JP2014132258A - 高電圧傾斜による電位計電流の注入 - Google Patents

高電圧傾斜による電位計電流の注入 Download PDF

Info

Publication number
JP2014132258A
JP2014132258A JP2013228915A JP2013228915A JP2014132258A JP 2014132258 A JP2014132258 A JP 2014132258A JP 2013228915 A JP2013228915 A JP 2013228915A JP 2013228915 A JP2013228915 A JP 2013228915A JP 2014132258 A JP2014132258 A JP 2014132258A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage signal
electrometer
high pressure
ionization chamber
pressure ionization
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013228915A
Other languages
English (en)
Inventor
Jay Mccormick Dan
ダン・ジェイ・マコーミック
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of JP2014132258A publication Critical patent/JP2014132258A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L21/00Vacuum gauges
    • G01L21/30Vacuum gauges by making use of ionisation effects
    • G01L21/34Vacuum gauges by making use of ionisation effects using electric discharge tubes with cold cathodes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
    • G01N27/64Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode using wave or particle radiation to ionise a gas, e.g. in an ionisation chamber
    • G01N27/66Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode using wave or particle radiation to ionise a gas, e.g. in an ionisation chamber and measuring current or voltage
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
    • G01N27/68Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode using electric discharge to ionise a gas
    • G01N27/70Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode using electric discharge to ionise a gas and measuring current or voltage
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/185Measuring radiation intensity with ionisation chamber arrangements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
    • G01N27/68Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode using electric discharge to ionise a gas

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

【課題】電流を注入することにより環境放射線監視装置の電位計のテストサイクルを行う装置および方法を提供する。
【解決手段】環境放射線監視装置10は、高圧イオン化チャンバ46と、高圧イオン化チャンバに電気的に接続された電源60と、高圧イオン化チャンバに電気的に接続された電位計66とを含む。コントローラ50が、高圧イオン化チャンバに提供される電源電圧信号を制御し、電位計に注入される一定の電流を生じさせる。この方法は、高圧イオン化チャンバに提供される電圧信号を変動させるステップと、電流信号を測定するステップと、電位計を用いて電流信号を処理するステップと、電圧信号と電位計が適切に動作していることを示す予想される結果とを比較するステップと、を含む。この方法の更なる例は、テスト機能を始動させるおよび停止させるステップを含む。
【選択図】図3

Description

本発明は、電位計の適切な動作をテストすることに関し、更に詳しくは、環境ガンマ放射線監視装置における電位計の適切な動作/応答をテストすることに関する。
電位計は、処理のために、比較的低いアンペア数の電流信号を電圧信号に変換するのに用いられる。ある例では、電位計は、環境放射線監視装置の高圧イオン化チャンバの出力からのアンペア数が低い電流信号を変換するために、用いることができる。ある例では、1つまたは複数の環境放射線監視装置を、放射線レベルを監視するために、原子力発電所など既知の放射線源に近接した戸外に配置することが可能である。もちろん、環境放射線監視装置は、放射線レベルを監視することを望む任意の場所に配置することができる。
電位計を適切な応答に関してテストするのが望ましい場合がしばしばあり、そのテストによって、環境放射線監視装置のエンドユーザは、電位計の不適切な動作または完全な故障の結果として不正確な環境放射線のデータが生じている可能性がある、と気が付くことがありうる。電位計は、一定の電流をその電位計に注入し、予想される一定の電圧の読取り値について電位計を測定することによって、テストすることが可能である。しかし、比較的小さな電流値を有する電流を電位計に注入するように設計された機器は、高価である可能性がある。また、そのような高価なテスト機器は、実験室での設置においてのみ用いられるのが典型的であって、作業用の放射線監視装置の内部に備え付けるには実際的でないことがありうる。
典型的な環境放射線監視装置は、固定された電圧信号だけを供給する電源を有するが、これは、放射線監視装置の典型的な動作の間は、固定された電圧信号が好ましいからである。ある例では、電源は、一定である400ボルトの信号を、高圧イオン化チャンバに提供する。環境放射線監視装置に含まれている高圧イオン化チャンバを用い、この高圧イオン化チャンバに入力される電圧の比率を傾斜させることにより比較的小さな一定の電流を生じさせることは、発明性があり有益なことであろう。したがって、テストをする目的のために小さな電流を電位計に注入するための改善された装置および方法に対する必要性が存在する。
以下の概要は、本明細書で論じられているシステムおよび/または方法のいくつかの態様に関する基本的な理解を提供するために、簡略化された概要を与えるものである。この概要は、本明細書で論じられるシステムおよび/または方法の詳細な概観ではない。キーとなる/重要な構成要素を識別することや、そのようなシステムおよび/または方法の範囲の輪郭を明確にすることは、意図していない。その唯一の目的は、後述される更に詳細な説明への前段として、いくつかの概念を簡略化された形式で述べることである。
本発明の一態様は、高圧イオン化チャンバを含む環境放射線監視装置を提供する。この環境放射線監視装置は、更に、高圧イオン化チャンバに電気的に接続された電源を含む。この電源は、高圧イオン化チャンバに入力電圧信号を提供するように構成されている。この環境放射線監視装置は、また、高圧イオン化チャンバに電気的に接続された電位計を含む。この環境放射線監視装置は、また更に、電源と電位計とに電気的に接続されたコントローラを含む。このコントローラは、高圧イオン化チャンバに提供される電源入力電圧信号を制御するように構成されている。
本発明の別の態様は、環境放射線監視装置の電位計のためにテストサイクルを行う方法を提供する。この方法は、環境放射線監視装置を提供するステップを含む。この環境放射線監視装置は、高圧イオン化チャンバと、その高圧イオン化チャンバに電気的に接続された電源とを含む。この電源は、高圧イオン化チャンバに入力電圧信号を提供するように構成されている。この環境放射線監視装置は、更に、高圧イオン化チャンバに電気的に接続された電位計を含む。この環境放射線監視装置は、また、電源と電位計とに電気的に接続されたコントローラを含む。このコントローラは、高圧イオン化チャンバに提供される電源入力電圧信号を制御するように構成されている。この方法は、更に、高圧イオン化チャンバに提供される入力電圧信号を変動させるステップを含む。この方法は、更にまた、高圧イオン化チャンバによって生成される電流信号を測定するステップを含む。この方法は、また、電位計を用いて電流信号を処理するステップを含む。この方法は、更に、電位計によって生成される出力電圧信号を測定するステップを含む。この方法は、更にまた、出力電圧信号と予想される結果とを比較するステップを含む。この比較が、電位計の適切な動作を示す。
本発明の別の態様は、環境放射線監視装置の電位計のためにテストサイクルを行う方法を提供する。この方法は、環境放射線監視装置を提供するステップを含む。この環境放射線監視装置は、高圧イオン化チャンバと、その高圧イオン化チャンバに電気的に接続された電源とを含む。この電源は、高圧イオン化チャンバに入力電圧信号を提供するように構成されている。この環境放射線監視装置は、更に、高圧イオン化チャンバに電気的に接続された電位計を含む。この環境放射線監視装置は、また、電源と電位計とに電気的に接続されたコントローラを含む。このコントローラは、高圧イオン化チャンバに提供される電源入力電圧信号を制御するように構成されている。この方法は、また、テスト機能を始動させるステップを含む。このテスト機能は、テスト機能が始動されていないときとは異なるように入来データの組を処理するようにコントローラに要求する。この方法は、更に、高圧イオン化チャンバに提供される入力電圧信号を変動させるステップを含む。この方法は、更にまた、高圧イオン化チャンバによって生成される電流信号を測定するステップを含む。この方法は、また、電位計を用いて電流信号を処理するステップを含む。この方法は、更に、電位計によって生成される出力電圧信号を測定するステップを含む。この方法は、更にまた、出力電圧信号と予想される結果とを比較するステップを含む。この比較が、電位計の適切な動作を示す。この方法は、また、テスト機能を停止させるステップを含む。
本発明の上述のおよびそれ以外の態様は、次の添付の図面を参照しながら以下の説明を読むことにより、本発明が関係する技術分野の当業者に明らかになるだろう。
戸外での応用例において用いられる関連機器を伴う例示的な構成における例示的な環境放射線監視装置の概略的な等角図である。 ふたが開放された状態での、図1の環境放射線監視装置の概略的な等角図である。 例示的なコントローラと電源との電気回路図であり、図1の環境放射線監視装置において用いられている高圧イオン化チャンバと共に示されている。 電源によって生成される入力電圧信号の傾斜率と例示的な電位計の出力との間の関係を示すグラフである。 環境放射線監視装置の電位計のためにテストサイクルを行う例示的な方法のトップレベルの流れ図である。
本発明の1つまたは複数の態様を組み入れた例示的な実施形態が、図面に記載され図解されている。これらの図解されている例は、本発明に対する限定であることは意図されていない。例えば、本発明の1つまたは複数の態様を、他の複数の実施形態や他のタイプのデバイスにおいてさえ、利用することが可能である。更に、便宜的な目的だけのために本明細書で用いられている用語があるが、そのような用語は、本発明に対する限定と考えるべきではない。また更に、図面では、同じ構成要素を指示するために、同じ参照番号が用いられる。
環境放射線監視装置10の例示的な実施形態が、図1に概略的に示されている。環境放射線監視装置10は、戸外での応用例における関連機器を備えた例示的な構成12として示されている。図1は可能性のある構造/構成/その他の一例を示しているだけであること、かつ、本発明の範囲内で他の複数の例を考えられることを理解すべきである。一般的に、このような構成12は戸外の場所に配置され、それによって、環境放射線監視装置10は、その局所的な地域の大気における低レベルのガンマ放射線を監視する機能を実行することができる。ガンマ放射線は、既知のまたは時には未知の線源からのものでありうることを理解すべきである。
構成12は、保護用の囲い14の内部に配置された制御パッケージなどの関連機器を含みうる。そのような他の関連機器は、環境放射線監視装置10と協同して動作する。保護用の囲い18の内部に配置されたバッテリなどの外部電源もまた、構成12の中に提供することができる。電源は、構成12の内部に電力を提供するのに用いることができるが、これには環境放射線監視装置10による使用の可能性も含まれる。環境放射線監視装置10と、保護用の囲い14の内部に配置された制御パッケージと、保護用の囲い18の内部に配置された外部電源とは、任意の構造的な構成の上に配置することが可能である。示されている例では、構成12のこれらの部分は、中央ポスト26から延びる第1および第2のアーム20および24上に配置されている。中央ポスト26は、構成12を所望の位置に固定しつつ、動作用の機器のための堅固な支持体として機能する。
構成12の追加的な関連機器は、太陽電池パネルのアレイ30を含みうる。太陽電池パネルのアレイ30は、バッテリなどの外部電源を充電するように構成できる。アンテナ36を含む通信機器を構成12の内部に設けることも可能であり、それによって、制御用のパッケージと遠隔的に配置されたデバイス/ネットワーク/など(図示せず)との間の通信が可能になる。例えば、アンテナ36は、環境放射線監視装置10からの取得データを運ぶ信号を送信すること、かつ、遠隔的に配置されたデバイス/ネットワーク/などからソフトウェアの更新を受信することが可能である。
図1に示されている構成12は限定的ではなく、それ以外の構成も想到されることを理解すべきである。例えば、環境放射線監視装置10と関連機器とは、気象測定機器を収納する構造物に典型的である包囲された構造物の内部に収納することが可能である。包囲された構造物の少なくとも1つの壁または戸は、この包囲された構造物の内部と外部との間で空気の自由な交換を許容するよろい窓を含みうる。別の例では、環境放射線監視装置10と関連機器とを、可動式のデバイス上に配置することも可能である。環境放射線監視装置10は、多数の異なる構成12において用いることが可能であると共に、流路や集中など環境放射線レベルの様々な態様を測定するために、単独でまたは複数で用いることが可能である。
次に図2を参照すると、環境放射線監視装置10の例示的で概略的な表現が示されている。環境放射線監視装置10は、ふた42を含む保護用の囲い40を含みうる。示されていないが、ふた42は、囲い40に任意の数の方法で取り付けることが可能であり、その方法には、これらに限定しないが、ヒンジ、ラッチ、圧入などが含まれる。囲い40は、環境放射線監視装置10の個々のコンポーネントのために空間を提供する内部容積44を含む。囲い40とふた42との合わせ面の1つまたは複数には、密封を提供することが可能である。囲い40の内部容積44は、環境放射線監視装置10が戸外に配置されている間には周囲の大気がほとんどまたはまったく保護用の囲い40の中に侵入することができないように密封することが可能であることを理解すべきである。湿気など大気状態からの保護に加え、囲い40とふた42とは、環境放射線監視装置10を物理的損傷から保護するのにも役立ちうる。取り扱いまたは配置する間の物理的損傷からの保護は、内部容積44の中のある量のクッション材(明瞭にする目的のために図示されていない)によって提供されうる。このクッション材には、発泡スチロール、フォームラバー、または衝撃や急速な減速などの効果を減少させる傾向を有する任意の数のそれ以外の材料が含まれうる。
図2に示されている環境放射線監視装置10の概略的な表現には、環境放射線監視装置10のいくつかの個別のコンポーネントの、ある可能な構成が含まれている。高圧イオン化チャンバ46が、内部容積44の中に配置されている。高圧イオン化チャンバ46は、通過してその高圧イオン化チャンバ46の中に入るガンマ放射線の量に比例する電流信号の出力を生成するように構成されている。高圧イオン化チャンバ46の外壁が、後述される電子回路を含むように構成された付属の電位計の囲い48を含みうる。高圧イオン化チャンバ46と電位計の囲い48の中の電子回路の一方または両方を、線52を経由してコントローラ50に電気的に接続することが可能である。
次に図3を参照すると、例示的な環境放射線監視装置10の電気回路図が示されている。環境放射線監視装置10は電源60を含む。この電源は、囲い18の内部の電源(最も適切には図1に示されている)、および/または、そこから電力が提供される別個の電力コンポーネントでありうる。電源60は、線62を経由して高圧イオン化チャンバ46に電気的に接続されており、入力電圧信号64を提供する。電源60は、囲い40の外部に配置されることがありうるし(最も適切には図2に示されている)、または、囲い40の内部容積44の中に配置される場合もありうる。
電位計66は線68を経由して高圧イオン化チャンバ46に電気的に接続され、線68は、高圧イオン化チャンバ46からの信号を電位計66へ送ることができる。典型的な動作の間には、高圧イオン化チャンバ46は、高圧イオン化チャンバ46の中に入るガンマ放射線の量に比例する信号を生成する。この信号は、比較的小さなものでありうる。ある例では、この信号は、約1x10-11アンペア(amps)である。別の例では、この信号は、約1x10-13ampsである。
電位計66は、演算増幅器(OPアンプ)72を含むが、これは電気増幅器の一例である。OPアンプ72は、高圧イオン化チャンバ46から信号を受け取り、その信号を、コントローラ50による読取りが可能なアナログ電圧信号に変換する。電位計66は、OPアンプ72に電気的に接続された補償回路76を含む。ある例では、補償回路76は、並列に電気的に接続された抵抗78とコンデンサ80とスイッチ82とを含みうる。図3の補償回路76は、並列に電気的に接続された抵抗78とコンデンサ80とスイッチ82とを含むある部分回路を示しているが、他の構成も考慮しうることを理解すべきである。例えば、抵抗とコンデンサとスイッチとをそれぞれが含む複数の部分回路を、それぞれの部分回路が、ひとつおきの部分回路と並列に電気的に接続されるように、電気的に接続することが可能である。既に述べたように、電位計66は電位計の囲い48の内部に含めることが可能である。
電位計66は、線84によって、コントローラ50と電気的に接続されることが可能である。コントローラ50は、電位計66からのアナログ信号出力を、任意の数の方法で処理する。ある例では、コントローラ50の内部のアナログデジタルコンバータが、アナログ信号をデジタル信号に変換することができる。次に、マイクロプロセッサ90が、デジタル信号を受け取り、デジタル信号に対して任意の必要な補正を実行することができる。補正されたデジタル信号は、適切な出力94を通じて後で検索するために電子的メモリ92に配置することが可能である。ある例示的な出力としては、保護用の囲い40に配置される標準的な風雨に耐えるポートでありうる(図2に最も適切に示されている)。あるいは、補正されたデジタル電圧信号を、例えばアンテナや衛星デッシュなどのような双方向の通信システムなど、それ以外の例示的な出力94を経由して、別の場所に送信することが可能である。
電位計66は、いったん環境放射線監視装置10に設置されると、その動作/応答性をテストすることは困難である。環境放射線監視装置10の回路において用いられる電流は比較的低いために、そのような小さな電流量をテスト動作のために電位計66の中に確実に注入するための適切な選択肢は、少数だけしか存在しない。このようなテストの困難性は、実験室と環境放射線監視装置10の現場での配置場所との両方で存在する。例えば、電位計66の中に比較的低い電流信号を注入するように構成されているデバイスを、環境放射線監視装置10に含ませることは可能であろう。しかし、回路を追加することにより、この選択肢を非現実的なものにしてしまう漏れ電流の可能性が生じうる。更に、温度などの環境因子が、そのような低い電流におけるテスト電流信号に大きく影響する。別の例では、そのような低い電流信号を生成するのに用いられる実験室用のデバイスは、比較的高価でありうる。
テストの目的で電位計66に注入するための信頼できる低い電流を生成する装置および方法について、説明する。高圧イオン化チャンバ46の内部構成により、それをコンデンサとして動作させることが可能になる。ある例では、高圧イオン化チャンバ46を、直径が10インチ(25.4cm)の球形であり、中心の内部アノードが直径2インチ(5.08cm)であって、組み立てられたデバイスのキャパシタンスが約8ピコファラッドとなるように構成することができる。電圧信号がコンデンサに印加されると、そのコンデンサは、関係式I=Cx(dV/dt)によって決定される電流を生成する。ここで、Iは電流出力、Cはデバイスのキャパシタンス、(dV/dt)は入力電圧の変化率である。したがって、このコンデンサに印加される電圧信号が一定の割合で傾斜している場合には、方程式の(dV/dt)の部分は定数になる。結果的には、このコンデンサのキャパシタンスが一定のままであると、このコンデンサによって結果的に生成される電流信号は、一定の大きさを有することになる。
この関係を使うと、エンドユーザは、環境放射線監視装置10内部のコントローラ50によって動作可能なテスト機能96を用いて、電位計66が適切に機能しているかどうかを判断することができる。テスト機能96は、高圧イオン化チャンバ46に提供される入力電圧信号64を制御するように構成されている。線98は、テスト機能96から電源60への制御信号のための経路を提供することができる。高圧イオン化チャンバ46の電流出力を決定する上述の方程式に従い、テスト機能96は、電源60からの入力電圧信号64を制御して高圧イオン化チャンバ46によって提供される所定の電流信号100を生成することができる。ある例では、テスト機能96は、一定の電流を有する電流信号100を生成するように、電源60を制御して、線形であり傾斜を有する入力電圧信号64を生成することができる。より特定の例では、テスト機能96は、テスト動作の間は入力電圧信号64を0ボルトから100ボルトまで一定の割合で線形に傾斜させるように、電源60を制御することができる。
正確に傾斜を有する入力電圧信号64を入力として用いると、高圧イオン化チャンバ46は、典型的な動作の間に高圧イオン化チャンバ46によって生成される小さな電流と類似する、比較的小さな電流を有する信頼できる電流信号100を生成する傾向を有する。これらの小さな電流は、電位計66の応答をテストするために好適である。線68は、電流信号100を電位計66に運び、電位計66では、電流信号100が、読取り可能な出力電圧信号110に変換される。結果的に得られる出力電圧信号110は、V=IxRという関係に従う。ここで、Vは出力電圧信号110を表し、Iは電流信号100を表し、Rは電位計66の抵抗を表す。
コントローラ50は、電流信号100が一定の電流を有するかどうかを判断するために、線112を通る電流信号100を測定することができる。電位計66の抵抗値は既知の定数であり、電流信号100もコントローラ50によって測定される一定の値を有するから、出力電圧信号110は、予測可能な一定の値を有することが予想される。コントローラは、電位計66が適切で予想された応答を有するかどうかを判断するために、線84に沿って進行する出力電圧信号110の電圧値を評価することができる。
次に図4を参照すると、プロット114は、高圧イオン化チャンバ46に供給された入力電圧信号64の様々な傾斜率への応答の結果として例示的な電位計66から出力される電流信号の振る舞いを示している。水平方向のX軸は、ボルト/秒の単位で測定された、例示的な電源60によって高圧イオン化チャンバ46に供給される入力電圧信号64の傾斜率を表す。垂直方向のY軸は、ミリボルトの単位で測定された、例示的な電位計66の出力を表す。示されているように、入力電圧信号64のある特定の傾斜率が、一定の出力電圧信号110を生成する。プロット114の菱形の点は、テストの間に実際に測定された値を表し、他方で、プロット114の点線部分は予想される値を表す。ある例では、この例示的な電位計の出力は、Ax入力電圧信号の傾斜率+Bという形式を有しうる。ここで、AおよびBは定数である。
図3に戻ると、電位計66が適切で予想される応答をもはや有していないことをテスト機能96の結果が示す場合には、その電位計は交換されなければならない可能性がある。ある例では、電位計66を交換するために、サービス担当の技術者を派遣して、現場に物理的に居合わせるようにすることができる。更に別の例では、電位計66の交換のために、環境放射線監視装置10を取り外し、サービス担当の部署に送ることが可能である。
図5には、環境放射線監視装置10のための電位計66に対するテストサイクルを行う例示的な方法が、一般的に記載されている。この方法は、図2および3に示されている例示的な環境放射線監視装置10に関連して実行することができる。この方法は、環境放射線監視装置10を提供するステップ120を含む。環境放射線監視装置10は、高圧イオン化チャンバ46と、高圧イオン化チャンバ46に電気的に接続された電源60とを含む。電源60は、入力電圧信号64を高圧イオン化チャンバ46に提供するように構成されている。環境放射線監視装置10は、また、高圧イオン化チャンバ46に電気的に接続された電位計66を含む。環境放射線監視装置10は、更に、電源60と電位計66とに電気的に接続されたコントローラ50を含む。コントローラ50は、高圧イオン化チャンバ46に提供される電源60の入力電圧信号64を制御するように構成されている。
この方法のある例では、電位計のためのテストサイクルは、テスト機能96を始動させるステップ125を含みうる。テスト機能96は、これらに限定されないが、コントローラ50からの信号と、遠隔地からの信号と、環境放射線監視装置10の位置に存在するオペレータによる手動での始動とを含む任意の数の適切な手段によって始動されうる。テスト機能96は、いったん始動されると、コントローラ50に、テスト機能96が始動されていないときとは異なるように入来データの組を処理することを要求する。ある例では、テスト機能96の間にコントローラ50によって受け取られた出力電圧信号110のデータは、メモリ位置に保存され、送信され、または、通常動作の間に受け取られた出力電圧信号110のデータとは別にそれ以外の処理がなされる。テスト機能96の始動の間に保存されたデータは、後で検索が可能である。テスト機能96の間に入来データを異なるように処理することにより、電位計66のテストデータとガンマ放射線の存在を示す通常時に収集されたデータとを混同する可能性が最小化される。
この方法は、更に、高圧イオン化チャンバ46に提供される入力電圧信号64を変動させるステップ130を含む。ある例では、入力電圧信号64を一定の割合で傾斜させ、高圧イオン化チャンバ46に提供することが可能であり、高圧イオン化チャンバ46は、それに応えて、一定の電流値を有する電流信号100を生成する。ある特定の例では、入力電圧信号を変動させることは、0ボルトから100ボルトまで一定の割合で、電源60の入力電圧信号64を線形に傾斜させることを含む。
この方法は、また、高圧イオン化チャンバ46によって生成される電流信号100を測定するステップ140を含む。上述したように、コントローラ50は、電流信号100が一定の電流を有するかどうかを判断するために、線112を通る電流信号100を測定することができる。この方法は、更に、電位計66を用いて電流信号100を処理するステップ150を含む。上述したように、線68は、電流信号100を電位計66に運び、電位計66では、電流信号100が、読取り可能な出力電圧信号110に変換される。結果的に得られる出力電圧信号110は、V=IxRという関係に従う。ここで、Vは出力電圧信号110を表し、Iは電流信号100を表し、Rは電位計66の抵抗を表す。
この方法は、また、電位計66によって生成される出力電圧信号110を測定するステップ160を含む。コントローラ50の中のマイクロプロセッサ90が、線112を経由してコントローラ50に提供される出力電圧信号110を測定することができる。電位計66の抵抗値は既知の定数であり、電流信号100もコントローラ50によって測定される一定の値を有するから、出力電圧信号110は、予測可能な一定の電圧を有することが予想される。
この方法は、更に、出力電圧信号110と、マイクロプロセッサ90の中のソフトウェアによって前もって決定可能である予想される結果と、を比較するステップ170を含む。複数回の比較で、出力電圧信号110が、傾斜した入力電圧信号64に基づく予想電圧と同一か、またはほとんど同一であるならば、電位計66が適切な動作をしていることを示す。複数回の比較で、出力電圧信号110と予想電圧との間に比較的大きな差があるならば、電位計66の応答が悪いことを示している可能性がある。
この方法のある例では、電位計66のためのテストサイクルは、テスト機能96を停止させるステップ175を含みうる。テスト機能96が終了すると、コントローラ50は、入来データを、適切な出力94を通じて後に検索するように電子的メモリ92に配置可能な現実のガンマ放射線検出データとして、扱うことが可能となる。ある例示的な出力としては、保護用の囲い40に設置される標準的な風雨に耐えるポートでありうる(図2に最も適切に示されている)。あるいは、補正されたデジタル電圧信号を、例えばアンテナや衛星デッシュその他のような双方向通信システムなど、それ以外の例示的な出力94を経由して、別の場所に送信することが可能である。
環境放射線監視装置10の内部に含まれる電位計66のテストは、上述した方法のステップに従って、戸外でなされうる。しかし、時には、電位計のテストを、環境放射線監視装置10の内部に取り付けられている典型的な状態の外で行うことも望ましい。例えば、電位計66は、最終的な顧客への納品の前に適切な動作/応答性を確認することの助けになるように、環境放射線監視装置10に取り付けられる前に、実験室での設定でテストされる場合がありうる。ベンチの上で、電位計66を、コントローラ50とテスト機能96とを用いることなく、上述したのと類似の方法でテストすることが可能である。方法のこの例では、電位計66のためのテストサイクルは、図5に示されているように、ステップ120から、ステップ125を無視して、直接ステップ130に進むことができる。方法のこの例では、ステップ175も無視することが可能である。
この方法の更なる例では、コントローラ50のテスト機能96は、電源60の入力電圧信号64を変動させるように構成される。ある特定の例では、コントローラ50のテスト機能96は、電源60の入力電圧信号64を変動させるように構成される。コントローラ50は、電源60の入力電圧信号64を線形に傾斜させることによって、入力電圧信号64を変動させることができる。より特定の例では、コントローラ50は、電源60の入力電圧信号64を0ボルトから100ボルトまで一定の割合で線形に傾斜させることによって、入力電圧信号64を変動させることができる。
説明されている例では、これらの方法および装置は、電位計66からの適切な応答に関する信頼性の高いテストを提供することにより、環境放射線監視装置10から取得されるデータが正確であることを確認するのに役立つ比較的安価な手段を提供している。説明された方法および装置は、高圧イオン化チャンバ46からの電流を注入することによって、環境放射線監視装置10における電位計66の動作/応答性の簡略化されたテストを提供する。これらの方法および装置は、環境放射線監視装置10のエンドユーザが、電位計66からの適切な応答に関して遠隔的にテストを行い、電位計66のテスト結果を比較的短い時間で受け取ることを助けることができる。
本発明について、上述した例示的な実施形態を参照しながら、説明がなされてきた。本明細書を読み理解すれば、他者は修正および改変を想到できることであろう。本発明の1つまたは複数の態様を組み入れている例示的な実施形態は、そのような修正や改変のすべてを、それらが添付の特許請求の範囲に属する限り、含むことが意図されている。
10 環境放射線監視装置
12 構成
14 保護用の囲い
18 保護用の囲い
20 第1のアーム
24 第2のアーム
26 中央ポスト
30 太陽電池パネルのアレイ
36 アンテナ
40 保護用の囲い
42 ふた
44 内部容積
46 高圧イオン化チャンバ
48 電位計の囲い
50 コントローラ
52 線
60 電源
62 線
64 入力電圧信号
66 電位計
68 線
72 演算増幅器
76 補償回路
78 抵抗
80 コンデンサ
82 スイッチ
84 線
90 マイクロプロセッサ
92 電子メモリ
94 出力
96 テスト機能
98 線
100 電流信号
110 出力電圧信号
112 線
120 環境放射線監視装置を提供する
125 テスト機能を始動させる
130 第1の電圧信号を変動させる
140 高圧イオン化チャンバにより生成される電流信号を測定する
150 電位計を用い電流信号を処理する
160 電位計により生成される第2の電圧信号を測定する
170 第2の電圧信号と予想される結果とを比較する
175 テスト機能を停止させる

Claims (14)

  1. 高圧イオン化チャンバと、
    前記高圧イオン化チャンバに電気的に接続されており、前記高圧イオン化チャンバに入力電圧信号を提供するように構成されている電源と、
    前記高圧イオン化チャンバに電気的に接続されている電位計と、
    前記電源と前記電位計とに電気的に接続されており、前記高圧イオン化チャンバに提供される前記電源入力電圧信号を制御するように構成されているコントローラと、
    を含む環境放射線監視装置。
  2. 前記コントローラがテスト機能を更に含む、請求項1記載の環境放射線監視装置。
  3. 前記コントローラの前記テスト機能が前記電源入力電圧信号を変動させるように構成されている、請求項2記載の環境放射線監視装置。
  4. 前記コントローラの前記テスト機能が前記電源入力電圧信号を線形に傾斜させるように構成されている、請求項3記載の環境放射線監視装置。
  5. 前記コントローラの前記テスト機能が0ボルトから100ボルトまで一定の割合で前記電源入力電圧信号を線形に傾斜させるように構成されている、請求項4記載の環境放射線監視装置。
  6. 環境放射線監視装置の電位計のためにテストサイクルを行う方法であって、
    高圧イオン化チャンバと、前記高圧イオン化チャンバに電気的に接続されており、前記高圧イオン化チャンバに入力電圧信号を提供するように構成されている電源と、前記高圧イオン化チャンバに電気的に接続されている電位計と、前記電源と前記電位計とに電気的に接続されており、前記高圧イオン化チャンバに提供される前記電源入力電圧信号を制御するように構成されているコントローラと、を含む環境放射線監視装置を提供するステップと、
    前記高圧イオン化チャンバに提供される前記入力電圧信号を変動させるステップと、
    前記高圧イオン化チャンバによって生成される電流信号を測定するステップと、
    前記電位計を用いて前記電流信号を処理するステップと、
    前記電位計によって生成される出力電圧信号を測定するステップと、
    前記出力電圧信号と予測される結果とを比較するステップであって、前記比較が前記電位計の適切な動作を示す、ステップと、
    を含む方法。
  7. 前記コントローラがテスト機能を更に含む、請求項6記載の方法。
  8. 前記コントローラの前記テスト機能が前記電源入力電圧信号を変動させるように構成されている、請求項7記載の方法。
  9. 前記入力電圧信号を変動させる前記ステップが、前記電源入力電圧信号を線形に傾斜させるステップを含む、請求項8記載の方法。
  10. 前記入力電圧信号を変動させる前記ステップが、0ボルトから100ボルトまで一定の割合で前記電源入力電圧信号を線形に傾斜させるステップを含む、請求項9記載の方法。
  11. 環境放射線監視装置の電位計のためにテストサイクルを行う方法であって、
    高圧イオン化チャンバと、前記高圧イオン化チャンバに電気的に接続されており、前記高圧イオン化チャンバに入力電圧信号を提供するように構成されている電源と、前記高圧イオン化チャンバに電気的に接続されている電位計と、前記電源と前記電位計とに電気的に接続されており、テスト機能を含み、前記高圧イオン化チャンバに提供される前記電源入力電圧信号を制御するように構成されているコントローラと、を含む環境放射線監視装置を提供するステップと、
    前記テスト機能を始動させるステップであって、前記テスト機能は、始動されていないときとは異なるように入来データの組を処理するように前記コントローラに要求する、ステップと、
    前記高圧イオン化チャンバに提供される前記入力電圧信号を変動させるステップと、
    前記高圧イオン化チャンバによって生成される電流信号を測定するステップと、
    前記電位計を用いて前記電流信号を処理するステップと、
    前記電位計によって生成される出力電圧信号を測定するステップと、
    前記出力電圧信号と予測される結果とを比較するステップであって、前記比較が前記電位計の適切な動作を示す、ステップと、
    前記テスト機能を停止させるステップと、
    を含む方法。
  12. 前記テスト機能が前記電源入力電圧信号を変動させるように構成されている、請求項11記載の方法。
  13. 前記入力電圧信号を変動させる前記ステップが、前記電源入力電圧信号を線形に傾斜させるステップを含む、請求項12記載の方法。
  14. 前記入力電圧信号を変動させる前記ステップが、0ボルトから100ボルトまで一定の割合で前記電源入力電圧信号を線形に傾斜させるステップを含む、請求項13記載の方法。
JP2013228915A 2012-11-07 2013-11-05 高電圧傾斜による電位計電流の注入 Pending JP2014132258A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/670,680 2012-11-07
US13/670,680 US20140125349A1 (en) 2012-11-07 2012-11-07 Electrometer current injection by high voltage ramp

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014132258A true JP2014132258A (ja) 2014-07-17

Family

ID=50621772

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013228915A Pending JP2014132258A (ja) 2012-11-07 2013-11-05 高電圧傾斜による電位計電流の注入

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20140125349A1 (ja)
JP (1) JP2014132258A (ja)
KR (1) KR20140059154A (ja)
CN (1) CN103809196A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10914654B2 (en) 2016-04-01 2021-02-09 Seiko Epson Corporation Observation system and control method for observation system

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104865434A (zh) * 2015-06-01 2015-08-26 中国计量科学研究院 电离电流的测量装置和测量方法
KR102139936B1 (ko) * 2018-07-13 2020-07-31 한상효 전기적 광원을 구비한 기체 전리형 검출기 및 이를 이용한 점검, 교정, 자동 출력안정화 방사선 계측 장치
CN110057842A (zh) * 2019-05-31 2019-07-26 苏州大学 一种用于探测半导体材料x射线性能的装置
US11841104B2 (en) * 2020-04-21 2023-12-12 Shanghai United Imaging Healthcare Co., Ltd. System and method for equalizing pressure in ionization chamber of radiation device
CN112557713B (zh) * 2020-12-08 2022-06-03 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 激光诱导强脉冲电流注入装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5394092A (en) * 1991-02-28 1995-02-28 Valco Instruments Co., Inc. System for identifying and quantifying selected constituents of gas samples using selective photoionization
US7489136B1 (en) * 2005-08-04 2009-02-10 Nu-Trek, Inc. Apparatus and method of detecting radiation
US7768267B2 (en) * 2007-07-11 2010-08-03 Brooks Automation, Inc. Ionization gauge with a cold electron source
US8324905B2 (en) * 2010-03-01 2012-12-04 Woodward, Inc. Automatic variable gain amplifier
EP2428796B1 (de) * 2010-09-09 2015-03-18 Airsense Analytics GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Ionisierung und Identifizierung von Gasen mittels UV-Strahlung und Elektronen

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10914654B2 (en) 2016-04-01 2021-02-09 Seiko Epson Corporation Observation system and control method for observation system

Also Published As

Publication number Publication date
US20140125349A1 (en) 2014-05-08
KR20140059154A (ko) 2014-05-15
CN103809196A (zh) 2014-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2014132258A (ja) 高電圧傾斜による電位計電流の注入
CN101625399B (zh) 使用人造加载的不间断电源系统中的温度监视
US10439553B2 (en) Method and system of fault detection and localization in DC-systems
KR102182191B1 (ko) 확장된 온도 범위를 통해 작동하는 저 누설 고체-상태 리셋 및 범위 변경을 갖는 넓은 동적 범위 양방향 통합 전위계
US9389196B2 (en) Water-concentration detection device
CN102253353A (zh) 微电流表自动校正方法及其装置
JP6814789B2 (ja) バイアス電圧及び放出電流の制御及び測定を伴う電離圧力計
US9024618B2 (en) Self-heating electrometer for high pressure ion chamber for verification of temperature compensation
CN100501431C (zh) 用于对雷电保护系统的电参数进行评估的方法以及测试装置
EP2365347A1 (en) Electrical field sensor
Di Buono et al. The effects of Total Ionizing Dose irradiation on supercapacitors deployed in nuclear decommissioning environments
US20150145526A1 (en) Apparatus for calibrating a power measuring system for power transformers
METER Operation Manual
KR101606916B1 (ko) 지진, 결로 및 누수를 감지하는 배전반
KR20180041093A (ko) 원자로를 위한 가스 모니터링 시스템 및 방법
KR20080091876A (ko) 축전지 내부 파라미터의 순차적 측정방법 및 이의 측정장치
KR100352507B1 (ko) 배전용 피뢰기 장기신뢰성 검사장치
CN106814294A (zh) 基于双边桥直流充电桩绝缘检测电路及检测方法
US20140217300A1 (en) Dynamic high voltage bias for high pressure ion chambers
US7383141B2 (en) Faraday system integrity determination
CN207689089U (zh) 一种变压器漏油检测及报警的装置
Schleiger et al. Prototype of a portable microcalorimeter for measurement of absorbed dose
Barnard et al. Low cost TID testing of COTS components
CN106338677A (zh) 用于高压电气设备绝缘检测试验的装置
Sgrò et al. Gas Pixel Detector Test and Analysis Report