JP4599188B2 - Radiation detector - Google Patents
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Description
本発明は、半導体センサを備えた放射線検出器に関する。 The present invention relates to a radiation detector provided with a semiconductor sensor.
従来、原子力発電所等においてエリアモニタなどとして使用される半導体式放射線検出器においては、その健全性を確認する手段として、微弱な放射線源であるバグソースを内蔵し、その放射線をセンサ部に照射させることで動作確認を行ってきた。こうしたバグソースを用いない動作確認手段として、半導体式放射線検出器のセンサ部がPIN型等のフォトダイオードからなり光に有感であることを利用して、発光ダイオード(LED)等の発光素子を用いる手法が考えられる。 Conventionally, a semiconductor radiation detector used as an area monitor in a nuclear power plant or the like has a built-in bug source as a weak radiation source as a means to check its soundness and irradiates the sensor part with the radiation. We have confirmed the operation. As an operation check means without using such a bug source, a light emitting element such as a light emitting diode (LED) is used by utilizing the fact that the sensor part of the semiconductor type radiation detector is composed of a PIN type photodiode and is sensitive to light. A method to be used can be considered.
下記特許文献1には、LED等を用いた半導体式放射線検出器の健全性の確認方法の一つが示されているが、この手法はあくまで逆バイアス電圧の変化を検知するものであり、また、波高値を監視する装置が必要であるなど、放射線検出器の定常使用状態での故障検知を行い得る手法ではない。下記特許文献2に記載されている発明では、特許文献1の発明と同様に波高値を監視する装置が必要であり、また、LEDによる応答領域を放射線による応答領域と異なった点に設定するなど、はじめから放射線検出器の定常使用範囲の健全性確認を意図していない。また、半導体式放射線検出器の場合、弁別レベルを設定することで、センサ部からの出力の一定値以上のみを弁別して計数する構成となることが多いが、両発明とも、弁別レベルの健全性を確認する手段は提供していない。
本発明は、微弱な放射線源であるバグソースを使用することなく、弁別レベル等の動作の健全性を確認することのできる放射線検出器を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the radiation detector which can confirm the soundness of operation | movement, such as a discrimination level, without using the bug source which is a weak radiation source.
請求項1の発明は放射線検出器であり、放射線および光に有感なセンサ部と、前記センサ部からの出力を電気的に伝える増幅部と、前記増幅部からの出力が所定の値以上であった場合に論理パルスを生成する弁別部と、前記センサ部に光を入射する発光部と、前記発光部の発光のための信号を送出する発光部駆動部と、前記弁別部において生成された論理パルスを計数する計数部とを有する放射線検出器において、前記発光部および前記発光部駆動部を2組設けるとともに、一方の発光部駆動部は前記センサ部からの出力が前記弁別部の弁別レベルを上回るように、他方の発光部駆動部は前記センサ部からの出力が前記弁別部の弁別レベルを下回るように、前記発光部に発光のための信号を送出することを特徴とする。 The invention of claim 1 is a radiation detector, a sensor unit sensitive to radiation and light, an amplification unit for electrically transmitting an output from the sensor unit, and an output from the amplification unit at a predetermined value or more A discriminator that generates a logic pulse when there is a light-emitting unit that makes light incident on the sensor unit, a light-emitting unit driver that sends a signal for light emission of the light-emitting unit, and a discriminator In the radiation detector having a counting unit for counting logic pulses, two sets of the light emitting unit and the light emitting unit driving unit are provided, and one of the light emitting unit driving units has an output from the sensor unit as a discrimination level of the discrimination unit. So that the output from the sensor unit falls below the discrimination level of the discriminating unit, the other light emitting unit driving unit sends a signal for light emission to the light emitting unit .
本発明によれば、微弱な放射線源であるバグソースを使用することなく、弁別レベル等の動作の健全性を確認することのできる放射線検出器を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the radiation detector which can confirm the soundness of operation | movement, such as a discrimination level, can be provided, without using the bug source which is a weak radiation source.
以下、本発明の第1ないし第4の実施の形態の放射線検出器を図面を参照して説明する。
(第1の実施の形態)
本実施の形態の放射線検出器は、図1に示すように、放射線および光に有感な半導体素子からなるセンサ部1と、センサ部1からの出力を後段に電気的に伝える増幅部2と、増幅部2からの出力が所定の値以上であった場合に論理パルスを生成する弁別部3と、センサ部1に対向しておかれた発光部4と、発光部4の発光のための信号を送出する発光部駆動部5と、弁別部3からの論理パルスを計数する計数部6からなる。
Hereinafter, radiation detectors according to first to fourth embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the radiation detector according to the present embodiment includes a sensor unit 1 made of a semiconductor element sensitive to radiation and light, and an
発光部駆動部5からの信号により、発光部4は定められた時間間隔で定められた発光量で発光する。この発光による電気信号がセンサ部1及び増幅部2を通して弁別部3に伝達されるが、このときの電気信号の大きさが弁別部3における弁別レベルをわずかに上回るように発光部駆動部5を調整する。
In response to a signal from the light emitting
この構成によれば、弁別部3の弁別レベルが上昇した場合、あるいはセンサ部1の感度が低下した場合、あるいは増幅部2の増幅率が減少した場合、それぞれ計数部6で得られる計数が発光部4の発光回数に相当する分減少する。
According to this configuration, when the discrimination level of the
従って、本実施の形態によれば、センサ部1、増幅部2および弁別部3の動作の異常を検出することができ、微弱な放射線源であるバグソースを使用することなく、動作の健全性を、特に弁別レベルの健全性も含めて確認することのできる放射線検出器を提供することができる。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to detect abnormalities in the operation of the sensor unit 1, the
(第2の実施の形態)
本実施の形態では、第1の実施の形態(図1)における発光駆動部5を、発光部4の発光によりセンサ部1及び増幅部2を通して得られる電気信号が弁別部3に伝達されたときの大きさが、弁別部3の弁別レベルをわずかに下回るように調整する。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, when the light emission driving
この構成によれば、弁別部3の弁別レベルが低下した場合、あるいはセンサ部1の感度が上昇した場合、あるいは増幅部2の増幅率が増加した場合、それぞれ計数部6で得られる計数が発光部4の発光回数に相当する分増加する。
According to this configuration, when the discrimination level of the
従って、本実施の形態によれば、センサ部1、増幅部2および弁別部3の動作の異常を検出することができ、微弱な放射線源であるバグソースを使用することなく、動作の健全性を、特に弁別レベルの健全性も含めて確認することのできる放射線検出器を提供することができる。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to detect abnormalities in the operation of the sensor unit 1, the
(第3の実施の形態)
本実施の形態の放射線検出器は、図2に示すように、放射線および光に有感な半導体素子からなるセンサ部1と、センサ部1からの出力を後段に電気的に伝える増幅部2と、増幅部2からの出力が所定の値以上であった場合に論理パルスを生成する弁別部3と、センサ部1に対向しておかれた第1および第2の発光部4a,4bと、発光部4a,4bの発光のための信号を送出する第1および第2の発光部駆動部5a,5bと、弁別部3からの論理パルスを計数する計数部6からなる。
(Third embodiment)
As shown in FIG. 2, the radiation detector according to the present embodiment includes a sensor unit 1 made of a semiconductor element sensitive to radiation and light, and an
第1および第2の発光部駆動部5a,5bからの信号により、第1および第2の発光部4a,4bは定められた時間間隔で定められた発光量で発光する。この発光による電気信号がセンサ部1及び増幅部2を通して弁別部3に伝達されるが、このときの電気信号の大きさが弁別部3における弁別レベルをわずかに上回るように第1の発光部駆動部5aを調整する。
The first and second light emitting units 4a and 4b emit light with a light emission amount determined at predetermined time intervals based on signals from the first and second light emitting
第2の発光部駆動部5bは、センサ部1及び増幅部2を通して得られる第2の発光部4bの発光による電気信号が弁別部3に伝達されたときの電気信号の大きさが、弁別部3の弁別レベルをわずかに下回るように調整する。
The second light emitting unit driving unit 5b is configured such that the magnitude of the electric signal when the electric signal by the light emission of the second light emitting unit 4b obtained through the sensor unit 1 and the amplifying
第1の発光部駆動部5aの発光駆動周波数をA Hz、第2の発光部駆動部5bの発光駆動周波数をB Hz(但しA≠B)とした場合、弁別部3の弁別レベルが上昇した場合、あるいはセンサ部1の感度が低下する方向に変化した場合、あるいは増幅部2の増幅率が減少した場合、それぞれ計数部6で得られる計数が第1の発光部4aの発光回数であるA Hzに相当する分低下する。また、弁別部3の弁別レベルが低下した場合、あるいはセンサ部1の感度が向上する方向に変化した場合、あるいは増幅部2の増幅率が増加した場合には、それぞれ計数部6で得られる計数が第2の発光部4bの発光回数であるB Hzに相当する分増加することになる。
When the light emission driving frequency of the first light emitting
従って、本実施の形態によれば、センサ部1、増幅部2および弁別部3の動作の異常を検出することができ、微弱な放射線源であるバグソースを使用することなく、動作の健全性を、特に弁別レベルの健全性も含めて確認することのできる放射線検出器を提供することができる。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to detect abnormalities in the operation of the sensor unit 1, the
なお、ここでは発光部を2個としたが、これを3個以上とし、それぞれの発光量を変化させることで、弁別レベル等の変化した程度を段階的に検知することができる。その際の周波数の組合せとして、例えば2のn乗の周波数の組合せとする(例えば1 Hz, 2 Hz, 4 Hz, 8 Hz)ことによって、それらの重ねあわせである計数部6で得られる計数率により、どのレベルで問題が起きているかを検知することができる。
Although two light emitting units are used here, the number of the light emitting units is set to three or more, and the amount of light emitted can be changed to detect the degree of change in the discrimination level in a stepwise manner. As a combination of frequencies at that time, for example, a combination of frequencies of 2 to the power of 2 (for example, 1 Hz, 2 Hz, 4 Hz, 8 Hz), the counting rate obtained by the
(第4の実施の形態)
本実施の形態は、第1の実施の形態(図1)において、発光部駆動部5を、2種類の設定で動作させるようにした構成である。
(Fourth embodiment)
The present embodiment has a configuration in which the light emitting
発光部駆動部5の第1の発光駆動周波数をA Hz、第2の発光駆動周波数をB Hz(但しA≠B)とする。第1の発光駆動部周波数A Hzは、センサ部1及び増幅器2を通して得られる発光部4の発光による電気信号が弁別部3に伝達されたときの電気信号の大きさが、弁別部3の弁別レベルをわずかに上回るように調整する。第2の発光駆動周波数B Hzは、センサ部1及び増幅器2を通して得られる発光部4の発光による電気信号が弁別部3に伝達されたときの電気信号の大きさが、弁別部3の弁別レベルをわずかに下回るように調整する。
The first light emission drive frequency of the light emission
このような構成においては、弁別部3の弁別レベルが上昇したとき、あるいはセンサ部1の感度が低下する方向に変化したとき、あるいは増幅部2の増幅率が減少したとき、それぞれ計数部6で得られる計数がA Hzに相当する分低下する。また、弁別部3の弁別レベルが低下したとき、あるいはセンサ部1の感度が向上する方向に変化したとき、あるいは増幅部2の増幅率が増加したとき、それぞれ計数部6で得られる計数がB Hzに相当する分増加することになる。
In such a configuration, when the discrimination level of the
従って、本実施の形態によれば、センサ部1、増幅部2および弁別部3の動作の異常を検出することができ、微弱な放射線源であるバグソースを使用することなく、動作の健全性を、特に弁別レベルの健全性も含めて確認することのできる放射線検出器を提供することができる。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to detect abnormalities in the operation of the sensor unit 1, the
なお、ここでは発光駆動部5の設定を2種類としたが、これを3種類以上とし、それぞれの発光量を変化させることで、弁別レベル等の変化した程度を段階的に検知することができる。その際の周波数の組合せとして、例えば2のn乗の周波数の組合せとする(例えば1 Hz,2 Hz, 4 Hz,8 Hz)ことによって、それらの重ねあわせである計数部6で得られる計数率により、どのレベルで問題が起きているかを検知することができる。
Here, although two types of settings of the light
なお、上記第1から第4の実施の形態において、発光部4,4a,4bの発光量をセンサ部1とは別に測定し、その測定値に応じて発光部駆動部5,5a,5bを調整する発光量調整回路を有する構成としてもよい。こうした構成をとることで、発光部4,4a,4bの経時変化などによる発光量の変化を補正することができる。その結果、健全性確認より安定して行うことのできる放射線検出器を提供することができる。
In the first to fourth embodiments, the light emission amounts of the
1…センサ部、2…増幅部、3…弁別部、4…発光部、4a…第1の発光部、4b…第2の発光部、5…発光部駆動部、5a…第1の発光部駆動部、5b…第2の発光部駆動部、6…計数部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sensor part, 2 ... Amplification part, 3 ... Discrimination part, 4 ... Light emission part, 4a ... 1st light emission part, 4b ... 2nd light emission part, 5 ... Light emission part drive part, 5a ... 1st light emission part Driving unit, 5b ... second light emitting unit driving unit, 6 ... counting unit.
Claims (2)
前記発光部および前記発光部駆動部を2組設けるとともに、一方の発光部駆動部は前記センサ部からの出力が前記弁別部の弁別レベルを上回るように、他方の発光部駆動部は前記センサ部からの出力が前記弁別部の弁別レベルを下回るように、前記発光部に発光のための信号を送出することを特徴とする放射線検出器。 A sensor unit sensitive to radiation and light; an amplifying unit for electrically transmitting an output from the sensor unit; and a discriminating unit for generating a logic pulse when the output from the amplifying unit is a predetermined value or more. Radiation detection comprising: a light emitting unit for injecting light into the sensor unit; a light emitting unit driving unit for sending a signal for light emission of the light emitting unit; and a counting unit for counting logic pulses generated in the discriminating unit In the vessel
Two sets of the light emitting unit and the light emitting unit driving unit are provided, and the other light emitting unit driving unit is configured so that the output from the sensor unit exceeds the discrimination level of the discriminating unit. A radiation detector , wherein a signal for light emission is sent to the light emitting unit such that an output from the light source falls below a discrimination level of the discrimination unit.
前記発光部駆動部は異なる2つの発光駆動周波数によって駆動されるとともに、一方の発光駆動周波数に対する前記センサ部からの出力が前記弁別部の弁別レベルを上回るように、他方の発光駆動周波数に対する前記センサ部からの出力が前記弁別部の弁別レベルを下回るように、前記発光部に発光のための信号を送出することを特徴とする放射線検出器。 A sensor unit sensitive to radiation and light; an amplifying unit for electrically transmitting an output from the sensor unit; and a discriminating unit for generating a logic pulse when the output from the amplifying unit is a predetermined value or more. Radiation detection comprising: a light emitting unit for injecting light into the sensor unit; a light emitting unit driving unit for sending a signal for light emission of the light emitting unit; and a counting unit for counting logic pulses generated in the discriminating unit In the vessel
The light emitting unit driving unit is driven by two different light emitting driving frequencies, and the sensor for the other light emitting driving frequency so that the output from the sensor unit for one light emitting driving frequency exceeds the discrimination level of the discriminating unit. A radiation detector , wherein a signal for light emission is sent to the light emitting unit so that an output from the unit is lower than a discrimination level of the discrimination unit.
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