記者7月16日獲悉，中國計量大學聯合中核建中核燃料元件有限公司攻關的核燃料芯塊自動化非接觸測量技術成果，近日正式刊發於中國計量測試學會主辦的《計量學報》。成果融合二維輪廓成像與三維點雲掃描，單工位一次性完成9類關鍵幾何參數檢測，解決了傳統檢測損傷工件、效率偏低、參數不全等行業痛點，為核電燃料智能制造提供高精度計量新方案。

在“雙碳”能源轉型背景下，國內核電建設持續提速，二氧化鈾核燃料芯塊作為反應堆核心部件，尺寸精度直接影響裝配間隙、傳熱效率與長期運行安全。傳統生產依靠游標卡尺、位移計等接觸式設備，需多工位分段檢測，不僅容易劃傷芯塊表面，人工操作還存在一致性差、檢測節拍慢等短板。現有視覺檢測方案大多只能測量柱面或端面單一區域，無法同步獲取完整三維形貌，行業長期缺少集成化高精度檢測裝備。

文章第一作者、中國計量大學現代科技學院副教授張新娜表示，核燃料芯塊微米級的嚴苛公差、特殊凹陷端面結構，以及量產無損檢測需求，是團隊聯合中核企業開展攻關的出發點。

團隊創新搭建二維遠心成像與線激光三維掃描協同硬件平台，配套自主開發上位機控制系統，設置獨立二維檢測、三維掃描、全尺寸聯合檢測三種工作模式，無需重復裝夾即可採集柱面、端面全部幾何數據。二維檢測模塊採用亞像素輪廓提取算法，精准捕捉直徑、高度、倒角、垂直度﹔三維模塊獨創幾何鄰域篩選點雲精簡算法，在保留碟形關鍵特征的前提下削減70%冗余數據，大幅提升碟形直徑、深度、肩寬的運算速度。

整套系統實測性能目前表現優異，僅測柱面參數的常規檢測單件耗時6秒，包含三維形貌掃描的全尺寸檢測約18秒，端面尺寸測量精度優於±0.02毫米。重復性實驗顯示，標准塊直徑、高度測量標准偏差穩定控制在5微米以內﹔模擬批量隨機上料測試中，全部參數波動均滿足核電制造IT5高精度公差標准。

據悉，該項目依托國家相關項目支持，實現從理論推導、軟硬件搭建到實物全流程驗証，徹底擺脫傳統接觸式檢測局限，同時兼顧無損、高速、高精度三大核心需求。張新娜介紹，這套一體化視覺檢測系統已落地中核建中核燃料元件有限公司檢測生產線，團隊后續將優化設備定位魯棒性、簡化標定流程，進一步提升點雲處理速度和系統檢測效率。

新技術落地后，將有效支撐核燃料元件規模化、高質量智能制造，為我國核電長期安全穩定運行筑牢精密計量檢測根基。（通訊員李立敏 記者劉垠）