JP2011503524A - エネルギー分散型放射線分光分析システムにおけるパイルアップ除去 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図4B
Description
本件出願は、2007年8月3日に出願された米国仮特許出願第60/963,320号、発明の名称「IMPROVED EDS PILEUP REJECTION FOR LOW ENERGIES AT HIGH COUNT RATES(低エネルギー高カウントレートでのEDSパイルアップ除去の改善)」に関する優先権を主張し、当該出願の開示は、引用を以て、本明細書の一部となる。
Claims (20)
- エネルギー分散型放射線分光分析システムのプリアンプ出力信号からフォトンを示すエッジを検出する方法において、
前記プリアンプ出力信号の各点は、その強度値を有しており、
前記方法は、
前記プリアンプ出力信号の第1部分を特定する工程であって、前記第1部分の各部は第1極性を有する瞬間の傾きを有する工程と、
前記第1部分の直後に続く前記プリアンプ出力信号の第2部分を特定する工程であって、前記第2部分の各部は、前記第1極性と反対の第2極性を有する瞬間の傾きを有する工程と、
前記第2部分の直後に続く前記プリアンプ出力信号の第3部分を特定する工程であって、前記第3部分の各部は、前記第1極性を有する瞬間の傾きを有する工程と、
前記第2部分の終点の強度値と前記第2部分の始点の強度値との間の第1差を決定する工程と、
前記第3部分の終点の強度値と前記第1部分の始点の強度値との間の第2差を決定する工程と、
(i)前記第1差が所定の閾値を超えており、(ii)前記第2差が前記所定の閾値の所定の割合を超えている場合に、エッジが存在すると判断する工程と、
を含む方法。 - 各々がデジタル値を有する連続的な複数のデジタルサンプルを含む前記プリアンプ出力信号のデジタルバージョンを生成する工程を更に含んでおり、
前記第1部分は、前記複数のデジタルサンプルの中の連続するデジタルサンプルの1又は複数の第1対を含んでおり、各第1対におけるデジタルサンプルのデジタル値の間の差は、瞬間の傾きのデジタル推定値を示しており、前記第1部分を特定する工程は、各第1対におけるデジタルサンプルのデジタル値の間の差が、前記第1極性を有すると判断する工程を含んでおり、
前記第2部分は、前記複数のデジタルサンプルの中の連続するデジタルサンプルの1又は複数の第2対を含んでおり、各第2対におけるデジタルサンプルのデジタル値の間の差は、瞬間の傾きのデジタル推定値を示しており、前記第2部分を特定する工程は、各第2対におけるデジタルサンプルのデジタル値の間の差が、前記第2極性を有すると判断する工程を含んでおり、
前記第3部分は、前記複数のデジタルサンプルの中の連続するデジタルサンプルの1又は複数の第3対を含んでおり、各第3対におけるデジタルサンプルのデジタル値の間の差は、瞬間の傾きのデジタル推定値を示しており、前記第3部分を特定する工程は、各第3対におけるデジタルサンプルのデジタル値の間の差が、前記第1極性を有すると判断する工程を含んでいる、請求項1の方法。 - 各々がデジタル値を有する連続的な複数のデジタルサンプルを含む前記プリアンプ出力信号のデジタルバージョンを生成する工程を更に含んでおり、
前記第2部分の終点の強度値は、前記複数のデジタルサンプルの中の第1デジタルサンプルのデジタル値であり、前記第2部分の始点の強度値は、前記複数のデジタルサンプルの中の第2デジタルサンプルのデジタル値であり、前記第3部分の終点の強度値は、前記複数のデジタルサンプルの中の第3デジタルサンプルのデジタル値であり、前記第1部分の始点の強度値は、前記複数のデジタルサンプルの中の第4デジタルサンプルのデジタル値である、請求項1の方法。 - 前記第1極性は正であり、前記第2極性は負である、請求項1の方法。
- 前記割合は0.5である、請求項1の方法。
- 前記エネルギー分散型放射線分光分析システムは、X線分光分析システムである、請求項1の方法。
- 前記エネルギー分散型放射線分光分析システムは、ガンマ線分光分析システムである、請求項1の方法。
- 前記エネルギー分散型放射線分光分析システムは、ピーク検出フィルタを含んでおり、前記ピーク検出フィルタは、前記プリアンプ出力信号で示されたフォトンに応答して1又は複数のパルスを生成し、前記1又は複数のパルスの何れかが、前記ピーク検出フィルタの最小検出可能閾値エネルギーを超えている間、閾値超え信号を生成するように構成されており、
前記方法は、前記エッジが存在すると判断する工程に応じてエッジ信号を生成する工程と、前記エッジ信号を受信する工程と、前記閾値超え信号が受信されている間に、前記エッジ信号と第2エッジ信号が受信されているか否かを判断する工程と、前記閾値超え信号が受信されている間に、前記エッジ信号と前記第2エッジ信号が受信されていると判断される場合に、有効パイルアップを宣言する工程とを含む、請求項1の方法。 - 前記エネルギー分散型放射線分光分析システムは、ピーク検出フィルタを含んでおり、前記ピーク検出フィルタは、前記プリアンプ出力信号で示されたフォトンに応答して1又は複数のパルスを生成し、前記1又は複数のパルスの何れかが、前記ピーク検出フィルタの最小検出可能閾値エネルギーを超えている間、閾値超え信号を生成するように構成されており、
前記方法は、パイルアップが起こったと判断する工程に応じてエッジ信号を生成する工程と、前記エッジ信号を受信する工程と、前記閾値超え信号が受信されている間に前記エッジ信号が受信されているか否かを判断する工程と、前記閾値超え信号が受信されていない間に前記エッジ信号が受信されていると判断される場合、前記エッジ信号を無視する工程とを含む、請求項1の方法。 - 請求項1の方法を実行するように構成されたパルスプロセッサ。
- 入射フォトンを電流パルスである出力に変換する検出器と、
前記検出器の出力を電圧信号であるプリアンプ出力信号に変換するプリアンプと、
パルスプロセッサと、
を備えており、前記パルスプロセッサは、
前記プリアンプ出力信号の第1部分を特定する工程であって、前記第1部分の各部は第1極性を有する瞬間の傾きを有する工程と、
前記第1部分の直後に続く前記プリアンプ出力信号の第2部分を特定する工程であって、前記第2部分の各部は、前記第1極性と反対の第2極性を有する瞬間の傾きを有する工程と、
前記第2部分の直後に続く前記プリアンプ出力信号の第3部分を特定する工程であって、前記第3部分の各部は、前記第1極性を有する瞬間の傾きを有する工程と、
前記第2部分の終点の強度値と前記第2部分の始点の強度値との間の第1差を決定する工程と、
前記第3部分の終点の強度値と前記第1部分の始点の強度値との間の第2差を決定する工程と、
(i)前記第1差が所定の閾値を超えており、(ii)前記第2差が前記所定の閾値の所定の割合を超えている場合に、エッジが存在すると判断する工程と、
を行うことで、前記記プリアンプ出力信号からフォトンを示すエッジを検出するように構成されているエネルギー分散型放射線分光分析システム。 - 前記パルスプロセッサは、各々がデジタル値を有する連続的な複数のデジタルサンプルを含む前記プリアンプ出力信号のデジタルバージョンを生成するように構成されており、
前記第1部分は、前記複数のデジタルサンプルの中の連続するデジタルサンプルの1又は複数の第1対を含んでおり、各第1対におけるデジタルサンプルのデジタル値の間の差は、瞬間の傾きのデジタル推定値を示しており、前記第1部分を特定する工程は、各第1対におけるデジタルサンプルのデジタル値の間の差が、前記第1極性を有すると判断する工程を含んでおり、
前記第2部分は、前記複数のデジタルサンプルの中の連続するデジタルサンプルの1又は複数の第2対を含んでおり、各第2対におけるデジタルサンプルのデジタル値の間の差は、瞬間の傾きのデジタル推定値を示しており、前記第2部分を特定する工程は、各第2対におけるデジタルサンプルのデジタル値の間の差が、前記第2極性を有すると判断する工程を含んでおり、
前記第3部分は、前記複数のデジタルサンプルの中の連続するデジタルサンプルの1又は複数の第3対を含んでおり、各第3対におけるデジタルサンプルのデジタル値の間の差は、瞬間の傾きのデジタル推定値を示しており、前記第3部分を特定する工程は、各第3対におけるデジタルサンプルのデジタル値の間の差が、前記第1極性を有すると判断する工程を含んでいる、請求項11のエネルギー分散型放射線分光分析システム。 - 前記パルスプロセッサは、各々がデジタル値を有する連続的な複数のデジタルサンプルを含む前記プリアンプ出力信号のデジタルバージョンを生成するように構成されており、
前記第2部分の終点の強度値は、前記複数のデジタルサンプルの中の第1デジタルサンプルのデジタル値であり、前記第2部分の始点の強度値は、前記複数のデジタルサンプルの中の第2デジタルサンプルのデジタル値であり、前記第3部分の終点の強度値は、前記複数のデジタルサンプルの中の第3デジタルサンプルのデジタル値であり、前記第1部分の始点の強度値は、前記複数のデジタルサンプルの中の第4デジタルサンプルのデジタル値である、請求項11のエネルギー分散型放射線分光分析システム。 - 前記第1極性は正であり、前記第2極性は負である、請求項11のエネルギー分散型放射線分光分析システム。
- 前記割合は0.5である、請求項11のエネルギー分散型放射線分光分析システム。
- 前記エネルギー分散型放射線分光分析システムは、X線分光分析システムである、請求項11のエネルギー分散型放射線分光分析システム。
- 前記エネルギー分散型放射線分光分析システムは、ガンマ線分光分析システムである、請求項11のエネルギー分散型放射線分光分析システム。
- 前記エネルギー分散型放射線分光分析システムは、ピーク検出フィルタを含んでおり、前記ピーク検出フィルタは、前記プリアンプ出力信号で示されたフォトンに応答して1又は複数のパルスを生成し、前記1又は複数のパルスの何れかが、前記ピーク検出フィルタの最小検出可能閾値エネルギーを超えている間、閾値超え信号を生成するように構成されており、
前記パルスプロセッサは、 前記エッジが存在すると判断する工程に応じてエッジ信号を生成し、前記エッジ信号を受信し、前記閾値超え信号が受信されている間に、前記エッジ信号と第2エッジ信号が受信されているか否かを判断し、前記閾値超え信号が受信されている間に、前記エッジ信号と前記第2エッジ信号が受信されていると判断される場合、有効パイルアップを宣言するように構成されている、請求項11のエネルギー分散型放射線分光分析システム。 - 前記エネルギー分散型放射線分光分析システムは、ピーク検出フィルタを含んでおり、前記ピーク検出フィルタは、前記プリアンプ出力信号で示されたフォトンに応答して1又は複数のパルスを生成し、前記1又は複数のパルスの何れかが、前記ピーク検出フィルタの最小検出可能閾値エネルギーを超えている間、閾値超え信号を生成するように構成されており、
前記パルスプロセッサは、パイルアップが起こったと判断する工程に応じてエッジ信号を生成し、前記エッジ信号を受信し、前記閾値超え信号が受信されている間に前記エッジ信号が受信されているか否かを判断し、前記閾値超え信号が受信されていない間に前記エッジ信号が受信されていると判断される場合、前記エッジ信号を無視するように構成されている、請求項11のエネルギー分散型放射線分光分析システム。 - 入射フォトンを電流パルスである出力に変換する検出器と、
前記検出器の出力を電圧信号であるプリアンプ出力信号に変換するプリアンプと、
パルスプロセッサと、
を備えており、前記パルスプロセッサは、
前記プリアンプ出力信号を連続する複数のデジタルサンプルに変換することで、前記プリアンプ出力信号の第1デジタルバージョンを生成し、
連続する複数のデジタルサンプルの複数のグループを合算して、合算されたデータの複数のピースを生成することで、前記プリアンプ出力信号の第2デジタルバージョンを生成し、ここで、前記第2デジタルバージョンは、前記合算されたデータの複数のピースを含んでおり、
前記第1デジタルバージョンを用いて、前記プリアンプ出力信号の第1部分を特定し、ここで、前記第1部分の各部は、第1極性を有する瞬間の傾きを有しており、
前記第1デジタルバージョンを用いて、前記第1部分の直後に続く前記プリアンプ出力信号の第2部分を特定し、ここで、前記第2部分の各部は、前記第1極性と反対の第2極性を有する瞬間の傾きを有しており、
前記第1デジタルバージョンを用いて、前記第2部分の直後に続く前記プリアンプ出力信号の第3部分を特定し、ここで、前記第3部分の各部は、第1極性を有する瞬間の傾きを有しており、
前記第1デジタルバージョンを用いて、前記第2部分の終点の強度値と前記第2部分の始点の強度値との間の第1差を決定し、
前記第1デジタルバージョンを用いて、前記第3部分の終点の強度値と前記第1部分の始点の強度値との間の第2差を決定し、
前記第1デジタルバージョンを用いて、(i)前記第1差が所定の閾値を超えており、(ii)前記第2差が前記所定の閾値の所定の割合を超えている場合に、エッジが存在すると判断し、
前記第1デジタルバージョンを用いて、前記プリアンプ出力信号の第1部分を特定し、ここで、前記第1部分の各部は、第1極性を有する瞬間の傾きを有しており、
前記第2デジタルバージョンを用いて、前記第1部分の直後に続く前記プリアンプ出力信号の第2部分を特定し、ここで、前記第2部分の各部は、前記第1極性と反対の第2極性を有する瞬間の傾きを有しており、
前記第2デジタルバージョンを用いて、前記第2部分の直後に続く前記プリアンプ出力信号の第3部分を特定し、ここで、前記第3部分の各部は、前記第1極性を有する瞬間の傾きを有しており、
前記第2デジタルバージョンを用いて、前記第2部分の終点の強度値と前記第2部分の始点の強度値との間の第1差を決定し、
前記第2デジタルバージョンを用いて、前記第3部分の終点の強度値と前記第1部分の始点の強度値との間の第2差を決定し、
前記第2デジタルバージョンを用いて、(i)前記第1差が所定の閾値を超えており、(ii)前記第2差が前記所定の閾値の所定の割合を超えている場合に、エッジが存在すると判断するように構成されているエネルギー分散型放射線分光分析システム。
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