核燃料组件作为核能的直接来源,因长期承受外界多变环境因子耦合交互作用,以致其自身局部随机变形与表面锆合金氧化膜破损现象时有发生,定期对其开展在役检测已成为保障核电站安全运营的重要举措。然而,受限于检测机构与误差补偿两大瓶颈问题,现有组件检测装置普遍存在机构适应性能欠佳、接触与测量柔性不足、检测精度与效率亟待提升等突出问题。为此,本文聚焦检测精度、检测效率与检测安全,创新研制出一款高精度核燃料组件自适应柔性检测装置,通过系统揭示基于机构闭环校正的高精度检测原理,制定基于机构力系动态监测的柔性测量机制,建立用于抑制机械间隙与传感误差的多源误差自适应协同补偿方法,旨在实现复杂核环境下组件氧化膜厚度及其变形情况的精准、高效、安全检测,以满足当前日益严苛的核电现场工程应用要求。本文的主要创新性工作如下:1、创新提出基于变异虎克铰的被动自适应对中机构、融合内外部作用力动态反馈的主/被动柔性测量机构、基于串并混联的高精度检测机构,研制出一款高精度核燃料组件自适应柔性检测装置,从检测机构维度,为提升装置检测精度、检测效率与检测安全奠定了基础。2、创新构建串联检测并联校正闭环检测回路,深入研究检测装置位姿变换关系与力系作用机理,完整揭示基于机构闭环校正的高精度检测原理,并建立基于机构力系动态监测的柔性测量机制,从检测原理维度,为解决装置精准检测与柔性测量核心问题提供了理论支撑。3、借鉴小变形理论中挠度计算原理,建立基于类挠度变换的微量铰接间隙补偿机制,引入概率化误差补偿思想,制定基于概率整定的多元传感误差动态补偿策略,提出一套多源误差自适应协同补偿方法,从误差补偿维度,有效解决装置机械间隙与传感误差协同补偿问题。4、搭建组件检测装置试验平台,通过系统开展柔性检测、膜厚测量、变形检测等相关试验,有效验证了装置能够自适应对中各向随机变形组件,具备柔性接触与柔性测量性能,配合提出的误差补偿方法,可精准检测组件变形及氧化膜厚度,大幅提升了组件的检测精度、检测效率与检测安全。