JP6037670B2 - Radiation measurement equipment - Google Patents
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Description
本発明は、原子力発電所、核燃料関連施設等の施設において放射線管理に用いられる放射線監視装置を構成する放射線測定装置に関するものである。 The present invention relates to a radiation measuring apparatus constituting a radiation monitoring apparatus used for radiation management in facilities such as nuclear power plants and nuclear fuel related facilities.
一般に、放射線測定装置は放射線検出器から出力されるパルス状の放射線検出信号を処理し、その入力繰り返し周波数であるパルスの計数率から放射線量率、もしくは放射性物質濃度を算出している。 Generally, the radiation measuring apparatus processes a pulsed radiation detection signal output from a radiation detector, and calculates a radiation dose rate or a radioactive substance concentration from a pulse count rate which is an input repetition frequency.
放射線検出器の出力は、微小パルスであるため、ノイズの混入による誤計数およびそれに伴う誤警報の発報が課題である。このため、放射線測定装置では、放射線検出器からの出力信号を電気回路により増幅および整形し、検出器の時定数と著しく異なる周波数の信号はバンドパスフィルタの機能によりノイズを除去する処理を行っている。 Since the output of the radiation detector is a minute pulse, it is a problem to issue an erroneous count due to noise mixing and a false alarm associated therewith. For this reason, in the radiation measurement device, the output signal from the radiation detector is amplified and shaped by an electric circuit, and the signal having a frequency significantly different from the time constant of the detector is subjected to processing for removing noise by the function of the band pass filter. Yes.
さらに、波高弁別器を利用する場合は、一定の波高値(この波高値を波高弁別レベルとする)以上のパルスを真の放射線検出信号とし、波高弁別レベルに達しない信号をノイズとし除去することが行われている。入力信号の波高が波高弁別レベルよりも大きい場合、波高弁別器はロジックパルスを出力する。このため、波高弁別レベルより小さい信号はノイズとして除去される。波高弁別レベルを観測されるノイズの波高値より有意に高く設定することで、波高弁別によるノイズ除去が可能である。また、一般に、放射線検出器の出力パルス波高は放射線のエネルギーと比例するため、測定対象である放射線のエネルギー範囲にあわせた、波高の上下限を設定し、波高弁別レベルの下限値と上限値の範囲のパルスのみを計測する方法も利用されている。波高弁別レベルの上下限を設定した場合、ノイズによって発生する巨大パルスを除去できる(例えば、特許文献1参照)。 Furthermore, when using a pulse height discriminator, a pulse above a certain peak value (this peak value is regarded as the peak height discrimination level) is regarded as a true radiation detection signal, and signals that do not reach the peak height discrimination level are eliminated as noise. Has been done. If the wave height of the input signal is greater than the wave height discrimination level, the wave height discriminator outputs a logic pulse. For this reason, a signal smaller than the wave height discrimination level is removed as noise. By setting the wave height discrimination level to be significantly higher than the peak value of the observed noise, it is possible to eliminate noise by wave height discrimination. In general, since the output pulse height of the radiation detector is proportional to the energy of the radiation, the upper and lower limits of the wave height are set according to the energy range of the radiation to be measured, and the lower and upper limits of the pulse height discrimination level are set. A method of measuring only a range of pulses is also used. When the upper and lower limits of the wave height discrimination level are set, a huge pulse generated by noise can be removed (see, for example, Patent Document 1).
また、一般に放射線検出器から出力されるパルスの波形は、検出器ごとに固有の形状を持つため、この性質を利用し、パルス幅等の波形情報から入力パルスの真偽を判定することも行われている(例えば、特許文献1参照)。 In general, the pulse waveform output from the radiation detector has a unique shape for each detector. Therefore, this property is used to determine the authenticity of the input pulse from the waveform information such as the pulse width. (For example, refer to Patent Document 1).
放射線測定装置に入力するノイズのうち、単極性のものは上記の処理によってほぼ除去できるが、正負両極性に振動するノイズは除去できない。ノイズが振動していた場合、正常なパルスに似た波形が周期的に入力されるため、放射線測定装置からは、波高弁別レベルを超えるパルスが周期的に入力していると判断できる。このため、振動ノイズを除去する方法として、正常パルスと逆極性側に波高弁別レベルを設け、信号の振動を検知し除去する方法が行われている(例えば、特許文献2参照)。 Of the noise input to the radiation measurement apparatus, unipolar noise can be almost removed by the above processing, but noise oscillating in both positive and negative polarities cannot be removed. When the noise is oscillating, since a waveform similar to a normal pulse is periodically input, it can be determined from the radiation measurement apparatus that a pulse exceeding the pulse height discrimination level is periodically input. For this reason, as a method for removing vibration noise, a method is provided in which a pulse height discrimination level is provided on the side opposite to the normal pulse to detect and remove signal vibration (see, for example, Patent Document 2).
放射線検出器の出力パルスを増幅する増幅器は、その周波数特性によりローパス・ハイパスフィルタとなり、放射線検出器から出力される正常なパルス波形の周波数から大きく異なる周波数を持つ信号を除去することが出来る。しかし、上記フィルタのみでは、正常信号に近い周波数を持つノイズを除去することは出来ない。例えば図1に示す様に、同図の波形aの正常信号に対して、同図の波形bおよびcは正常パルスに対してパルス幅が大きく異なるため、除去することが出来る。しかし、同図の波形dは正極側のみに注目すると正常パルスとほぼ同じパルス幅であるため、除去することが出来ない。 The amplifier that amplifies the output pulse of the radiation detector becomes a low-pass / high-pass filter due to its frequency characteristics, and can remove a signal having a frequency greatly different from the frequency of the normal pulse waveform output from the radiation detector. However, noise having a frequency close to that of a normal signal cannot be removed using only the filter. For example, as shown in FIG. 1, the waveforms b and c in FIG. 1 can be removed from the normal signal having the waveform a in FIG. However, if attention is paid only to the positive electrode side, the waveform d in FIG. 9 has almost the same pulse width as the normal pulse and cannot be removed.
また、放射線検出器から出力される正常パルスは単極性(ここでは正極性とする)であるため、振動ノイズに対しては特許文献1、2のように負極側に波高弁別レベルを設定することにより除去可能であるが、図2に示す様に振動ノイズがオフセットしていた場合、負極側の波高弁別レベルを下回らないため、除去することが出来ず誤計数してしまう。
In addition, since the normal pulse output from the radiation detector is unipolar (in this case, positive polarity), the pulse height discrimination level should be set on the negative electrode side as in
さらに、正常信号に両極性に振動するノイズが重畳した場合、特許文献2の方式では、振動検知後の信号は全て除去するため、正常信号も同時に除去されてしまい、数え落しが発生するという問題があった。
Further, when noise that vibrates in both polarities is superimposed on a normal signal, the method of
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、ノイズ成分を正確に除去し、放射線測定を正確に行うことのできる放射線測定装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a radiation measuring apparatus capable of accurately removing radiation components and accurately performing radiation measurement.
この発明に係る放射線測定装置は、放射線検出器から出力されるアナログ信号パルスを入力して所定の波高条件を満たすパルスを弁別して出力する第1の波高弁別手段と、アナログ信号パルスを入力して所定の波形条件を満たすパルスを弁別して出力する波形弁別手段と、第1の波高弁別手段と波形弁別手段の出力に基づいてアナログ信号パルスの波形が正常か否かを判定するパルス波形判定手段と、アナログ信号パルスと当該アナログ信号パルスを一定時間遅延させたパルスとを合成したアナログ信号パルスを出力する信号合成手段と、第1の波高弁別手段の出力信号を、放射線検出器から出力されるアナログ信号パルスの発生タイミングから一定時間と同程度の時間遅延したタイミングで発生し、かつ、当該一定時間よりも長い時間継続する信号としたゲート信号を生成するゲート生成手段と、ゲート信号の継続する区間の信号合成手段の出力のうち、所定の波高条件を満たすパルスを弁別して出力する第2の波高弁別手段と、第2の波高弁別手段によって発生するダブルカウントを除去するダブルカウント除去手段と、パルス波形判定手段の出力とダブルカウント除去手段との出力に基づいてノイズ除去を行うノイズ除去手段とを備え、ノイズ除去手段の出力パルス数に基づいて放射線検出器で検出される放射線の測定を行うようにしたものである。 The radiation measuring apparatus according to the present invention includes a first pulse height discriminating means for inputting an analog signal pulse output from a radiation detector, discriminating and outputting a pulse satisfying a predetermined wave height condition, and an analog signal pulse. Waveform discriminating means for discriminating and outputting pulses satisfying a predetermined waveform condition; pulse waveform judging means for judging whether or not the waveform of the analog signal pulse is normal based on outputs of the first wave height discriminating means and the waveform discriminating means; The signal synthesis means for outputting the analog signal pulse obtained by synthesizing the analog signal pulse and the pulse obtained by delaying the analog signal pulse for a certain time, and the output signal of the first wave height discrimination means is the analog output from the radiation detector. generated at a timing time delay comparable to the predetermined time from the generation timing of the signal pulses, and a long time continuous than the predetermined time A gate generating means for generating a gate signal with that signal, of the output signal combining means of the section to continue the gate signal, and a second wave height discriminator for outputting the discriminated predetermined height condition is satisfied pulse, the A double count removing means for removing a double count generated by the wave height discriminating means, and a noise removing means for removing noise based on the output of the pulse waveform determining means and the output of the double count removing means. The radiation detected by the radiation detector is measured based on the number of output pulses.
この発明の放射線測定装置は、アナログ信号パルスとアナログ信号パルスを一定時間遅延させたパルスとを合成し、さらに、この遅延させる一定時間よりも長い時間継続するゲート信号を合成して、ゲート信号の区間のパルスのうち、所定の波高条件を満たすパルスを弁別して出力すると共に、ダブルカウントを除去するようにしたので、ノイズ成分を正確に除去することができ、その結果、放射線測定を正確に行うことができる。 The radiation measuring apparatus according to the present invention combines an analog signal pulse and a pulse obtained by delaying the analog signal pulse for a predetermined time, and further combines a gate signal that lasts longer than the predetermined delay time, Among the pulses in the section, the pulses satisfying the predetermined peak height are discriminated and output, and the double count is removed, so that the noise component can be removed accurately, and as a result, the radiation measurement is performed accurately. be able to.
実施の形態1.
図3は、この発明の実施の形態1による放射線測定装置を示す構成図である。
図示の放射線測定装置は、放射線検出器1、増幅器2、波形判定部3、振動ノイズ除去部4、ノイズ除去回路5、レートメータ回路6、工学値演算回路7を備えている。放射線検出器1は、放射線を検出してその値をアナログ信号パルスとして出力する検出器であり、増幅器2は、この放射線検出器1からの出力を増幅する回路である。波形判定部3は、増幅器2の出力に対して正常な波形であるか否かを判定するブロックであり、第1波高弁別回路31、波形弁別回路32、パルス波形判定回路33を備えている。第1波高弁別回路31は、増幅器2で増幅されたアナログ信号パルスを入力して所定の波高条件を満たすパルスを弁別して出力する第1の波高弁別手段である。波形弁別回路32は、増幅器2で増幅されたアナログ信号パルスを入力して所定の波形条件を満たすパルスを弁別して出力する波形弁別手段である。パルス波形判定回路33は、第1波高弁別回路31の出力と波形弁別回路32の出力とをAND演算して、アナログ信号パルスの波形が正常か否かを判定するパルス波形判定手段である。
FIG. 3 is a block diagram showing the radiation measuring apparatus according to
The illustrated radiation measurement apparatus includes a
振動ノイズ除去部4は、増幅器2の出力に対して振動ノイズの除去を行うブロックであり、遅延回路41、合成回路42、ゲート生成回路43、合成ゲート回路44、第2波高弁別回路45、ダブルカウント除去回路46を備えている。遅延回路41は、増幅器2の出力を入力し、所定時間遅延させて合成回路42に出力する回路である。合成回路42は、増幅器2の出力と遅延回路41の出力とを合成したアナログ信号を出力する信号合成手段である。ゲート生成回路43は、第1波高弁別回路31の出力に基づいて、遅延回路41の遅延時間よりも長い時間(望ましくは2倍程度の時間)のゲート信号を出力するゲート生成手段である。合成ゲート回路44は、合成回路42の出力に対してゲート生成回路43のゲート信号を合成して出力する回路である。第2波高弁別回路45は、予め設定した波高弁別レベル2に基づいて、合成ゲート回路44から出力されたアナログ信号がこの波高弁別レベル以上であるかを判定する回路であり、合成ゲート回路44と共に、第2の波高弁別手段を構成している。ダブルカウント除去回路46は、第2波高弁別回路45によって発生するダブルカウントの除去を行うダブルカウント除去手段である。
The vibration
ノイズ除去回路5は、波形判定部3の出力と振動ノイズ除去部4の出力とのAND演算を行い、ノイズ除去を行うノイズ除去手段である。レートメータ回路6は、ノイズ除去回路5から出力されるパルスに対して、単位時間当たりの計数である計数率(計数値を計測時間で割ったもの)を演算する回路である。工学値演算回路7は、予め校正試験にて求めておいた計数率から線量率または放射能濃度への換算係数を現時点の計数率に乗じて工学値を演算する回路である。
The
図4および図5は、放射線測定装置の振動ノイズ除去部4におけるノイズ除去動作を概念的に示す各部のタイミングチャートである。図4および図5中の(a)〜(g)は、それぞれ図3中の出力信号(a)〜(g)に対応している。すなわち、(a)は、増幅器2から出力されるアナログ信号、(b)は、遅延回路41から出力されるアナログ信号、(c)は、合成回路42から出力されるアナログ信号、(d)は、ゲート生成回路43から出力されるロジック信号、(e)は、合成ゲート回路44から出力されるアナログ信号、(f)は、第2波高弁別回路45から出力されるロジック信号、(g)は、ダブルカウント除去回路46から出力されるロジック信号をそれぞれ示している。なお、図4には振動ノイズ除去部4の動作を説明するため、正常パルスおよび振動ノイズの場合を、図5には振動ノイズが重畳した正常パルスの場合を示している。
4 and 5 are timing charts of each part conceptually showing the noise removing operation in the vibration
ここで、正常パルスとは、図1の波形aに示す様に、放射線検出器1が放射線を検出した結果として出力されるアナログの信号であり、単一の単極性ピークを持つパルスであり、そのパルス幅は放射線検出器1の種類と増幅器2の回路定数によって決まるものである。また、振動ノイズとは、図1の波形dに示す様に、正負両極性を持つ波が複数回継続するものであって、誘導ノイズなどに起因する。ノイズの振幅は変動するものの、実用上は時間的に隣り合う波の振幅差はほぼ無視できる。振動ノイズのうち特に問題となるのが、振動の半周期が正常パルスに近い時間幅、すなわち、周波数が正常パルスと同程度であり、振幅が正常パルスの波高値と近い場合である。以下、このような波形の振動波を振動ノイズとする。
Here, the normal pulse is an analog signal output as a result of detection of radiation by the
図3において、放射線検出器1が放射線を検出した結果として得られるアナログの信号パルスは、増幅器2に入力される。増幅器2では放射線検出器1から出力されるアナログ信号を増幅して出力する。増幅器2の出力信号は、2つに分岐され、一方は正常パルスから大きく異なる波形を除去するため、波形判定部3へ入力され、もう一方は入力信号中の振動成分を除去するため、振動ノイズ除去部4へ入力される。
In FIG. 3, an analog signal pulse obtained as a result of detection of radiation by the
波形判定部3に入力された信号はさらに2つに分岐し、第1波高弁別回路31および波形弁別回路32へそれぞれ入力される。第1波高弁別回路31は、シングルチャンネル波高分析器であり、入力パルスの波高値が所定の範囲内である場合、ロジック値としてHighの信号を出力し、入力パルスの波高値が所定の範囲外である場合、ロジック値としてLowの信号を出力する。波形弁別回路32は、入力パルス信号のパルス幅が所定の範囲内である場合、ロジック値として所定の時間幅のHighの信号を出力し、入力パルスのパルス幅が所定の範囲外である場合、ロジック値としてLowの信号を出力する。ここで、所定の時間幅とは、図1の波形aに示されるような正常パルスの幅に対して、2倍程度の時間幅である。
The signal input to the waveform determination unit 3 is further branched into two and input to the first wave
第1波高弁別回路31および波形弁別回路32からの出力信号はパルス波形判定回路33に入力され、両者のAND演算が行われる。すなわち、波高値が計測対象放射線のエネルギー範囲、かつパルス幅が正常パルスの範囲内の場合、正常パルスと判定される。正常パルスと判定された場合、パルス波形判定回路33はロジック値としてHighの信号を出力し、正常パルスと判定されなかった場合ロジック値としてLowの信号を出力する。このロジック値が波形判定部3の処理結果となる。
Output signals from the first wave
振動ノイズ除去部4へ入力された信号は、さらに2つに分岐され、1つはそのまま合成回路42へ入力され、もう1つは遅延回路41を経て合成回路42に入力される。遅延回路41は入力されたアナログ信号を所定の時間幅だけ遅延させて出力する。ここで、遅延回路41の信号遅延時間W1は正常パルスのパルス幅に設定しておく。合成回路42は2つの入力信号の合成信号を出力するため、図4の信号列(c)に示すように、正常波形が入力された場合はピークが2つ並ぶ形となる。
The signal input to the vibration
ゲート生成回路43は、第1波高弁別回路31からのロジック信号を時間W1だけ遅延させ、時間幅W2に亘り出力する。ここで、W2はW1の2倍弱とする。2倍を超えた場合、ゲート信号が連続するため、2倍を僅かに下回るようにしておく。合成ゲート回路44はゲート生成回路43の出力信号がONの区間のみ、合成回路42から入力される信号を出力する。これにより、合成ゲート回路44からは、図4(1)の(e)に示す様に、合成波形(c)において遅延時間W1の区間の波形が除去され、遅延回路41により遅延されたアナログ信号のみが出力される。これにより、放射線検出器1において正常なパルスが出力された場合、合成ゲート回路44の出力は単極のパルスとなる。
The
第2波高弁別回路45は、合成ゲート回路44から出力されるアナログ信号に対して波高値が所定の範囲内である場合にロジック値としてHighの信号を出力し、波高値が所定の範囲外である場合ロジック値としてLowの信号を出力する。図4(f)に示されるように、放射線検出器1において正常なパルスが出力された場合はロジック値としてのHigh信号が1つのみ出力される。
The second wave
ダブルカウント除去回路46は、第2波高弁別回路45から出力されるロジック値を受け取る。ロジック値としてHigh信号が入力された場合、図4(1)の(g)に示す様に、入力されたHigh信号の幅にかかわらず、時間幅W3のHigh信号を出力する。ここで、W3はW1の2倍に設定する。なお、ダブルカウント除去回路46は、High信号が入力されて時間幅W3のHigh信号を出力する場合は、次のHigh信号を受け付けないようにしておくことで、第2波高弁別回路45から出力される2つのロジック信号が1つにまとまり、1つの正常パルスを2つあると誤計数しまうダブルカウントが除去できる。このロジック信号が振動ノイズ除去部4の処理結果となる。
ここで、図4(1)の(a)および(g)に示す様に、振動ノイズ除去部4から出力されるロジック値Highの信号の数は、放射線検出器1が放射線を検出した結果として得られる正常なアナログの信号パルスの数と等しくなる。
The double
Here, as shown in (a) and (g) of FIG. 4 (1), the number of signals of the logic value High output from the vibration
波形判定部3および振動ノイズ除去部4の処理結果は、ノイズ除去回路5へ入力される。ノイズ除去回路5では、2つの入力信号のAND演算が行わる。波形判定部3において、波高値およびパルス幅が正常波形の範囲内と判定された場合、波形判定部3はロジック値としてHigh信号を出力するため、ノイズ除去回路5から出力されるロジック信号の数は、放射線検出器1が放射線を検出した結果として得られる正常なアナログの信号パルスの数と等しくなる。
ノイズ除去回路5から出力されるロジック値High信号はレートメータ回路6に入力され、計数率演算が行われた後、さらに工学値演算回路7にて放射線量率または放射能濃度等の工学値が出力される。
The processing results of the waveform determination unit 3 and the vibration
The logic value High signal output from the
次に、放射線検出器1から正常パルスが出力されず、図4(2)の(a)に示す振動ノイズが増幅器2に入力された場合の動作を説明する。
増幅器2では混入した振動ノイズを増幅して出力する。増幅器2の出力信号は、2つに分岐され、一方は正常パルスから大きく異なる波形を除去するため、波形判定部3へ入力され、もう一方は入力信号中の振動成分を除去するため、振動ノイズ除去部4へ入力される。
Next, an operation when a normal pulse is not output from the
The
波形判定部3に入力された信号はさらに2つに分岐し、第1波高弁別回路31および波形弁別回路32へ、それぞれ入力される。振動ノイズは振幅が所定の範囲内であるため、第1波高弁別回路31はロジック値としてHighの信号を出力する。また、振動ノイズの半周期は正常パルスと近い時間幅を持つため、波形弁別回路32は入力パルスのパルス幅が所定の範囲内であると判断して、ロジック値としてHighの信号を出力する。第1波高弁別回路31および波形弁別回路32からの出力信号がパルス波形判定回路33に入力され、両者のAND演算が行われた結果、正常パルスと判定され、ロジック値としてHighの信号を出力する。よって波形判定部3の処理結果はロジック値としてHighの信号となる。
The signal input to the waveform determination unit 3 is further branched into two and input to the first wave
振動ノイズ除去部4へ入力された信号は、さらに2つに分岐され、1つはそのまま合成回路42へ入力され、もう1つは遅延回路41を経て合成回路42に入力される。遅延回路41は入力されたアナログ信号を所定の時間幅だけ遅延させて出力する。ここで、遅延回路41の信号遅延時間W1は正常パルスのパルス幅に設定しておく。合成回路42は2つの入力信号の合成信号を出力するが、2つの入力信号である図4(2)の(a)と図4(2)の(b)は互いに半波長ずれた正弦波とみなすことが出来るため、これらの合成波は正極側と負極側の振幅成分が打ち消しあい、出力は0となる。しかし、図4(2)の信号(c)に示すように、振動ノイズの開始から時間幅W1の領域については、入力された振動ノイズの波形が打ち消されずにそのまま残り、振動ノイズの終端部から時間幅W1の領域については、遅延された振動ノイズの終端部の波形が打ち消されずにそのまま残ってしまう。
The signal input to the vibration
合成回路42の出力信号は合成ゲート回路44に入力される。ゲート生成回路43は、第1波高弁別回路31の出力信号を時間W1だけ遅延させ、幅W2に亘り出力する。ここで、W2はW1の2倍弱とする。W2がW1の2倍を超えた場合、ゲート信号が連続するため、W2はW1≦W2<2W1となるようにしておく。
合成ゲート回路44はゲート生成回路43の出力信号がONの区間のみ、合成回路42から入力される信号を出力する。これにより、合成ゲート回路44からは、図4(1)の(e)に示す様に、合成波形(c)において遅延時間W1の区間の波形が除去され、遅延回路41により遅延されたアナログ信号のみが出力される。これにより、図4(2)の信号(c)のうち、振動ノイズの開始から時間幅W1の領域に残っていた振動ノイズの波形は除去され、図4(2)の(e)に示す様に、振動ノイズの終端から時間幅W1の領域に残ってしまう負極側出力以外の出力は0になる。
第2波高弁別回路45は、合成ゲート回路44から出力されるアナログ信号に対して波高値が所定の範囲内である場合にロジック値としてHighの信号を出力し、波高値が所定の範囲外である場合ロジック値としてLowの信号を出力する。ここで、図4(2)の(e)は、波高弁別レベル2を超えないため、ロジック値としてLowの信号が出力される。
The output signal of the
The
The second wave
ダブルカウント除去回路46には、ロジック値としてHigh信号が入力されないため、ダブルカウント除去回路46はロジック値としてLow信号を出力する。そのため、振動ノイズ除去部4の処理結果はロジック値としてLowの信号となる。
Since the High signal is not input as a logic value to the double
波形判定部3および振動ノイズ除去部4の処理結果は、ノイズ除去回路5へ入力される。ノイズ除去回路5で、2つの入力信号のAND演算が行われた結果、ノイズ除去回路5からはロジック値としてHighの信号は出力されない。このため、振動ノイズは計数されず、振動ノイズを除去することが出来る。
The processing results of the waveform determination unit 3 and the vibration
次に、放射線検出器1から正常パルスが出力されず、図4(3)の(a)に示す振動ノイズが増幅器2に入力された場合の動作を説明する。
図4(2)の(a)に示す振動ノイズとの違いは、振動ノイズの終端が図4(2)の(a)では負極側の振動であるのに対して、図4(3)の(a)では正極側の振動である点のみである。そのため、波形判定部3での判定結果は正常パルスとなり、ロジック値としてHighの信号が出力される。また、振動ノイズ除去部4では、合成ゲート回路44以降の処理結果が異なる。
Next, an operation when a normal pulse is not output from the
The difference from the vibration noise shown in (a) of FIG. 4 (2) is that the end of the vibration noise is the vibration on the negative electrode side in (a) of FIG. 4 (2), whereas in FIG. In (a), it is only a point which is a vibration on the positive electrode side. Therefore, the determination result in the waveform determination unit 3 is a normal pulse, and a high signal is output as a logic value. In the vibration
合成ゲート回路44の出力は、振動ノイズの振幅が正極側となるため、図4(3)の(e)に示すように、図4(2)の(e)とは異なり、振動ノイズの終端から時間幅W1の領域において正極側に振動する波形が打ち消されずに残ってしまう。そのため、第2波高弁別回路45において、図4(3)の(e)の波高値が波高弁別レベル2を超えるため、図4(3)の(f)に示す様に、ロジック値としてHighの信号が出力される。
波形判定部3での判定結果が正常パルスであるため、ノイズ除去回路5からは図4(3)の(g)に示す様に、ロジック値として時間幅W3のHigh信号が出力される。これにより、レートメータ回路6へロジック値High信号が入力されるため、放射線検出器1が放射線を検出した結果として得られる正常なアナログの信号パルスと誤計数される。
Since the amplitude of the vibration noise is on the positive side, the output of the
Since the determination in the waveform judgment unit 3 is normal pulse, from the
ただし、図4(3)の(a)に示す波形は、図4(2)の(a)に示す振動ノイズの直後に、放射線検出器1が放射線を検出した結果として得られる正常なアナログの信号パルスが入力した場合と原理的に区別できない。このため、放射線検出器1が放射線を検出した結果として得られる正常なアナログの信号パルスを誤って除去する危険性を排除するため、ノイズ除去の対象とはならない。
However, the waveform shown in (a) of FIG. 4 (3) is a normal analog waveform obtained as a result of the
次に、図5に示す様に、放射線検出器1が放射線を検出した結果として得られる正常なアナログの信号パルスに振動ノイズが重畳した場合について説明する。図5の(1)〜(3)の3パターンは、正常パルスと重畳する振動パルスの位相差による違いを説明するため、典型的な3つの位相差を示している。図5(1)が同位相の場合、図5(2)が1/4位相ずれている場合、図5(3)が1/2位相ずれている場合である。
Next, as shown in FIG. 5, a case where vibration noise is superimposed on a normal analog signal pulse obtained as a result of detection of radiation by the
振動ノイズが同位相で重畳した場合、増幅器2からは図5(1)の(a)に示す信号が出力される。振動ノイズの振幅に対して、正常パルスの領域のみ振幅が大きくなっているため、合成回路42からは、図5(1)の(c)に示す信号が出力される。これに対して合成ゲート回路44での信号処理を行った結果として、図5(1)の(e)に示す信号が出力される。図5(1)の(e)の信号では、正常パルスに起因する2つの連続するピーク波形が現れる。また、図4(2)の(c)に示す振動ノイズのみの場合と同じく振動ノイズの終端から時間幅W1の領域に負極側の振動成分が残っているが、これは後段の第2波高弁別回路45により除去される。第2波高弁別回路45からは、図5(1)の(f)に示すように、ロジック値として2つのHigh信号が連続して出力されるが、後段のダブルカウント除去回路46により、2つのHigh信号のうち2番目のHigh信号が除去され、1つのHigh信号が出力される。このため、放射線検出器1が放射線を検出した結果として得られる正常なアナログの信号パルスの数と同じ数のHigh信号が後段のレートメータ回路6に入力され計数される。
When the vibration noise is superposed with the same phase, the
図5(2)に示す様に、位相が1/4ずれた場合においても、合成ゲート回路44の出力信号には正常パルスに起因する2つの連続するピーク波形が現れる。第2波高弁別回路45からは、図5(2)の(f)に示すように、ロジック値として2つのHigh信号が連続して出力されるが、後段のダブルカウント除去回路46により、2つのHigh信号のうち2番目のHigh信号が除去され、1つのHigh信号が出力される。このため、放射線検出器1が放射線を検出した結果として得られる正常なアナログの信号パルスの数と同じ数のHigh信号が後段のレートメータ回路6に入力され計数される。
As shown in FIG. 5 (2), even when the phase is shifted by ¼, two continuous peak waveforms caused by normal pulses appear in the output signal of the
図5(3)に示す様に、位相が1/2ずれた場合においても、合成ゲート回路44の出力信号には正常パルスに起因する2つの連続するピーク波形が現れる。しかし、同位相および1/4位相ずれた場合と異なり、1/2位相ずれた場合は、2つの連続するピーク波形は重なっており、第2波高弁別回路45からは、図5(3)の(f)に示すように、ロジック値として1つのHigh信号が連続して出力される。
As shown in FIG. 5 (3), even when the phase is shifted by ½, two continuous peak waveforms resulting from the normal pulse appear in the output signal of the
仮に、振動ノイズの振幅が小さく、2つの連続するピーク波形が重なっていない場合でも、後段のダブルカウント除去回路46により、2つのHigh信号のうち2番目のHigh信号が除去され、1つのHigh信号が出力される。このため、放射線検出器1が放射線を検出した結果として得られる正常なアナログの信号パルスの数と同じ数のHigh信号が後段のレートメータ回路6に入力され計数される。
Even if the amplitude of the vibration noise is small and two continuous peak waveforms do not overlap, the second high signal is removed from the two high signals by the double
以上のように、実施の形態1では、入力信号に対して波高および波形判定を行うことにより放射線検出器1からの正常パルスと大きく形状の異なるノイズ信号を除去可能である。さらに、放射線検出器1からの正常パルスに近い周波数を持つ振動に対しては、入力信号とそれを正常パルスのパルス幅W1分遅延させた信号とを合成することにより、振動成分の山と谷が互いに振幅を打ち消しあうことで、振動成分のみを除去できる特徴を持つ。ここで、信号入力から遅延時間W1内に残る元々の信号成分は、信号入力からW1ほど遅らせたゲート信号を利用することで信号取得時間をずらすため出力されない。さらにゲートをかけた出力信号に対して第2の波高弁別を行い、出力されるロジック信号の幅をパルス幅W1の2倍に整形することで、振動ノイズ成分を除去することが可能である。
As described above, in the first embodiment, it is possible to remove a noise signal having a shape significantly different from that of a normal pulse from the
図6は、以上説明した放射線測定装置のノイズ除去処理を示すフローチャートである。
増幅器2の出力が波形判定部3の第1波高弁別回路31と波形弁別回路32に入力され(ステップST1)、これら第1波高弁別回路31および波形弁別回路32で入力パルス波高が所定の範囲内であるか、また、入力パルス幅が所定の範囲内であるかを判定する(ステップST2a,ST2b)。パルス波形判定回路33は、これら第1波高弁別回路31および波形弁別回路32の出力が共にHIGHであった場合に正常パルスと判定する(ステップST3)。一方、ステップST2a,ST2bで所定の範囲内ではなかった場合はノイズと判定される。
FIG. 6 is a flowchart showing the noise removal processing of the radiation measuring apparatus described above.
The output of the
また、増幅器2の出力が振動ノイズ除去部4に入力され(ステップST1)、遅延回路41および合成回路42によって遅延合成処理が行われる(ステップST5)。また、ゲート生成回路43では第1波高弁別回路31の出力に基づいてゲート信号を生成し(ステップST6)、このゲート信号を用いて合成ゲート回路44では合成回路42からの出力を合成する。第2波高弁別回路45では、合成ゲート回路44の出力に基づいて、ゲート区間の合成信号波形が所定の範囲内であるかを判定し(ステップST7)、所定の範囲内であった場合はダブルカウント除去回路46によってダブルカウント除去が行われる(ステップST8)。一方、ステップST7において、所定の範囲内でなかった場合はノイズと判定される。
Further, the output of the
パルス波形判定回路33からの出力とダブルカウント除去回路46からの出力はノイズ除去回路5においてAND演算が行われ、正常なパルスとして出力される。なお、レートメータ回路6の動作や工学値演算回路7の動作については公知であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
The output from the pulse
以上説明したように、実施の形態1の放射線測定装置によれば、放射線検出器から出力されるアナログ信号パルスを入力して所定の波高条件を満たすパルスを弁別して出力する第1の波高弁別手段と、アナログ信号パルスを入力して所定の波形条件を満たすパルスを弁別して出力する波形弁別手段と、第1の波高弁別手段と波形弁別手段の出力に基づいてアナログ信号パルスの波形が正常か否かを判定するパルス波形判定手段と、アナログ信号パルスとアナログ信号パルスを一定時間遅延させたパルスとを合成したアナログ信号パルスを出力する信号合成手段と、放射線検出器から出力されるアナログ信号パルスの発生タイミングから一定時間と同程度の遅延タイミングで発生し、かつ、一定時間よりも長い時間継続するゲート信号を生成するゲート生成手段と、ゲート信号の区間の信号合成手段の出力のうち、所定の波高条件を満たすパルスを弁別して出力する第2の波高弁別手段と、第2の波高弁別手段によって発生するダブルカウントを除去するダブルカウント除去手段と、パルス波形判定手段の出力とダブルカウント除去手段との出力に基づいてノイズ除去を行うノイズ除去手段とを備え、ノイズ除去手段の出力パルス数に基づいて放射線検出器で検出される放射線の測定を行うようにしたので、ノイズ成分の除去を確実に行うことができ、放射線測定を正確に行うことができる。 As described above, according to the radiation measuring apparatus of the first embodiment, the first wave height discriminating means that receives the analog signal pulse output from the radiation detector and discriminates and outputs the pulse satisfying the predetermined wave height condition. A waveform discrimination means for inputting an analog signal pulse and discriminating and outputting a pulse satisfying a predetermined waveform condition, and whether the waveform of the analog signal pulse is normal based on the outputs of the first wave height discrimination means and the waveform discrimination means A pulse waveform determining means for determining whether or not, a signal synthesizing means for outputting an analog signal pulse obtained by synthesizing an analog signal pulse and a pulse obtained by delaying the analog signal pulse for a predetermined time, and an analog signal pulse output from the radiation detector Generates a gate signal that occurs at the same delay time as the fixed time from the generation timing and lasts longer than the fixed time Among the outputs of the gate generating means and the signal synthesizing means in the section of the gate signal, a second wave height discriminating means for discriminating and outputting a pulse satisfying a predetermined wave height, and a double count generated by the second wave height discriminating means A double count removing means for removing, a noise removing means for removing noise based on the output of the pulse waveform determining means and the output of the double count removing means, and a radiation detector based on the number of output pulses of the noise removing means. Since the detected radiation is measured, the noise component can be reliably removed, and the radiation measurement can be performed accurately.
また、実施の形態1の放射線測定装置によれば、ゲート信号は一定時間の2倍を僅かに下回る時間継続する信号であるようにしたので、正常パルスを正しく検出することができ、ノイズ除去を確実に行うことができる。 Further, according to the radiation measuring apparatus of the first embodiment, since the gate signal is a signal that continues for a time slightly less than twice the fixed time, a normal pulse can be detected correctly and noise removal can be performed. It can be done reliably.
また、実施の形態1の放射線測定装置によれば、ダブルカウント除去手段は、第2の波高弁別手段の出力が入力されるタイミングで一定時間の2倍の時間継続する信号を出力し、かつ、この信号が出力されている間は、第2の波高弁別手段の出力を受け付けないようにしたので、第2の波高弁別手段によってパルスのダブルカウントが発生した場合でも、これを確実に除去することができる。 Further, according to the radiation measuring apparatus of the first embodiment, the double count removing means outputs a signal that lasts twice as long as a certain time at the timing when the output of the second wave height discriminating means is inputted, and While this signal is being output, the output of the second wave height discriminating means is not accepted, so even if a double count of pulses is generated by the second wave height discriminating means, it is surely removed. Can do.
実施の形態2.
図7は、実施の形態2の放射線測定装置を示す構成図である。また、図8は、実施の形態2における信号処理の動作を概念的に示すタイミングチャートである。
FIG. 7 is a configuration diagram illustrating the radiation measuring apparatus according to the second embodiment. FIG. 8 is a timing chart conceptually showing the signal processing operation in the second embodiment.
実施の形態2の放射線測定装置は、振動ノイズ除去部4aにおいて、ピークホールド回路47を備え、第2波高弁別回路45aの波高弁別レベルがこのピークホールド回路47の出力によって決定される点が実施の形態1とは異なる点である。すなわち、ピークホールド回路47は、増幅器2から出力されるアナログ信号パルスのピーク波高値をホールドする回路である。また、第2波高弁別回路45aは、ピークホールド回路47で得られたピーク波高値に基づいてその波高弁別レベルを決定するよう構成されている。その他の構成については、図3に示した実施の形態1と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
The radiation measuring apparatus of the second embodiment includes a
実施の形態2では、増幅器2からの信号は振動ノイズ除去部4aへ入力された後3つに分岐され、そのうちの2つは実施の形態1と同じく1つはそのまま合成回路42へ入力され、もう1つは遅延回路41を経て合成回路42に入力されるが、残りの1つはピークホールド回路47へ入力されること、および第2波高弁別回路45aの波高弁別レベルが可変であることのみが実施の形態1と異なる。
In the second embodiment, the signal from the
放射線検出器1が放射線を検出した結果として得られる正常なアナログの信号パルスは図8(1)の(a)に示す通り、放射線検出器1の信号出力特性と増幅器2の回路定数により、パルスの立上り時間と立下り時間が異なり、立下り時間の方が長くなるため、図8(1)の(c)に示す通り、合成回路42の出力信号に現れる2つの連続したピークのうち、2番目のピークの方は、入力パルスの立ち下がり成分が加算されるため、入力パルスの波高値よりも波高値が高くなる(入力パルス波高値Vp<合成回路42の出力パルス波高値Vp’)。
A normal analog signal pulse obtained as a result of detection of radiation by the
そのため、図8(1)の(e)に示す様に、合成ゲート回路44から出力されるパルス波形の波高値Vp’は、入力パルスの波高値Vpよりも高くなる。
一方、図8(2)の(c)に示す様に、振動ノイズは、立上り時間と立下り時間が同じであるため、合成信号の最大波高値は入力信号の最大波高値Vpと同じ高さとなる。そこで、第2波高弁別回路45aの波高弁別レベルが可変であることを利用し、図8(e)に示すように、第2波高弁別回路45aの波高弁別レベルVp’’を入力パルスのピーク波高値Vpより若干高い電圧レベルである波高弁別レベル3に設定する。
Therefore, as shown in (e) of FIG. 8 (1), the peak value V p ′ of the pulse waveform output from the
On the other hand, as shown in (c) of FIG. 8 (2), the vibration noise, since the rise and fall times are the same, the maximum wave height value of the combined signal as high as the maximum peak value V p of the input signal It becomes. Therefore, using the fact that the pulse height discrimination level of the second wave
ここでは、ピークホールド回路47の出力を利用する。ピークホールド回路47は、図8(a)に示す様に、入力パルスのピーク波高値Vpに相当する電圧を出力するので、電圧Vpを第2波高弁別回路45aに入力し、Vpに対し一定の割合を加算した波高値Vp’’を波高弁別レベル3を設定する。すなわち、Vp<Vp’’<Vp’となるVp’’を波高弁別レベル3に設定する。
こうすることで、入力信号が正常パルスの場合は波高弁別レベル3を超えるため、図8(1)の(f)に示す様に第2波高弁別回路45aからロジック値としてHigh信号が出力されるが、入力信号が振動パルスの場合は波高弁別レベル3を超えないため、図8(2)の(f)に示す様に第2波高弁別回路45aからはロジック値としてHigh信号が出力されない。このため、振動ノイズは計数されず、振動ノイズを除去することが可能である。
Here, the output of the
As a result, when the input signal is a normal pulse, it exceeds the wave height discrimination level 3, so that a high signal is output as a logic value from the second wave
さらに、図8(2)の(e)に示す通り、振動ノイズに対しては終端の振動成分の極性にかかわらず、合成信号の最大波高値が入力信号の最大波高値と同じ高さとなることから、実施の形態1において除去できなかった、波長が(n+1/2)λ(ただしλは振動性ノイズの1波長、nは整数)の振動ノイズにおける最後尾の正極性信号の除去が可能となる。 Furthermore, as shown in (e) of FIG. 8 (2), for vibration noise, the maximum peak value of the synthesized signal is the same as the maximum peak value of the input signal regardless of the polarity of the vibration component at the end. Thus, it is possible to remove the last positive signal in the vibration noise having the wavelength of (n + 1/2) λ (where λ is one wavelength of the vibration noise and n is an integer) that could not be removed in the first embodiment. Become.
以上説明したように、実施の形態2の放射線測定装置によれば、放射線検出器から出力されるアナログ信号パルスのピーク波高値を取得するピークホールド手段を備え、第2の波高弁別手段の波高弁別レベルをピーク波高値に基づいて決定するようにしたので、精度の高いノイズ除去を行うことができる。 As described above, according to the radiation measurement apparatus of the second embodiment, the peak hold means for obtaining the peak value of the analog signal pulse output from the radiation detector is provided, and the pulse height discrimination of the second pulse height discrimination means is provided. Since the level is determined based on the peak wave height value, highly accurate noise removal can be performed.
また、実施の形態2の放射線測定装置によれば、波高弁別レベルは、アナログ信号パルスのピーク波高値よりも高く、かつ、信号合成手段の出力するピーク波高値よりも低い値であるようにしたので、振動ノイズを正確に除去することができる。 Further, according to the radiation measuring apparatus of the second embodiment, the pulse height discrimination level is set to be higher than the peak peak value of the analog signal pulse and lower than the peak peak value output from the signal synthesis means. Therefore, vibration noise can be accurately removed.
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 In the present invention, within the scope of the invention, any combination of the embodiments, or any modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment is possible. .
1 放射線検出器、2 増幅器、3 波形判定部、4,4a 振動ノイズ除去部、5 ノイズ除去回路、6 レートメータ回路、7 工学値演算回路、31 第1波高弁別回路、32 波形弁別回路、33 パルス波形判定回路、41 遅延回路、42 合成回路、43 ゲート生成回路、44 合成ゲート回路、45,45a 第2波高弁別回路、46 ダブルカウント除去回路、47 ピークホールド回路。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記アナログ信号パルスを入力して所定の波形条件を満たすパルスを弁別して出力する波形弁別手段と、
前記第1の波高弁別手段と前記波形弁別手段の出力に基づいて前記アナログ信号パルスの波形が正常か否かを判定するパルス波形判定手段と、
前記アナログ信号パルスと当該アナログ信号パルスを一定時間遅延させたパルスとを合成したアナログ信号パルスを出力する信号合成手段と、
前記第1の波高弁別手段の出力信号を、前記放射線検出器から出力されるアナログ信号パルスの発生タイミングから前記一定時間と同程度の時間遅延したタイミングで発生し、かつ、当該一定時間よりも長い時間継続する信号としたゲート信号を生成するゲート生成手段と、
前記ゲート信号の継続する区間の前記信号合成手段の出力のうち、所定の波高条件を満たすパルスを弁別して出力する第2の波高弁別手段と、
前記第2の波高弁別手段によって発生するダブルカウントを除去するダブルカウント除去手段と、
前記パルス波形判定手段の出力と前記ダブルカウント除去手段との出力に基づいてノイズ除去を行うノイズ除去手段とを備え、
前記ノイズ除去手段の出力パルス数に基づいて前記放射線検出器で検出される放射線の測定を行うことを特徴とする放射線測定装置。 A first wave height discriminating means for inputting an analog signal pulse output from the radiation detector and discriminating and outputting a pulse satisfying a predetermined wave height condition;
Waveform discrimination means for inputting the analog signal pulse and discriminating and outputting a pulse satisfying a predetermined waveform condition;
Pulse waveform determination means for determining whether or not the waveform of the analog signal pulse is normal based on outputs of the first wave height discrimination means and the waveform discrimination means;
A signal synthesis means for outputting an analog signal pulse obtained by synthesizing the analog signal pulse and a pulse obtained by delaying the analog signal pulse for a predetermined time;
An output signal of said first pulse height discriminator means, generated from the generation timing of the analog signal pulses outputted from the radiation detector at a timing time delay comparable to the predetermined time, and longer than the predetermined time Gate generating means for generating a gate signal as a signal that continues for a time;
A second wave height discriminating means for discriminating and outputting a pulse satisfying a predetermined wave height condition among the outputs of the signal synthesizing means in the section where the gate signal continues ;
A double count removing means for removing a double count generated by the second wave height discriminating means;
Noise removing means for removing noise based on the output of the pulse waveform determining means and the output of the double count removing means,
A radiation measuring apparatus for measuring radiation detected by the radiation detector based on the number of output pulses of the noise removing means.
前記第2の波高弁別手段の波高弁別レベルを前記ピーク波高値に基づいて決定することを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載の放射線測定装置。 Includes a peak hold means for obtaining a peak pulse height of an analog signal pulse outputted from the radiation detector,
4. The radiation measuring apparatus according to claim 1, wherein a wave height discrimination level of the second wave height discriminating unit is determined based on the peak wave peak value. 5.
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