JP2974768B2 - 距離測定方法と装置 - Google Patents
距離測定方法と装置Info
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
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- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、ガンマ放射線の移行時間の計測に基づいて
距離を決定する方法と装置とに関する。
距離を決定する方法と装置とに関する。
金属工業では、鉱石還元炉での表面レベルに関連した
距離測定上の問題点が存在している。これらの問題点
は、距離測定スペースに在る腐蝕性の高温煙道ガスによ
って複雑にされている。
距離測定上の問題点が存在している。これらの問題点
は、距離測定スペースに在る腐蝕性の高温煙道ガスによ
って複雑にされている。
当工業界で現在使用されている距離測定方法のうち、
本発明に係る方法は、光の移行時間が距離測定に使用さ
れているパルス化されたレザーの飛程時間（pulsed tim
e−of−flight）の距離測定に原理的に類似している。
レザーの使用に関連した制限によって、それは全ての距
離測定には適用されない。制限の最も重要なものは、多
分レザー光線によって計測されるターゲットを目視コン
タクト（visual contact）する必要がある点であろう。
この理由によって、例えば煙、ガス、ダスト等が距離測
定を妨害するか又は邪魔する。レザー使用の別の難点
は、計測受信器におけるノイズを増大し、これによって
計測値の不正確さを増長させることになる高い温度とな
っているターゲットの計測に現れる。他方、媒体の温度
が変化すると光の伝播速度が変化するため不正確さが増
長する。しかし、当工業界には、上記タイプの多くの距
離測定ターゲットがあり、従って他に可能性のある距離
測定方法を開発する必要がある。
本発明に係る方法は、光の移行時間が距離測定に使用さ
れているパルス化されたレザーの飛程時間（pulsed tim
e−of−flight）の距離測定に原理的に類似している。
レザーの使用に関連した制限によって、それは全ての距
離測定には適用されない。制限の最も重要なものは、多
分レザー光線によって計測されるターゲットを目視コン
タクト（visual contact）する必要がある点であろう。
この理由によって、例えば煙、ガス、ダスト等が距離測
定を妨害するか又は邪魔する。レザー使用の別の難点
は、計測受信器におけるノイズを増大し、これによって
計測値の不正確さを増長させることになる高い温度とな
っているターゲットの計測に現れる。他方、媒体の温度
が変化すると光の伝播速度が変化するため不正確さが増
長する。しかし、当工業界には、上記タイプの多くの距
離測定ターゲットがあり、従って他に可能性のある距離
測定方法を開発する必要がある。
ガンマ放射線が距離測定に利用されることが今驚きを
もって観察されている。ガンマー量子は、空気の圧力、
湿度、温度に無関係に光の真空速度で空気中を移動す
る。更に、それらの高いエネルギーによってそれらは媒
体（１〜10g/cm3）を透過し、それでターゲットとの目
視コンタクトは必要とされない。本発明に係る方法と装
置は、かくして、例えば、鉄鋼業における転炉や、銅工
業におけるフラッシュ溶解炉等金属工業における表面レ
ベルの決定に適している。更に、本発明は、今日在る、
表面レベルメータを使用してもバッチの溶解と還元がモ
ニターされない軽電弧炉が使用されている他の金属工業
加工処理にも用途を有している。計測される表面は、金
属であったり、鉱物であったり、又はスラグによって覆
われた金属であったりする。本発明に係る方法と装置
は、更に、金属頂部上のスラグ又はセラミックスの層の
厚さを決めるために使用される。処理制御を改善するこ
とによってエネルギーを節約するのは、本発明に係る方
法と装置の更に別な長所である。使用されるソースは、
例えばNa−22アイソトープ等の陽電子放射のラジオアイ
ソトープとすることができる。
もって観察されている。ガンマー量子は、空気の圧力、
湿度、温度に無関係に光の真空速度で空気中を移動す
る。更に、それらの高いエネルギーによってそれらは媒
体（１〜10g/cm3）を透過し、それでターゲットとの目
視コンタクトは必要とされない。本発明に係る方法と装
置は、かくして、例えば、鉄鋼業における転炉や、銅工
業におけるフラッシュ溶解炉等金属工業における表面レ
ベルの決定に適している。更に、本発明は、今日在る、
表面レベルメータを使用してもバッチの溶解と還元がモ
ニターされない軽電弧炉が使用されている他の金属工業
加工処理にも用途を有している。計測される表面は、金
属であったり、鉱物であったり、又はスラグによって覆
われた金属であったりする。本発明に係る方法と装置
は、更に、金属頂部上のスラグ又はセラミックスの層の
厚さを決めるために使用される。処理制御を改善するこ
とによってエネルギーを節約するのは、本発明に係る方
法と装置の更に別な長所である。使用されるソースは、
例えばNa−22アイソトープ等の陽電子放射のラジオアイ
ソトープとすることができる。
本発明の方法では、コリメート（collimate）された
ガンマ放射線が、計測されるターゲットに放射され、タ
ーゲットから戻る散乱ガンマ放射線は、検出器を使用し
て検出される。本発明は、β＋対消滅（annihilation）
に基づいている。使用される放射ソースが、例えばNa−
22ラジオアイソトープの場合、1.28MeVガンマ量子と陽
電子とが放射線減衰の結果として発生される。発生され
る陽電子の寿命は短く、その後それは電子と対消滅され
る。対消滅では、陽電子と電子の質量は、電磁放射エネ
ルギーに転換される。かくして、正確に反対方向に去っ
て行き計測に利用可能な２つの0.5MeVのガンマ量子が発
生される。
ガンマ放射線が、計測されるターゲットに放射され、タ
ーゲットから戻る散乱ガンマ放射線は、検出器を使用し
て検出される。本発明は、β＋対消滅（annihilation）
に基づいている。使用される放射ソースが、例えばNa−
22ラジオアイソトープの場合、1.28MeVガンマ量子と陽
電子とが放射線減衰の結果として発生される。発生され
る陽電子の寿命は短く、その後それは電子と対消滅され
る。対消滅では、陽電子と電子の質量は、電磁放射エネ
ルギーに転換される。かくして、正確に反対方向に去っ
て行き計測に利用可能な２つの0.5MeVのガンマ量子が発
生される。
放射ソースから発射される一方の量子は、START（開
始）検出器によって検出され、時間計測が開始する。他
方の量子は、ソースと検出器を結ぶ直線に沿って反対方
向に移行する。かくして形成されたガンマ線は、距離が
決められるターゲットに向けられる。ガンマ放射線が金
属表面上に衝突すると、コンプトン散乱が起きる。ター
ゲットから散乱される量子は、立体角（solid angle）
に対応した或る確率を伴ってEND（終了）検出器に向か
って行き、それに当たると時間の計測は止まる。もし、
計測される距離が非常に長くてSTART（開始）パルスとE
ND（終了）パルスとが同じ検出器によって相互に分別さ
れるならば、START検出器をEND検出器として使用するこ
ともできる。ガンマ放射線が光の真空速度で移行するこ
とが知られているので、検出器と金属表面との間の所望
の距離が各ガンマ量子の移行時間から算出される。ガン
マ量子は、シンチレーション結晶を使って検出され、そ
れらに当たるとそれらは光のパルスを発生する。光のパ
ルスの強さは、シンチレータと、結晶に当たる量子のエ
ネルギーとに依存している。発生された光のパルスは、
光電子倍増管（PMT）を使って増幅され、且つ電気の形
に転換される。PMTから受信されたパルスは、START及び
END検出器に衝突したガンマ量子間の時間差を出力パル
ス振幅に変換する時間一振幅変換器に加えられる。得ら
れた計測結果は、パルス高さ分析器に記憶される。計測
システムの原理の線図が、第１図に描かれている。本装
置に使用されている検出器は、最大限早いものでなけれ
ばならない。現在シンチレーション結晶がそのようなも
のとなっている。使用されるシンチレータは、例えばフ
ッ化バリウム（BaF2）やシンチレーションプラスチック
（例えば、NE104）とすることができよう。
始）検出器によって検出され、時間計測が開始する。他
方の量子は、ソースと検出器を結ぶ直線に沿って反対方
向に移行する。かくして形成されたガンマ線は、距離が
決められるターゲットに向けられる。ガンマ放射線が金
属表面上に衝突すると、コンプトン散乱が起きる。ター
ゲットから散乱される量子は、立体角（solid angle）
に対応した或る確率を伴ってEND（終了）検出器に向か
って行き、それに当たると時間の計測は止まる。もし、
計測される距離が非常に長くてSTART（開始）パルスとE
ND（終了）パルスとが同じ検出器によって相互に分別さ
れるならば、START検出器をEND検出器として使用するこ
ともできる。ガンマ放射線が光の真空速度で移行するこ
とが知られているので、検出器と金属表面との間の所望
の距離が各ガンマ量子の移行時間から算出される。ガン
マ量子は、シンチレーション結晶を使って検出され、そ
れらに当たるとそれらは光のパルスを発生する。光のパ
ルスの強さは、シンチレータと、結晶に当たる量子のエ
ネルギーとに依存している。発生された光のパルスは、
光電子倍増管（PMT）を使って増幅され、且つ電気の形
に転換される。PMTから受信されたパルスは、START及び
END検出器に衝突したガンマ量子間の時間差を出力パル
ス振幅に変換する時間一振幅変換器に加えられる。得ら
れた計測結果は、パルス高さ分析器に記憶される。計測
システムの原理の線図が、第１図に描かれている。本装
置に使用されている検出器は、最大限早いものでなけれ
ばならない。現在シンチレーション結晶がそのようなも
のとなっている。使用されるシンチレータは、例えばフ
ッ化バリウム（BaF2）やシンチレーションプラスチック
（例えば、NE104）とすることができよう。
本発明に係る装置のエレクトロニックス装置は、ガン
マ検出器として使用されるBaF2シンチレーション結晶検
出器やPCに基づいた結果収集装置に適合化された実時間
−間隔計測エレクトロニックス装置を含んでいる。BaF2
検出器は、良好な検出実効性と言う長所を有している。
しかし、検出器から受けた光のパルスは、そのエレクト
ロニックス装置がBaF2検出器のパルス用の特に設計され
ていなければその計測エレクトロニックス装置の性能を
高周波数で弱める長時定数（約600ns）を有した成分を
持っている。時間−間隔計測エレクトロニックス装置の
出力は、アナログパルスであり、その高さは、計測され
る時間間隔に比例する。そのパルスは、AD変換されて、
結果の収集と分析を行なうPCへ送られる。本装置は、転
炉内の溶融鋼の表面レベルを決めるために使用されるよ
うに例えば転炉の上方に搭載される。その鋼は、約1500
℃の温度となっており、その装置は熱のかなりの輻射に
耐えることができなければならない。これは、熱遮蔽と
冷却によって達成される。
マ検出器として使用されるBaF2シンチレーション結晶検
出器やPCに基づいた結果収集装置に適合化された実時間
−間隔計測エレクトロニックス装置を含んでいる。BaF2
検出器は、良好な検出実効性と言う長所を有している。
しかし、検出器から受けた光のパルスは、そのエレクト
ロニックス装置がBaF2検出器のパルス用の特に設計され
ていなければその計測エレクトロニックス装置の性能を
高周波数で弱める長時定数（約600ns）を有した成分を
持っている。時間−間隔計測エレクトロニックス装置の
出力は、アナログパルスであり、その高さは、計測され
る時間間隔に比例する。そのパルスは、AD変換されて、
結果の収集と分析を行なうPCへ送られる。本装置は、転
炉内の溶融鋼の表面レベルを決めるために使用されるよ
うに例えば転炉の上方に搭載される。その鋼は、約1500
℃の温度となっており、その装置は熱のかなりの輻射に
耐えることができなければならない。これは、熱遮蔽と
冷却によって達成される。
本発明の必須の特徴は、添付請求の範囲に開示されて
いる。各量子対の移動時間には、約±5cmに相当した距
離のランダム誤差がある。その誤差は、観察回数の平方
根の法則に基づいて減少する。即ち、観察回数が100倍
に増加すると、誤差は1/10に減少する。もし観察回数が
Ｎであれば、ランダム誤差は 倍に減少される。検出されるガンマ対の数は、コンプト
ン散乱量子が全方向にほとんど一様に飛び去ると言った
事実によって制約され、従ってEND検出器によって検出
される戻り量子は距離の２乗に逆比例して減少される。
START検出器は飽和されるので、ソースの強さは無制限
に増大されない。
いる。各量子対の移動時間には、約±5cmに相当した距
離のランダム誤差がある。その誤差は、観察回数の平方
根の法則に基づいて減少する。即ち、観察回数が100倍
に増加すると、誤差は1/10に減少する。もし観察回数が
Ｎであれば、ランダム誤差は 倍に減少される。検出されるガンマ対の数は、コンプト
ン散乱量子が全方向にほとんど一様に飛び去ると言った
事実によって制約され、従ってEND検出器によって検出
される戻り量子は距離の２乗に逆比例して減少される。
START検出器は飽和されるので、ソースの強さは無制限
に増大されない。
他方、もしソースの活動が増大されれば、START信号
とEND信号を発生させる量子が異なった対消滅から引き
出される確率は増大する。しかし、TACのデッドタイム
がSTART検出器の光線に到達する新しい量子の平均間隔
よりも短いので、この確率は低い。更に、ランダム計測
結果は、距離計測のターゲットの距離に相当した遅れ以
内に集積することはない。
とEND信号を発生させる量子が異なった対消滅から引き
出される確率は増大する。しかし、TACのデッドタイム
がSTART検出器の光線に到達する新しい量子の平均間隔
よりも短いので、この確率は低い。更に、ランダム計測
結果は、距離計測のターゲットの距離に相当した遅れ以
内に集積することはない。
計測率に影響するファクターは、本システムの結合構
成、ソースの活性度、シンチレーション結晶の実効度合
及びターゲットの素材を含んでいる。ターゲットで起き
るコンプトン散乱は、計測速度にも作用するが、このフ
ァクターは影響されない。第２図は、計測の結合構成を
描いている。START検出器の立体角が計測に使用される
ガンマ量子の方向を決定すると言うことが第２図に見受
けられる。この理由のために、平均パルス率TSTARTは、
立体角によって決定される活性の割合として算定され
る。
成、ソースの活性度、シンチレーション結晶の実効度合
及びターゲットの素材を含んでいる。ターゲットで起き
るコンプトン散乱は、計測速度にも作用するが、このフ
ァクターは影響されない。第２図は、計測の結合構成を
描いている。START検出器の立体角が計測に使用される
ガンマ量子の方向を決定すると言うことが第２図に見受
けられる。この理由のために、平均パルス率TSTARTは、
立体角によって決定される活性の割合として算定され
る。
この場合、e1＝STARTの実効性 r2＝STARTの半径 Ｑ＝ソースの活性〔Bq〕 l1＝STARTとソース間の距離 ２つの対消滅のガンマ量子が各放射性崩壊毎に発生さ
れているので、活性は２重に取られている。
れているので、活性は２重に取られている。
ターゲットでは、素材や面積A2や散乱された量子の透
過深さｓの特性に基づいて数Neが得られる電子から散乱
が行なわれる。
過深さｓの特性に基づいて数Neが得られる電子から散乱
が行なわれる。
その場合、ρ＝ターゲットの密度 Ｚ＝ターゲットの原子の序数 Ｍ＝ターゲットの質量数〔g/mol〕 NA＝アボガドロ定数6.202E23〔1/mol〕 Ｓ＝ガンマ量子の平均透過深さ A2＝結合構成によって決定される対象物に
おける面積 面積A2内に到達する量子に対する或る立体角内に散乱
される量子の割合は、 その場合、 ターゲットからEND検出器に向かって去る量子の比率
は、検出器の立体角に基づいて決定される。
おける面積 面積A2内に到達する量子に対する或る立体角内に散乱
される量子の割合は、 その場合、 ターゲットからEND検出器に向かって去る量子の比率
は、検出器の立体角に基づいて決定される。
その場合、Ω２＝ターゲットにおけるENDの立体角 r3＝ENDの半径 l3＝ENDとターゲットの間の距離 END検出器の実効性e3が更に考慮されると、計測速度
に対して得られる公式は:T＝Tstart・Pend・e3即ち 本発明に係る方法は、高い計測速度が必要とされない
用途に適用可能である。その速度は、ソースの活動を増
大することによって且つより効果的なシンチレーション
結晶を使用して増大させる。速度増大の限界は、現在の
ところ100,000〜200,000 1/sのオーダとなっているSTR
ATパルスの最高の可能速度となっている。約5cmの直径
を有したシンチレーション結晶が使用されると、この限
界は結果が６メートルの距離から毎分約10の速度で集積
する作用を有する。100の結果の平均が使用されると約
６分間隔で得られ、距離の不正確さはこの場合±0.5cm
である。
に対して得られる公式は:T＝Tstart・Pend・e3即ち 本発明に係る方法は、高い計測速度が必要とされない
用途に適用可能である。その速度は、ソースの活動を増
大することによって且つより効果的なシンチレーション
結晶を使用して増大させる。速度増大の限界は、現在の
ところ100,000〜200,000 1/sのオーダとなっているSTR
ATパルスの最高の可能速度となっている。約5cmの直径
を有したシンチレーション結晶が使用されると、この限
界は結果が６メートルの距離から毎分約10の速度で集積
する作用を有する。100の結果の平均が使用されると約
６分間隔で得られ、距離の不正確さはこの場合±0.5cm
である。
その分解能は、パルス高さの分析器をA/D変換器の分
解能ばかりでなくTACの分解能やシンチレーション結晶
による発光の各種の遅れやソースの大きさや光電子倍増
管における管レンズの異なった点での移行時間差にも基
づいてる。これらのうち、ソースは直接その大きさによ
って１回だけの計測についての分解能を悪化させる。計
測の結合構成は、更に、ターゲットの異なった点からの
散乱によって引き起こされる距離の差によって分解能に
その影響を及ぼす。一般に計測結果の分布の半分値の幅
は、計測装置によって約0.3nsとなっており、それは距
離の決定における4.5cmに相当している。本発明に係わ
る方法と装置の半分値の幅に応じて得られる１回の計測
分解能は10cmである。その分解能は、計測結果を平均化
することによって改善される。結果の数Ｎに応じてその
分解能は、 の係数だけ良くなる。
解能ばかりでなくTACの分解能やシンチレーション結晶
による発光の各種の遅れやソースの大きさや光電子倍増
管における管レンズの異なった点での移行時間差にも基
づいてる。これらのうち、ソースは直接その大きさによ
って１回だけの計測についての分解能を悪化させる。計
測の結合構成は、更に、ターゲットの異なった点からの
散乱によって引き起こされる距離の差によって分解能に
その影響を及ぼす。一般に計測結果の分布の半分値の幅
は、計測装置によって約0.3nsとなっており、それは距
離の決定における4.5cmに相当している。本発明に係わ
る方法と装置の半分値の幅に応じて得られる１回の計測
分解能は10cmである。その分解能は、計測結果を平均化
することによって改善される。結果の数Ｎに応じてその
分解能は、 の係数だけ良くなる。
バックグラウンド放射線（background radiation）、
一時的な連続対消滅、またソースで発生された1.28MeV
のガンマ量子によって引き起こされる二重符合（double
coincidences）の結果として、ランダム計測結果は全
範囲（０〜60ns,即ち０〜9m）にわたってむしろ均一に
分布されて発生される。二重符合からの結果の分布は、
START及びENDの検出器の配置に依存している。更に、結
果は本システム周りからのランダム散乱からも得られ
る。余分な計測結果を減らすためにソースと検出器とは
ターゲットの方法を除いて全ての方向において例えば鉛
でそれらを包むことによってシールドされるべきであ
る。
一時的な連続対消滅、またソースで発生された1.28MeV
のガンマ量子によって引き起こされる二重符合（double
coincidences）の結果として、ランダム計測結果は全
範囲（０〜60ns,即ち０〜9m）にわたってむしろ均一に
分布されて発生される。二重符合からの結果の分布は、
START及びENDの検出器の配置に依存している。更に、結
果は本システム周りからのランダム散乱からも得られ
る。余分な計測結果を減らすためにソースと検出器とは
ターゲットの方法を除いて全ての方向において例えば鉛
でそれらを包むことによってシールドされるべきであ
る。
本発明は、実施例の助けを得て以下に解明される。
計測の際、次の寸法が一定に維持された第１図と第２
図に応じた結合構成が使用された。
図に応じた結合構成が使用された。
l1＝40cm ｄ＝24.6cm 12−13＝10cm 使用された素材の特性は次のようになっていた。
ターゲット：鉄 ρ＝7.83g/cm3 Ｚ＝26 Ｍ＝55.8g/mol Ｓ2.3cm（100％の散乱を行なう説明上入手した一番
薄い鉄の厚さ） シンチレーション結晶:NE 104 ei＝e3＝0.2 r1＝r3＝2.5cm ソース:Na−22 Ｑ＝0.3mCi＝11.1 E6 Bq 実施例１ バックグラウンドの影響について上記値と結合構成を
使って調査されたランダム結果は、チャンネル当たりの
平均速さが0.4 1/hとなるように3200の別々の距離値に
わたって分布されていた。鉛のシールドによって背景の
影響を減じると、その背景の影響は0.1 1/hまで減らさ
れた。かくして全ての計測結果のうち半分値幅（half−
value width）の範囲内に集積した結果の割合は、距離
が120cmで15〜32％に増大した。
薄い鉄の厚さ） シンチレーション結晶:NE 104 ei＝e3＝0.2 r1＝r3＝2.5cm ソース:Na−22 Ｑ＝0.3mCi＝11.1 E6 Bq 実施例１ バックグラウンドの影響について上記値と結合構成を
使って調査されたランダム結果は、チャンネル当たりの
平均速さが0.4 1/hとなるように3200の別々の距離値に
わたって分布されていた。鉛のシールドによって背景の
影響を減じると、その背景の影響は0.1 1/hまで減らさ
れた。かくして全ての計測結果のうち半分値幅（half−
value width）の範囲内に集積した結果の割合は、距離
が120cmで15〜32％に増大した。
第３図は距離のスペクトルの例を描いている。使用さ
れたADC設定でチャンネル2803は０の距離に相当し、又
チャンネル2000は226.9cmの距離に相当した。その図
は、結果の分布のピークが140cmの距離に相当している
チャンネル2307にあることを示している。その図に見受
けられるチャンネル2500と2800との間の余分な集積は、
二重の同時発生減少と鉛シールドからのランダム散乱に
よるものである。
れたADC設定でチャンネル2803は０の距離に相当し、又
チャンネル2000は226.9cmの距離に相当した。その図
は、結果の分布のピークが140cmの距離に相当している
チャンネル2307にあることを示している。その図に見受
けられるチャンネル2500と2800との間の余分な集積は、
二重の同時発生減少と鉛シールドからのランダム散乱に
よるものである。
実施例２ ターゲットの前の媒体層の作用が計測された。2cm厚
さのチップ基板、異なった厚さの砂層、レンガ及びスラ
ッグのタイルとがソースとターゲットの間で使われた。
さのチップ基板、異なった厚さの砂層、レンガ及びスラ
ッグのタイルとがソースとターゲットの間で使われた。
チップ基板は、距離測定が障害物を通して実施され得
るかどうかをチェックするために使用された。測定に際
し20mm厚さのチップ基板がソースから75cmの距離にソー
スとターゲットの間に設置され、鉄鋼ターゲットの距離
は140cmであった。鉄鋼から設置され、鉄鋼ターゲット
の距離は140cmであった。鉄鋼から得られた計測結果の
数は、30％だけ減らされており、又チップ基板はそれ自
身の若干より小さな集積を起こした。それにもかかわら
ず鉄鋼によって引き起こされた結果の集積については明
白に観察可能なものであった。距離スペクトルは第４図
に示されている。
るかどうかをチェックするために使用された。測定に際
し20mm厚さのチップ基板がソースから75cmの距離にソー
スとターゲットの間に設置され、鉄鋼ターゲットの距離
は140cmであった。鉄鋼から設置され、鉄鋼ターゲット
の距離は140cmであった。鉄鋼から得られた計測結果の
数は、30％だけ減らされており、又チップ基板はそれ自
身の若干より小さな集積を起こした。それにもかかわら
ず鉄鋼によって引き起こされた結果の集積については明
白に観察可能なものであった。距離スペクトルは第４図
に示されている。
ターゲットの前の砂層は、計測に基づいて砂層厚さに
依存して結果の分布の半分値幅における増加を引き起こ
した。第５図は、2.2cmと6.2cmの砂層の距離スペクトル
に対する作用を示している。計測に際し、砂はプレキシ
ガラス（plexiglass）製の箱に入れられていた。その理
由は、媒体層の厚さが砂層のそれよりも0.6cmよりも大
きくなっていたためであった。その結果は、半分値幅が
砂層の1cm当たり約1.7mmだけ増大したことを示してい
た。
依存して結果の分布の半分値幅における増加を引き起こ
した。第５図は、2.2cmと6.2cmの砂層の距離スペクトル
に対する作用を示している。計測に際し、砂はプレキシ
ガラス（plexiglass）製の箱に入れられていた。その理
由は、媒体層の厚さが砂層のそれよりも0.6cmよりも大
きくなっていたためであった。その結果は、半分値幅が
砂層の1cm当たり約1.7mmだけ増大したことを示してい
た。
第５図では、チャンネル2626は50cmの距離に相当し、
又チャンネルの間隔は2.83mmである。スラグとレンガに
関しては、結果は砂に関して得られたものと同様なもの
であった。もし正確な結果が望まれるならば距離スペク
トルの形の層の厚さからより正確に分析されなければな
らないし、又スペクトルの幅に注意が払われなければな
らない点に関心が向けられた。もちろん、このことは単
なる距離計測で使われたものよりもかなり長い計測時間
を必要とする。
又チャンネルの間隔は2.83mmである。スラグとレンガに
関しては、結果は砂に関して得られたものと同様なもの
であった。もし正確な結果が望まれるならば距離スペク
トルの形の層の厚さからより正確に分析されなければな
らないし、又スペクトルの幅に注意が払われなければな
らない点に関心が向けられた。もちろん、このことは単
なる距離計測で使われたものよりもかなり長い計測時間
を必要とする。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01S 17/00 - 17/95 G01T 1/29
Claims (10)
- 【請求項１】（ｉ）β＋の対消滅により放射線ソースか
ら発生して反対方向に移行するガンマ量子の一方をター
ゲットに、他方をそれを検出する検出器に夫々移行させ
て時間計測を開始すること、 （ii）ターゲットよりコンプトン散乱された量子を同じ
もしくは別の検出器によって検出して時間計測を停止す
ること、及び （iii）上記（ｉ）（ii）の時間差よりターゲットの距
離を算出する、 ことより成ることを特徴とするターゲットの距離を決定
する方法。 - 【請求項２】ターゲットを、鉄鋼とすることを特徴とす
る請求の範囲１記載の方法。 - 【請求項３】使われる放射性ソースを、Na−22のラジオ
アイソトープ又は他の陽電子エミッターとすることを特
徴とする請求の範囲１記載の方法。 - 【請求項４】ターゲットとソースの間には、ある媒体層
を介在させることを特徴とする請求の範囲１記載の方
法。 - 【請求項５】ターゲット上に媒体層を設けることを特徴
とする請求の範囲１記載の方法。 - 【請求項６】ターゲット上の媒体層を、スラグとするこ
とを特徴とする請求の範囲第５記載の方法。 - 【請求項７】ターゲット上の媒体層の厚さを、距離スペ
クトルの幅に基づいて計測することを特徴とする請求の
範囲５又は６記載の方法。 - 【請求項８】（ａ）反対方向に移行する２つのガンマ量
子を発生する放射性ソースと、 （ｂ）第１ガンマ量子を検出し且つターゲットに関し放
射性ソースの反対側に配置した第１対消滅検出用シンチ
レーション検出器と、 （ｃ）ターゲットに向かって移行してターゲットよりコ
ンプトン散乱される第２ガンマ量子を検出する、第１ガ
ンマ量子を検出する検出器と同じもしくは別の検出器で
ある、第２対消滅検出用シンチレーション検出器と、 （ｄ）第１及び第２の光電子倍増管からのパルスが与え
られ、且つ観察された第１と第２のガンマ量子間の時間
差を出力パルス振幅に変換する時間−振幅変換器と、及
び （ｅ）計測結果を記憶し、且つプリントアウトするパル
ス高さ分析器、 以上より構成されていることを特徴とするターゲット距
離を決定する装置。 - 【請求項９】ターゲットを、金属、好ましくは鉄鋼とす
ることを特徴とする請求の範囲８記載の装置。 - 【請求項１０】放射性ソースを、Na−22ラジオアイソト
ープ又は他の陽電子エミッターとすることを特徴とする
請求の範囲８記載の装置。
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