도관(20)은 한 쌍의 측판(22, 하나만 도시됨)과 상판(26) 및 하판(도시 생략)으로 이루어진다. 중성자 유도관(20)은 내부가 빈 직사각형의 단면을 갖고, 특수 코팅된 유리로 정밀 제작된다. 또한, 중성자 유도관(20)은 I 빔(30)에 지지된 지그(40)에 의해 고정되고, 지그(40)는 조임 나사(42)를 통해 중성자 유도관(20)을 고정하게 된다.
이러한 구조의 중성자 유도관(20)은 중성자의 손실을 최소화하기 위해 매우 높은 정렬 정밀도(매우 정밀한 정렬도)로 설치되어야 한다. 즉, 중성자 유도관은 내부 측벽의 수직도, 축방향 수평도 및 축직교방향 위치 등이 정밀하게 측정 및 제어되어야 하며, 이와 같이 측정 및 제어되는 인자를 유도관의 "정렬도"라고 한다.
따라서, 중성자 유도관을 설치할 때 측정 장치를 사용하여 중성자 유도관의 정렬도를 측정하고 그 결과에 따라 중성자 유도관의 정렬도를 보정하고 있다.
하지만, 종래의 중성자 유도관 정렬 측정 장치는 주로 중성자 유도관의 외부에서 그 정렬도를 측정하고 있어서, 중성자 유도관의 내부 정렬도를 측정하지 못하고 있다. 따라서, 중성자 유도관의 내부에서 그 정렬도를 측정할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
따라서 본 발명은 전술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 일 목적은 중성자 유도관의 정렬도와 중성자 유도관 내부 측벽 및 바닥의 정렬 상태를 측정이 가능하도록 하는 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은 중성자 유도관의 내부에서 그 정렬도를 매우 정밀하게 측정할 수 있는 중성자 유도관 정렬 측정 장치 및 이를 구비하는 측정 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 일 목적은 원격 제어방식으로 중성자 유도관의 정렬도 및 중성자 유도관 내부 측벽 및 바닥의 정렬 상태를 측정 가능하도록 하는 것이다.
전술한 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 중성자 유도관 정렬 측정 장치는 제1 및 제2 측판과 상판 및 하판을 갖는 중성자 유도관의 내부와 대응하는 형태를 갖는 본체; 상기 본체 안에 장착된 구동부; 상기 중성자 유도관의 제1 측판의 내벽과 탄성 접촉하도록 상기 본체의 한 측부에 장착되어 모터에 연결된 구동 바퀴; 상기 중성자 유도관의 제1 측판의 내벽과 하판의 내면을 단단히 접촉하도록 상기 본체의 한 측부와 하부에 장착되는 기준 피동바퀴들; 상기 중성자 유도관의 제2 측판과 접촉하도록 상기 본체의 상기 구동 바퀴 반대쪽 측부에 탄성적으로 장착된 피동 바퀴들; 상기 구동부에 동력을 공급하도록 상기 본체에 장착된 전원; 원격 제어 신호에 따라 상기 구동부를 제어하도록 상기 본체에 장착된 제어기; 및 상기 중성자 유도관 내부의 정렬도를 측정하도록 상기 본체의 일단에 장착된 광학 소자 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 중성자 유도관 정렬 측정 장치에 있어서, 상기 광학 소자 유닛은 상기 중성자 유도관 내부의 측벽과 바닥의 정렬도를 측정하기 위한 복수의 펜타프리즘을 구비할 수 있다.
바람직하게는, 상기 펜타프리즘들 중의 하나는 상기 중성자 유도관 내부의 측벽의 정렬도를 측정하고 다른 하나는 상기 중성자 유도관 내부의 바닥의 정렬도를 측정할 수 있다.
또, 상기 펜타프리즘들 중의 서로 마주보는 한 쌍은 상기 중성자 유도관 내부의 서로 마주보는 측벽의 정렬도를 측정하고 나머지 하나는 상기 중성자 유도관 내부의 바닥의 정렬도를 측정할 수 있다.
본 발명의 중성자 유도관 정렬 측정 장치에 있어서, 상기 광학 소자 유닛은 상기 중성자 유도관 내부의 측벽과 바닥의 수직도를 측정하기 위한 십자선 타깃을 구비할 수 있다.
바람직하게는, 상기 십자선 타깃을 조명하도록 상기 본체의 일단에 장착된 광원을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 중성자 유도관 정렬 측정 장치에 있어서, 상기 본체의 상기 구동 바퀴 반대쪽 측부에 장착된 피동 바퀴는 완충된 가동축에 회전 가능하게 탄성 장착된 복수의 완충 피동 바퀴이고, 상기 본체의 바닥에 장착된 피동 바퀴는 고정축에 회전 가능하게 장착된 복수의 기준 피동 바퀴일 수 있다.
본 발명의 중성자 유도관 정렬 측정 장치에 있어서, 상기 중성자 유도관 내부의 한 쪽 측벽과 접촉하도록, 상기 본체의 상기 구동 바퀴 쪽 측부에 배치된 고 정축에 회전 가능하게 장착된 기준 피동 바퀴를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 기준 피동 바퀴는 경질 재료로 구성될 수 있고, 상기 완충 피동 바퀴는 연질 재료로 구성될 수 있다.
본 발명의 중성자 유도관 정렬 측정 장치에 있어서, 상기 구동 바퀴는 연질 재료로 구성될 수 있다.
본 발명의 중성자 유도관 정렬 측정 장치에 있어서, 상기 구동 바퀴의 축은 스프링에 의해 탄성 지지될 수 있다.
본 발명의 중성자 유도관 정렬 측정 장치에 있어서, 상기 제어기는 상기 원격 제어 신호를 수신하기 위한 수신기를 구비할 수 있다.
한편, 본 발명의 중성자 유도관 정렬 측정 장치는 상기 모터와 구동 바퀴를 연결하는 감속기를 더 포함할 수 있다.
전술한 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 중성자 유도관 정렬 측정 시스템은 전술한 중성자 유도관 정렬 측정 장치; 상기 중성자 유도관 정렬 측정 장치의 광학 소자 유닛을 통해 상기 중성자 유도관 정렬 측정 장치가 삽입된 중성자 유도관의 내부 정렬도를 측정하기 위한 광학 측정 장치; 및 상기 중성자 유도관 정렬 측정 장치의 제어기를 원격 제어 신호를 통해 제어하여 상기 중성자 유도관 정렬 측정 장치의 동작을 조작하는 조작 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 중성자 유도관 정렬 측정 시스템에 있어서, 상기 중성자 유도관 정렬 측정 장치의 광학 소자 유닛은 상기 중성자 유도관 내부의 측벽과 바닥의 정렬도를 측정하기 위한 복수의 펜타프리즘을 구비하며, 상기 광학 측정 장치는 상기 펜타프리즘에 레이저광을 보내고 귀환하는 레이저광을 수신하는 레이저광 송수신기를 구비할 수 있다.
본 발명의 중성자 유도관 정렬 측정 시스템에 있어서, 상기 중성자 유도관 정렬 측정 장치의 광학 소자 유닛은 상기 중성자 유도관 내부의 측벽과 바닥의 수직도를 측정하기 위한 십자선 타깃을 구비하며, 상기 광학 측정 장치는 상기 광학 소자 유닛의 십자선 타깃의 광학적 검출 상태에 기초하여 상기 중성자 유도관의 내부 정렬도를 측정할 수 있다.
본 발명의 중성자 유도관 정렬 측정 시스템에 있어서, 상기 중성자 유도관 정렬 측정 장치의 제어기는 상기 조작 장치로부터 전송되는 원격 제어 신호를 수신하기 위한 수신기를 구비할 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 더 상세히 설명한다. 먼저, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 원격 제어 방식 중성자 유도관 정렬 측정 장치의 사시도이고, 도 4는 도 3의 중성자 유도관 정렬 측정 장치의 저부 사시도이고, 도 5는 도 3의 중성자 유도관 정렬 측정 장치의 후면도이고, 도 6은 도 3의 중성자 유도관 정렬 측정 장치를 일부 절개한 평면도이고, 도 7은 도 3의 중성자 유도관 정렬 측정 장치를 일부 절개한 측면도이고, 도 8은 도 3의 중성자 유도관 정렬 측정 장치의 일부를 A-A 선을 따라 절개한 단면도이며, 도 9는 도 3의 중 성자 유도관 정렬 측정 장치의 펜타프리즘의 동작을 설명하는 상면도이다.
도 3 내지 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 중성자 유도관 정렬 측정 장치(100)는 중성자 유도관의 내부에 삽입되어 유도관 측벽의 수직도, 유도관의 축방향 수평도와 축직교방향 위치 등의 "정렬도"를 측정할 수 있도록 구성된다.
이를 위해, 중성자 유도관 정렬 측정 장치(100)는 제1 및 제2 측판과 상판 및 하판을 갖는 중성자 유도관의 내부와 대응하는 형태를 갖는 본체(110), 본체 안에 장착된 구동부(140), 전원(160) 및 제어기(162), 구동부에 의해 구동되는 구동 바퀴(150), 그리고 상기 중성자 유도관 내부의 정렬도를 측정하도록 상기 본체(110)의 일단에 장착된 광학 소자 유닛(200)을 포함한다. 한편, 중성자 유도관 정렬 측정 장치(100)는 그 길이 방향 양단이 중성자 유도관 안으로 삽입되는 순서에 따라 선단(100A)과 후단(100B)으로 구분된다.
먼저, 본체(110)는 도 3과 4에 명확히 도시한 것과 같이, 서로 마주한 제1 및 제2 측판(112, 120)과 이들 측판(112, 120)을 서로 연결하는 밑판(124)으로 이루어진다.
제1 측판(112)에는 구동 바퀴(150)를 위한 바퀴 구멍(114) 및 3 개의 피동 바퀴(170, 174)를 위한 바퀴 구멍(116) 형성되어 있다. 도 8에 상세 도시한 것과 같이, 구동 바퀴 축(152)이 구동 바퀴 지지대(118)에 회전 가능하게 수용되고, 구동 바퀴(150)는 베어링(154)을 개재하여 구동 바퀴 축(152)에 결합된다. 이에 따라, 구동 바퀴(150)는 축(152)을 중심으로 회전 가능하게 장착되며, 도 5에서 알 수 있는 것과 같이 피동 바퀴(174)에 비해 제1 측판(112)으로부터 더 돌출해 있다.
한편, 스프링(156)이 제1 측판(112)의 내벽과 구동 바퀴 지지대(118)의 하향 돌기(118-1) 및 밑판(124)의 상향 돌기(124-1) 사이에 설치되어, 구동 바퀴 축(152)을 탄성 지지한다. 이에 따라, 구동 바퀴(150)는 축(152)과 수직 방향으로 탄성 이동 가능하게 장착되어, 이에 따라 "완충 구동 바퀴"라고도 한다.
또, 구동 바퀴(150)는 원활한 완충을 위해 연질 재료, 예컨대, 연질고무로 제조되면 바람직하다. 특히, 적어도 그 표면은 연질 재료로 이루어지는 것이 좋다.
피동 바퀴(170, 174)는 각각의 바퀴 축(172, 176)에 회전 가능하게 장착된다. 피동 바퀴(170, 174)의 바퀴 축(172, 176)은 구동 바퀴(150)의 축(152)과 달리 제1 측판(120)에 고정된다. 따라서, 피동 바퀴(170, 174)는 구동 바퀴(150)와 달리 축과 수직한 방향으로 이동 가능하지 않으며, 이에 따라 "기준 피동 바퀴"라고도 한다.
기준 피동 바퀴는 경질 재료로 제조되면 좋고, 특히, 적어도 그 표면은 경질 재료로 이루어지면 바람직하다.
제2 측판(120)에는 피동 바퀴(180, 184)를 위한 바퀴 구멍(122)이 형성되어 있다. 이들 피동 바퀴(180, 184)는 해당 바퀴 축(182, 184)에 회전 가능하게 장착되고, 구동 바퀴(150)와 마찬가지로 스프링(도시 생략)에 의해 탄성 지지된다. 이에 따라, 이들 피동 바퀴(180, 184)는 "완충 피동 바퀴"라고도 한다. 한편, 스프링은 제1 및 제2 측판(112, 120) 사이의 연결부(190) 안에 설치될 수 있고, 연결부(190) 아래에 설치될 수 있다.
밑판(124)에도 피동 바퀴(194)를 위한 바퀴 구멍(126)이 뚫려 있다. 피동 바퀴(194)는 고정된 바퀴 축(196)에 장착되어 있고 그에 따라 "기준 피동 바퀴"라고도 한다.
한편, 밑판(124)의 일단은 연장되어 받침판(128)을 형성하고 있다. 받침판(128)은 광학 소자 유닛(200)을 받치기 위한 것으로, 일단 가까이에 개구(130)가 형성되고 일단에 견인줄 연결용 구멍(132)이 뚫려 있다.
본체(110)의 내부에는 구동부(140)와 전원(160) 및 제어기(162)가 장착된다. 도 6과 7을 참조하면, 구동부(140)는 모터(142), 감속기(144) 및 웜 기어(146)로 구성된다. 모터(142)는 전원(160)에 전선(도시 생략)으로 연결되어 동력을 받고, 감속기(144)는 모터(142)의 회전을 원하는 RPM으로 감속시키며, 웜 기어(146)는 모터의 회전력을 방향을 바꿔 구동 바퀴 축(152)에 전달한다. 이렇게 하면, 구동 바퀴(150)는 원하는 RPM으로 회전하면서 본 발명의 측정 장치(100)를 중성자 유도관 내부에서 이동시키게 된다.
전원(160)은 모터(142)에 동력을 공급하는 것으로, 전지를 사용할 수 있다. 전지로는 일회용 또는 충전용 전지와 같은 다양한 전지를 사용할 수 있다.
제어기(162)는 모터(142)의 동작을 제어하기 위한 것으로, 제어 회로로서 구성될 수 있다. 또한, 제어기(162)는 수신기(164)가 일체로 장착되어 외부의 조작 장치의 제어 신호를 수신하고 이 제어 신호에 따라 모터(142)의 동작을 제어할 수 있다. 물론, 수신기는 제어기(162)와 별체로 설치하고 신호 라인 등에 의해 제어기(162)와 연결할 수도 있다.
본체(110)의 받침판(128)에는 광학 소자 유닛(200)이 장착되어 있다. 광학 소자 유닛(200)은 상자 모양의 소자 본체(202)를 갖고, 이 소자 본체(202)의 상단의 한 측부에는 상부 개구(204)가 형성되고, 소자 본체(202)의 하단에는 받침판(128)의 개구(130)에 해당하는 위치에 하부 개구(206)가 형성된다.
소자 본체(202)에는 서로 상하로 배치된 한 쌍의 펜타프리즘(210, 216)이 장착된다. 이때, 펜타프리즘(210, 216)은 소자 본체(202)의 장치 후단(100B) 쪽에 위치한다.
먼저, 도 9 및 도 10의 도시를 참조하여 상부의 펜타프리즘(210)을 더 상세히 설명하면, 펜타프리즘(210)은 한 쌍의 입출사면(214) 중의 하나가 후단(100B) 방향으로 배치되고, 다른 하나의 입출사면(214)이 소자 본체(202)의 상부 개구(204) 쪽으로 배치된다. 이때, 입출사면(214)은 하나가 제1 측판(112)과 직각이고 다른 하나가 제1 측판(112)과 평행하게 배치된다.
도 9에 도시된 것과 같이, 하나의 입출사면(214)으로 입사된 광(예컨대 레이저 광)(L)은 펜타프리즘(210)의 반사면(216)에 의해 내부 반사되어 다른 하나의 입출사면(214)으로 출사되고 출사된 레이저광(L)은 개구(204)를 통해 중성자 유도관(20)의 측판(22)에 부딪힌다. 이 경로는 도 9의 화살표 방향을 경로이다. 측판(22)에 반사된 레이저광(L)은 반대 경로를 따라 귀환한다. 이때, 측판(22)의 정렬도에 오차가 있으면, 레이저광(L)은 편차를 갖고 귀환하게 되며, 이와 같은 편차에 근거하여 측판(22)의 정렬도를 측정하게 된다.
하부의 펜타프리즘(216)은 상부의 펜타프리즘(210)과 동일한 원리와 구조로 구현된다. 다만 한 쌍의 입출사면(218) 중의 하나는 도 4에 도시한 것과 같이 바닥을 향해 배치된다. 즉, 소자 본체(202)의 하부 개구(206)와 받침판(128)의 개구(130)를 통해 측정 장치(100)가 삽입된 중성자 유도관의 하판을 향하게 된다. 아울러, 바닥을 향한 입출사면(218)은 측정 장치(100)의 밑판(124)과 평행하게 배치된다.
한편, 본 발명의 광학 소자 유닛(200)에서, 일 측방과 하방을 측정하도록 한 쌍의 펜타프리즘을 구성하였지만, 양쪽 측방과 하방을 측정하도록 3 개의 펜타프리즘을 구성할 수도 있다. 즉, 제1 펜타프리즘은 일 측방, 예컨대, 오른쪽 측방을 측정하고, 제2 펜타프리즘은 타 측방, 예컨대, 왼쪽 측방을 측정하며, 제3 펜타프리즘은 하방을 측정하도록 구성하는 것도 가능하다.
소자 본체(202)의 상단에는 타깃 지지대(230)가 배치되고, 타깃 지지대(230)의 일면, 구체적으로는, 측정 장치(100)의 후단(100B) 쪽에는 타깃(232)이 배치된다. 타깃(232)은 도 5에서 명확히 알 수 있는 것과 같이 3개의 가로 선과 3개의 세로 선으로 이루어진 십자선 타깃이다. 타깃(232) 아래쪽에는 유도관 내부를 밝게 비추기 위한 광원(240)이 배치되고 광원(240)은 3개의 LED 램프(242)를 포함한다.
타깃(232)은 빛을 받으면 타깃 지지대(230)와 명확히 구별되도록 구성된다. 이렇게 하면, 광원(240)의 램프(242)에서 발광한 빛에 의해 측정자가 타깃(232)을 명확히 인식할 수 있다. 따라서, 외부에서 측각기(theodolite)로 타깃(232)을 관측하게 되면 측정 장치(100)가 삽입된 중성자 유도관의 기울기, 수직높이, 수평위치 등을 측정할 수 있으므로 중성자 유도관의 정렬도 어긋남을 측정할 수 있다.
이와 같은 측각기(290)를 이용한 중성자 유도관 정렬 측정 장치(100)의 타깃(232) 관측 작업의 일례가 도 10에 도시된다. 도 10을 참조하면, 측각기(290)는 지지대(292)에 수광기(294)가 설치되고 수광기(294) 상단에 투광기(296)가 설치된다. 이와 같이, 측정 장치(100)에서 온 빛을 측각기(290)의 수광기(294)로 받아 타깃(232)을 관측함으로써 중성자 유도관의 정렬도 어긋남을 측정할 수 있다. 한편, 투광기(296)는 본 발명의 측정 장치(100)의 광원 램프(242)가 고장이거나 그 빛이 약할 때 사용할 수 있다.
본 실시예에서, 타깃(232)은 서로 교차하는 3 개의 가로 및 세로 선으로 구성하였지만, 이 선들의 수를 달리할 수 있다. 아울러, 램프(242)도 역시 LED 이외의 다른 적절한 발광체를 사용할 수 있다.
이와 같이 구성한 중성자 유도관 정렬 측정 장치(100)를 중성자 유도관(20)에 삽입한 상태가 도 11에 도시된다. 도 11을 참조하면, 구동 바퀴(150)는 중성자 유도관(20)의 제1 측판(22)에 눌려 안쪽으로 들어가 피동 바퀴(170, 174)와 동일한 치수로 돌출해 있다. 또, 완충 피동 바퀴(180, 184)도 역시 중성자 유도관(20)의 제2 측판(24)에 눌려 동일면을 형성하고 있다. 한편, 하부의 2 개의 피동 바 퀴(194)는 측정 장치(100)의 무게에 의해 중성자 유도관(20)의 하면(28)과 접촉한다. 이에 따라, 중성자 유도관 정렬 측정 장치(100)는 중성자 유도관(20)의 내부 영역에 들어맞게 삽입된 상태가 되고, 이 상태로 중성자 유도관(20) 안에서 이동하면서 그 정렬도를 측정하게 된다.
이하 도 12를 참조하여 본 발명에 따른 중성자 유도관 정렬 측정 장치(100)를 포함하는 중성자 유도관 정렬 측정 시스템의 일 실시예를 설명한다.
중성자 유도관 정렬 측정 시스템은 전술한 중성자 유도관 정렬 측정 장치(100), 광학 측정 장치(250) 및 조작 장치(270)를 포함한다.
중성자 유도관 정렬 측정 장치(100)는 중성자 유도관(20)의 내부에 삽입되어 있고, 중성자 유도관(20)은 편의상 상면(26)과 하면(28)만이 도시된다.
광학 측정 장치(250)는 레이저 송수신기(252)를 통해 레이저광(L)을 중성자 유도관(20) 안에 위치한 중성자 유도관 정렬 측정 장치(100)의 광학 소자 유닛(200)의 펜타프리즘(210)에 보내고, 레이저광(L)이 도 9에 도시한 것과 같이 유도관(20)의 측판(22)으로부터 반사되어 귀환하면, 레이저광(L)의 편차에 기초하여 유도관(20)의 측판(22)의 정렬도를 측정하게 된다. 이 과정은 하부의 펜타프리즘(도 3 내지 5의 도면부호 216 참조)에서도 동일하게 적용된다. 따라서, 광학 측정 장치(250)는 중성자 유도관(20)의 하판(28)의 정렬도도 역시 측정하게 된다.
이와 같은 중성자 유도관(20)의 정렬도는 광학 측정 장치(250)로부터 신호 라인(S)을 통해 조작 장치(270)로 전송된다.
아울러, 광학 측정 장치(250)는 도 5에 도시한 것과 같은 타깃(232)의 상태를 촬영하여 조작 장치(270)로 전송할 수 있다.
조작 장치(270)는 광학 측정 장치(250)에서 수신한 측정 결과 또는 촬영 화면을 스크린(272)을 통해 출력할 수 있다. 또, 복수의 버튼(274)과 조종간(276)을 이용하여 원격 제어 신호를 중성자 유도관 정렬 측정 장치(100)에 전송함으로써 그 동작을 제어할 수 있다.
아울러, 조작 장치(270)는 광학 측정 장치(250)에서 수신한 신호에 기초하여 유도관 정렬 측정 장치(100)가 중성자 유도관(20) 안의 어디에 위치하는지 알아 낼 수 있다.
한편, 견인줄(262)이 유도관 정렬 측정 장치(100)의 선단(100B)에 형성된 견인줄 연결용 구멍(132)(도 3 참조)에 연결되어 있다. 견인줄(262)은 유도관 정렬 측정 장치(100)가 고장 등에 의해 중성자 유도관(20) 안에 정지한 경우 이를 끌어내기 위한 것이다. 수작업으로 견인줄(262)을 당겨 유도관 정렬 측정 장치(100)를 끌어낼 수 있고, 도시한 것과 같이 견인 장치(260)를 설치하여 견인줄(262)을 당길 수 있다. 견인 장치(260)는 (도시 생략한) 모터와 권선 롤러 등으로 이루어지며, 조작 장치(270)에 의해 제어될 수 있다.
한편, 광학 측정 장치(250)와 견인 장치(260)는 조작 장치(270)에 의해 제어되거나 자체 조작부에 의해 조작될 수 있다.
이와 같이 중성자 유도관 정렬 측정 시스템을 구성하면, 원격 제어 방식으로 구동되는 중성자 유도관 정렬 측정 장치를 구동하여 중성자 유도관의 내부에서 그 정렬도를 매우 정밀하게 측정할 수 있다.
한편, 광학 측정 장치(250)는 십자선 타깃(232)을 촬영하는 대신 십자선 타깃(232)에 대응하는 기준 눈금(도시 생략)을 구비하고 십자선 타깃(232)을 이 기준 눈금과 대조하여 십자선 타깃(232)의 위치 변화를 관측하도록 도 10에 도시한 것과 같은 측각기(290)를 사용함으로써 중성자 유도관의 내부 정렬도를 측정하는 것도 가능하다.
물론, 도 10의 측각기(290)를 광학 측정 장치(250)에 연결하거나 그 일부로 구성할 수 있다. 이와 달리, 도 10의 측각기(290)를 조작 장치(270)에 직접 연결하여 조작 장치(270)의 스크린을 통해 십자선 타깃(232)과 기준 눈금을 대조할 수 있다.
이하 도 13을 참조하여 본 발명에 따른 중성자 유도관 정렬 측정 장치(100)를 포함하는 중성자 유도관 정렬 측정 시스템의 다른 실시예를 설명한다.
도 13의 중성자 유도관 정렬 측정 시스템은 도 12의 조작 장치(270) 대신 컴퓨터(280)를 채용한 것을 제외하고는 도 12의 중성자 유도관 정렬 측정 시스템과 실질적으로 동일한 구성을 갖는다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 것이다.
전술한 것과 같은 본 발명에 따른 중성자 유도관 정렬 측정 장치 및 이를 구비하는 중성자 유도관 정렬 측정 시스템에 따르면, 중성자 유도관 정렬 측정 장치를 원격 제어 방식으로 구동하여 중성자 유도관의 정렬도를 측정할 수 있다. 아울러, 중성자 유도관의 내부에서 그 정렬도를 매우 정밀하게 측정할 수 있다.

Claims (18)

  1. 구동부가 구비되고, 구동부에 의해 동력을 전달받는 구동바퀴 및 중성자 유도관의 내면을 지지하도록 배치되는 피동바퀴가 구비되며, 중성자 유도관의 내부와 대응하는 외관 형태로 구성되는 본체와;
    상기 본체의 일 단부에 구비되며, 중성자 유도관 자체의 정렬도가 어긋난 상태를 측정을 위해 빛의 반사가 이루어지도록 구성되는 타깃, 그리고, 중성자 유도관을 구성하는 내부 측벽 및 바닥의 정렬 상태를 측정 가능하도록 각각 빛의 투과가 가능한 한 쌍의 입출사면과 빛의 방향전환을 위한 반사가 가능한 하나 이상의 반사면이 구비되는 복수의 펜타프리즘을 포함하여 구성되는 광학 소자 유닛과;
    수광기가 구비되며, 상기 타깃에서 반사되는 빛을 통해 중성자 유도관 자체의 정렬도 측정을 위해 기울기, 수직높이 또는 수평위치 중 하나 이상의 상태를 측정하는 측각기와;
    레이저 송수신기가 구비되며, 상기 펜타프리즘을 통해 되돌아오는 레이저광의 편차를 이용하여 중성자 유도관을 구성하는 내부 측벽 및 바닥의 정렬 상태를 측정하는 광학 측정장치;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 중성자 유도관 정렬 측정 장치.
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  5. 제 1 항에 있어서, 상기 타깃은 중성자 유도관 내부의 측벽과 바닥의 수직도를 측정 가능하도록 십자선 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 중성자 유도관 정렬 측정 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 타깃은 광학 소자 유닛 자체 또는 측각기 중 적어도 어느 하나에 광원이 구비되어 타깃에 빛의 조사가 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 중성자 유도관 정렬 측정 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 피동바퀴는 상기 중성자 유도관의 어느 일 측판에 접하도록 완충된 가동축에 의해 탄성 지지되면서 회전 가능하게 장착되는 완충 피동바퀴와 상기 중성자 유도관의 바닥판에 접하도록 고정축에 의해 회전 가능하게 장착된 기준 피동바퀴로 구성되며, 상기 구동바퀴는 상기 완충 피동바퀴에 의해 접하는 측판의 맞은편 측판과 접하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 중성자 유도관 정렬 측정 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 중성자 유도관의 다른 일 측에 접하도록 고정축에 의해 회전 가능하게 장착된 기준 피동바퀴가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 중성자 유도관 정렬 측정 장치.
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  12. 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 구동 바퀴는 스프링에 의해 탄성 지지되는 축에 장착되는 것을 특징으로 하는 중성자 유도관 정렬 측정 장치.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 본체는 원격 제어 신호를 수신하기 위한 수신기가 구비되는 제어기가 더 구비되고,
    제어기의 작동에 의해 구동부에 동력을 제공하는 전원이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 중성자 유도관 정렬 측정 장치.
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  15. 제 13 항에 있어서, 상기 제어기로 원격 제어 신호를 송출하여 상기 중성자 유도관 정렬 측정 장치의 동작을 조작하는 조작 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중성자 유도관 정렬 측정 장치.
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