JP5972601B2 - Radiation measuring device, electronic device and mobile phone terminal - Google Patents

Radiation measuring device, electronic device and mobile phone terminal Download PDF

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Description

本発明は、半導体素子などを用いて放射線を検出することにより放射線量の計測を行うための放射線計測装置に関するものである。   The present invention relates to a radiation measuring apparatus for measuring a radiation dose by detecting radiation using a semiconductor element or the like.

放射線線量率計などの放射線計測装置として、半導体センサを用いた方式が広く使われている。この方式では、半導体センサに入射した放射線により励起された電流パルスを検知することで放射線量を計測している。しかしながら、検知対象の電流パルスは微弱であるため、微小なノイズが混入された場合であっても、放射線との区別がつかずにノイズを誤検出することがある。   As a radiation measurement apparatus such as a radiation dose rate meter, a method using a semiconductor sensor is widely used. In this method, the radiation dose is measured by detecting current pulses excited by radiation incident on the semiconductor sensor. However, since the current pulse to be detected is weak, even if minute noise is mixed, noise may be erroneously detected without being distinguished from radiation.

図19は、従来の放射線計測装置101の概略構成を示すブロック図である。放射線計測装置101は、放射線検出部102および放射線量計算部103を備えている。放射線検出部102は、放射線を検出して放射線量計算部103にパルスを出力する。放射線量計算部103は、当該パルスに基づいて、放射線検出部102が検出した放射線量を計算する。   FIG. 19 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional radiation measurement apparatus 101. The radiation measurement apparatus 101 includes a radiation detection unit 102 and a radiation dose calculation unit 103. The radiation detection unit 102 detects the radiation and outputs a pulse to the radiation dose calculation unit 103. The radiation dose calculation unit 103 calculates the radiation dose detected by the radiation detection unit 102 based on the pulse.

図20は、放射線検出部102の構成を示すブロック図である。放射線検出部102は、放射線センサ104、アンプ105およびコンパレータ106を備えている。放射線センサ104に放射線が入射すると、放射線センサ104に微弱な電流パルスが励起される。この電流パルスをアンプ105が増幅し、増幅された信号が、コンパレータ106に入力される。コンパレータ106は、入力信号としきい値電圧とを比較し、入力信号の電圧がしきい値電圧よりも高い場合、放射線に起因したパルスを出力する。放射線量計算部103は、コンパレータ106からのパルス出力をロジック回路でカウントし、放射線量を計算する。   FIG. 20 is a block diagram illustrating a configuration of the radiation detection unit 102. The radiation detection unit 102 includes a radiation sensor 104, an amplifier 105, and a comparator 106. When radiation enters the radiation sensor 104, a weak current pulse is excited in the radiation sensor 104. The current pulse is amplified by the amplifier 105, and the amplified signal is input to the comparator 106. The comparator 106 compares the input signal with the threshold voltage, and outputs a pulse due to radiation when the voltage of the input signal is higher than the threshold voltage. The radiation dose calculation unit 103 counts the pulse output from the comparator 106 with a logic circuit, and calculates the radiation dose.

しかしながら、検知対象となる電流パルスは微弱であるため、放射線検出部102に微小なノイズが混入されても、放射線量計算部103は、放射線との区別がつかずにノイズを誤検出することがある。   However, since the current pulse to be detected is weak, even if a minute noise is mixed in the radiation detection unit 102, the radiation dose calculation unit 103 may detect the noise erroneously without being distinguished from the radiation. is there.

これに対し、下記の特許文献1においては、半導体素子を複数個並列接続して、放射線検出空間体積を増加させ、感度を向上させる方法が示されている。   On the other hand, in the following Patent Document 1, a method of increasing the radiation detection space volume and improving the sensitivity by connecting a plurality of semiconductor elements in parallel is shown.

特開2005−249483号公報(2005年9月15日公開)Japanese Patent Laying-Open No. 2005-249483 (published on September 15, 2005)

しかしながら、特許文献1に開示されている方法では、半導体素子に混入する電磁的ノイズや機械振動に起因する圧電効果や浮遊容量変化によって電気ノイズが発生し、この電気ノイズと放射線を検知した時の電気的パルスとを間違える可能性が残るという課題がある。   However, in the method disclosed in Patent Document 1, electrical noise is generated due to electromagnetic noise mixed in a semiconductor element, piezoelectric effect due to mechanical vibration, and stray capacitance change, and when this electrical noise and radiation are detected. There is a problem that there is a possibility that an electric pulse is mistaken.

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、ノイズの影響を排除して正確な計測が可能な放射線計測装置を実現することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to realize a radiation measuring apparatus capable of performing accurate measurement while eliminating the influence of noise.

上記の課題を解決するために、本発明に係る放射線計測装置は、放射線を検出してパルスを出力する放射線検出部と、上記パルスをカウントすることにより放射線量を計算する放射線量計算部とを備える放射線計測装置であって、上記放射線検出部は、放射線の入射に応じて電気信号を出力する第1および第2の放射線センサと、上記第2の放射線センサの出力信号から上記第1の放射線センサの出力信号を減算した信号に対応する値が、0より大きい第1の値と0より小さい第2の値との間の範囲内でない場合に、上記パルスを出力するパルス出力回路部とを備えることを特徴としている。
In order to solve the above problems, a radiation measuring apparatus according to the present invention includes a radiation detector that detects radiation and outputs a pulse, and a radiation dose calculator that calculates a radiation dose by counting the pulses. a radiation measuring apparatus comprising, the radiation detection unit of the first and second outputs an electrical signal in response to the incidence of radiation and the radiation sensor, the output signal of the second radiation sensor in the first radiation A pulse output circuit unit for outputting the pulse when a value corresponding to a signal obtained by subtracting the output signal of the sensor is not within a range between a first value greater than 0 and a second value less than 0; It is characterized by providing.

通常、放射線は、時間的・空間的に離散して発生するので、上記の構成では、第1の放射線センサと第2の放射線センサとは、放射線に起因する電気信号を出力するタイミングが異なる。そのため、放射線検出部に放射線が入射した場合、第1の放射線センサの出力と第2の放射線センサの出力とは、異なる位相になるので、第2の放射線センサの出力信号から第1の放射線センサの出力信号を減算した値は、第1の値と第2の値との間の範囲から外れることとなる。よって、パルス出力回路部からパルスが出力される。   Normally, radiation is generated discretely in time and space, and therefore the first radiation sensor and the second radiation sensor have different timings for outputting electrical signals caused by radiation in the above configuration. Therefore, when radiation is incident on the radiation detection unit, the output of the first radiation sensor and the output of the second radiation sensor are in different phases, so the first radiation sensor is derived from the output signal of the second radiation sensor. The value obtained by subtracting the output signal is out of the range between the first value and the second value. Therefore, a pulse is output from the pulse output circuit unit.

これに対し、機械振動や外部からの電磁波により発生する電気ノイズは、通常、第1および第2の放射線センサに同時に発生する。そのため、放射線検出部に機械振動等が加えられた場合、第1の放射線センサの出力と第2の放射線センサの出力とは、同じ位相になるので、第2の放射線センサの出力信号から第1の放射線センサの出力信号を減算した値は、第1の値と第2の値との間の範囲内となる。よって、パルス出力回路部からパルスは出力されない。   On the other hand, electrical noise generated by mechanical vibrations and external electromagnetic waves usually occurs simultaneously in the first and second radiation sensors. For this reason, when mechanical vibration or the like is applied to the radiation detection unit, the output of the first radiation sensor and the output of the second radiation sensor have the same phase. The value obtained by subtracting the output signal of the radiation sensor is within the range between the first value and the second value. Therefore, no pulse is output from the pulse output circuit unit.

したがって、ノイズの影響を排除して正確な計測が可能な放射線計測装置を実現することができる。   Therefore, it is possible to realize a radiation measurement apparatus that can perform accurate measurement while eliminating the influence of noise.

本発明に係る放射線計測装置では、上記パルス出力回路部は、上記第2の放射線センサの出力から上記第1の放射線センサの出力を減算した信号に対応する電圧を出力する引き算器と、上記引き算器の出力電圧が上記第1の値以上である場合に、ハイレベルのパルス信号を出力する第1のコンパレータと、上記引き算器の出力電圧が上記第2の値以下である場合に、ハイレベルのパルス信号を出力する第2のコンパレータと、上記第1のコンパレータの出力と上記第2のコンパレータの出力との論理和を上記パルスとして出力するORゲート回路とを備えることが好ましい。
In radiation measurement device according to the present invention, the pulse output circuit includes a subtractor that outputs a voltage corresponding to the second subtraction signal of the output of the first radiation sensor from the output of the radiation sensor, the subtraction when the output voltage of the vessel is the first value or more, when the first comparator outputs a high-level pulse signal, the output voltage of the subtracter is equal to or less than the second value, a high level a second comparator which outputs a pulse signal, it is preferable that the logical sum of the output of said first comparator output and said second comparator and a OR gate circuit for outputting as said pulse.

上記の構成によれば、放射線検出部に放射線が入射した場合、第1の放射線センサの出力と第2の放射線センサの出力とは、異なる位相になるので、引き算器の出力電圧は、第1の値と第2の値との間の範囲から外れることとなる。そのため、第1のコンパレータおよび第2のコンパレータのいずれかからハイレベルのパルス信号が出力され、ORゲート回路からパルスが出力される。よって、パルス出力回路部からパルスが出力される。   According to the above configuration, when radiation is incident on the radiation detection unit, the output of the first radiation sensor and the output of the second radiation sensor have different phases. Will fall outside the range between the second value and the second value. Therefore, a high-level pulse signal is output from either the first comparator or the second comparator, and a pulse is output from the OR gate circuit. Therefore, a pulse is output from the pulse output circuit unit.

これに対し、放射線検出部に機械振動等が加えられた場合、第1の放射線センサの出力と第2の放射線センサの出力とは、同じ位相になるので、引き算器の出力電圧は、第1の値と第2の値との間の範囲内となる。そのため、第1のコンパレータおよび第2のコンパレータはいずれもハイレベルのパルス信号を出力せず、ORゲート回路からパルスは出力されない。よって、パルス出力回路部からパルスは出力されない。   On the other hand, when mechanical vibration or the like is applied to the radiation detection unit, the output of the first radiation sensor and the output of the second radiation sensor are in the same phase. Is in a range between the value of and the second value. Therefore, neither the first comparator nor the second comparator outputs a high-level pulse signal, and no pulse is output from the OR gate circuit. Therefore, no pulse is output from the pulse output circuit unit.

本発明に係る放射線計測装置では、上記パルス出力回路部は、上記第1の放射線センサの出力を増幅する第1のアンプと、上記第2の放射線センサの出力を増幅する第2のアンプと、上記第2のアンプの出力電圧から上記第1のアンプの出力電圧を減算した電圧を出力する引き算器と、上記引き算器の出力電圧が、上記第1の値に上記第2のアンプのゲインを乗じた値以上である場合に、ハイレベルのパルス信号を出力する第1のコンパレータと、上記引き算器の出力電圧が、上記第2の値に上記第1のアンプのゲインを乗じた値以下である場合に、ハイレベルのパルス信号を出力する第2のコンパレータと、上記第1のコンパレータの出力と上記第2のコンパレータの出力との論理和を上記パルスとして出力するORゲート回路とを備えることが好ましい。
In radiation measurement device according to the present invention, the pulse output circuit includes a second amplifier for amplifying a first amplifier for amplifying an output of the first radiation sensor, the output of the second radiation sensor, a subtractor for outputting a voltage obtained by subtracting the output voltage of the first amplifier from the output voltage of the second amplifier, the output voltage of the subtracter is, the gain of the second amplifier to said first value when it is multiplied by the value or more, a first comparator which outputs a high-level pulse signal, the output voltage of the subtracter is below the second value obtained by multiplying the gain of the first amplifier to the value in some cases, comprises a second comparator which outputs a high level pulse signal, and an OR gate circuit which outputs the logical sum of the output of said first comparator output and said second comparator as the pulse Door is preferable.

上記の構成によれば、放射線検出部に放射線が入射した場合、第1のアンプの出力と第2のアンプの出力とは、異なる位相になるので、引き算器の出力電圧は、第1の値に第2のアンプのゲインを乗じた値と第2の値に第1のアンプのゲインを乗じた値との間の範囲から外れることとなる。そのため、第1のコンパレータおよび第2のコンパレータのいずれかからハイレベルのパルス信号が出力され、ORゲート回路からパルスが出力される。よって、パルス出力回路部からパルスが出力される。   According to the above configuration, when radiation is incident on the radiation detection unit, the output of the first amplifier and the output of the second amplifier have different phases, so the output voltage of the subtractor is the first value. And the value obtained by multiplying the gain of the second amplifier by the gain of the first amplifier and the value obtained by multiplying the second value by the gain of the first amplifier. Therefore, a high-level pulse signal is output from either the first comparator or the second comparator, and a pulse is output from the OR gate circuit. Therefore, a pulse is output from the pulse output circuit unit.

これに対し、放射線検出部に機械振動等が加えられた場合、第1のアンプの出力と第2のアンプの出力とは、同じ位相になるので、引き算器の出力電圧は、第1の値に第2のアンプのゲインを乗じた値と第2の値に第1のアンプのゲインを乗じた値との間の範囲内となる。そのため、第1のコンパレータおよび第2のコンパレータはいずれもハイレベルのパルス信号を出力せず、ORゲート回路からパルスは出力されない。よって、パルス出力回路部からパルスは出力されない。   On the other hand, when mechanical vibration or the like is applied to the radiation detection unit, the output of the first amplifier and the output of the second amplifier have the same phase, so the output voltage of the subtractor is the first value. Is in a range between a value obtained by multiplying the gain of the second amplifier by a value obtained by multiplying the second value by the gain of the first amplifier. Therefore, neither the first comparator nor the second comparator outputs a high-level pulse signal, and no pulse is output from the OR gate circuit. Therefore, no pulse is output from the pulse output circuit unit.

本発明に係る放射線計測装置では、上記パルス出力回路部は、上記第2の放射線センサの出力信号から上記第1の放射線センサの出力信号を減算した差分を増幅して出力する差動アンプと、上記差動アンプの出力電圧が、上記第1の値に上記差動アンプのゲインを乗じた値以上である場合に、ハイレベルのパルス信号を出力する第1のコンパレータと、上記差動アンプの出力電圧が、上記第2の値に上記差動アンプのゲインを乗じた値以下である場合に、ハイレベルのパルス信号を出力する第2のコンパレータと、上記第1のコンパレータの出力と上記第2のコンパレータの出力との論理和を上記パルスとして出力するORゲート回路とを備えることが好ましい。
In radiation measurement device according to the present invention, the pulse output circuit includes a differential amplifier for amplifying and outputting the difference obtained by subtracting the output signal of the first radiation sensor from the output signal of the second radiation sensor, the output voltage of the differential amplifier, the case where the first value in the differential amplifier gain multiplied value or more, a first comparator which outputs a high level pulse signal, of the differential amplifier output voltage, if it is the following second value obtained by multiplying the gain of the differential amplifier to the value, a second comparator which outputs a high level pulse signal, said first comparator output and the first And an OR gate circuit that outputs a logical sum with the output of the two comparators as the pulse.

上記の構成によれば、放射線検出部に放射線が入射した場合、第1の放射線センサの出力と第2の放射線センサの出力とは、異なる位相になるので、差動アンプの出力電圧は、第1の値に上記差動アンプのゲインを乗じた値と第2の値に上記差動アンプのゲインを乗じた値との間の範囲から外れることとなる。そのため、第1のコンパレータおよび第2のコンパレータのいずれかからハイレベルのパルス信号が出力され、ORゲート回路からパルスが出力される。よって、パルス出力回路部からパルスが出力される。   According to the above configuration, when radiation is incident on the radiation detection unit, the output of the first radiation sensor and the output of the second radiation sensor have different phases. This is out of the range between a value obtained by multiplying the value of 1 by the gain of the differential amplifier and a value obtained by multiplying the second value by the gain of the differential amplifier. Therefore, a high-level pulse signal is output from either the first comparator or the second comparator, and a pulse is output from the OR gate circuit. Therefore, a pulse is output from the pulse output circuit unit.

これに対し、放射線検出部に機械振動等が加えられた場合、第1の放射線センサの出力と第2の放射線センサの出力とは、同じ位相になるので、差動アンプの出力電圧は、第1の値に上記差動アンプのゲインを乗じた値と第2の値に上記差動アンプのゲインを乗じた値との間の範囲内となる。そのため、第1のコンパレータおよび第2のコンパレータはいずれもハイレベルのパルス信号を出力せず、ORゲート回路からパルスは出力されない。よって、パルス出力回路部からパルスは出力されない。   On the other hand, when mechanical vibration or the like is applied to the radiation detection unit, the output of the first radiation sensor and the output of the second radiation sensor are in the same phase. It falls within a range between a value obtained by multiplying the value of 1 by the gain of the differential amplifier and a value obtained by multiplying the second value by the gain of the differential amplifier. Therefore, neither the first comparator nor the second comparator outputs a high-level pulse signal, and no pulse is output from the OR gate circuit. Therefore, no pulse is output from the pulse output circuit unit.

本発明に係る放射線計測装置では、上記第1の値と上記第2の値の絶対値とが等しくてもよい。
In radiation measurement device according to the present invention may be an absolute value and are equal in the first value and the second value.

本発明に係る放射線計測装置では、上記第1の放射線センサと上記第2の放射線センサとは、上記放射線計測装置内において対称的に配置されることが好ましい。
In radiation measurement device according to the present invention, the above-mentioned first radiation sensor and the second radiation sensors, that are symmetrically positioned within the radiation measurement device it is preferred.

上記の構成によれば、放射線計測装置に与えられた機械振動や電磁波は、第1の放射線センサおよび第2の放射線センサへ同等の影響を与える。したがって、電気的ノイズが発生すると、殆どの場合、第1の放射線センサの出力と第2の放射線センサの出力とは、同じ位相になる。よって、電気的ノイズが発生しても、パルス出力回路部からパルスが出力されることを極めて高い確率で防止できる。   According to said structure, the mechanical vibration and electromagnetic wave given to the radiation measuring device have the same influence on a 1st radiation sensor and a 2nd radiation sensor. Therefore, when electrical noise is generated, in most cases, the output of the first radiation sensor and the output of the second radiation sensor have the same phase. Therefore, even if electrical noise occurs, it can be prevented with a very high probability that a pulse is output from the pulse output circuit unit.

本発明に係る放射線計測装置では、上記放射線量計算部は、上記パルスを計数して、計測時間内に計数したパルスの総数を出力する放射線計数部と、上記総数に基づいて放射線量を計算する計算部とを備え、上記放射線計数部は、一定の時間幅を持つタイムスロットごとに上記パルスの計数を行い、所定数以上のパルスが計数されたタイムスロットが存在する場合、当該タイムスロットおよびその前後のタイムスロットにおいて計数されたパルスの数を、上記総数に含めないことが好ましい。   In the radiation measurement apparatus according to the present invention, the radiation dose calculation unit counts the pulses and outputs a total number of pulses counted within the measurement time, and calculates the radiation dose based on the total number. The radiation counting unit counts the pulses for each time slot having a certain time width, and when there is a time slot in which a predetermined number or more of pulses are counted, the time slot and its time slot are counted. The number of pulses counted in the preceding and following time slots is preferably not included in the total number.

上記のように、電気的ノイズが発生しても、パルス出力回路部からパルスが出力されることを極めて高い確率で防止できるが、ごく稀に、放射線検出部から電気的ノイズに起因するパルス(以下、「ノイズパルス」と記載)が出力される場合がある。ここで、放射線に起因する放射線パルスは離散的に発生する傾向があるのに対し、ノイズパルスは短時間に集中的に発生する傾向がある。   As described above, even if electrical noise occurs, it is possible to prevent a pulse from being output from the pulse output circuit unit with an extremely high probability. However, in rare cases, a pulse ( (Hereinafter referred to as “noise pulse”) may be output. Here, radiation pulses due to radiation tend to occur discretely, whereas noise pulses tend to occur intensively in a short time.

そこで、上記の構成では、あるタイムスロットにおいて所定数以上のパルスが計数された場合、放射線計数部は、当該タイムスロットおよびその前後のタイムスロットにおいて計数されたパルスの数を無視する。ノイズパルスは集中的に発生する傾向があるので、放射線計数部がノイズパルスを計数して、計算部の計算結果が不正確になることを防止できる。したがって、より正確な計測が可能となる。   Therefore, in the above configuration, when a predetermined number or more of pulses are counted in a certain time slot, the radiation counting unit ignores the number of pulses counted in the time slot and the time slots before and after the time slot. Since noise pulses tend to be generated intensively, it is possible to prevent the radiation counting unit from counting noise pulses and preventing the calculation result of the calculation unit from becoming inaccurate. Therefore, more accurate measurement is possible.

本発明に係る放射線計測装置では、想定される最大量の放射線を上記放射線検出部が検出した場合に、ポアソン分布から推定された、放射線に起因したパルスである放射線パルスが1つのタイムスロットに上記所定数以上存在する確率が所定確率以下となるように、上記時間幅が設定されることが好ましい。   In the radiation measurement apparatus according to the present invention, when the radiation detection unit detects the maximum amount of radiation that is assumed, the radiation pulse that is a pulse caused by radiation estimated from the Poisson distribution is included in one time slot. The time width is preferably set so that the probability that the predetermined number or more exists is equal to or less than the predetermined probability.

放射線の出現回数はポアソン分布にしたがうことが知られている。そのため、放射線パルスが1つのタイムスロットに上記所定数以上存在する確率をポアソン分布から推定し、当該確率が所定確率以下となるようにタイムスロットの時間幅を設定すれば、ノイズパルスが発生しない場合に、1つのタイムスロットに上記所定数以上のパルスが存在する確率を上記所定確率以下とすることができる。よって、上記所定確率を、0に近い確率とすることにより、放射線パルスが計数されない確率を極めて低くすることができ、より正確な計測が可能となる。   It is known that the number of occurrences of radiation follows a Poisson distribution. Therefore, if the probability that the radiation pulse exists in one time slot is more than the predetermined number is estimated from the Poisson distribution and the time width of the time slot is set so that the probability is less than the predetermined probability, no noise pulse is generated. In addition, the probability that the predetermined number of pulses or more exist in one time slot can be set to the predetermined probability or less. Therefore, by setting the predetermined probability to a probability close to 0, the probability that the radiation pulse is not counted can be made extremely low, and more accurate measurement can be performed.

本発明に係る放射線計測装置では、上記計算部は、上記総数に基づいて計算されたタイムスロットごとの平均計数パルス数をμとするとき、タイムスロット当たりの平均発生率λを

Figure 0005972601
として、上記放射線量を補正することが好ましい。 In the radiation measurement apparatus according to the present invention, the calculation unit calculates the average occurrence rate λ per time slot when the average number of counted pulses per time slot calculated based on the total number is μ.
Figure 0005972601
As described above, it is preferable to correct the radiation dose.

ノイズパルスの発生により計数されなかったパルスの中に、放射線パルスも含まれていた場合、算出される放射線量は、実際の放射線量よりも少なくなる。これに対し、上記の構成によれば、放射線パルスが上記総数に含まれない確率に基づいて放射線量を補正するので、計算部は、より正確な放射線量を計算することができる。   When radiation pulses are included in pulses that are not counted due to generation of noise pulses, the calculated radiation dose is smaller than the actual radiation dose. On the other hand, according to said structure, since a radiation dose is correct | amended based on the probability that a radiation pulse is not contained in the said total, the calculation part can calculate a more exact radiation dose.

本発明に係る放射線計測装置では、上記計算部は、上記パルスが放射線に起因したパルスである放射線パルスのみであると仮定した場合における、当該タイムスロットにおいて計数されたパルスの数が上記総数に含まれないタイムスロットの数の、上記計測時間内におけるタイムスロットの総数に対する第の割合と、当該タイムスロットにおいて計数されたパルスの数が上記総数に含まれないタイムスロットの数の、上記計測時間内におけるタイムスロットの総数に対する第の割合とを計算し、上記第1の割合から上記第2の割合を減じた第3の割合が所定値より大きい場合、計算した放射線量を無効とすることが好ましい。 In the radiation measurement apparatus according to the present invention, the calculation unit includes, in the total number, the number of pulses counted in the time slot when it is assumed that the pulse is only a radiation pulse that is a pulse caused by radiation. A second ratio of the number of unsettled time slots to the total number of time slots in the measurement time, and the measurement time of the number of time slots in which the number of pulses counted in the time slot is not included in the total number a first ratio of the total number of time slots calculated in the inner, the if the third ratio of from a first rate by subtracting the second rate of greater than a predetermined value, to invalidate the calculated radiation dose Is preferred.

上記の構成によれば、第3の割合は、ノイズパルスの発生によりパルスが計数されなかったタイムスロットの全タイムスロットに占める割合と等しくなる。そのため、第3の割合が大きい場合、ノイズパルスの発生頻度が高く、放射線パルスの計数値の誤差が大きいと予測できる。そこで、第3の割合が所定値より大きい場合、計算された放射線量を無効とすることにより、誤った計測を行うことが防止できる。   According to the above configuration, the third ratio is equal to the ratio of the time slots in which the pulses are not counted due to the generation of the noise pulse to all the time slots. Therefore, when the third ratio is large, it can be predicted that the frequency of generation of noise pulses is high and the error of the count value of the radiation pulses is large. Therefore, when the third ratio is larger than the predetermined value, it is possible to prevent erroneous measurement by invalidating the calculated radiation dose.

本発明に係る放射線計測装置では、上記計算部は、上記パルスが放射線に起因したパルスである放射線パルスのみであると仮定した場合における、当該タイムスロットにおいて計数されたパルスの数が上記総数に含まれないタイムスロットの数の、上記計測時間内におけるタイムスロットの総数に対する第の割合と、当該タイムスロットにおいて計数されたパルスの数が上記総数に含まれないタイムスロットの数の、上記計測時間内におけるタイムスロットの総数に対する第の割合とを計算し、上記第1の割合から上記第2の割合を減じた第3の割合Qに基づいて、タイムスロット当たりの平均発生率を1/(1−Q)倍とすることが好ましい。 In the radiation measurement apparatus according to the present invention, the calculation unit includes, in the total number, the number of pulses counted in the time slot when it is assumed that the pulse is only a radiation pulse that is a pulse caused by radiation. A second ratio of the number of unsettled time slots to the total number of time slots in the measurement time, and the measurement time of the number of time slots in which the number of pulses counted in the time slot is not included in the total number And the first rate relative to the total number of time slots within the time slot, and based on a third rate Q obtained by subtracting the second rate from the first rate , the average occurrence rate per time slot is 1 / ( 1-Q) times and be Rukoto is preferable.

上記の構成によれば、ノイズパルスの発生によりパルスが計数されなかったタイムスロットの全タイムスロットに占める割合である第3の割合に基づいて、放射線量が補正されるので、放射線計測値の精度をより高めることができる。   According to the above configuration, since the radiation dose is corrected based on the third ratio, which is the ratio of the time slots in which the pulses were not counted due to the generation of the noise pulse, the accuracy of the radiation measurement value is corrected. Can be further enhanced.

本発明に係る放射線計測装置では、上記放射線検出部および上記放射線計数部を、それぞれ複数ずつ備えることが好ましい。   In the radiation measuring apparatus according to the present invention, it is preferable that a plurality of the radiation detection units and the radiation counting units are provided.

上記の構成によれば、複数の放射線検出部のいずれかからノイズパルスが出力されても、放射線検出部および放射線計数部をそれぞれ1つずつ備える構成に比べ、ノイズの影響をさらに軽減することができる。   According to said structure, even if a noise pulse is output from either of several radiation detection parts, compared with the structure each provided with one radiation detection part and one radiation counting part, the influence of noise can further be reduced. it can.

本発明に係る放射線計測装置では、上記放射線センサは、半導体センサであることが好ましい。   In the radiation measuring apparatus according to the present invention, the radiation sensor is preferably a semiconductor sensor.

本発明に係る放射線計測装置では、上記半導体センサは、PINフォトダイオードであることが好ましい。   In the radiation measuring apparatus according to the present invention, the semiconductor sensor is preferably a PIN photodiode.

上記の構成によれば、小型で安価な放射線計測装置を提供することができる。   According to said structure, a small and cheap radiation measuring device can be provided.

本発明に係る放射線計測装置では、上記半導体センサは、シンチレータとフォトダイオードとを備えていることが好ましい。   In the radiation measuring apparatus according to the present invention, the semiconductor sensor preferably includes a scintillator and a photodiode.

上記の構成によれば、より感度の高い放射線計測装置を提供することができる。   According to said structure, a more sensitive radiation measuring device can be provided.

本発明に係る電子機器は、上記いずれかの放射線計測装置を備えている。   An electronic apparatus according to the present invention includes any one of the radiation measurement apparatuses described above.

本発明に係る携帯電話端末は、上記いずれかの放射線計測装置を備えている。   A mobile phone terminal according to the present invention includes any one of the radiation measurement apparatuses described above.

以上のように、本発明に係る放射線計測装置は、放射線を検出してパルスを出力する放射線検出部と、上記パルスに基づいて放射線量を計算する放射線量計算部とを備える放射線計測装置であって、上記放射線検出部は、放射線の入射に応じて電気信号を出力する第1および第2の放射線センサと、第2の放射線センサの出力信号から第1の放射線センサの出力信号を減算した信号に対応する値が、0より大きい第1の値と0より小さい第2の値との間の範囲内でない場合に、上記パルスを出力するパルス出力回路部とを備える構成である。したがって、ノイズの影響を排除して正確な計測が可能な放射線計測装置を実現できるという効果を奏する。   As described above, the radiation measurement apparatus according to the present invention is a radiation measurement apparatus including a radiation detection unit that detects radiation and outputs a pulse, and a radiation dose calculation unit that calculates a radiation dose based on the pulse. The radiation detection unit includes first and second radiation sensors that output an electrical signal in response to radiation incidence, and a signal obtained by subtracting the output signal of the first radiation sensor from the output signal of the second radiation sensor. And a pulse output circuit unit that outputs the pulse when the value corresponding to is not within the range between the first value greater than 0 and the second value less than 0. Therefore, there is an effect that it is possible to realize a radiation measuring apparatus capable of performing accurate measurement by eliminating the influence of noise.

本発明の第1の実施形態に係る放射線計測装置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of a radiation measuring device concerning a 1st embodiment of the present invention. 図1に示す放射線計測装置の放射線検出部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radiation detection part of the radiation measuring device shown in FIG. 図2に示す放射線検出部に機械振動が加えられた場合の、パルス出力回路部の回路応答の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the circuit response of a pulse output circuit part when a mechanical vibration is added to the radiation detection part shown in FIG. 本発明の第2の実施形態に係る放射線検出部の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the radiation detection part which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る放射線検出部の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the radiation detection part which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態に係る放射線計測装置の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the radiation measuring device which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 図5に示す放射線検出部に機械振動が加えられた場合の、パルス出力回路部の回路応答の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the circuit response of a pulse output circuit part when a mechanical vibration is added to the radiation detection part shown in FIG. 本発明の第5の実施形態に係る放射線計測装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radiation measuring device which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 図8に示す放射線計測装置の放射線計数部によるパルスの計数方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the counting method of the pulse by the radiation counter of the radiation measuring device shown in FIG. 上記放射線計数部によるパルスの計数方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the counting method of the pulse by the said radiation counting part. 上記放射線計数部の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the said radiation counting part. 本発明の第7の実施形態に係る放射線計測装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radiation measuring device which concerns on the 7th Embodiment of this invention. 図12に示す放射線計測装置の放射線計数部の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the radiation counter of the radiation measuring device shown in FIG. 図13に示す放射線計数部によるパルスの計数方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the counting method of the pulse by the radiation counter shown in FIG. 本発明の第9の実施形態に係る放射線計測装置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the radiation measuring device which concerns on the 9th Embodiment of this invention. 放射線センサとしてPINフォトダイオードを用いた放射線検出部の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the radiation detection part using a PIN photodiode as a radiation sensor. 放射線センサの他の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the other example of a radiation sensor. 本発明の第11の実施形態に係る携帯電話端末を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the mobile telephone terminal which concerns on the 11th Embodiment of this invention. 従来の放射線計測装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional radiation measuring device. 図19に示す放射線計測装置の放射線検出部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radiation detection part of the radiation measuring device shown in FIG.

〔第1の実施形態〕
本発明の第1の実施形態について図1〜図3に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
[First Embodiment]
The following describes the first embodiment of the present invention with reference to FIGS.

(放射線計測装置の構成)
図1は、本実施形態に係る放射線計測装置1の一例を示すブロック図である。放射線計測装置1は、放射線検出部2および放射線量計算部3を備えている。
(Configuration of radiation measurement device)
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a radiation measurement apparatus 1 according to the present embodiment. The radiation measurement apparatus 1 includes a radiation detection unit 2 and a radiation dose calculation unit 3.

放射線検出部2は、2組の放射線センサ4a・4bおよびパルス出力回路部5を備えており、放射線を検出して放射線量計算部3にパルスを出力する放射線検知器として機能する。放射線量計算部3は、当該パルスに基づいて、放射線検出部2が検出した放射線量を計算する。放射線量計算部3は、図19に示す従来の放射線量計算部103と略同様の構成である。   The radiation detection unit 2 includes two sets of radiation sensors 4 a and 4 b and a pulse output circuit unit 5, and functions as a radiation detector that detects radiation and outputs a pulse to the radiation dose calculation unit 3. The radiation dose calculation unit 3 calculates the radiation dose detected by the radiation detection unit 2 based on the pulse. The radiation dose calculation unit 3 has substantially the same configuration as the conventional radiation dose calculation unit 103 shown in FIG.

(放射線検出部の構成)
図2は、放射線検出部2の構成を示すブロック図である。前述のように、放射線検出部2は、2組の放射線センサ4a・4bおよびパルス出力回路部5を備えている。パルス出力回路部5は、引き算器6、2組のコンパレータ7a・7bおよびORゲート8を備えている。
(Configuration of radiation detector)
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the radiation detection unit 2. As described above, the radiation detection unit 2 includes two sets of radiation sensors 4 a and 4 b and the pulse output circuit unit 5. The pulse output circuit unit 5 includes a subtractor 6, two sets of comparators 7 a and 7 b, and an OR gate 8.

放射線センサ4aは、引き算器6の負入力端子に接続されており、放射線センサ4bは、引き算器6の正入力端子に接続されている。引き算器6の出力端子は、コンパレータ7aの正入力端子およびコンパレータ7bの負入力端子に接続されている。   The radiation sensor 4 a is connected to the negative input terminal of the subtractor 6, and the radiation sensor 4 b is connected to the positive input terminal of the subtractor 6. The output terminal of the subtractor 6 is connected to the positive input terminal of the comparator 7a and the negative input terminal of the comparator 7b.

コンパレータ7aの負入力端子には正のしきい値電圧Vth(第1の値)が入力され、コンパレータ7bの正入力端子には負のしきい値電圧−Vth(第2の値)が入力される。コンパレータ7a・7bの各出力端子は、ORゲート8の入力端子に接続されている。   A positive threshold voltage Vth (first value) is input to the negative input terminal of the comparator 7a, and a negative threshold voltage −Vth (second value) is input to the positive input terminal of the comparator 7b. The Each output terminal of the comparators 7 a and 7 b is connected to an input terminal of the OR gate 8.

以上の構成において、放射線センサ4a・4bに放射線が入射すると、放射線センサ4a・4bは、電気信号(電流パルス)を出力する。引き算器6は、放射線センサ4bの出力信号から放射線センサ4aの出力信号を減算した信号に対応する電圧信号を出力する。   In the above configuration, when radiation enters the radiation sensors 4a and 4b, the radiation sensors 4a and 4b output electrical signals (current pulses). The subtractor 6 outputs a voltage signal corresponding to a signal obtained by subtracting the output signal of the radiation sensor 4a from the output signal of the radiation sensor 4b.

コンパレータ7aは、引き算器6の出力電圧がVth以上である場合に、ハイレベルのパルス信号を出力する。また、コンパレータ7bは、引き算器6の出力電圧が−Vth以下である場合に、ハイレベルのパルス信号を出力する。ORゲート8は、コンパレータ7aの出力とコンパレータ7bの出力との論理和をパルス信号として出力する。ORゲート8の出力信号は、パルス出力回路部5の出力となる。   The comparator 7a outputs a high level pulse signal when the output voltage of the subtractor 6 is equal to or higher than Vth. Further, the comparator 7b outputs a high-level pulse signal when the output voltage of the subtractor 6 is −Vth or less. The OR gate 8 outputs a logical sum of the output of the comparator 7a and the output of the comparator 7b as a pulse signal. The output signal of the OR gate 8 becomes the output of the pulse output circuit unit 5.

このように、パルス出力回路部5は、放射線センサ4bの出力信号から放射線センサ4aの出力信号を減算した信号に対応する電圧値が、Vthと−Vthとの間の範囲内でない場合に、パルスを出力する。   As described above, the pulse output circuit unit 5 outputs a pulse when the voltage value corresponding to the signal obtained by subtracting the output signal of the radiation sensor 4a from the output signal of the radiation sensor 4b is not within the range between Vth and -Vth. Is output.

(放射線が入射した場合)
通常、放射線は、時間的・空間的に離散して発生するので、放射線センサ4aと放射線センサ4bとは、放射線に起因する電気信号を出力するタイミングが異なる。
(When radiation is incident)
Usually, since radiation is generated discretely in time and space, the radiation sensor 4a and the radiation sensor 4b have different timings for outputting electrical signals due to radiation.

そのため、図2に示すように、放射線センサ4a・4bに放射線が順次入射した場合、引き算器6の負入力端子および正入力端子には、異なるタイミングで信号が入力され、引き算器6は、向きの異なる2つのピークを持つ信号を出力する。それらのピークの電圧が、Vth以上または−Vth以下である場合、各コンパレータ7a・7bから1つのパルスが出力される。これらのパルスは、ORゲート8において統合され、ORゲート8から2つのパルスが出力される。   Therefore, as shown in FIG. 2, when radiation sequentially enters the radiation sensors 4 a and 4 b, signals are input to the negative input terminal and the positive input terminal of the subtractor 6 at different timings. A signal having two different peaks is output. When the peak voltage is equal to or higher than Vth or equal to or lower than −Vth, one pulse is output from each of the comparators 7a and 7b. These pulses are integrated in the OR gate 8, and two pulses are output from the OR gate 8.

(電気ノイズが発生した場合)
これに対し、機械振動や外部からの電磁波により発生する電気ノイズは、通常、放射線センサ4a・4bに同時に発生する。
(When electrical noise occurs)
On the other hand, electrical noise generated by mechanical vibration or external electromagnetic waves is usually generated simultaneously in the radiation sensors 4a and 4b.

例えば、図3に示すように、機械振動による電気ノイズが放射線センサ4a・4bに同時に発生した場合、引き算器6の負入力端子および正入力端子には、同様の波形の信号がそれぞれ入力される。そのため、これらの信号は引き算器6においてキャンセルされ、引き算器6の出力電圧が、Vth以上または−Vth以下になることはない。よって、ORゲート8からパルスは出力されない。   For example, as shown in FIG. 3, when electrical noise due to mechanical vibration is simultaneously generated in the radiation sensors 4a and 4b, signals having the same waveform are input to the negative input terminal and the positive input terminal of the subtractor 6, respectively. . Therefore, these signals are canceled by the subtractor 6, and the output voltage of the subtractor 6 does not become Vth or higher or −Vth or lower. Therefore, no pulse is output from the OR gate 8.

(まとめ)
以上のように、本実施形態に係る放射線計測装置1は、放射線を検出してパルスを出力する放射線検出部2と、上記パルスに基づいて放射線量を計算する放射線量計算部3とを備える放射線計測装置であって、放射線検出部2は、放射線の入射に応じて電気信号を出力する放射線センサ4a・4bと、放射線センサ4bの出力信号から放射線センサ4aの出力信号を減算した信号に対応する電圧値が、Vthと−Vthとの間の範囲内でない場合に、上記パルスを出力するパルス出力回路部5とを備える構成である。
(Summary)
As described above, the radiation measurement apparatus 1 according to the present embodiment includes a radiation detection unit 2 that detects radiation and outputs a pulse, and a radiation dose calculation unit 3 that calculates a radiation dose based on the pulse. In the measurement apparatus, the radiation detection unit 2 corresponds to radiation sensors 4a and 4b that output electrical signals in response to the incidence of radiation, and a signal obtained by subtracting the output signal of the radiation sensor 4a from the output signal of the radiation sensor 4b. When the voltage value is not within the range between Vth and -Vth, the pulse output circuit unit 5 outputs the pulse.

この構成において、放射線が放射線検出部2に入射した場合は、通常、放射線センサ4a・4bから電気信号が出力されるタイミングが異なる。よって、それらの信号が引き算器6においてキャンセルされる確率は極めて低く、放射線センサ4a・4bからの各出力に対応したパルスがORゲート8から出力される。一方、機械振動や外部からの電磁波による電気ノイズが放射線センサ4a・4bに発生した場合は、放射線センサ4a・4bから同様の波形の信号が出力されるため、それらの信号が引き算器6においてキャンセルされ、ORゲート8からパルスは出力されない。   In this configuration, when radiation is incident on the radiation detector 2, the timing at which electrical signals are output from the radiation sensors 4a and 4b is usually different. Therefore, the probability that these signals are canceled in the subtractor 6 is extremely low, and pulses corresponding to the outputs from the radiation sensors 4a and 4b are output from the OR gate 8. On the other hand, when electrical noise due to mechanical vibration or external electromagnetic waves is generated in the radiation sensors 4a and 4b, signals of the same waveform are output from the radiation sensors 4a and 4b, and these signals are canceled by the subtractor 6. Thus, no pulse is output from the OR gate 8.

したがって、ノイズの影響を排除して正確な計測が可能な放射線計測装置を実現することができる。   Therefore, it is possible to realize a radiation measurement apparatus that can perform accurate measurement while eliminating the influence of noise.

なお、しきい値電圧Vthとしきい値電圧−Vthの絶対値とは、異なってもよいし、等しくてもよい。   Note that the absolute values of the threshold voltage Vth and the threshold voltage −Vth may be different or the same.

〔第2の実施形態〕
本発明の第2の実施形態について図4に基づいて説明すれば、以下のとおりである。本実施形態では、放射線検出部の他の構成例について説明する。
[Second Embodiment]
The following describes the second embodiment of the present invention with reference to FIG. In the present embodiment, another configuration example of the radiation detection unit will be described.

(放射線検出部の構成)
図4は、本実施形態に係る放射線検出部12の構成を示すブロック図である。放射線検出部12は、2組の放射線センサ4a・4bおよびパルス出力回路部15を備えている。パルス出力回路部15は、引き算器6、2組のコンパレータ7a・7bおよびORゲート8および2組のアンプ9a・9bを備えている。
(Configuration of radiation detector)
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of the radiation detection unit 12 according to the present embodiment. The radiation detection unit 12 includes two sets of radiation sensors 4 a and 4 b and a pulse output circuit unit 15. The pulse output circuit unit 15 includes a subtractor 6, two sets of comparators 7a and 7b, an OR gate 8, and two sets of amplifiers 9a and 9b.

放射線センサ4aは、アンプ9aを介して引き算器6の負入力端子に接続されており、放射線センサ4bは、アンプ9bを介して引き算器6の正入力端子に接続されている。放射線センサ4aおよびアンプ9aは、フロントエンド部10aを構成しており、放射線センサ4bおよびアンプ9bは、フロントエンド部10bを構成している。アンプ9aのゲインはGaであり、アンプ9bのゲインはGbである。GaとGbとは異なってもよいし、等しくてもよい。引き算器6の出力端子は、コンパレータ7aの正入力端子およびコンパレータ7bの負入力端子に接続されている。   The radiation sensor 4a is connected to the negative input terminal of the subtractor 6 via the amplifier 9a, and the radiation sensor 4b is connected to the positive input terminal of the subtractor 6 via the amplifier 9b. The radiation sensor 4a and the amplifier 9a constitute a front end portion 10a, and the radiation sensor 4b and the amplifier 9b constitute a front end portion 10b. The gain of the amplifier 9a is Ga, and the gain of the amplifier 9b is Gb. Ga and Gb may be different or equal. The output terminal of the subtractor 6 is connected to the positive input terminal of the comparator 7a and the negative input terminal of the comparator 7b.

コンパレータ7aの負入力端子には、しきい値電圧VthにGbを乗じた値の電圧が入力され、コンパレータ7bの正入力端子には、しきい値電圧−VthにGaを乗じた値の電圧が入力される。コンパレータ7a・7bの各出力端子は、ORゲート8の入力端子に接続されている。   A voltage having a value obtained by multiplying the threshold voltage Vth by Gb is input to the negative input terminal of the comparator 7a, and a voltage having a value obtained by multiplying the threshold voltage −Vth by Ga is input to the positive input terminal of the comparator 7b. Entered. Each output terminal of the comparators 7 a and 7 b is connected to an input terminal of the OR gate 8.

(放射線検出部の動作)
以上の構成において、放射線センサ4a・4bに放射線が入射すると、放射線センサ4a・4bは、電気信号(電流パルス)を出力する。アンプ9aは、放射線センサ4aの出力を増幅して引き算器6の負入力端子に出力する。アンプ9bは、放射線センサ4bの出力を増幅して引き算器6の正入力端子に出力する。引き算器6は、アンプ9bの出力電圧からアンプ9aの出力電圧を減算した信号を出力する。
(Operation of radiation detector)
In the above configuration, when radiation enters the radiation sensors 4a and 4b, the radiation sensors 4a and 4b output electrical signals (current pulses). The amplifier 9a amplifies the output of the radiation sensor 4a and outputs it to the negative input terminal of the subtractor 6. The amplifier 9b amplifies the output of the radiation sensor 4b and outputs it to the positive input terminal of the subtractor 6. The subtractor 6 outputs a signal obtained by subtracting the output voltage of the amplifier 9a from the output voltage of the amplifier 9b.

コンパレータ7aは、引き算器6の出力電圧がVth×Gb以上である場合に、ハイレベルのパルス信号を出力する。また、コンパレータ7bは、引き算器6の出力電圧が−Vth×Ga以下である場合に、ハイレベルのパルス信号を出力する。ORゲート8は、コンパレータ7aの出力とコンパレータ7bの出力との論理和をパルス信号として出力する。ORゲート8の出力信号は、パルス出力回路部15の出力となる。   The comparator 7a outputs a high-level pulse signal when the output voltage of the subtractor 6 is Vth × Gb or more. The comparator 7b outputs a high-level pulse signal when the output voltage of the subtractor 6 is −Vth × Ga or less. The OR gate 8 outputs a logical sum of the output of the comparator 7a and the output of the comparator 7b as a pulse signal. The output signal of the OR gate 8 becomes the output of the pulse output circuit unit 15.

このように、パルス出力回路部15は、第1の実施形態に係るパルス出力回路部5と同様に、放射線センサ4bの出力信号から放射線センサ4aの出力信号を減算した信号に対応する電圧値が、Vthと−Vthとの間の範囲内でない場合に、パルスを出力する。   As described above, the pulse output circuit unit 15 has a voltage value corresponding to a signal obtained by subtracting the output signal of the radiation sensor 4a from the output signal of the radiation sensor 4b, similarly to the pulse output circuit unit 5 according to the first embodiment. , Vth and −Vth are not within the range, a pulse is output.

そのため、第1の実施形態において説明したように、放射線が放射線検出部12に入射した場合は、通常、放射線センサ4a・4bから電気信号が出力されるタイミングが異なる。よって、アンプ9a・9bからの各出力信号が引き算器6においてキャンセルされる確率は極めて低く、放射線センサ4a・4bからの各出力に対応したパルスがORゲート8から出力される。一方、機械振動や外部からの電磁波による電気ノイズが放射線センサ4a・4bに発生した場合は、放射線センサ4a・4bから同様の波形の信号が出力されるため、アンプ9a・9bからの各出力信号が引き算器6においてキャンセルされ、ORゲート8からパルスは出力されない。   Therefore, as described in the first embodiment, when radiation enters the radiation detection unit 12, the timing at which electrical signals are output from the radiation sensors 4a and 4b is usually different. Therefore, the probability that each output signal from the amplifiers 9a and 9b is canceled in the subtractor 6 is extremely low, and a pulse corresponding to each output from the radiation sensors 4a and 4b is output from the OR gate 8. On the other hand, when electrical noise due to mechanical vibration or external electromagnetic waves is generated in the radiation sensors 4a and 4b, signals of the same waveform are output from the radiation sensors 4a and 4b, so that each output signal from the amplifiers 9a and 9b. Are canceled in the subtractor 6, and no pulse is output from the OR gate 8.

したがって、ノイズの影響を排除して正確な計測が可能な放射線計測装置を実現することができる。   Therefore, it is possible to realize a radiation measurement apparatus that can perform accurate measurement while eliminating the influence of noise.

また、本実施形態では、放射線センサ4a・4bが発生する各電流信号をそれぞれアンプ9a・9bで増幅して引き算器6に入力するため、放射線センサ4a・4bが発生する電流信号が微弱であっても、精度よく放射線を検出することができる。   In the present embodiment, the current signals generated by the radiation sensors 4a and 4b are amplified by the amplifiers 9a and 9b and input to the subtractor 6, so that the current signals generated by the radiation sensors 4a and 4b are weak. However, it is possible to detect radiation with high accuracy.

〔第3の実施形態〕
本発明の第3の実施形態について図5に基づいて説明すれば、以下のとおりである。本実施形態では、放射線検出部のさらに他の構成例について説明する。
[Third Embodiment]
The following describes the third embodiment of the present invention with reference to FIG. In the present embodiment, still another configuration example of the radiation detection unit will be described.

(放射線検出部の構成)
図5は、本実施形態に係る放射線検出部22の構成を示すブロック図である。放射線検出部22は、2組の放射線センサ4a・4bおよびパルス出力回路部25を備えている。パルス出力回路部25は、差動アンプ26、2組のコンパレータ7a・7bおよびORゲート8および2組のアンプ9a・9bを備えている。
(Configuration of radiation detector)
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of the radiation detection unit 22 according to the present embodiment. The radiation detection unit 22 includes two sets of radiation sensors 4 a and 4 b and a pulse output circuit unit 25. The pulse output circuit unit 25 includes a differential amplifier 26, two sets of comparators 7a and 7b, an OR gate 8, and two sets of amplifiers 9a and 9b.

放射線センサ4aは、差動アンプ26の負入力端子に接続されており、放射線センサ4bは、差動アンプ26の正入力端子に接続されている。差動アンプ26のゲインはGである。差動アンプ26の出力端子は、コンパレータ7aの正入力端子およびコンパレータ7bの負入力端子に接続されている。   The radiation sensor 4 a is connected to the negative input terminal of the differential amplifier 26, and the radiation sensor 4 b is connected to the positive input terminal of the differential amplifier 26. The gain of the differential amplifier 26 is G. The output terminal of the differential amplifier 26 is connected to the positive input terminal of the comparator 7a and the negative input terminal of the comparator 7b.

コンパレータ7aの負入力端子にはしきい値電圧VthにGを乗じた値の電圧が入力され、コンパレータ7bの正入力端子には、しきい値電圧−VthにGを乗じた値の電圧が入力される。コンパレータ7a・7bの各出力端子は、ORゲート8の入力端子に接続されている。   A voltage having a value obtained by multiplying the threshold voltage Vth by G is input to the negative input terminal of the comparator 7a, and a voltage having a value obtained by multiplying the threshold voltage −Vth by G is input to the positive input terminal of the comparator 7b. Is done. Each output terminal of the comparators 7 a and 7 b is connected to an input terminal of the OR gate 8.

(放射線検出部の動作)
以上の構成において、放射線センサ4a・4bに放射線が入射すると、放射線センサ4a・4bは、電気信号(電流パルス)を出力する。差動アンプ26は、放射線センサ4bの出力信号から放射線センサ4aの出力信号を減算した差分を増幅して出力する。
(Operation of radiation detector)
In the above configuration, when radiation enters the radiation sensors 4a and 4b, the radiation sensors 4a and 4b output electrical signals (current pulses). The differential amplifier 26 amplifies and outputs the difference obtained by subtracting the output signal of the radiation sensor 4a from the output signal of the radiation sensor 4b.

コンパレータ7aは、差動アンプ26の出力電圧がVth×G以上である場合に、ハイレベルのパルス信号を出力する。また、コンパレータ7bは、差動アンプ26の出力電圧が−Vth×G以下である場合に、ハイレベルのパルス信号を出力する。ORゲート8は、コンパレータ7aの出力とコンパレータ7bの出力との論理和をパルス信号として出力する。ORゲート8の出力信号は、パルス出力回路部25の出力となる。   The comparator 7a outputs a high-level pulse signal when the output voltage of the differential amplifier 26 is equal to or higher than Vth × G. The comparator 7b outputs a high-level pulse signal when the output voltage of the differential amplifier 26 is −Vth × G or less. The OR gate 8 outputs a logical sum of the output of the comparator 7a and the output of the comparator 7b as a pulse signal. An output signal of the OR gate 8 becomes an output of the pulse output circuit unit 25.

このように、パルス出力回路部25は、第1の実施形態に係るパルス出力回路部5と同様に、放射線センサ4bの出力信号から放射線センサ4aの出力信号を減算した信号に対応する電圧値が、Vthと−Vthとの間の範囲内でない場合に、パルスを出力する。   As described above, the pulse output circuit unit 25 has a voltage value corresponding to a signal obtained by subtracting the output signal of the radiation sensor 4a from the output signal of the radiation sensor 4b, similarly to the pulse output circuit unit 5 according to the first embodiment. , Vth and −Vth are not within the range, a pulse is output.

そのため、第1の実施形態において説明したように、放射線が放射線検出部22に入射した場合は、通常、放射線センサ4a・4bから電気信号が出力されるタイミングが異なる。よって、それらの信号が差動アンプ26においてキャンセルされる確率は極めて低く、放射線センサ4a・4bからの各出力に対応したパルスがORゲート8から出力される。一方、機械振動や外部からの電磁波による電気ノイズが放射線センサ4a・4bに発生した場合は、放射線センサ4a・4bから同様の波形の信号が出力されるため、それらの信号が差動アンプ26においてキャンセルされ、ORゲート8からパルスは出力されない。   Therefore, as described in the first embodiment, when radiation is incident on the radiation detection unit 22, the timings at which electrical signals are output from the radiation sensors 4a and 4b are usually different. Therefore, the probability that these signals are canceled in the differential amplifier 26 is very low, and pulses corresponding to the outputs from the radiation sensors 4a and 4b are output from the OR gate 8. On the other hand, when electrical noise due to mechanical vibration or external electromagnetic waves is generated in the radiation sensors 4a and 4b, signals of the same waveform are output from the radiation sensors 4a and 4b. Canceled and no pulse is output from the OR gate 8.

したがって、ノイズの影響を排除して正確な計測が可能な放射線計測装置を実現することができる。   Therefore, it is possible to realize a radiation measurement apparatus that can perform accurate measurement while eliminating the influence of noise.

また、本実施形態では、放射線センサ4a・4bが発生する各電流信号の差分を差動アンプ26で増幅するため、放射線センサ4a・4bが発生する電流信号が微弱であっても、精度よく放射線を検出することができる。   In this embodiment, since the difference between the current signals generated by the radiation sensors 4a and 4b is amplified by the differential amplifier 26, even if the current signals generated by the radiation sensors 4a and 4b are weak, the radiation is accurately obtained. Can be detected.

〔第4の実施形態〕
本発明の第4の実施形態について図6に基づいて説明すれば、以下のとおりである。本実施形態では、放射線計測装置の部品配置について説明する。
[Fourth Embodiment]
The following describes the fourth embodiment of the present invention with reference to FIG. In the present embodiment, component arrangement of the radiation measuring apparatus will be described.

図6は、本実施形態に係る放射線計測装置1aの構成を示す平面図である。放射線計測装置1aは、図1に示す放射線計測装置1において、パルス出力回路部5を、図5に示すパルス出力回路部25に置き換えたものである。放射線計測装置1aの構成部品は、回路基板20上に実装される。具体的には、放射線センサ4a・4b、差動アンプ26、コンパレータ7a・7bおよびロジック回路28が回路基板20上に実装されることにより、放射線計測装置1aが構成されている。ロジック回路28は、図5に示すORゲート8および図1に示す放射線量計算部3に対応する。   FIG. 6 is a plan view showing the configuration of the radiation measuring apparatus 1a according to the present embodiment. The radiation measuring apparatus 1a is obtained by replacing the pulse output circuit unit 5 in the radiation measuring apparatus 1 shown in FIG. 1 with a pulse output circuit unit 25 shown in FIG. The components of the radiation measuring apparatus 1a are mounted on the circuit board 20. Specifically, the radiation measurement apparatus 1a is configured by mounting the radiation sensors 4a and 4b, the differential amplifier 26, the comparators 7a and 7b, and the logic circuit 28 on the circuit board 20. The logic circuit 28 corresponds to the OR gate 8 shown in FIG. 5 and the radiation dose calculator 3 shown in FIG.

放射線センサ4a・4b、差動アンプ26、コンパレータ7a・7bおよびロジック回路28は、回路基板20を上下に2等分する一点鎖線に関して線対称に配置されている。すなわち、放射線センサ4aと放射線センサ4bとは、放射線計測装置1a内において対称的に配置されており、放射線センサ4aの出力と放射線センサ4bの出力とは、差動アンプ26の別々の差動入力端子に入力される。   The radiation sensors 4a and 4b, the differential amplifier 26, the comparators 7a and 7b, and the logic circuit 28 are arranged symmetrically with respect to an alternate long and short dash line that divides the circuit board 20 into two equal parts. That is, the radiation sensor 4a and the radiation sensor 4b are arranged symmetrically in the radiation measuring apparatus 1a, and the output of the radiation sensor 4a and the output of the radiation sensor 4b are different differential inputs of the differential amplifier 26. Input to the terminal.

このように、放射線センサ4aと放射線センサ4bとを、機械的および電気的に同等になるように配置することにより、放射線計測装置1aに与えられた機械振動や電磁波は、放射線センサ4aおよび放射線センサ4bへ同等の影響を与える。これにより、電気的ノイズが発生すると、殆どの場合、差動アンプ26の2つの差動入力端子には、互いに同相の信号が入力され、これらの信号は差動アンプ26においてキャンセルされる。   Thus, by arranging the radiation sensor 4a and the radiation sensor 4b so as to be mechanically and electrically equivalent, the mechanical vibration and electromagnetic wave applied to the radiation measuring apparatus 1a are applied to the radiation sensor 4a and the radiation sensor. 4b is equally affected. Thus, when electrical noise is generated, in most cases, signals having the same phase are input to the two differential input terminals of the differential amplifier 26, and these signals are canceled by the differential amplifier 26.

〔第5の実施形態〕
本発明の第5の実施形態について図7〜図11に基づいて説明すれば、以下のとおりである。前記の各実施形態では、電気的ノイズが発生した場合に、放射線検出部の引き算器または差動アンプにおいて、電気的ノイズをキャンセルすることにより、ノイズの影響を排除する構成について説明した。しかしながら、実際には、全ての電気的ノイズが放射線検出部でキャンセルできるわけではなく、ごく稀に、放射線検出部から電気的ノイズに起因するパルス(以下、「ノイズパルス」と記載)が出力される場合がある。
[Fifth Embodiment]
The following describes the fifth embodiment of the present invention with reference to FIGS. In each of the above-described embodiments, the configuration has been described in which, when electrical noise occurs, the influence of noise is eliminated by canceling the electrical noise in the subtractor or differential amplifier of the radiation detection unit. However, in practice, not all electrical noise can be canceled by the radiation detection unit, and in rare cases, pulses (hereinafter referred to as “noise pulses”) resulting from electrical noise are output from the radiation detection unit. There is a case.

例えば、放射線計測装置1に局所的に機械振動が加えられた場合、2つの放射線センサからの電気信号の位相がずれる場合がある。具体的には、図7に示す放射線検出部22において、一方の放射線センサ4aに近接した位置で機械振動が加えられた場合、放射線センサ4bが発生する電気信号の位相は、放射線センサ4aが発生する電気信号の位相よりも遅れることとなる。そのため、差動アンプ26は、放射線センサ4a・4bからの各信号をキャンセルすることができずに、放射線検出部22(ORゲート8)からノイズパルスが出力される。   For example, when mechanical vibration is locally applied to the radiation measurement apparatus 1, the phases of the electrical signals from the two radiation sensors may be shifted. Specifically, in the radiation detection unit 22 shown in FIG. 7, when mechanical vibration is applied at a position close to one radiation sensor 4a, the phase of the electrical signal generated by the radiation sensor 4b is generated by the radiation sensor 4a. It will be delayed from the phase of the electrical signal. Therefore, the differential amplifier 26 cannot cancel each signal from the radiation sensors 4a and 4b, and a noise pulse is output from the radiation detection unit 22 (OR gate 8).

また、2つの放射線センサ4a・4bの配置が、機械的および電気的に同等ではない場合も、機械振動の伝搬に差が生じる。そのため、機械振動が原因で放射線センサ4a・4bから発生する各電気信号の位相に差が生じて、それらの信号を差動アンプ26で効果的にキャンセルできなくなる可能性が大きくなる。   Further, even when the arrangement of the two radiation sensors 4a and 4b is not mechanically and electrically equivalent, a difference occurs in propagation of mechanical vibration. Therefore, there is a high possibility that a difference occurs in the phase of each electric signal generated from the radiation sensors 4a and 4b due to mechanical vibration, and that the signal cannot be effectively canceled by the differential amplifier 26.

そこで、本実施形態では、放射線検出部からノイズパルスが出力された場合であっても、正確な計測を可能とする構成について説明する。   Therefore, in the present embodiment, a configuration that enables accurate measurement even when a noise pulse is output from the radiation detection unit will be described.

(放射線計測装置の構成)
図8は、本実施形態に係る放射線計測装置11の構成を示すブロック図である。放射線計測装置11は、放射線検出部22および放射線計算部13を備えている。
(Configuration of radiation measurement device)
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of the radiation measurement apparatus 11 according to the present embodiment. The radiation measurement apparatus 11 includes a radiation detection unit 22 and a radiation calculation unit 13.

放射線検出部22の構成は、図5および図7に示すものと同一であるので、その説明を省略する。   Since the configuration of the radiation detection unit 22 is the same as that shown in FIGS. 5 and 7, the description thereof is omitted.

放射線計算部13は、放射線計数部30および計算部40を備えている。   The radiation calculation unit 13 includes a radiation counting unit 30 and a calculation unit 40.

放射線計数部30は、放射線検出部22からのパルスを計数して、計測時間内に計数したパルスの総数(以下、「パルスカウント数」と記載)を出力するものであり、図9に示すように、一定の時間幅を持つタイムスロット(以下、「スロット」と記載)ごとに、放射線検出部22から出力されるパルスの計数を行う。放射線計数部30は、処理スロット数およびパルスカウント数を示すデータを計算部40に出力する。   The radiation counter 30 counts the pulses from the radiation detector 22 and outputs the total number of pulses counted within the measurement time (hereinafter referred to as “pulse count number”), as shown in FIG. In addition, the pulses output from the radiation detection unit 22 are counted for each time slot (hereinafter, referred to as “slot”) having a certain time width. The radiation counting unit 30 outputs data indicating the processing slot number and the pulse count number to the calculating unit 40.

計算部40は、放射線計数部30からのデータに基づいて、計測時間内に放射線センサ4a・4bに入射した放射線量を計算する。計算部40は、例えばパーソナルコンピュータのソフトウェアとして実現することができる。   The calculation unit 40 calculates the radiation dose incident on the radiation sensors 4a and 4b within the measurement time based on the data from the radiation counting unit 30. The calculation unit 40 can be realized as software of a personal computer, for example.

放射線は空間的および時間的に離散して発生する傾向があり、放射線の出現回数はポアソン分布にしたがうことが知られている。具体的には、放射線に起因したパルス(以下、「放射線パルス」と記載)の数を一定の時間幅を持つスロットごとに計数した場合の、スロット当たりの平均カウント数をλとするとき、各スロットに発生するパルス数Xがkとなる確率Pは、   It is known that radiation tends to be generated spatially and temporally discretely, and the number of occurrences of radiation follows a Poisson distribution. Specifically, when the number of pulses caused by radiation (hereinafter referred to as “radiation pulses”) is counted for each slot having a certain time width, The probability P that the number of pulses X generated in the slot is k is

Figure 0005972601
Figure 0005972601

で与えられる。例として、幾つかのλに対する確率分布を表1に示す。 Given in. As an example, Table 1 shows probability distributions for several λ.

Figure 0005972601
Figure 0005972601

λが十分小さくなるようなスロット幅を選ぶと、図9に示すように対象スロットに単独で発生する放射線パルスのみを計数しても、実用上問題ない精度で放射線パルスを計測できる。   If a slot width is selected so that λ becomes sufficiently small, the radiation pulse can be measured with accuracy with no practical problem even if only the radiation pulse generated alone in the target slot is counted as shown in FIG.

すなわち、想定される最大量の放射線を放射線検出部22が検出した場合に、ポアソン分布から推定された、放射線パルスが1つのスロットに所定数以上存在する確率が所定確率以下となるように、スロットの時間幅が設定される。このようにスロットの時間幅を設定すれば、ノイズパルスが発生しない場合に、1つのタイムスロットに上記所定数以上のパルスが存在する確率を、上記所定確率以下とすることができる。例えば、上記所定数が2であり、上記所定確率が0.001以下となるようにする場合、想定される最大量の放射線を放射線検出部22が検出した場合に、λが0.0500以下となるような時間幅に設定する。このように、上記所定確率を0に近い確率とすることにより、放射線パルスが計数されない確率を低くすることができる。   That is, when the radiation detection unit 22 detects the maximum amount of radiation that is assumed, the slot estimated so that the probability that a predetermined number or more of radiation pulses exist in one slot is less than or equal to the predetermined probability is estimated from the Poisson distribution. Is set. If the time width of the slot is set in this way, when no noise pulse is generated, the probability that the predetermined number of pulses or more exist in one time slot can be set to the predetermined probability or less. For example, when the predetermined number is 2 and the predetermined probability is 0.001 or less, when the radiation detection unit 22 detects the maximum amount of radiation assumed, λ is 0.0500 or less. Set the time width as follows. Thus, the probability that the radiation pulse is not counted can be reduced by setting the predetermined probability to a probability close to zero.

(ノイズパルスの除外)
また、前述のように、放射線検出部22は、放射線パルス以外にノイズパルスを出力することがある。
(Exclude noise pulses)
As described above, the radiation detection unit 22 may output a noise pulse in addition to the radiation pulse.

これに対し、放射線計数部30は、所定数(本実施形態では2)以上のパルスが計数されたスロットが存在する場合、当該スロットおよびその前後のスロットにおいて計数されたパルスの数を、パルスカウント数に含めない(計数の和から除外する)ように構成されている。具体的には、図10に示すように、対象スロットに複数のパルスが発生すれば、当該対象スロット、ならびに、当該対象スロットの前スロットおよび後スロットの計数値を無視する。   On the other hand, when there is a slot in which a predetermined number (2 in this embodiment) or more of pulses are counted, the radiation counting unit 30 calculates the number of pulses counted in the slot and the slots before and after the slot. It is configured not to be included in the number (excluded from the sum of the counts). Specifically, as shown in FIG. 10, if a plurality of pulses are generated in the target slot, the count values of the target slot and the front and rear slots of the target slot are ignored.

放射線は離散的に発生する傾向があるのに対し、ノイズパルスは短時間に集中的に発生する傾向がある。そのため、対象スロットに複数のパルスが発生した場合に、当該対象スロット、ならびに、当該対象スロットの前スロットおよび後スロットの計数値を無視することにより、ノイズパルスを計数することを防止することができる。   While radiation tends to occur discretely, noise pulses tend to occur intensively in a short time. Therefore, when a plurality of pulses are generated in the target slot, it is possible to prevent the noise pulse from being counted by ignoring the count values of the target slot and the front and rear slots of the target slot. .

(放射線計数部30の構成例)
以上の処理を実現するための計数アルゴリズムについて、図11を参照して説明する。図11は、放射線計数部30の構成例を示すブロック図である。放射線計数部30は、Nsカウンタ31、デマルチプレクサ32、2ビットのカウンタ33(0)・33(1)・33(2)、判定回路部34およびNcカウンタ35を備えている。
(Configuration example of radiation counting unit 30)
A counting algorithm for realizing the above processing will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration example of the radiation counting unit 30. The radiation counting unit 30 includes an Ns counter 31, a demultiplexer 32, a 2-bit counter 33 (0) / 33 (1) / 33 (2), a determination circuit unit 34, and an Nc counter 35.

Nsカウンタ31には、スロットの時間幅を周期とするクロックが入力される。Nsカウンタ31は、当該クロックをカウントすることで、計測時間内におけるスロットの処理数Ns(以下、「処理スロット数Ns」と記載)をカウントする。処理スロット数Nsは、デマルチプレクサ32および図8に示す計算部40に出力される。   The Ns counter 31 receives a clock having a period of the slot time width. The Ns counter 31 counts the number of clocks, thereby counting the number of processing slots Ns within the measurement time (hereinafter referred to as “number of processing slots Ns”). The processing slot number Ns is output to the demultiplexer 32 and the calculation unit 40 shown in FIG.

デマルチプレクサ32は、処理スロット数Nsに基づいて、放射線検出部22からのパルス出力を、3つのカウンタ33(0)・33(1)・33(2)のいずれかに入力する。具体的には、デマルチプレクサ32は、Ns=3n(nは整数)である場合、カウンタ33(0)を選択し、Ns=3n+1である場合、カウンタ33(1)を選択し、Ns=3n+2である場合、カウンタ33(2)を選択する。すなわち、第Ns番目に処理するスロットのパルス計数値が、カウンタ33(Ns mod 3)に記憶される。なお、Ns mod 3は、Nsを3で割った余りを示し、0≦Ns mod 3≦2である。ただし、1つの処理スロットに3個以上のパルスが発生した場合は、パルス数に関わらず、当該処理スロットのパルス計数値を3とする。   The demultiplexer 32 inputs the pulse output from the radiation detection unit 22 to one of the three counters 33 (0), 33 (1), and 33 (2) based on the processing slot number Ns. Specifically, the demultiplexer 32 selects the counter 33 (0) when Ns = 3n (n is an integer), and selects the counter 33 (1) when Ns = 3n + 1, and Ns = 3n + 2 If so, the counter 33 (2) is selected. That is, the pulse count value of the Nsth processing slot is stored in the counter 33 (Ns mod 3). Ns mod 3 indicates a remainder obtained by dividing Ns by 3, and 0 ≦ Ns mod 3 ≦ 2. However, when three or more pulses are generated in one processing slot, the pulse count value of the processing slot is set to 3 regardless of the number of pulses.

これにより、カウンタ33(0)・33(1)・33(2)はそれぞれ、各時刻における処理対象スロットとその前後のスロットのパルス計数値を記憶する。   As a result, the counters 33 (0), 33 (1), and 33 (2) store the pulse count values of the processing target slot and the slots before and after it at each time, respectively.

判定回路部34は、各カウンタ33(0)・33(1)・33(2)に記憶された値に基づいて、処理対象スロットのパルス計数値を、計算部40に出力されるパルスカウント数に加えるか否かを判定するロジック回路である。第Ns+1番目のスロットの処理が完了した後、判定回路部34は、第Ns番目のスロットのパルス計数値を計測値に加えるか否かを判定する。具体的には、判定回路部34は、
[カウンタ33(Ns mod 3)の計数値=1] ∧[カウンタ33(Ns−1 mod 3)の計数値≦1] ∧[カウンタ33(Ns+1 mod 3)の計数値≦1]
が成立した場合のみ、Ncカウンタ35にハイレベルのパルス信号を出力する。これにより、Ncカウンタ35は、計算部40に出力するパルスカウント数を1増やす。
Based on the values stored in the respective counters 33 (0), 33 (1), and 33 (2), the determination circuit unit 34 calculates the pulse count value of the processing target slot to the pulse count number that is output to the calculation unit 40. It is a logic circuit that determines whether or not to add. After the processing of the (Ns + 1) th slot is completed, the determination circuit unit 34 determines whether or not to add the pulse count value of the Nsth slot to the measurement value. Specifically, the determination circuit unit 34
[Count value of counter 33 (Ns mod 3) = 1] ∧ [Count value of counter 33 (Ns−1 mod 3) ≦ 1] ∧ [Count value of counter 33 (Ns + 1 mod 3) ≦ 1]
Only when is satisfied, a high-level pulse signal is output to the Nc counter 35. As a result, the Nc counter 35 increases the number of pulse counts output to the calculation unit 40 by one.

上記の処理により、図8に示す放射線計数部30から計算部40に出力されるパルスカウント数から、ノイズパルスを除外することができる。このように、放射線計測装置11は、放射線検出部22において電気的ノイズがキャンセルできなかった場合であっても、放射線計数部30がノイズパルスを無視するので、機械振動および電磁波等によるノイズにより計測結果が不正確になることを防止できる。したがって、計測精度をさらに高めることができる。   With the above processing, noise pulses can be excluded from the pulse count number output from the radiation counter 30 to the calculator 40 shown in FIG. As described above, the radiation measuring apparatus 11 measures the noise due to mechanical vibration, electromagnetic waves, and the like because the radiation counting unit 30 ignores the noise pulse even when the electrical noise cannot be canceled by the radiation detecting unit 22. Inaccurate results can be prevented. Therefore, the measurement accuracy can be further increased.

なお、スロットの時間幅を短くしすぎると、ノイズパルスが発生した場合に、1スロットにノイズパルスが2以上存在する確率が低くなる。すなわち、1スロットにノイズパルスが1つだけ存在する確率が高くなるので、ノイズパルスが発生しても、ノイズパルスを計数してしまう可能性が高くなる。   If the time width of the slot is made too short, the probability that two or more noise pulses are present in one slot is reduced when a noise pulse is generated. That is, since the probability that only one noise pulse exists in one slot increases, there is a high possibility that the noise pulses will be counted even if the noise pulse is generated.

〔第6の実施形態〕
本発明の第6の実施形態について説明すれば、以下の通りである。前述の第5の実施形態における処理では、本来計数すべき放射線パルスも計数から一定の確率で除外されてしまうことになる。そこで、第6の実施形態では、漏れの確率(放射線パルスがパルスカウント数に含まれない確率)を推定して、当該確率に基づいて放射線量を補正することで、より正確な計測を可能としている。
[Sixth Embodiment]
The sixth embodiment of the present invention will be described as follows. In the processing in the fifth embodiment described above, the radiation pulses that should be counted are also excluded from the counting with a certain probability. Therefore, in the sixth embodiment, it is possible to perform more accurate measurement by estimating the probability of leakage (probability that the radiation pulse is not included in the pulse count number) and correcting the radiation dose based on the probability. Yes.

スロット当たりの平均カウント数がλとなるような放射線量条件(すなわち、確率分布が下記の数2を満たす条件)において第5の実施形態の処理を行うと、2個以上のパルスが観測されたスロットおよびその前後のスロットで発生したパルスが計数から除外される。   When the process of the fifth embodiment is performed under a radiation dose condition where the average count number per slot is λ (that is, a condition in which the probability distribution satisfies the following formula 2), two or more pulses are observed. Pulses generated in the slot and the slots before and after it are excluded from the count.

Figure 0005972601
Figure 0005972601

そのため、長時間にわたり計数した時の平均計数値の期待値μは、
μ=P(X=1)×{P(X=0)+P(X=1)}
で算出される値となる。これは、計数対象スロットのパルス観測値が1で、かつ前後のスロットのパルス観測値が0または1となる確率である。異なる値のλに対しμを計算し、第5の実施形態による処理により、本来計数されるべき放射線パルスが除去されたことによるロス率の期待値(1−μ/λ)を求めると表2のようになる。
Therefore, the expected value μ of the average count value when counting over a long time is
μ = P (X = 1) × {P (X = 0) + P (X = 1)} 2
It is a value calculated by. This is the probability that the pulse observation value of the slot to be counted is 1 and the pulse observation values of the preceding and following slots are 0 or 1. When μ is calculated for different values of λ, the expected value (1−μ / λ) of the loss rate due to the removal of the radiation pulses that should be counted by the process according to the fifth embodiment is shown in Table 2. become that way.

Figure 0005972601
Figure 0005972601

表2からλがロス率の期待値の適当な近似値となることがわかる。したがって、
λ=1−μ/λ
であり、μ<0.25の条件のもと、これをλについて解くと、
It can be seen from Table 2 that λ is an appropriate approximation of the expected loss rate. Therefore,
λ = 1-μ / λ
And solving for λ under the condition of μ <0.25,

Figure 0005972601
Figure 0005972601

となる。数3で求められるλを放射線パルスのスロット当たりの平均発生率として用いることにより、ロスが補正された計測値を求めることができる。 It becomes. By using λ obtained by Equation 3 as the average incidence rate per slot of the radiation pulse, it is possible to obtain a measurement value in which the loss is corrected.

〔第7の実施形態〕
本発明の第7の実施形態について図12〜図14に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記の各実施形態において説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
[Seventh Embodiment]
The seventh embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. For convenience of explanation, members having the same functions as those described in the above embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

(放射線計測装置の構成)
図12は、本実施形態に係る放射線計測装置11aの一例を示すブロック図である。放射線計測装置11aは、放射線検出部22および放射線量計算部13aを備えており、放射線量計算部13aは、放射線計数部30aおよび計算部40aを備えている。放射線計数部30aは、処理スロット数およびパルスカウント数に加え、除去スロット数をさらに出力するように構成されている。除去スロット数は、実際の計測時にパルスが発生したにもかかわらず当該パルスが計測から除外されたスロットの数を意味する。
(Configuration of radiation measurement device)
FIG. 12 is a block diagram illustrating an example of the radiation measurement apparatus 11a according to the present embodiment. The radiation measurement apparatus 11a includes a radiation detection unit 22 and a radiation dose calculation unit 13a, and the radiation dose calculation unit 13a includes a radiation counting unit 30a and a calculation unit 40a. The radiation counter 30a is configured to further output the number of removal slots in addition to the number of processing slots and the number of pulse counts. The number of removed slots means the number of slots in which the pulse is excluded from the measurement even though the pulse is generated during the actual measurement.

(放射線計数部の構成)
図13は、放射線計数部30aの構成例を示すブロック図である。放射線計数部30aは、Nsカウンタ31、デマルチプレクサ32、2ビットのカウンタ33(0)・33(1)・33(2)、判定回路部34、Ncカウンタ35、判定回路部36およびNdカウンタ37を備えている。すなわち、放射線計数部30aは、図11に示す放射線計数部30において、判定回路部36およびNdカウンタ37をさらに備えた構成である。
(Configuration of radiation counter)
FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration example of the radiation counting unit 30a. The radiation counting unit 30 a includes an Ns counter 31, a demultiplexer 32, a 2-bit counter 33 (0) / 33 (1) / 33 (2), a determination circuit unit 34, an Nc counter 35, a determination circuit unit 36, and an Nd counter 37. It has. That is, the radiation counting unit 30a is configured to further include a determination circuit unit 36 and an Nd counter 37 in the radiation counting unit 30 shown in FIG.

判定回路部36は、各カウンタ33(0)・33(1)・33(2)に記憶された値に基づいて、実際の計測時にパルスが発生したにもかかわらず当該パルスが計測から除外された除去スロットの有無を判定するロジック回路である。第Ns+1番目のスロットの処理が完了した後、判定回路部36は、
[2≦カウンタ33(Ns mod 3)の計数値] ∨[(1≦カウンタ33(Ns mod 3)の計数値)∧{(2≦カウンタ33(Ns−1 mod 3)の計数値)∨(2≦カウンタ33(Ns+1 mod 3)の計数値)}]
が成立した場合のみ、Ndカウンタ37にハイレベルのパルス信号を出力する。これにより、Ndカウンタ37は、計算部40aに出力する除去スロット数Ndを1増やす。
Based on the values stored in the counters 33 (0), 33 (1), and 33 (2), the determination circuit unit 36 excludes the pulses from the measurement even though the pulses are generated during actual measurement. This is a logic circuit for determining the presence or absence of a removal slot. After the processing of the Ns + 1th slot is completed, the determination circuit unit 36
[2 ≦ count value of counter 33 (Ns mod 3)] ∨ [(1 ≦ count value of counter 33 (Ns mod 3)) ∧ {(2 ≦ count value of counter 33 (Ns−1 mod 3)) ∨ ( 2 ≦ counter 33 (count value of Ns + 1 mod 3)}]
Only when is satisfied, a high-level pulse signal is output to the Nd counter 37. As a result, the Nd counter 37 increases the number of removed slots Nd output to the calculation unit 40a by one.

図12に示す計算部40aは、放射線計数部30aから入力される処理スロット数、パルスカウント数、および除去スロット数に基づいて放射線量を計算する。具体的には、計算部40aは以下の処理を行う。   The calculation unit 40a illustrated in FIG. 12 calculates the radiation dose based on the number of processing slots, the number of pulse counts, and the number of removal slots input from the radiation counting unit 30a. Specifically, the calculation unit 40a performs the following processing.

(計算部の処理)
図14に示すように、ノイズ除去のために除去されるスロットに、本来カウントされるべき放射線パルスが含まれた場合、カウント数が実際の放射線パルスの数よりも少なくなる(ロスする)。まず、ノイズパルスが無かった場合に、パルスが発生したスロットが無視される割合(第2の割合)D(λ)を求めると、
D(λ)=P(X>1)+P(X=1){2P(X>1)−P(X>1)
となる。さらに、異なる値のλに対してD(λ)を求めると表3のようになる。
(Processing of calculation part)
As shown in FIG. 14, when the slots to be removed for noise removal include the radiation pulses that should be counted, the count number becomes smaller (loss) than the actual number of radiation pulses. First, when there is no noise pulse, a ratio (second ratio) D (λ) at which the slot in which the pulse is generated is ignored is as follows.
D (λ) = P (X> 1) + P (X = 1) {2P (X> 1) −P (X> 1) 2 }
It becomes. Further, D (λ) is obtained as shown in Table 3 for different values of λ.

Figure 0005972601
Figure 0005972601

続いて、計算部40aは、除去スロット数Ndを放射線計数部30aから取得し、除去スロット数Ndの全処理スロット数Nsに占める割合(第1の割合)であるスロット除去率E(=Nd/Ns)を求める。スロット除去率EがD(λ)より大きければ、ノイズパルスによりスロットが計測から除外されたと推定される。したがって、ノイズパルスによりスロットが計測から除外された割合(第3の割合)Qは、Q=E−D(λ)で計算される。   Subsequently, the calculation unit 40a obtains the number of removal slots Nd from the radiation counting unit 30a, and the slot removal rate E (= Nd /) which is the ratio (first ratio) of the number of removal slots Nd to the total number of processing slots Ns. Ns). If the slot removal rate E is larger than D (λ), it is estimated that the slot is excluded from the measurement due to the noise pulse. Therefore, the ratio (third ratio) Q at which the slot is excluded from the measurement due to the noise pulse is calculated by Q = ED (λ).

ここで、ノイズパルスの発生と放射線パルスの発生とは無相関のため、スロット除去に起因した放射線パルスのロス率は割合Qに等しいと推定される。したがって割合Qが大きい場合、ノイズパルスの発生頻度が高く、放射線パルスの計数値の誤差が大きいと予測できる。   Here, since the generation of the noise pulse and the generation of the radiation pulse are uncorrelated, it is estimated that the loss rate of the radiation pulse due to the slot removal is equal to the ratio Q. Therefore, when the ratio Q is large, it can be predicted that the frequency of occurrence of noise pulses is high and the error of the count value of radiation pulses is large.

そこで、計算部40aは、割合Qを計数値の信頼性を判定するための指標として用いる。例えば、ある計測期間における割合Qが所定値(例えば、0.01)より大きい場合、計算部40aは、その期間の放射線パルスの計数結果は信頼性が乏しいとして計測を無効にする。換言すると、計算部40aは、パルスが放射線パルスのみであると仮定した場合における、当該スロットにおいて計数されたパルスの数がパルスカウント数に含まれないスロットの数の、計測時間内におけるスロットの総数に対する第2の割合(D(λ))と、当該スロットにおいて計数されたパルスの数がパルスカウント数に含まれないスロットの数の、計測時間内におけるスロットの総数に対する第1の割合(E)とを計算し、第1の割合から第2の割合を減じた第3の割合(Q)が所定値より大きい場合、計算した放射線量を無効とする。 Therefore, the calculation unit 40a uses the ratio Q as an index for determining the reliability of the count value. For example, when the ratio Q in a certain measurement period is larger than a predetermined value (for example, 0.01), the calculation unit 40a invalidates the measurement because the count result of the radiation pulse in that period is not reliable. In other words, the calculation unit 40a assumes that the number of pulses counted in the slot is not included in the pulse count number, and the total number of slots within the measurement time when the pulse is assumed to be only a radiation pulse. the second ratio of for (D (λ)) and the first proportion of the total number of slots in the number of measurement times of the number of counted in the slot pulse is not included in the pulse count slot (E) When the third ratio (Q) obtained by subtracting the second ratio from the first ratio is larger than a predetermined value, the calculated radiation dose is invalidated.

これにより、誤った計測を行うことが防止できる。   This can prevent erroneous measurement.

〔第8の実施形態〕
本発明の第8の実施形態について説明すれば、以下のとおりである。本実施形態では、第7の実施形態において得られた割合Qを用いて放射線量を補正する。すなわち、本来計数すべき放射線パルスが計数から漏れた確率を予測することで、より精度の高い放射線計測値を求めることができる。
[Eighth Embodiment]
The following describes the eighth embodiment of the present invention. In the present embodiment, the radiation dose is corrected using the ratio Q obtained in the seventh embodiment. That is, it is possible to obtain a more accurate radiation measurement value by predicting the probability that the radiation pulse that should be counted is leaked from the count.

具体的には、ロスを補正したスロット当たりカウントνは、ν=λ/(1−Q)で近似的に求められる。この値を放射線パルスのスロット当たりの平均発生率として用いることで、放射線計測値の精度をより高めることができる。   Specifically, the count ν per slot with the loss corrected is approximately obtained by ν = λ / (1−Q). By using this value as the average incidence rate per slot of the radiation pulse, the accuracy of the radiation measurement value can be further increased.

〔第9の実施形態〕
本発明の第9の実施形態について図15に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
[Ninth Embodiment]
The ninth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

図15は、本実施形態に係る放射線計測装置11bの一例を示すブロック図である。放射線計測装置11bは、3つの放射線検出部22および放射線量計算部13bを備えており、放射線量計算部13bは、3つの放射線計数部30および計算部40bを備えている。すなわち、放射線計測装置11bは、第5の実施形態において説明した放射線検出部22および放射線計数部30を、それぞれ3つずつ備えた構成である。計算部40bは、各放射線計数部30からの入力データを合算して、前述の各実施形態と略同様の計算を行うことにより、放射線量を測定する。   FIG. 15 is a block diagram illustrating an example of the radiation measurement apparatus 11b according to the present embodiment. The radiation measuring apparatus 11b includes three radiation detection units 22 and a radiation dose calculation unit 13b, and the radiation dose calculation unit 13b includes three radiation counting units 30 and a calculation unit 40b. That is, the radiation measuring apparatus 11b is configured to include the radiation detecting unit 22 and the radiation counting unit 30 described in the fifth embodiment. The calculation unit 40b measures the radiation dose by adding the input data from each radiation counting unit 30 and performing the calculation substantially the same as in each of the above-described embodiments.

このように、放射線検出部22および放射線計数部30をそれぞれ複数ずつ設けることにより、放射線検出部22のいずれかからノイズパルスが出力されても、前記の各実施形態に比べ、ノイズパルスによる影響を軽減することができる。   In this way, by providing a plurality of radiation detectors 22 and radiation counters 30, even if a noise pulse is output from any of the radiation detectors 22, the effect of the noise pulses is greater than in each of the embodiments described above. Can be reduced.

さらに、各放射線検出部22は、互いに離間して設けることが望ましい。これにより、全ての放射線検出部22が、機械振動や電磁波等によるノイズの影響を受ける確率を低減することができるので、より精度が高い放射線計測装置を実現することが可能になる。   Furthermore, it is desirable that the radiation detectors 22 be provided apart from each other. Thereby, since all the radiation detection parts 22 can reduce the probability of receiving the influence of the noise by mechanical vibration, electromagnetic waves, etc., it becomes possible to implement | achieve a radiation measurement apparatus with higher precision.

〔第10の実施形態〕
本発明の第10の実施形態について図16〜図17に基づいて説明すれば、以下のとおりである。本実施形態では、放射線センサに好適に用いられる半導体センサの例について説明する。
[Tenth embodiment]
The tenth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In this embodiment, an example of a semiconductor sensor suitably used for a radiation sensor will be described.

図16は、放射線センサとしてPINフォトダイオード14a・14bを用いた放射線検出部22を示している。PINフォトダイオード14a・14bの各カソードには、バイアス電圧Vbiasが印加される。また、PINフォトダイオード14aのアノードは、差動アンプ26の負入力端子に接続されており、PINフォトダイオード14bのアノードは、差動アンプ26の正入力端子に接続されている。   FIG. 16 shows a radiation detection unit 22 that uses PIN photodiodes 14a and 14b as radiation sensors. A bias voltage Vbias is applied to each cathode of the PIN photodiodes 14a and 14b. The anode of the PIN photodiode 14 a is connected to the negative input terminal of the differential amplifier 26, and the anode of the PIN photodiode 14 b is connected to the positive input terminal of the differential amplifier 26.

PINフォトダイオード14a・14bを逆バイアス状態にすることによって、電極間の空乏層を広げている。空乏層に放射線が入射すると、電離作用により電子ホール対が発生し、逆バイアスの電場によって収集されてPINフォトダイオード14a・14bに電流が流れる。   The depletion layer between the electrodes is expanded by putting the PIN photodiodes 14a and 14b in a reverse bias state. When radiation enters the depletion layer, electron hole pairs are generated by the ionization action, and are collected by a reverse bias electric field, and a current flows through the PIN photodiodes 14a and 14b.

このように、放射線センサとしてPINフォトダイオードを用いることで、小型で廉価な放射線計測装置を提供することができる。   Thus, by using a PIN photodiode as a radiation sensor, a small and inexpensive radiation measuring apparatus can be provided.

図17は、放射線センサ24を示している。放射線センサ24は、放射線を光に変換するシンチレータ24aと、シンチレータ24aから発生した光を電気信号に変換するためのフォトダイオード24bから構成されている。放射線センサをこのような構造とすることで、より感度の高い放射線計測装置を提供することができる。   FIG. 17 shows the radiation sensor 24. The radiation sensor 24 includes a scintillator 24a that converts radiation into light, and a photodiode 24b that converts light generated from the scintillator 24a into an electrical signal. By setting the radiation sensor to such a structure, it is possible to provide a radiation measuring apparatus with higher sensitivity.

〔第11の実施形態〕
本発明の第11の実施形態について図18に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
[Eleventh embodiment]
The following describes the eleventh embodiment of the present invention with reference to FIG.

図18は、本実施形態に係る携帯電話端末41を示すブロック図である。携帯電話端末41は、通信装置42、表示装置43および放射線計測装置44を備えている。   FIG. 18 is a block diagram showing the mobile phone terminal 41 according to the present embodiment. The mobile phone terminal 41 includes a communication device 42, a display device 43, and a radiation measurement device 44.

通信装置42は、携帯電話端末41が他の携帯電話端末との通話やメールの送受信などを行うための機能を有している。   The communication device 42 has a function for the mobile phone terminal 41 to perform a call with another mobile phone terminal, send / receive mail, and the like.

表示装置43は、携帯電話端末41を薄型に形成するために、液晶ディスプレイなどが好適に用いられる。   As the display device 43, a liquid crystal display or the like is preferably used in order to form the mobile phone terminal 41 thin.

放射線計測装置44としては、上記の実施形態において説明した放射線計測装置1・1a・11・11a・11bのいずれかが用いられる。放射線計測装置44の計測結果は、表示装置43に表示される。また、通信装置42を用いて、放射線計測装置44の計測結果のデータを他の電子機器に転送することもできる。   As the radiation measurement device 44, any of the radiation measurement devices 1, 1a, 11, 11a, and 11b described in the above embodiment is used. The measurement result of the radiation measuring device 44 is displayed on the display device 43. Further, using the communication device 42, data of measurement results of the radiation measuring device 44 can be transferred to another electronic device.

このように、本発明の実施形態に係る放射線計測装置を携帯電話端末に搭載することで、携帯電話端末の表示部を放射線計測結果の表示に使ったり、計測結果を通信機能により転送したりすることが可能になる。   As described above, by mounting the radiation measuring apparatus according to the embodiment of the present invention on the mobile phone terminal, the display unit of the mobile phone terminal is used for displaying the radiation measurement result, or the measurement result is transferred by the communication function. It becomes possible.

なお、本発明の実施形態に係る放射線計測装置は、携帯電話端末以外のあらゆる電子機器に搭載することができる。   Note that the radiation measuring apparatus according to the embodiment of the present invention can be mounted on any electronic device other than the mobile phone terminal.

〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
[Additional Notes]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.

なお、本発明は以下のように表現することもできる。   The present invention can also be expressed as follows.

本発明に係る放射線計測装置は、放射線センサの出力をアンプの入力に接続した回路を二組と、それらの出力の引き算をする引き算器と、その出力をしきい値電圧と比較するコンパレータにより、放射線を検知することを特徴としている。   The radiation measurement apparatus according to the present invention includes two sets of circuits in which the output of the radiation sensor is connected to the input of an amplifier, a subtractor that subtracts those outputs, and a comparator that compares the output with a threshold voltage. It is characterized by detecting radiation.

本発明に係る放射線計測装置は、二組の放射線センサを差動アンプの正負両入力にそれぞれ接続して設け、放射線を検知することが好ましい。   The radiation measuring apparatus according to the present invention is preferably provided by connecting two sets of radiation sensors to the positive and negative inputs of the differential amplifier, respectively, and detecting radiation.

本発明に係る放射線計測装置は、放射線センサとして半導体素子を使うことが好ましい。   The radiation measuring apparatus according to the present invention preferably uses a semiconductor element as a radiation sensor.

本発明に係る放射線計測装置は、放射線センサとしてシンチレータと半導体素子の組み合わせを使うことが好ましい。   The radiation measuring apparatus according to the present invention preferably uses a combination of a scintillator and a semiconductor element as a radiation sensor.

本発明に係る放射線計測装置は、二組の放射線センサは機械的および電気的に同等になるように配置されることが好ましい。   The radiation measuring apparatus according to the present invention is preferably arranged so that the two sets of radiation sensors are mechanically and electrically equivalent.

本発明に係る放射線計測装置は、時間的に近接したパルスを計数から除外することが好ましい。   It is preferable that the radiation measuring apparatus according to the present invention excludes temporally close pulses from the count.

本発明に係る携帯電話端末は、上記のいずれかに記載の放射線計測装置を組み込んでいる。   A mobile phone terminal according to the present invention incorporates any of the radiation measurement apparatuses described above.

本発明は、放射線線量を検出するための電子回路、及び電子機器に利用することができる。   The present invention can be used for an electronic circuit and an electronic device for detecting a radiation dose.

1 放射線計測装置
1a 放射線計測装置
2 放射線検出部
3 放射線量計算部
4a 放射線センサ(第1の放射線センサ)
4b 放射線センサ(第2の放射線センサ)
5 パルス出力回路部
6 引き算器
7a コンパレータ(第1のコンパレータ)
7b コンパレータ(第2のコンパレータ)
8 ORゲート
9a アンプ(第1のアンプ)
9b アンプ(第2のアンプ)
10a フロントエンド部
10b フロントエンド部
11 放射線計測装置
11a 放射線計測装置
11b 放射線計測装置
12 放射線検出部
13 放射線計算部
13a 放射線量計算部
13b 放射線量計算部
14a PINフォトダイオード
14b PINフォトダイオード
15 パルス出力回路部
20 回路基板
22 放射線検出部
24 放射線センサ
24a シンチレータ
24b フォトダイオード
25 パルス出力回路部
26 差動アンプ
28 ロジック回路
30 放射線計数部
30a 放射線計数部
31 Nsカウンタ
32 デマルチプレクサ
33 カウンタ
34 判定回路部
35 Ncカウンタ
36 判定回路部
37 Ndカウンタ
40 計算部
40a 計算部
40b 計算部
41 携帯電話端末
42 通信装置
43 表示装置
44 放射線計測装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Radiation measuring device 1a Radiation measuring device 2 Radiation detection part 3 Radiation dose calculation part 4a Radiation sensor (1st radiation sensor)
4b Radiation sensor (second radiation sensor)
5 Pulse output circuit section 6 Subtractor 7a Comparator (first comparator)
7b Comparator (second comparator)
8 OR gate 9a Amplifier (first amplifier)
9b Amplifier (second amplifier)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10a Front end part 10b Front end part 11 Radiation measurement apparatus 11a Radiation measurement apparatus 11b Radiation measurement apparatus 12 Radiation detection part 13 Radiation calculation part 13a Radiation dose calculation part 13b Radiation dose calculation part 14a PIN photodiode 14b PIN photodiode 15 Pulse output circuit Unit 20 circuit board 22 radiation detection unit 24 radiation sensor 24a scintillator 24b photodiode 25 pulse output circuit unit 26 differential amplifier 28 logic circuit 30 radiation counting unit 30a radiation counting unit 31 Ns counter 32 demultiplexer 33 counter 34 determination circuit unit 35 Nc Counter 36 Determination circuit unit 37 Nd counter 40 Calculation unit 40a Calculation unit 40b Calculation unit 41 Mobile phone terminal 42 Communication device 43 Display device 44 Radiation measurement device

Claims (17)

放射線を検出してパルスを出力する放射線検出部と、
上記パルスをカウントすることにより放射線量を計算する放射線量計算部とを備える放射線計測装置であって、
上記放射線検出部は、
放射線の入射に応じて電気信号を出力する第1および第2の放射線センサと、
上記第2の放射線センサの出力信号から上記第1の放射線センサの出力信号を減算した信号に対応する値が、0より大きい第1の値と0より小さい第2の値との間の範囲内でない場合に、上記パルスを出力するパルス出力回路部とを備えることを特徴とする放射線計測装置。
A radiation detector that detects radiation and outputs a pulse;
A radiation measurement apparatus comprising a radiation dose calculation unit that calculates a radiation dose by counting the pulses,
The radiation detector is
First and second radiation sensors that output electrical signals in response to the incidence of radiation;
A value corresponding to a signal obtained by subtracting the output signal of the first radiation sensor from the output signal of the second radiation sensor is within a range between a first value greater than 0 and a second value less than 0. If not, a radiation measurement apparatus comprising a pulse output circuit unit that outputs the pulse.
請求項1に記載の放射線計測装置であって、
上記パルス出力回路部は、
上記第2の放射線センサの出力から上記第1の放射線センサの出力を減算した信号に対応する電圧を出力する引き算器と、
上記引き算器の出力電圧が上記第1の値以上である場合に、ハイレベルのパルス信号を出力する第1のコンパレータと、
上記引き算器の出力電圧が上記第2の値以下である場合に、ハイレベルのパルス信号を出力する第2のコンパレータと、
上記第1のコンパレータの出力と上記第2のコンパレータの出力との論理和を上記パルスとして出力するORゲート回路とを備えることを特徴とする放射線計測装置。
The radiation measurement apparatus according to claim 1,
The pulse output circuit section is
A subtractor that outputs a voltage corresponding to a signal obtained by subtracting the output of the first radiation sensor from the output of the second radiation sensor;
A first comparator that outputs a high-level pulse signal when the output voltage of the subtractor is equal to or higher than the first value;
A second comparator that outputs a high-level pulse signal when the output voltage of the subtractor is less than or equal to the second value;
A radiation measuring apparatus comprising: an OR gate circuit that outputs a logical sum of an output of the first comparator and an output of the second comparator as the pulse.
請求項1に記載の放射線計測装置であって、
上記パルス出力回路部は、
上記第1の放射線センサの出力を増幅する第1のアンプと、
上記第2の放射線センサの出力を増幅する第2のアンプと、
上記第2のアンプの出力電圧から上記第1のアンプの出力電圧を減算した電圧を出力する引き算器と、
上記引き算器の出力電圧が、上記第1の値に上記第2のアンプのゲインを乗じた値以上である場合に、ハイレベルのパルス信号を出力する第1のコンパレータと、
上記引き算器の出力電圧が、上記第2の値に上記第1のアンプのゲインを乗じた値以下である場合に、ハイレベルのパルス信号を出力する第2のコンパレータと、
上記第1のコンパレータの出力と上記第2のコンパレータの出力との論理和を上記パルスとして出力するORゲート回路とを備えることを特徴とする放射線計測装置。
The radiation measurement apparatus according to claim 1,
The pulse output circuit section is
A first amplifier for amplifying the output of the first radiation sensor;
A second amplifier for amplifying the output of the second radiation sensor;
A subtractor that outputs a voltage obtained by subtracting the output voltage of the first amplifier from the output voltage of the second amplifier;
A first comparator that outputs a high-level pulse signal when the output voltage of the subtractor is not less than a value obtained by multiplying the first value by the gain of the second amplifier;
A second comparator that outputs a high-level pulse signal when an output voltage of the subtractor is equal to or less than a value obtained by multiplying the second value by the gain of the first amplifier;
A radiation measuring apparatus comprising: an OR gate circuit that outputs a logical sum of an output of the first comparator and an output of the second comparator as the pulse.
請求項1に記載の放射線計測装置であって、
上記パルス出力回路部は、
上記第2の放射線センサの出力信号から上記第1の放射線センサの出力信号を減算した差分を増幅して出力する差動アンプと、
上記差動アンプの出力電圧が、上記第1の値に上記差動アンプのゲインを乗じた値以上である場合に、ハイレベルのパルス信号を出力する第1のコンパレータと、
上記差動アンプの出力電圧が、上記第2の値に上記差動アンプのゲインを乗じた値以下である場合に、ハイレベルのパルス信号を出力する第2のコンパレータと、
上記第1のコンパレータの出力と上記第2のコンパレータの出力との論理和を上記パルスとして出力するORゲート回路とを備えることを特徴とする放射線計測装置。
The radiation measurement apparatus according to claim 1,
The pulse output circuit section is
A differential amplifier that amplifies and outputs a difference obtained by subtracting the output signal of the first radiation sensor from the output signal of the second radiation sensor;
A first comparator that outputs a high-level pulse signal when the output voltage of the differential amplifier is equal to or greater than the first value multiplied by the gain of the differential amplifier;
A second comparator that outputs a high-level pulse signal when the output voltage of the differential amplifier is less than or equal to a value obtained by multiplying the second value by the gain of the differential amplifier;
A radiation measuring apparatus comprising: an OR gate circuit that outputs a logical sum of an output of the first comparator and an output of the second comparator as the pulse.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の放射線計測装置であって、
上記第1の値と上記第2の値の絶対値とが等しいことを特徴とする放射線計測装置。
It is a radiation measuring device of any one of Claims 1-4, Comprising:
The radiation measuring apparatus, wherein the first value and the absolute value of the second value are equal.
請求項1〜5のいずれか1項に記載の放射線計測装置であって、
上記第1の放射線センサと上記第2の放射線センサとは、上記放射線計測装置内において対称的に配置されることを特徴とする放射線計測装置。
The radiation measuring apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The radiation measurement apparatus, wherein the first radiation sensor and the second radiation sensor are arranged symmetrically in the radiation measurement apparatus.
請求項1〜6のいずれか1項に記載の放射線計測装置であって、
上記放射線量計算部は、
上記パルスを計数して、計測時間内に計数したパルスの総数を出力する放射線計数部と、
上記総数に基づいて放射線量を計算する計算部とを備え、
上記放射線計数部は、一定の時間幅を持つタイムスロットごとに上記パルスの計数を行い、所定数以上のパルスが計数されたタイムスロットが存在する場合、当該タイムスロットおよびその前後のタイムスロットにおいて計数されたパルスの数を、上記総数に含めないことを特徴とする放射線計測装置。
It is a radiation measuring device of any one of Claims 1-6,
The radiation dose calculator
A radiation counter that counts the pulses and outputs the total number of pulses counted within the measurement time;
A calculation unit for calculating the radiation dose based on the total number,
The radiation counting unit counts the pulses for each time slot having a certain time width, and when there are time slots in which a predetermined number or more of pulses are counted, the counting is performed in the time slot and the time slots before and after the time slot. The radiation measurement apparatus characterized in that the number of applied pulses is not included in the total number.
請求項7に記載の放射線計測装置であって、
想定される最大量の放射線を上記放射線検出部が検出した場合に、ポアソン分布から推定された、放射線に起因したパルスである放射線パルスが1つのタイムスロットに上記所定数以上存在する確率が所定確率以下となるように、上記時間幅が設定されることを特徴とする放射線計測装置。
The radiation measurement apparatus according to claim 7,
When the radiation detection unit detects the maximum amount of radiation that is assumed, there is a predetermined probability that there is a predetermined number or more of radiation pulses, which are pulses derived from the radiation, estimated from the Poisson distribution. The radiation measuring apparatus, wherein the time width is set so as to be as follows.
請求項8に記載の放射線計測装置であって、
上記計算部は、上記総数に基づいて計算されたタイムスロットごとの平均計数パルス数をμとするとき、タイムスロット当たりの平均発生率λを
Figure 0005972601
として、上記放射線量を補正することを特徴とする放射線計測装置。
The radiation measurement apparatus according to claim 8,
The calculation unit calculates the average occurrence rate λ per time slot, where μ is the average number of counted pulses per time slot calculated based on the total number.
Figure 0005972601
A radiation measuring apparatus for correcting the radiation dose as described above.
請求項7〜9のいずれか1項に記載の放射線計測装置であって、
上記計算部は、上記パルスが放射線に起因したパルスである放射線パルスのみであると仮定した場合における、当該タイムスロットにおいて計数されたパルスの数が上記総数に含まれないタイムスロットの数の、上記計測時間内におけるタイムスロットの総数に対する第の割合と、
当該タイムスロットにおいて計数されたパルスの数が上記総数に含まれないタイムスロットの数の、上記計測時間内におけるタイムスロットの総数に対する第の割合とを計算し、
上記第1の割合から上記第2の割合を減じた第3の割合が所定値より大きい場合、計算した放射線量を無効とすることを特徴とする放射線計測装置。
A radiation measurement apparatus according to any one of claims 7 to 9, wherein
When the calculation unit assumes that the pulse is only a radiation pulse that is a pulse caused by radiation, the number of pulses counted in the time slot includes the number of time slots that are not included in the total number. A second ratio to the total number of time slots within the measurement time;
Calculating a first ratio of the number of time slots in which the number of pulses counted in the time slot is not included in the total number to the total number of time slots within the measurement time;
A radiation measurement apparatus, wherein a calculated radiation dose is invalidated when a third ratio obtained by subtracting the second ratio from the first ratio is greater than a predetermined value.
請求項7〜10のいずれか1項に記載の放射線計測装置であって、
上記計算部は、上記パルスが放射線に起因したパルスである放射線パルスのみであると仮定した場合における、当該タイムスロットにおいて計数されたパルスの数が上記総数に含まれないタイムスロットの数の、上記計測時間内におけるタイムスロットの総数に対する第の割合と、
当該タイムスロットにおいて計数されたパルスの数が上記総数に含まれないタイムスロットの数の、上記計測時間内におけるタイムスロットの総数に対する第の割合とを計算し、
上記第1の割合から上記第2の割合を減じた第3の割合Qに基づいて、タイムスロット当たりの平均発生率を1/(1−Q)倍とすることを特徴とする放射線計測装置。
It is a radiation measuring device of any one of Claims 7-10, Comprising:
When the calculation unit assumes that the pulse is only a radiation pulse that is a pulse caused by radiation, the number of pulses counted in the time slot includes the number of time slots that are not included in the total number. A second ratio to the total number of time slots within the measurement time;
Calculating a first ratio of the number of time slots in which the number of pulses counted in the time slot is not included in the total number to the total number of time slots within the measurement time;
Based on the third rate Q obtained by subtracting the second ratio from the first rate, the average incidence per time slot 1 / (1-Q) times and to Rukoto radiation measurement apparatus, characterized in .
請求項7〜11のいずれか1項に記載の放射線計測装置であって、
上記放射線検出部および上記放射線計数部を、それぞれ複数ずつ備えることを特徴とする放射線計測装置。
It is a radiation measuring device of any one of Claims 7-11,
A radiation measurement apparatus comprising a plurality of the radiation detection units and the radiation counting units.
請求項1〜12のいずれか1項に記載の放射線計測装置であって、
上記放射線センサは、半導体センサであることを特徴とする放射線計測装置。
It is a radiation measuring device of any one of Claims 1-12,
The radiation measurement apparatus, wherein the radiation sensor is a semiconductor sensor.
請求項13に記載の放射線計測装置であって、
上記半導体センサは、PINフォトダイオードであることを特徴とする放射線計測装置。
The radiation measurement apparatus according to claim 13,
The radiation measurement apparatus, wherein the semiconductor sensor is a PIN photodiode.
請求項13に記載の放射線計測装置であって、
上記半導体センサは、シンチレータとフォトダイオードとを備えていることを特徴とする放射線計測装置。
The radiation measurement apparatus according to claim 13,
The semiconductor sensor includes a scintillator and a photodiode.
請求項1〜15のいずれか1項に記載の放射線計測装置を搭載した電子機器。   The electronic device carrying the radiation measuring device of any one of Claims 1-15. 請求項1〜15のいずれか1項に記載の放射線計測装置を搭載した携帯電話端末。   A mobile phone terminal equipped with the radiation measuring apparatus according to claim 1.
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