JP2547839B2 - ディジタル形放射線モニタ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は原子力発電プラントに利用されるディジタル
形放射線モニタ装置に係り、特に主CPUによる主機能処
理が付加機能の障害により影響を受けないようにしたデ
ィジタル形放射線モニタ装置に関する。

（従来の技術） 一般に、原子力発電プラントにおいては、プラントの
安全を確保する観点から炉心の中性子束を計測し炉心の
放射線量の状態を監視し、またプロセス等を含むプラン
ト各所の放射線量を計測し放射線物質の外部漏出の有無
を監視するために、概略第７図に示すようなモニタ装置
が用いられている。すなわち、この装置は、放射線検出
器からの放射線検出信号を信号処理手段１に導き、ここ
で放射線量に比例した電圧信号または電流信号に変換し
た後、後続のトリップ判定回路２へ送出する。このトリ
ップ判定回路２では信号処理手段１からの信号レベルと
予め定めた設定値とを比較し、放射線信号レベルが設定
値を越えたときトリップ信号を出力する構成となってい
る。

さらに、第８図は電離箱を用いたより具体的な従来の
放射線モニタ装置の構成を示す図である。同図において
３は電離箱形放射線検出器、４はカップリングコンデン
サ、５は検出器バイアス用高圧電源、６はプリアンプ、
７はパルス計数回路、８は計数率・電圧変換回路、９は
アナログ信号出力回路である。すなわち、このモニタ装
置は、電離箱形放射線検出器３によって検出された放射
線量に応じて発生するパルス成分の微少電流信号をプリ
アンプ６で増幅し、さらにこのパルス性電流信号をパル
ス計数回路７で計数し、しかる後、計数率・電圧変換回
路８にて放射線量に比例した電圧信号に変換した後、後
続のトリップ判定回路２およびアナログ信号出力回路９
に送出する。このトリップ判定回路２は電圧信号レベル
と設定値とを比較しこの信号レベルが設定値を越えたと
き外部へトリップ信号を出力する。一方、アナログ信号
出力回路９は信号レベルを指示計やレコーダに指示また
は記録させて監視の用に供するために所望のアナログ信
号に変換して出力する。

ところで、最近，放射線の集中監視や信号処理を容易
化および調整保守作業の簡略化等を実現するために、マ
イクロコンピュータを用いたデジタル形放射線モニタ装
置が開発されている。この放射線モニタ装置は、第９図
に示すように主CPUカード11が所定の周期ごとにシステ
ムバス12および入出力カード13を介してパルス計数回路
７の出力，つまり放射線量に応じたパルス計数値を取込
んで放射線量に比例した例えば電圧信号レベルに変換し
た後、この電圧信号レベルと予め定めた設定値とを比較
しその比較結果に基づいて電圧信号レベルが設定値を越
えたときシステムバス12および入出力カード14を通して
トリップ信号を出力し、また前記電圧信号を入出力カー
ド15へ送出し、ここで適宜なアナログ電圧信号または電
流信号に変換した後外部のレコーダ，指示計へ送出する
ことによりモニタ機能を実現している。

さらに、この装置には、付加機能として、例えばキー
ボード16、CRT表示器17および入出力・表示用CPUカード
18等よりなる入出力表示機能、外部伝送用CPUカード19
を用いて主CPU11で処理された信号を外部機器例えば他
のコンピュータやプリンタへ伝送し、あるいは外部機器
からの信号を主CPU11へ与える外部伝送機能、診断用CPU
カード20によりシステムの健全性を診断する診断機能等
が設けられている。

（発明が解決しようとする課題） 従って、以上述べたように第８図に示すアナログ形の
ものを第９図のディジタル形放射線モニタ装置に変える
ことにより、キーボード16やCRT表示器17の使用が可能
であり、かつ、外部機器との信号授受、さらには自己診
断が容易となるが、その反面，各種の付加機能の増加に
したがって部品点数が著しく増加し、これら部品の劣化
あるいは損傷等の異常が主CPUカード11の主機能に影響
を与え、モニタ装置全体の信頼性を低下させる問題があ
った。

ところで、原子力発電プラントにおける放射線モニタ
装置は、トリップの判定およびレコーダ，指示計出力に
よるモニタが主なる機能であり、キーボード16およびCR
T表示器17によるデータの入出力，伝送用CPUカード19に
よる外部伝送，診断用CPUカード20による診断機能は操
作性，保守性を向上させるための付加的機能であるもの
の、一般に、マイクロコンピュータは装置の小形化、拡
張性、さらには汎用性等の観点から採用されたものであ
り、むしろこれらの付加機能を持たせてマイクロコンピ
ュータの特質を生かしつつ装置全体の信頼性を上げるこ
とが望ましい。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、ディジタ
ル化の特性を十分に生かしつつ種々の付加価値をもたせ
る一方、主たる機能と付加的機能とを完全に分離し、主
CPUが主機能処理と付加機能処理とを確実に実行可能と
するとともに、付加的機能の異常時でも完全な保護の下
に適切に監視を維持できる高度な監視性能をもったディ
ジタル形放射線モニタ装置を提供することを目的とす
る。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、上記課題を解決するために、プラントの必
要な箇所の放射線量をモニタするディジタル形放射線モ
ニタ装置において、 システムバス上に主CPUが設けられ、また、前記シス
テムバスの電源ラインを引き込んでヒューズを介して電
源給電端とし、かつ、前記主CPUから光バスを介して信
号入出力端とする付加機能CPUが設けられ、 前記主CPUは、所定の信号処理時間に放射線量を取込
んでアナログ信号に変換して出力するとともに、前記放
射線量と予め定めた設定値とを比較し当該放射線量が設
定値を越えたときトリップ信号を出力する主機能処理手
段と、この主機能処理手段による主機能処理を実行する
前記所定の信号処理時間経過後に当該信号処理時間より
も短い待機時間を用いて前記光バスを介して前記付加機
能CPUと信号伝送を行うとともに、当該付加機能CPUの異
常発生時には前記主CPUの主機能処理への影響を回避す
る付加機能処理手段とを有し、 前記付加機能CPUは、当該付加機能CPUの異常時に過電
流により前記ヒューズを溶断させて前記システムバスか
ら切り離す手段を有するディジタル形放射線モニタ装置
である。

なお、付加機能CPUは、入出力表示用CPU、外部伝送用
CPUおよび診断用CPUのうち少なくとも１種類以上を有
し、前記システムバスの電源ラインからヒューズを介し
て接続され、自身の付加機能CPUの異常発生時に過電流
により前記ヒューズを溶断させて前記システムバスから
切り離し、 また、主CPUは、付加機能CPUの異常にも拘らず、待機
時間内に光バスを介して電気的に分離された状態で正常
な付加機能CPUと光信号伝送を行うものである。

（作 用） 従って、本発明は以上のような手段を講じたことによ
り、主機能処理手段ではシステムバス上に主CPUを設
け、この主CPUにより所定の信号処理時間に放射線検出
器で検出した放射線量を取込んだ後アナログ信号に変換
して出力し、また、主CPUにより取込んだ放射線量を信
号レベルに変換した後この信号レベルと予め定めた設定
値とを比較し前記信号レベルが設定値を越えたときトリ
ップ信号を出力する。一方、この主機能処理完了後、前
記主CPUは付加機能処理手段を実行する。この付加機能
処理手段は、前記主CPUは前記待機時間中に光バスを介
して付加機能CPUと信号伝送を行うが、この付加機能CPU
自身が異常となったとき自身で前記ヒューズを溶断させ
てシステムバスから切離し、かつ、主CPUは付加機能処
理が予め定めた待機時間に達したときタイムアップ処理
を行って本来の主機能処理に移行することにより、主機
能処理に対する付加機能の影響を回避し，主CPUが主機
能処理と付加機能処理とを確実に実行でき、付加的機能
の異常時でも完全な保護の下に適切に監視を維持できる
高度な監視性能を確保するものである。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について第１図を参照して説
明する。なお、同図において第９図と同一部分，すなわ
ち放射線検出器3,カップリングコンデンサ4,高圧電源5,
プリアンプ6,パルス計数回路7,主CPUカード11,システム
バス12,入出力カード13〜15等によって構成される主機
能処理手段については同一符号を付してその詳しい説明
は省略し、専ら付加機能処理手段30について説明する。

この付加機能処理手段30は、主として入出力表示用CP
Uカード31、外部伝送用CPUカード32および診断用CPUカ
ード33等で構成され、これらCPUカード31〜33は装置全
体の小形化を実現する観点からシステムバス12上に実装
されているが、システムバス12の信号ラインとは接続さ
れず、専ら電源ラインとのみ接続されている。従って、
各カード31〜33への図示矢印↑は電源ラインを示してい
る。そして、主CPUカード11と他のCPUカード31〜33とは
光バス34によって接続され、これらCPUカード11および3
1〜33間は光伝送による信号の授受を行う構成となって
いる。なお、各CPUカード31〜33の機能処理は従来と特
に変らないが、特に光−電気信号変換機能，電気−光信
号変換機能が新たに設けられ、この点は主CPUカード11
についても同様である。35はキーボード、36はCRT表示
器である。

しかして、前記各CPUカード31〜33は、第２図に示す
如く内部に前記システムバス12の電源ラインと接続され
るヒューズ37が設けられ、CPUカード31,32,33の電子部
品の短絡あるいは電源異常等により過電流が流れたとき
前記ヒューズ37を溶断させてシステムバス12から切り離
す構成となっている。

さらに、前記主CPUカード11は第３図に示すようなマ
ルチタスク構成となっている。すなわち、この主CPUカ
ード11は主タスクおよび伝送タスクをプログラム単位と
し、主タスクでは放射線検出信号の収集およびトリップ
の判定等を行って必要な信号を出力した後待機中となる
が、この期間中に主タスクに対してプライオリティを低
く設定した伝送タスクにて各CPUカード31〜33の間で信
号の授受を行う。このようなプログラム構成とした理由
は主CPUカード11以外のCPUカード31〜33のダウンによる
伝送処理の遅延または停止により主CPUカード11の信号
処理に影響を与えないようにするためである。

次に、上記装置の動作について第４図を参照して説明
する。先ず、主CPUカード11は、所定の信号処理時間の
初期段階で放射線検出信号を収集する（ステップS1）。
具体的には、所定の周期ごとにシステムバス12および入
出力カード13を通してパルス計数回路７によって得られ
たパルス計数値を取込んだ後、ステップS2に移行し、こ
こで必要な信号処理を行う。この信号処理は、パルス計
数回路７の計数値から計数率を求めた後、この計数率に
基づいて電圧信号レベルに変換する。そして、この電圧
信号レベルを入出力カード15で所望とするアナログ信号
に変換しレコーダや指示計等に送出してモニタ可能と
し、また前記電圧信号レベルと設定値とを比較し電圧信
号レベルが設定値を越えたときトリップ信号を出力する
（ステップS3）。

ここで、主CPUカード11による主タスクプログラム処
理が終了すると第３図の如く待機中になるが、このとき
伝送タスクプログラム処理が開始しステップS4に示す如
く光バス34を介して各CPUカード31〜33と信号伝送を行
う。なお、この信号伝送時間が予め定めた待機時間，つ
まり信号処理サイクル時間に達したときステップS5に移
行し、タイムアウトによる打切り処理を適用し、CPUカ
ード31〜33等の異常による伝送処理の遅延または停止に
より主CPUカード11の信号処理が遅延しないようにして
いる。

従って、以上のような実施例の構成によれば、主CPU
カード11その他のCPUカード31〜33は以上のような信号
処理および信号伝送等を行うが、このとき付加機能処理
を行う入出力表示用CPUカード31、外部伝送用CPUカード
32および診断用CPUカード33が自身の電子部品，ライン
等の短絡あるいは種々の原因でトラブルが発生したと
き、CPUカード31,32,33へ電源ラインに流れる過電流に
より自身のヒューズ37が溶断するので、異常であるCPU
カードは各システムバス12から完全に切り離される。そ
の結果、主CPUカード11は他のCPUカード31〜33等の異常
にも拘らずシステムバス12を用いて所望とする処理を実
行できる。また、各CPUカード31〜33は、システムバス1
2の信号ラインとは分離され、主CPUカード11とは光伝送
により行うことにより、主CPUカード11と付加機能の各C
PUカード31〜33とは完全に電気的な分離を図ることがで
き、この点でも装置本来の主機能処理に全く影響を及ぼ
すことがない。しかも、主CPU11のプログラムはマルチ
タスク方式とし、必要なときに伝送タイムアウト処理を
行うことにより、主CPUカード11と他のCPUカード31〜33
とのソフトウエア的な絶縁を図ることができ、その結
果、主CPUカード11による主機能プログラム処理は他のC
PUカード31〜33の停止や誤動作によって遅延されること
がない。

なお、上記実施例では、各CPUカード11,31〜33に共通
の光バス34を用いたが、例えば第５図に示すように各CP
U11,31〜33相互間でそれぞれ独立に光伝送バス34a〜34d
を設けた構成であっても、前記実施例と同様な効果を奏
する。

次に、第６図は同じく本発明装置の他の実施例を示す
図であって、これは各CPUカード31〜33に電源分離用過
電流保護付き強制電源オフ回路40を設け、過電流が流れ
たときに前記ヒューズと同様な機能によりシステムの電
源およびシステムバス12を保護するほか、必要に応じて
付加CPUカード31〜33の電源ダウンを故障表示器41に表
示し、また主CPUカード11による異常判断に基づいて光
伝送ライン31a〜31dを介して送られてくる命令により強
制的に異常CPUカードの電源をオフし、装置全体の保護
を図ることができる。42は光伝送回路である。その他、
本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施
できる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、主機能処理手段
から付加的機能処理手段を電気的およびソフトウエア的
に絶縁したことにより、ディジタル化による高機能を実
現でき、また主機能処理手段が付加機能CPUがシステム
バスの電源ライのみを取込む一方、主CPUと付加機能CPU
とは光バスで接続されているので、主CPUが付加機能CPU
と電気的およびソフトウェア的に完全に分離独立した状
態で処理可能であり、また主CPUは、所定の信号処理時
間中に放射線量の計測監視およびトリップ出力等の本来
の主機能処理を確実に実行し、かつ、主機能処理の時間
以外の待機時間を利用して付加機能CPUの各種の付加価
値を譲受でき、一方、付加機能CPUは、自身で所要とす
る処理を実行する一方、システムバスの電源ラインから
ヒューズを介して接続されているので、自身の異常時に
自動的にヒューズを溶断させてシステムバスから切り離
すことから、主CPUによる主機能処理は完全な保護の下
に適切に本来の計測監視等の機能を維持でき、同時に主
機能処理の時間以外の待機時間中に正常な付加機能CPU
と確実に信号伝送を行って付加価値を譲受できるディジ
タル形放射線モニタ装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明装置の一実施例を説明する
ために示したもので、第１図はディジタル形放射線モニ
タ装置の構成図、第２図は付加機能CPUカードとシステ
ムバスとの関係を示す図、第３図は第１図の主CPUカー
ドによるプログラム処理のタイムチャート、第４図は動
作を説明する流れ図、第５図は本発明装置の他の実施例
を示す構成図、第６図は付加機能CPUカードとシステム
バス，光バスとの関係を示す図、第７図ないし第９図は
従来装置を説明するために示したもので、第７図は従来
の一般的、かつ、概略的な放射線モニタ装置のブロック
図、第８図は従来のアナログ形放射線モニタ装置の構成
図、第９図は従来のディジタル形放射線モニタ装置の構
成図である。 ３……放射線検出器、７……パルス計数回路、11……主
CPUカード、12……システムバス、13〜15……入出力カ
ード、31……入出力表示用CPUカード、32……外部伝送
用CPUカード、33……診断用CPUカード、34,34a〜34d…
…光バス、37……ヒューズ。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プラントの必要な箇所の放射線量をモニタ
   するディジタル形放射線モニタ装置において、 システムバス上に主CPUが設けられ、 また、前記システムバスの電源ラインを引き込んでヒュ
   ーズを介して電源給電端とし、かつ、前記主CPUから光
   バスを介して信号入出力端とする付加機能CPUが設けら
   れ、 前記主CPUは、 所定の信号処理時間に放射線量を取込んでアナログ信号
   に変換して出力するとともに、前記放射線量と予め定め
   た設定値とを比較し当該放射線量が設定値を越えたとき
   トリップ信号を出力する主機能処理手段と、この主機能
   処理手段による主機能処理を実行する前記所定の信号処
   理時間経過後に当該信号処理時間よりも短い待機時間を
   用いて前記光バスを介して前記付加機能CPUと信号伝送
   を行うとともに、当該付加機能CPUの異常発生時には前
   記主CPUの主機能処理への影響を回避する付加機能処理
   手段とを有し、 前記付加機能CPUは、 当該付加機能CPUの異常時に過電流により前記ヒューズ
   を溶断させて前記システムバスから切り離す手段を有す
   る ことを特徴とするディジタル形放射線モニタ装置。
2. 【請求項２】付加機能CPUは、入出力表示用CPU、外部伝
   送用CPUおよび診断用CPUのうち少なくとも１種類以上か
   らなり、前記システムバスの電源ラインからヒューズを
   介して接続され、当該付加機能CPUの異常発生時に過電
   流により前記ヒューズを溶断させて前記システムバスか
   ら切り離し、 また主CPUは、前記付加機能CPUの異常にも拘らず、待機
   時間内に光バスを介して電気的に分離された状態で他の
   付加機能CPUと光伝送を行うことを特徴とする請求項１
   記載のディジタル形放射線モニタ装置。