JP2016114446A - 放射線測定装置 - Google Patents
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- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/185—Measuring radiation intensity with ionisation chamber arrangements
Abstract
Description
この発明は前述のような問題点を解決するためになされたものであり、温度特性が良好な高精度の放射線測定装置を得ることを目的とする。
図1は、この発明の実施の形態1の構成を示す。なお、実施の形態1を構成するその他の部位については後述の図3で説明する。
図1において示すように、放射線測定装置は、放射線検出器1、鋸波状パルス生成部2、計数部3、電圧検出部4、演算部5、表示部6、高電圧電源部7を備えており、放射線検出器1は放射線を検出して電流信号を出力する。鋸波状パルス生成部2は、電荷積分部21、電圧比較部22、電荷放電部23を備え、電荷積分部21は、放射線検出器1から入力された電流信号の電荷を蓄積し、その蓄積された電荷に比例した電圧信号を出力し、電圧比較部22は、電圧信号が設定された値に到達したらトリガ信号を出力すると共に矩形波パルスを出力し、電荷放電部23は、電圧比較部22からトリガ信号を入力する毎に電荷積分部21に蓄積された電荷から所定値の電荷を放電させる。電荷積分部21において、電荷の蓄積と電荷の放電が繰り返されることにより、電圧信号は時間経過で鋸波状に変化する鋸波状パルスとして出力される。
IR=IRS・exp{η(T−TS)}・{exp(−qV/kT)−1}…(1)
q:電子の電荷量 1.60×10−19(C クーロン)
k:ボルツマン定数 1.38×10−23(J/K J:ジュール)
IR=IRS・exp{0.1×(T−TS)}・{exp(−qV/kT)−1}…(2)
逆流遮断回路234としてのダイオードも、温度が一定であれば同様に演算部5においてリーク電流をソフトウェア的に処理して問題ない程度に影響を軽減できるが、リーク電流の温度特性は温度に過敏に作用するため、温度センサの温度信号に基づく演算部5におけるソフトウェア的補償が難しかったが、前述のようにリーク電流補償回路235により補償できる。
実施の形態2においては、図3に示した恒温部8の構造を変更したもので、図4に示すように、鋸波状パルス生成部2が、外套81の内部で金属ケース86に収納されるようにしたものである。このように金属ケース86の中に収納されることによって、電気的にシールドされると共にファンヒータ82による強制的な空気の流れが直接当たらないようになるので、電気的および温度的に敏感な鋸波状パルス生成部2に対して耐ノイズ性を向上できると共に温度安定性を向上させることできるという効果を奏する。
実施の形態3においては、図5に示すように、恒温部8に第2の温度センサ87を備え、前記金属ケース86の内部において逆流遮断回路234の空間の代表温度を測定して温度信号を出力し、温度補償係数演算部10は、その温度信号を、例えば、工場試験段階で取得した温度と温度補償係数のテーブルのデータを記憶させておくことにより、それと照合して温度補償係数を決定して演算部5に出力し、演算部5は、温度補償係数演算部10からの温度補償係数に基づいて数率の温度補償を行うようにしたので、より高精度の工学値を得ることが可能になる。
実施の形態4においては、図6に示すように、恒温部8において、外套81をスタンド85に直接取付け、そのスタンド85と架台84の間に断熱板88を設け、スタンド85および外套81から架台84への伝熱を遮断したので外套81の内部の温度変動をより抑制することができる。
実施の形態5においては、図7に示すように、実施の形態1のリーク電流補償回路235の中の定電圧回路2351の代わりに、オフセット電圧調整用電源213から電圧供給するようにし、定電圧回路2351に内蔵されていた可変抵抗の代わりに補償電流調整用抵抗群2354を備え、オフセット電圧調整用電源213の出力電圧を補償電流調整用抵抗群2354で基本的に+2Eに調整し、更に+2Eから微調整してリーク電流の補償をするようにしたので、電源共有により電源変動によるリーク電流の変動をキャンセルできると共にコストも低下させることができる。
211 オペアンプ、 212 電荷積分コンデンサ、
213 オフセット電圧調整用電源、 214 オフセット電圧調整用抵抗群、
22 電圧比較部、 23 電荷放電部、 231 定電流回路、
2311 定電圧回路、 2312 抵抗、 232 切換回路、
233 切換制御回路、 234 逆流遮断回路、 235 リーク電流補償回路、
2351 定電圧回路、 2352 抵抗、 2353 逆流遮断回路、
2354 補償電流調整用抵抗群、 3 計数部、 4 電圧検出部、
5 演算部、 6 表示部、 7 高電圧電源部、 8 恒温部、 81 外套、
82 ファンヒータ、 83 第1の温度センサ、 84 架台、 85 スタンド、
86 金属ケース、 87 第2の温度センサ、 88 断熱板、 9 制御部、
10 温度補償係数演算部
Claims (6)
- 放射線を検出して電流信号を出力する放射線検出器、および前記放射線検出器から出力された前記電流信号を電荷として蓄積し、その蓄積された電荷に比例した電圧信号を出力する電荷積分部と、前記電圧信号が所定値に到達した場合にトリガ信号を出力すると共に矩形波パルスを出力する電圧比較部と、前記トリガ信号の出力毎に前記電荷積分部に蓄積された電荷から所定値の電荷を放電させる電荷放電部とを有し、前記電荷の蓄積と前記電荷の放電によって鋸波状に変化する鋸波状パルスを出力する鋸波状パルス生成部を備え、前記電荷放電部は、切換回路を介して前記電荷積分部の入力に接続され、前記電荷の放電時に前記電荷積分部に接続され、前記電荷の蓄積時に前記電荷積分部から切り離される定電流回路と、前記定電流回路と前記電荷積分部との間に接続され、前記電荷の蓄積時に前記切換回路のリーク電流を抑制する第一の逆流遮断回路と、前記電荷の蓄積部の入力に接続され、前記第一の逆流遮断回路と同等の特性の第二の逆流遮断回路を有するリーク電流補償回路を備え、前記第一の逆流遮断回路と前記第二の逆流遮断回路のリーク電流が逆向きで相殺し合うようにしたことを特徴とする放射線測定装置。
- 前記放射線検出器および前記鋸波状パルス生成部は、恒温部に設けられ、恒温部は、外套と、前記外套の内部の空気を年間の環境温度の最大値を想定した設定値で制御して循環させる恒温空気循環手段と、前記外套を自立設置させる支持金具とを備えたことを特徴とする請求項1に記載の放射線測定装置。
- 前記恒温部は金属ケースを有し、前記鋸波状パルス生成部を金属ケースに収納したことを特徴とする請求項2に記載の放射線測定装置。
- 前記金属ケース内において前記第一の逆流遮断回路の空間の代表温度を測定して温度信号を出力し、前記温度信号に基づき計数率の温度補償を行うようにしたことを特徴とする請求項3に記載の放射線測定装置。
- 前記外套と前記支持金具の間に断熱板を備えたことを特徴とする請求項2から4のいずれか1に記載の放射線測定装置。
- 前記リーク電流補償回路はその入出力間に印加する電圧差を可変でき、その電圧差を発生させる電源について、前記切換回路の入出力に印加する電圧差を発生させる電源と共用するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の放射線測定装置。
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