JP5743844B2 - 放射線モニタ - Google Patents
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放射線を検出するとアナログ信号パルスを出力する放射線検出手段と、
上記アナログ信号パルスを入力して許容範囲内にあるとデジタルパルスとして出力する波高弁別手段と、
上記デジタルパルスを入力して定周期で計数して計数値を出力する計数手段と、
上記定周期の計数率を演算し、当該計数率を工学値に変換し、当該工学値について警報判定を行う演算手段とを有し、
上記演算手段は、
今回演算周期の計数値から前回演算周期の計数率に演算周期時間を乗じた値を減算して求めた今回演算周期の加減差を前回演算周期の加減差積算値に加算して今回演算周期の加減差積算値とし、当該今回演算周期の加減差積算値の小数点以下を切り捨てた加減差積算自然数を求め、当該今回演算周期の加減差積算自然数と、同様に求められた上記前回演算周期の加減差積算自然数とを比較し、
異なる場合には、上記今回演算周期の加減差積算自然数および上記前回演算周期の加減差積算自然数の平均値を求め、当該平均値に上記計数率の標準偏差に基づく重み付け係数を乗じた積の指数関数として計数率を求め、当該計数率の時定数が計数率に反比例するように上記重み付け係数と上記標準偏差を関連付けることにより、上記標準偏差が一定で時定数の一時遅れで追従して応答する計数率を演算するか、
同一の場合には、上記前回演算周期の計数率を上記今回演算周期の計数率とするものである。
放射線を検出してアナログ信号パルスを出力する放射線検出手段と、
上記アナログ信号パルスを入力して許容範囲内にあるとデジタルパルスとして出力する波高弁別手段と、
上記デジタルパルスを加算入力し、パルス発生手段から出力されたフィードバックパルスを減算入力し、その結果を加減差積算値として出力する加減差積算手段と、
上記加減差積算手段に入力される上記デジタルパルスおよび上記フィードバックパルスを計数率の標準偏差に基づいて重み付けして積算する積算制御手段と、
上記デジタルパルスの繰り返し周波数に対して時定数の一次遅れで応答する繰り返し周波数を上記フィードバックパルスとして上記加減差積算手段に出力するパルス発生手段と、
定周期で計数率を演算し、当該計数率を工学値に変換し、当該工学値について警報判定を行う演算手段とを備え、
上記演算手段は、
前回演算周期の加減差積算値と今回演算周期の加減差積算値とを比較し、
異なる場合には、上記前回演算周期の加減差積算値および上記今回演算周期の加減差積算値の平均値を求め、当該平均値に上記標準偏差に基づく重み付け係数を乗じた積の指数関数として計数率を求め、当該計数率の時定数が計数率に反比例するように上記重み付け係数と上記標準偏差を関連付けることにより、上記標準偏差が一定で時定数の一時遅れで追従して応答する上記計数率を演算するか、
同一の場合には、上記前回演算周期の計数率を上記今回演算周期の計数率とするものである。
応答性を犠牲にしないで標準偏差に関係する機器誤差を低減した高精度の検出を行うことができる。
応答性を犠牲にしないで標準偏差に関係する機器誤差を低減した高精度の検出を行うことができる。
以下、本願発明の実施の形態について説明する。図1はこの発明の実施の形態1における放射線モニタの構成を示すブロック図、図2は図1に示した放射線モニタの演算器の演算処理を示すフローチャートである。図1において、放射線を検出するとアナログ信号パルスを出力する放射線検出手段としての放射線検出器1と、放射線検出器1から出力されたアナログ信号パルスを入力し、そのアナログ信号パルスが許容範囲内であるか否かを、例えば、アナログ信号パルスの電圧レベルが設定されたレベル以上である場合、あるいは設定されたレベルの範囲内である場合、入力されたアナログ信号パルスを許容範囲内であるとみなしてデジタルパルスとして出力し、それ以外の設定された条件を逸脱した場合、入力されたアナログ信号パルスをノイズとみなしてデジタルパルスを出力しない波高別手段としての波高弁別器2とを備える。
まず、演算器4における標準偏差一定の計数率mを求める演算について説明する。前回演算周期の計数率をm(前回)、前回演算周期の加減差積算値をM(前回)、演算周期毎のカウンタの計数値をΔN、計数時間(演算周期時間をさす)をΔT、今回演算周期の加減差積算値をM(今回)とし、前回演算周期の加減差積算値の小数点以下を切り捨てた自然数をM(前回:自然数)、今回演算周期の加減差積算値の小数点以下を切り捨てた自然数をM(今回:自然数)、今回演算周期の計数率をm(今回)とする。そして、M(今回)およびm(今回)はそれぞれ下記(1)式、(2)式により求めることができる。
M(今回)=M(前回)+{ΔN(今回)−m(前回)×ΔT}・・・(1)
m(今回)=exp{γ1×2α×M(今回:自然数平均値)}・・・(2)
σ=1/(2mτ)1/2=一定・・・(3)
また、時定数τは、下記(4)式のように計数率mに反比例し、標準偏差の2乗に反比例し、γに反比例する。γは、下記(5)式のように標準偏差の2乗に比例し、例えば、計数の重み付けに係わる定数αを用いて2αで重み付けして計数することにより、上記(2)式から求められる計数率m(今回)は、波高弁別器2の出力パルスの繰り返し周波数の変化に時定数τの一次遅れで追従して応答する。
τ=1/(2mσ2)=1/(mγ)・・・(4)
γ=2σ2=2α×2−11×ln2=γ1×2α=定数・・・(5)
上記実施の形態1では、波高弁別器2から出力されたデジタルパルスをカウンタ3が定周期で計数して計数値ΔNを出力し、演算器4が、カウンタ3から出力された今回演算周期の計数値ΔN(今回)および標準偏差に基づき定周期で計数率を演算したが、本実施の形態2においては、図3に示すように、カウンタ3の代わりにアップダウンカウンタ7と、積算制御回路8と、パルス発生器9とを備える。
まず、演算器4は、アップダウンカウンタ7から出力された今回演算周期の加減差積算値M(今回)を入力し、図4のフローチャートに示すようにM(今回:平均値)を求め、その値に基づき(6)式により計数率を求める。アップダウンカウンタ7の加算入力および減算入力の計数の重みに関しては、上記実施の形態1と同様であるため説明は省略する。
m(今回)=exp{γ1×2α×M(今回:平均値)}・・・(6)
上記実施の形態2では、アップダウンカウンタ7で加減積算値Mを出力するようにしたが、本実施の形態3では、図5に示すように、アップダウンカウンタ7を仮数部73と指数部74との2つのエリアに分け、仮数部73の加減差積算値Cおよび指数部74の加減差積算値Eをそれぞれ出力する。そして、演算器4は、A=定数、B=定数としたときに図6に示すように指数関数に近似した計数率rを下記(7)式で求める。尚、Cの計数の重み付けは、上記実施の形態2と同様であるので説明を省略する。
r(今回)={A+C(今回:平均値)}/B×2E(今回)・・・(7)
そして、異なる場合(YES)ならば、C(今回:平均値)={C(前回)+C(今回)}/2を求める(図7のステップS43)。次に、C(今回:平均値)に基づき上記(7)式でr(今回)を求める(図7のステップS44)。
上記実施の形態2では、パルス発生器9についてクロック91の出力に分周器92を接続し、分周器92の出力にレートマルチプライヤ93を接続し、レートマルチプライヤ93のフィードバックパルスをアップダウンカウンタ7の減算入力端子72に入力するようにしたが、本実施の形態4では、図8に示すように、パルス発生器90は、クロック91の出力にレートマルチプライヤ930を接続し、レートマルチプライヤ930の出力に分周器920を接続し、分周器920のフィードバックパルスをアップダウンカウンタ7の減算入力端子72に入力する。
6 表示器、7 アップダウンカウンタ、8 積算制御回路、9 パルス発生器、
71 加算入力端子、72 減算入力端子、73 仮数部、74 指数部、
91 クロック、92,920 分周器、93,930 レートマルチプライヤ。
Claims (8)
- 放射線を検出するとアナログ信号パルスを出力する放射線検出手段と、
上記アナログ信号パルスを入力して許容範囲内にあるとデジタルパルスとして出力する波高弁別手段と、
上記デジタルパルスを入力して定周期で計数して計数値を出力する計数手段と、
上記定周期の計数率を演算し、当該計数率を工学値に変換し、当該工学値について警報判定を行う演算手段とを有し、
上記演算手段は、
今回演算周期の計数値から前回演算周期の計数率に演算周期時間を乗じた値を減算して求めた今回演算周期の加減差を前回演算周期の加減差積算値に加算して今回演算周期の加減差積算値とし、当該今回演算周期の加減差積算値の小数点以下を切り捨てた加減差積算自然数を求め、当該今回演算周期の加減差積算自然数と、同様に求められた上記前回演算周期の加減差積算自然数とを比較し、
異なる場合には、上記今回演算周期の加減差積算自然数および上記前回演算周期の加減差積算自然数の平均値を求め、当該平均値に上記計数率の標準偏差に基づく重み付け係数を乗じた積の指数関数として計数率を求め、当該計数率の時定数が計数率に反比例するように上記重み付け係数と上記標準偏差を関連付けることにより、上記標準偏差が一定で時定数の一時遅れで追従して応答する計数率を演算するか、
同一の場合には、上記前回演算周期の計数率を上記今回演算周期の計数率とすることを特徴とする放射線モニタ。 - 放射線を検出してアナログ信号パルスを出力する放射線検出手段と、
上記アナログ信号パルスを入力して許容範囲内にあるとデジタルパルスとして出力する波高弁別手段と、
上記デジタルパルスを加算入力し、パルス発生手段から出力されたフィードバックパルスを減算入力し、その結果を加減差積算値として出力する加減差積算手段と、
上記加減差積算手段に入力される上記デジタルパルスおよび上記フィードバックパルスを計数率の標準偏差に基づいて重み付けして積算する積算制御手段と、
上記デジタルパルスの繰り返し周波数に対して時定数の一次遅れで応答する繰り返し周波数を上記フィードバックパルスとして上記加減差積算手段に出力するパルス発生手段と、
定周期で計数率を演算し、当該計数率を工学値に変換し、当該工学値について警報判定を行う演算手段とを備え、
上記演算手段は、
前回演算周期の加減差積算値と今回演算周期の加減差積算値とを比較し、
異なる場合には、上記前回演算周期の加減差積算値および上記今回演算周期の加減差積算値の平均値を求め、当該平均値に上記標準偏差に基づく重み付け係数を乗じた積の指数関数として計数率を求め、当該計数率の時定数が計数率に反比例するように上記重み付け係数と上記標準偏差を関連付けることにより、上記標準偏差が一定で時定数の一時遅れで追従して応答する上記計数率を演算するか、
同一の場合には、上記前回演算周期の計数率を上記今回演算周期の計数率とすることを特徴とする放射線モニタ。 - 上記加減差積算手段は、アップダウンカウンタにて構成されたことを特徴とする請求項2記載の放射線モニタ。
- 上記アップダウンカウンタは、仮数部と指数部とにて構成されたことを特徴とする請求項3記載の放射線モニタ。
- 上記パルス発生手段は、クロックの出力にレートマルチプライヤを接続し、
上記レートマルチプライヤの出力に分周器を接続して構成され、
上記分周器から出力されるパルスを上記フィードバックパルスとすることを特徴とする請求項2ないし請求項4のいずれか1項に記載の放射線モニタ。 - 上記波高弁別手段は、入力した上記アナログ信号パルスの波高レベルが許容範囲内を逸脱するとノイズとして除去する請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の放射線モニタ。
- 上記演算手段は、上記工学値および警報判定結果を出力し、
上記演算手段からの出力を表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の放射線モニタ。 - 上記演算手段の演算手順、および、演算に必要な設定値及びデータを格納する記憶手段を備えたことを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の放射線モニタ。
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- 2011-10-18 JP JP2011228420A patent/JP5743844B2/ja not_active Expired - Fee Related
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