JP2007225535A

JP2007225535A - 線量計充電通信システム

Info

Publication number: JP2007225535A
Application number: JP2006049515A
Authority: JP
Inventors: Yuji Matsuzoe; 雄二松添; Minoru Imai; 稔今井
Original assignee: Fuji Electric Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2006-02-27
Filing date: 2006-02-27
Publication date: 2007-09-06

Abstract

【課題】線量計を長期に亘って使用した場合でも線量計の充電並びに通信を適正に行うこと。
【解決手段】本線量計充電通信システムは、導線を複数回周回して形成した電磁誘導コイル４を絶縁板の上に配置した電磁Ｉ／Ｆボード３とアンプ回路５を備えて成る。アンプ回路５は、電磁Ｉ／Ｆボード３の電磁誘導コイル４の内側に載置された線量計２の電磁誘導アンテナの送信時に電磁誘導コイル４に流れる電流信号を検波し、この検波データを被ばく管理ＰＣ６へ送信する。更に、被ばく管理ＰＣ６から送信されたデータで所定周波数の発振信号を変調し、この変調信号を増幅し、この増幅信号に応じた電流を電磁誘導コイル４に流す。この電流信号が電磁誘導信号として線量計２の電磁誘導アンテナで受信される。この時、充電も行うようにする。線量計２を載置するのみで管理装置と通信を行い、充電することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、原子力発電所、加速器施設及び放射線利用施設等において使用される個人被ばく管理用の小型の線量計及び、線量計の充電と通信を良好に実現可能な線量計充電通信システムに関する。

一般に、放射線業務従事者が被ばくした放射線量の検出及び管理用に、図５に示すように、放射線作業従事者１０（利用者とも称す）のポケット１１に収まるサイズ（例えば１００×５０×１０ｍｍ）のポケット線量計（単に、線量計とも称す）４０が用いられている。一般に、ポケット線量計は入射した放射線による電離作用を利用した半導体式が主流である。

線量計４０は、図６に示すように、外部に、放射線作業従事者の現在の被ばく量を表示する液晶ディスプレイ４１、指入れ防止網４２及び複数の接点通信用端子穴５５を備え、内部に、規定値以上の被ばく時に管理区域からの離脱を促す警報を発音するブザー駆動回路５３が搭載された信号処理回路基板５０を備えて構成されている。
信号処理回路基板５０は、図７に示すように、逆バイアス印加部６１と、半導体検出部６２と、アンプ６３と、コンパレータ６４と、ＣＰＵ６５と、ブザー部６６と、通信部６７と、端子６８ａを有する接点通信部６８と、充電部６９と、電池７０とを備えて構成されている。但し、信号処理回路基板５０の制御を司るＣＰＵ６５とブザー部６６とでブザー駆動回路５３が構成されている。

また、線量計４０は、図８に示す線量計収納装置８０に直方体の穴形状に設けられた複数のフォルダ８１に収納されるようになっている。フォルダ８１の奥面には複数の凸状の端子電極８２が配置されており、線量計４０をフォルダ８１に収納した際に接点通信用端子穴５５に端子電極８２が挿入され、この端子電極８２が線量計４０内部の端子６８ａと電気的に接続されるようになっている。

この接続時に、線量計４０のＣＰＵ６５が通信部６７を介して被ばく情報を、図示せぬ上位の被ばく量集中管理用のシステム監視装置に送信することができ、また、充電回路７９を介して電池７０に充電することができるようになっている。
半導体検出部７２は、放射線半導体検出デバイスから成り、これは一般に光検出器などに用いられるｎ型半導体とｐ型半導体がｐｎ接合によって接合されたダイオード構造を有する。このような半導体検出部（ダイオード）６２に、逆バイアス印加部６１によって、ｐ型側に−極、ｎ型側に＋極を接続すると、電子がｎ側からｐ側にシフトし、空乏層が更に拡がる。

このような空乏層領域に放射線が入射されると、空乏層内で共有結合されている電子が弾き飛ばされ、ある確率で電子と正孔のペア（電子正孔対）ができる。そして、逆バイアスされている電界に向かって電子は＋方向へ、正孔は−方向へ移動する。この電子と正孔との流れが電流となり、この微小電流が、放射線の被ばくの結果として半導体検出部６２から出力される。

この微小電流を、半導体検出部６２とアンプ６３との間に接続された図示せぬコンデンサを介してアンプ６３に入力すると、そのコンデンサによって直流成分がカットされたのでアンプ６３で増幅される。この増幅信号をコンパレータ６４において予め定められた閾値電圧と比較する。この結果、増幅信号が閾値電圧以上となった際にＣＰＵ６５へパルス信号を出力する。そして、ＣＰＵ６５にて、そのパルス信号を被ばく放射線量としてカウントする。

ＣＰＵ６５は、その被ばく放射線量を液晶ディスプレイ４１に表示し、これを放射線作業従事者が見て被ばく量をリアルタイムに確認することができる。また、被ばく量は、ＣＰＵ６５から通信部６７を介してシステム監視装置へ送信される。
これによって、システム監視装置で放射線作業従事者の被ばく量の推移や累積値を統計的に管理することができるようになっている。また、放射線作業従事者が作業中に所定の被ばく量を超えた時に、その作業空間からの離脱を促すためにＣＰＵ６５の制御によってブザー部６６から警報音を発するようになっている。
この種の従来の放射線検出デバイスとして、例えば特許文献１に記載のものがある。
特開２００１−３０５２２７号公報

ところで、従来の放射線検出デバイスにおいては、線量計収納装置８０のフォルダ８１内の端子電極８２と線量計４０の端子７８とを機械的に接続させて通信及び充電を行うようになっている。このため、長期に亘って使用した場合、端子電極８２及び端子６８ａの汚れや劣化などによって接触不良が生じ、通信や充電が適正に行われなくなるという問題がある。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、線量計を長期に亘って使用した場合でも線量計の充電並びに通信を適正に行うことができる線量計充電通信システムを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１による線量計充電通信システムは、被ばく量を計測し、計測に必要な情報及びその計測結果を無線アンテナ及び電磁誘導アンテナを含む通信手段により上位の管理装置と交信する線量計の充電並びに前記交信の仲介を行う線量計充電通信システムにおいて、導線を複数回周回して形成した電磁誘導コイルを絶縁板の上に配置した第１のインタフェース手段と、前記第１のインタフェース手段の電磁誘導コイルの内側に載置された前記線量計の電磁誘導アンテナの送信時に当該電磁誘導コイルに流れる電流信号を検波して、前記管理装置への送信データとする検波手段と、前記管理装置から送信されたデータで所定周波数の発振信号を変調する変調手段と、この手段での変調信号を増幅し、この増幅信号に応じた電流を前記電磁誘導コイルに流す増幅手段とを有する第２のインタフェース手段とを備えたことを特徴とする。

この構成によれば、第１のインタフェース手段の電磁誘導コイルの内側に線量計を載置するだけで、線量計の電磁誘導アンテナの送信時に電磁誘導コイルに電流が流れ、これが第２のインタフェース手段で検波され、この検波データが管理装置へ送信される。一方、管理装置からのデータが受信されると、第２のインタフェース手段において、その受信データで所定周波数の発振信号が変調され、この変調信号が増幅される。そして、第１のインタフェース手段において、その増幅信号に応じた電流が電磁誘導コイルに流れると、この電流信号が電磁誘導信号として線量計の電磁誘導アンテナで受信される。従って、線量計を載置するのみで管理装置と通信を行うことができる。これによって、従来のように線量計の端子を線量計収納装置の端子電極に接続するといった機械的な接続状態を無くすことができ、長期に亘って使用した場合でも端子電極及び端子の汚れや劣化などによる接触不良が生じることもないので、線量計を長期使用した場合でも充電及び通信を適正に行うことができる。

また、本発明の請求項２による線量計充電通信システムは、請求項１において、前記線量計は、前記電磁誘導コイルに電流が流れ、この電流信号が電磁誘導信号として当該線量計の電磁誘導アンテナで受信されている場合に、当該線量計の充電を行うことを特徴とする。
この構成によれば、線量計を第１のインタフェース手段に載置している際に、電磁誘導アンテナが電磁誘導作用による受信動作を行うと、線量計が自動的に充電される。つまり、線量計を第１のインタフェース手段の電磁誘導コイルの内側に載置するだけで充電を行うことができる。

また、本発明の請求項３による線量計充電通信システムは、請求項１または２において、前記線量計は当該線量計の充電が完了した際に完了信号を前記電磁誘導アンテナ又は前記無線アンテナから前記管理装置へ送信する制御を行い、その管理装置は前記完了信号を受信した際に前記第２のインタフェース手段へ停止信号を送信し、当該第２のインタフェース手段は前記停止信号を受信した際に前記電磁誘導コイルへの出力信号の停止を行うことを特徴とする。
この構成によれば、電磁誘導コイルへの電流供給が無くなるので、電磁誘導コイルに流れる電流が停止し、線量計の電磁誘導アンテナが無受信状態となるので充電が停止する。

以上説明したように本発明によれば、線量計を長期に亘って使用した場合でも線量計の充電並びに通信を適正に行うことができるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。但し、本明細書中の全図において相互に対応する部分には同一符号を付し、重複部分においては後述での説明を適時省略する。
図１は、本発明の実施の形態に係る線量計充電通信システムの構成を示す図である。
図１に示す線量計充電通信システム１は、線量計２と、電磁Ｉ／Ｆボード（第１のインタフェース手段）３と、アンプ回路（第２のインタフェース手段）５とを備えて構成され、アンプ回路５が被ばく量集中管理用のシステム監視装置である被ばく管理ＰＣ（パソコン）６に接続されている。

電磁Ｉ／Ｆ（インタフェース）ボード３は、角型の絶縁ボード上面の周辺部に数ターンから数十ターンで周回する導線を配置して電磁誘導コイル４を形成したものであり、電磁誘導コイル４の周回内側に線量計２を載置するようになっている。また、電磁誘導コイル４は、アンプ回路５を介して被ばく管理ＰＣ６に接続されている。
線量計２の構成を図２に示す。図２（ａ）は線量計２の上蓋取外し状態の平面図、（ｂ）は（ａ）の正面図、（ｃ）は（ａ）の左側面図、（ｄ）は（ａ）の右側面図である。

線量計２は、内部に回路基板２５及び電池２６が収容され、右側面部分にアンテナ基板２２が配設され、このアンテナ基板２２に電磁誘導アンテナ２３が配設され、この近傍に無線アンテナ２４が配設され、更に各アンテナ２３，２４は、通信部分が外部に露出状態とされている。
回路基板２５は、図３に示すように、検波回路３１と、ＣＰＵ３２と、充電回路３３と、無線回路３４と、変調回路３５とを備えて構成されている。検波回路３１は電磁誘導アンテナ２３に接続され、無線回路３４は無線アンテナ２４に、充電回路３３は電池２６に接続されている。

この構成の線量計２は、線量計同士の無線通信による混信の影響を除去するために電磁誘導アンテナ２３と無線アンテナ２４との２つを有しており、線量計２が上位の被ばく管理ＰＣ６へ被ばく情報や設定情報を送信するための図示せぬ通信装置に近づいた場合、その通信装置と電磁誘導アンテナ２３で電磁誘導通信を行うことによって、当該通信装置のＩＤ(Identification)と線量計２のＩＤとを交換し、この後、信頼性が必要な被ばく情報を無線アンテナ２４を介して通信装置と無線通信するようになっている。

図４に示すように、アンプ回路５は、検波回路３７と、発振回路３８と、変調回路３９と、増幅回路４０とを備え、検波回路３７が電磁誘導コイル４と被ばく管理ＰＣ６との間に接続され、変調回路３９が被ばく管理ＰＣ６に、増幅回路４０が電磁誘導コイル４に接続されて構成されている。なお、アンプ回路５は、電磁Ｉ／Ｆボード３に一体に組み込んでもよい。

このような構成の線量計充電通信システム１において、最初に、電磁１／Ｆボード３上に配置された線量計２から被ばく管理ＰＣ６へのデータ通信の動作を説明する。
線量計２からのデータが送信される場合、ＣＰＵ３２から所定のデータが変調回路３５で変調され、この変調後のデータが電磁誘導アンテナ２３から電磁誘導信号Ｓ１として送信される。この電磁誘導信号Ｓ１に応じて電磁誘導コイル４に電流が流れ、この電流信号が検波回路３７で検波され、この検波により得られたデータが図示せぬ通信手段によって被ばく管理ＰＣ６へ送信される。

次に、被ばく管理ＰＣ６から線量計２へのデータ通信の動作を説明する。
被ばく管理ＰＣ６から送信されたデータは、アンプ回路５の図示せぬ通信手段によって受信されたのち変調回路３９に入力される。この変調回路３５で、入力データによって発振回路３４からの所定周波数の発振信号が変調され、この変調信号が増幅回路３６で増幅され、この増幅信号が電磁誘導コイル４に電流信号として流れる。この電流信号は、電磁誘導信号Ｓ２として電磁誘導アンテナ２３で受信され、この受信により当該アンテナ２３の両端に発生した電圧信号が検波回路３１で検波され、この検波後のデータがＣＰＵ３２に取り込まれる。

また、先のように電磁誘導アンテナ２３の両端に電圧信号が発生している場合に、ＣＰＵ３２から充電指令信号が充電回路３３へ出力されると、充電回路３３によって電池２６が充電される。
このように、本実施の形態の線量計充電通信システム１によれば、線量計２を端子接続によらずに充電することができると共に、上位の被ばく管理ＰＣ６と通信することができるようにした。これによって、従来のように線量計の端子を線量計収納装置の端子電極に接続するといった機械的な接続状態を無くすことができ、長期に亘って使用した場合でも端子電極及び端子の汚れや劣化などによる接触不良が生じることもないので、線量計２を長期使用した場合でも充電及び通信を適正に行うことができる。

また、線量計２を所持する作業者が、従来のようなフォルダへの収容作業が不要となり、電磁Ｉ／Ｆボード３上に載置するのみなので取り扱いが容易となる。
また、線量計充電通信システム１を上述の構成に加え、充電が完了したことをＣＰＵ３２で検出し、この充電完了信号を、無線回路３４及び無線アンテナ２４で被ばく管理ＰＣ６へ送信し、これを受けた被ばく管理ＰＣ６がアンプ回路５から電磁誘導コイル４への電流供給動作を停止させるための指令信号を送信するようにしてもよい。この場合、例えば増幅回路４０がその指令信号を検出した際に、電磁誘導コイル４への出力信号を零とする処理を行う。

これによって、電磁誘導コイル４への電流供給が無くなるので、電磁誘導コイル４に流れる電流が停止し、電磁誘導アンテナ２３が無受信状態となるので充電回路３３による電池２６の充電が停止する。なお、充電完了信号は無線アンテナ２４に代え、変調回路３５を介して電磁誘導アンテナ２３から送信してもよい。
このように構成すれば、電池２６への充電が完了すると自動的に充電動作を停止させることができるので、電力を有効に使用することができる。

本発明の実施の形態に係る線量計充電通信システムの構成を示す図である。上記実施の形態の線量計充電通信システムの線量計の構成を示し、（ａ）は線量計の上蓋取外し状態の平面図、（ｂ）は（ａ）の正面図、（ｃ）は（ａ）の左側面図、（ｄ）は（ａ）の右側面図である。上記実施の形態の線量計充電通信システムの線量計の回路基板の構成を示すブロック図である。上記実施の形態の線量計充電通信システムのアンプ回路の構成を示すブロック図である。放射線作業従事者へのポケット線量計の実装状態を示す図である。従来の線量計の構成を示す斜視図である。従来の線量計の信号処理回路基板の回路構成を示すブロック図である。従来の線量計収納装置の構成を示す図である。

符号の説明

１線量計充電通信システム
２，４０線量計
３電磁Ｉ／Ｆ（インタフェース）ボード
４電磁誘導コイル
５アンプ回路
６被ばく管理ＰＣ（パソコン）
１０放射線作業従事者（利用者）
１１ポケット
２２アンテナ基板
２３電磁誘導アンテナ
２４無線アンテナ
２５回路基板
２６，７０電池
３１，３７検波回路
３２，６５ＣＰＵ
３３，６９充電回路
３４無線回路
３８発振回路
３９変調回路
４０増幅回路
４１液晶ディスプレイ
４２指入れ防止網
５０信号処理回路基板
５３ブザー駆動回路
６１逆バイアス印加部
６２半導体検出部
６３アンプ
６４コンパレータ
６６ブザー部
６７通信部
６８接点通信部
６８ａ端子
８０線量計収納装置
８１フォルダ
８２端子電極

Claims

被ばく量を計測し、計測に必要な情報及びその計測結果を無線アンテナ及び電磁誘導アンテナを含む通信手段により上位の管理装置と交信する線量計の充電並びに前記交信の仲介を行う線量計充電通信システムにおいて、
導線を複数回周回して形成した電磁誘導コイルを絶縁板の上に配置した第１のインタフェース手段と、
前記第１のインタフェース手段の電磁誘導コイルの内側に載置された前記線量計の電磁誘導アンテナの送信時に当該電磁誘導コイルに流れる電流信号を検波して、前記管理装置への送信データとする検波手段と、前記管理装置から送信されたデータで所定周波数の発振信号を変調する変調手段と、この手段での変調信号を増幅し、この増幅信号に応じた電流を前記電磁誘導コイルに流す増幅手段とを有する第２のインタフェース手段と
を備えたことを特徴とする線量計充電通信システム。
前記線量計は、前記電磁誘導コイルに電流が流れ、この電流信号が電磁誘導信号として当該線量計の電磁誘導アンテナで受信されている場合に、当該線量計の充電を行うことを特徴とする請求項１に記載の線量計充電通信システム。
前記線量計は当該線量計の充電が完了した際に完了信号を前記電磁誘導アンテナ又は前記無線アンテナから前記管理装置へ送信する制御を行い、その管理装置は前記完了信号を受信した際に前記第２のインタフェース手段へ停止信号を送信し、当該第２のインタフェース手段は前記停止信号を受信した際に前記電磁誘導コイルへの出力信号の停止を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の線量計充電通信システム。