JP6076062B2 - 放射線モニタ - Google Patents
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Description
また、放射線モニタを構成する微少電流測定装置における電気回路の特性例えば放射線検出器から入力される電流を電荷積分するコンデンサの容量等の特性が温度により変化するため、放射線検出器から同じ電流が供給された場合でもコンデンサが所定電圧まで充電される時間が変化する。このため、矩形波パルスの繰り返し周波数が変化し、この繰り返し周波数に基づき算出された電流値が温度の影響を受け、測定誤差が相対的に大きくなるという問題点があった。
放射線検出器と鋸波状パルス生成部と計数部と電圧検出部と温度測定部と演算部とバイアス電源部とを有する放射線モニタであって、
上記放射線検出器は、放射線を検出して電流信号を出力するものであり、
上記鋸波状パルス生成部は、電荷積分部と電圧比較部と電荷放電部とを有し、
上記電荷積分部は、上記放射線検出器から入力された上記電流信号を電荷として蓄積し、蓄積された電荷に比例した電圧信号を出力するものであり、
上記電圧比較部は、上記電荷積分部が出力する上記電圧信号が設定された値に到達したらトリガ信号を出力するものであり、
上記電荷放電部は、上記トリガ信号をトリガにして上記電荷積分部に蓄積された電荷を放電させるものであり、
上記電荷積分部の上記電圧信号は上記電荷の蓄積と上記放電とを繰り返すことにより鋸波状に変化する鋸波状パルスとして出力されるものであり、
上記計数部は、設定時間当たりの上記トリガ信号の数を計数値N(n)として計数するものであり、
上記電圧検出部は、上記鋸波状パルスの電圧を検出するとともに上記設定時間経過時における上記鋸波状パルスの電圧値を設定時間経過時電圧として検出するものであり、
上記温度測定部は、上記放射線検出器及び上記鋸波状パルス生成部の少なくとも一方の周囲温度を温度データとして測定するものであり、
上記演算部は、計数率算出部とリーク電流補償部とを有し、
上記計数率算出部は、上記鋸波状パルスのピーク電圧と谷電圧との電圧差を1カウントとみなし、上記設定時間経過時電圧に基づいて1カウント未満の計数値p(n)を求め、上記計数値N(n)に加算してN(n)+p(n)を求め、前回の測定時に求めた1カウント未満の計数値p(n−1)を減算して、両者の差の{N(n)+p(n)}−p(n−1)に基づいて計数率を求めるものであり、
上記リーク電流補償部は、上記温度データに基づいてリーク電流を求め上記求められたリーク電流に基づいて上記計数率を補償するものであり、
上記バイアス電源部は、上記放射線検出器にバイアス電圧を供給して上記放射線を検出して上記電流信号を出力しうる状態にするものである。
放射線検出器と鋸波状パルス生成部と計数部と電圧検出部と温度測定部と演算部とバイアス電源部とを有する放射線モニタであって、
上記放射線検出器は、放射線を検出して電流信号を出力するものであり、
上記鋸波状パルス生成部は、電荷積分部と電圧比較部と電荷放電部とを有し、
上記電荷積分部は、上記放射線検出器から入力された上記電流信号を電荷として蓄積し、蓄積された電荷に比例した電圧信号を出力するものであり、
上記電圧比較部は、上記電荷積分部が出力する上記電圧信号が設定された値に到達したらトリガ信号を出力するものであり、
上記電荷放電部は、上記トリガ信号をトリガにして上記電荷積分部に蓄積された電荷を放電させるものであり、
上記電荷積分部の上記電圧信号は上記電荷の蓄積と上記放電とを繰り返すことにより鋸波状に変化する鋸波状パルスとして出力されるものであり、
上記計数部は、設定時間当たりの上記トリガ信号の数を計数値として計数するものであり、
上記電圧検出部は、上記設定時間経過時における上記鋸波状パルスの電圧値を設定時間経過時電圧として検出するものであり、
上記温度測定部は、上記放射線検出器及び上記鋸波状パルス生成部の少なくとも一方の周囲温度を温度データとして測定するものであり、
上記演算部は、計数率算出部とリーク電流補償部とゲイン補償部とを有し、
上記計数率算出部は、上記計数値及び上記設定時間経過時電圧に基づいて計数率を求めるものであり、
上記リーク電流補償部は、上記温度データに基づいてリーク電流を求め上記求められたリーク電流に基づいて上記計数率を補償するものであり、
上記ゲイン補償部は、上記電流信号を上記鋸波状パルスの繰り返し周波数に変換する変換率としてのゲインについて、上記温度データ及び上記鋸波状パルスのピーク電圧と谷電圧との電圧差に基づいて測定時における上記ゲインを求め、測定時における上記ゲインに基づいて上記計数率を補償するものであり、
上記バイアス電源部は、上記放射線検出器にバイアス電圧を供給して上記放射線を検出して上記電流信号を出力しうる状態にするものである。
放射線検出器と鋸波状パルス生成部と計数部と電圧検出部と温度測定部と演算部とゲイン補償測定モード切換部とバイアス電源部とを有する放射線モニタであって、
上記放射線検出器は、放射線を検出して電流信号を出力するものであり、
上記鋸波状パルス生成部は、電荷積分部と電圧比較部と電荷放電部とを有し、
上記電荷積分部は、上記放射線検出器から入力された上記電流信号を電荷として蓄積し、蓄積された電荷に比例した電圧信号を出力するものであり、
上記電圧比較部は、上記電荷積分部が出力する上記電圧信号が設定された値に到達したらトリガ信号を出力するものであり、
上記電荷放電部は、上記トリガ信号をトリガにして上記電荷積分部に蓄積された電荷を放電させるものであり、
上記電荷積分部の上記電圧信号は上記電荷の蓄積と上記放電とを繰り返すことにより鋸波状に変化する鋸波状パルスとして出力されるものであり、
上記計数部は、設定時間当たりの上記トリガ信号の数を計数値として計数するものであり、
上記電圧検出部は、上記設定時間経過時における上記鋸波状パルスの電圧値を設定時間経過時電圧として検出するものであり、
上記温度測定部は、上記放射線検出器及び上記鋸波状パルス生成部の少なくとも一方の周囲温度を温度データとして測定するものであり、
上記演算部は、計数率算出部とリーク電流補償部とゲイン補償部とを有し、
上記計数率算出部は、上記計数値及び上記設定時間経過時電圧に基づいて計数率を求めるものであり、
上記リーク電流補償部は、上記温度データに基づいてリーク電流を求め上記求められたリーク電流に基づいて上記計数率を補償するものであり、
上記ゲイン補償部は、上記電流信号を上記鋸波状パルスの繰り返し周波数に変換する変換率としてのゲインについて、上記温度データに基づいて測定時における上記ゲインを求め、測定時における上記ゲインに基づいて上記計数率を補償するものであり、
上記ゲイン補償測定モード切換部は、上記ゲイン補償部が上記温度データ及び予め設定された温度と上記ゲインとの関係に基づいて測定時における上記ゲインを求める通常のゲイン補償測定モードと、上記ゲイン補償部が上記温度データ及び上記鋸波状パルスのピーク電圧と谷電圧との電圧差に基づいて測定時における上記ゲインを求める電圧差ゲイン補償測定モードとを切り換えるものであり、
上記バイアス電源部は、上記放射線検出器にバイアス電圧を供給して上記放射線を検出して上記電流信号を出力しうる状態にするものである。
図1〜図3は、この発明を実施するための実施の形態1を示すものであり、図1は放射線モニタの構成を示す構成図、図2は動作を説明するための説明図、図3は動作を説明するためのフローチャートである。図1において、放射線検出器1は電荷積分部2に接続されている。放射線検出器1として、この実施の形態においては、電離箱を用いている。電荷積分部2は、コンデンサ2a及びオペアンプ2bを有する。オペアンプ2bの出力側が電圧比較部3及びアナログ/デジタル変換部7に接続されている。電圧比較部3の出力側が電荷放電部4及び矩形波パルス出力部5に接続されている。なお、電荷放電部4は定電流源4aを有する。矩形波パルス出力部5は、計数部6に接続され、計数部6の出力側は演算部10に接続されている。なお、この発明における鋸波状パルス生成部は、電荷積分部2、電圧比較部3、電荷放電部4にて構成されている。
電流信号を出力する放射線検出器1としては、電離箱、NaI(TI)シンチレーション検出器、プラスチックシンチレーション検出器等がある。アルミニウム容器に加圧したアルゴンまたは窒素あるいはそれらの混合ガスを封入した電離箱を使用することにより、バックグラウンド線量率レベルの10−14Aオーダの電離電流から、原子力発電所事故を想定した線量率レベルの10−7Aオーダの電離電流、すなわち約7デカードという広いレンジでかつエネルギー特性が良好(平坦)な線量率計が得られる。NaI(TI)シンチレーション検出器、プラスチックシンチレーション検出器は、検出器を構成する光電子増倍管の暗電流が10−9Aオーダと大きいためこの暗電流が無視できる高線量率領域の電流信号を測定するのに適する。
図4〜図6は、実施の形態2を示すものであり、図4は放射線モニタの構成を示す構成図、図5及び図6は動作を説明するためのフローチャートである。図4において、演算部20はリーク電流補償部20a及びリーク電流測定部20bを有する。演算部20の機能はマイクロコンピュータ上にて実行されるプログラムにて実現されている。表示部としての表示・操作部21は測定モード切換部としての選択ボタン21aを有する。その他の構成については、図1に示した実施の形態1と同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付して説明を省略する。この実施の形態2は、実際の使用状態においてリーク電流を測定できるように演算部20にリーク電流測定部20bを設け、放射線検出器1から出力された電流信号を測定する通常測定モードと、バイアス電源部8の出力電圧を0Vにして電荷積分部2に入力されるリーク電流を測定するリーク電流測定モードと、を画面上で切り換える選択ボタン21aを表示・操作部21に設けたものである。
図7及び図8は、実施の形態3を示すものであり、図7は放射線モニタの構成を示す構成図、図8は動作を説明するためのフローチャートである。図7において、演算部30はゲイン補償部30aを有する。演算部30の機能はマイクロコンピュータ上にて実行されるプログラムにて実現されている。その他の構成については、図1に示した実施の形態1と同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付して説明を省略する。この実施の形態3は、演算部30が、周囲温度に応じてリーク電流の影響を補償するとともに放射線検出器1から入力される電流信号を鋸波状パルスの繰り返し周波数に変換する変換率としてのゲインを温度に応じて補償するものである。このゲインは、電荷積分部2に用いられているコンデンサ2aや電荷放電部4の定電流源4aに用いられている放電方向を定めるダイオード(図示せず)等の温度特性により変化するものであり、この実施の形態ではこれらによるゲインの温度変化を含めて補償し、更なる測定精度の向上を図るものである。
図9〜図11は、実施の形態4を示すものであり、図9は放射線モニタの構成を示す構成図、図10及び図11は動作を説明するためのフローチャートである。図9において、演算部40はゲイン補償部40a及びゲイン測定部40bを有する。表示部としての表示・操作部41は、測定モードを切り換えるゲイン補償測定モード切換部としての選択ボタン41aを有する。演算部40の機能はマイクロコンピュータにて実現されている。その他の構成については、図7に示した実施の形態3と同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付して説明を省略する。この実施の形態4は、実施の形態3と同様に予め形式試験において求められた温度に対するゲイン温度補償係数のテーブルtab(R)から求めたゲイン温度補償係数Rを用いてゲイン補償部40aにより計数率を補償する通常のゲイン補償測定モードと、ゲイン測定部40bにて実際の測定の場において電荷積分部2から出力される鋸波状パルスの電圧に基づいて求められたゲイン温度補償係数を複数個平均して得られた平均ゲイン温度補償係数Raを用いてゲイン補償部40aにより計数率を補償する電圧差ゲイン補償測定モードと、を選択ボタン41aにより切り換えできるようにしたものである。
3 電圧比較部、4 電荷放電部、4a 定電流源、5 矩形波パルス出力部、
6 計数部、7 アナログ/デジタル変換部、9 温度測定部、10 演算部、
10a 計数率算出部、10b リーク電流補償部、11 表示・操作部、
20 演算部、20a リーク電流補償部、20b リーク電流測定部、
21 表示・操作部、21a 選択ボタン、30 演算部、30a ゲイン補償部、
40 演算部、40a ゲイン補償部、40b ゲイン測定部、41 表示・操作部、
41a 選択ボタン。
Claims (10)
- 放射線検出器と鋸波状パルス生成部と計数部と電圧検出部と温度測定部と演算部とバイアス電源部とを有する放射線モニタであって、
上記放射線検出器は、放射線を検出して電流信号を出力するものであり、
上記鋸波状パルス生成部は、電荷積分部と電圧比較部と電荷放電部とを有し、
上記電荷積分部は、上記放射線検出器から入力された上記電流信号を電荷として蓄積し、蓄積された電荷に比例した電圧信号を出力するものであり、
上記電圧比較部は、上記電荷積分部が出力する上記電圧信号が設定された値に到達したらトリガ信号を出力するものであり、
上記電荷放電部は、上記トリガ信号をトリガにして上記電荷積分部に蓄積された電荷を放電させるものであり、
上記電荷積分部の上記電圧信号は上記電荷の蓄積と上記放電とを繰り返すことにより鋸波状に変化する鋸波状パルスとして出力されるものであり、
上記計数部は、設定時間当たりの上記トリガ信号の数を計数値N(n)として計数するものであり、
上記電圧検出部は、上記鋸波状パルスの電圧を検出するとともに上記設定時間経過時における上記鋸波状パルスの電圧値を設定時間経過時電圧として検出するものであり、
上記温度測定部は、上記放射線検出器及び上記鋸波状パルス生成部の少なくとも一方の周囲温度を温度データとして測定するものであり、
上記演算部は、計数率算出部とリーク電流補償部とを有し、
上記計数率算出部は、上記鋸波状パルスのピーク電圧と谷電圧との電圧差を1カウントとみなし、上記設定時間経過時電圧に基づいて1カウント未満の計数値p(n)を求め、上記計数値N(n)に加算してN(n)+p(n)を求め、前回の測定時に求めた1カウント未満の計数値p(n−1)を減算して、両者の差の{N(n)+p(n)}−p(n−1)に基づいて計数率を求めるものであり、
上記リーク電流補償部は、上記温度データに基づいてリーク電流を求め上記求められたリーク電流に基づいて上記計数率を補償するものであり、
上記バイアス電源部は、上記放射線検出器にバイアス電圧を供給して上記放射線を検出して上記電流信号を出力しうる状態にするものである
放射線モニタ。 - 上記リーク電流補償部は、上記温度データ及び予め設定された温度とリーク電流との関係に基づいて測定時におけるリーク電流を求め、上記測定時におけるリーク電流に基づいて上記計数率を補償するものである
請求項1に記載の放射線モニタ。 - リーク電流測定部が設けられたものであって、
上記リーク電流測定部は、上記バイアス電源部を制御して上記バイアス電圧を0Vにして上記放射線検出器が上記電流信号を出力しえない状態にして上記鋸波状パルスの電圧変化量を測定することにより上記測定時におけるリーク電流を求めるものである
請求項1に記載の放射線モニタ。 - 測定モード切換部が設けられたものであって、
上記測定モード切換部は、上記放射線検出器に上記バイアス電圧が印加された状態で上記電流信号を上記鋸波状パルス生成部に入力して測定を行う通常測定モードと、上記バイアス電圧を0Vにして上記電流信号が上記電荷積分部に入力されない状態にしてリーク電流を測定するリーク電流測定モードとを切り換えるものである
請求項1または請求項2に記載の放射線モニタ。 - 上記演算部は、ゲイン補償部を有するものであって、
上記ゲイン補償部は、上記電流信号を上記鋸波状パルスの繰り返し周波数に変換する変換率としてのゲインについて、上記温度データに基づいて測定時における上記ゲインを求め、測定時における上記ゲインに基づいて上記計数率を補償するものである
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の放射線モニタ。 - 上記ゲイン補償部は、上記温度データ及び予め設定された温度と上記ゲインとの関係に基づいて測定時における上記ゲインを求めるものである
請求項5に記載の放射線モニタ。 - 上記ゲイン補償部は、上記温度データ及び上記鋸波状パルスのピーク電圧と谷電圧との電圧差に基づいて測定時における上記ゲインを求めるものである
請求項5に記載の放射線モニタ。 - ゲイン補償測定モード切換部が設けられたものであって、
上記ゲイン補償測定モード切換部は、上記ゲイン補償部が上記温度データ及び予め設定された温度と上記ゲインとの関係に基づいて測定時における上記ゲインを求める通常のゲイン補償測定モードと、上記ゲイン補償部が上記温度データ及び上記鋸波状パルスのピーク電圧と谷電圧との電圧差に基づいて測定時における上記ゲインを求める電圧差ゲイン補償測定モードとを切り換えるものである請求項5に記載の放射線モニタ。 - 放射線検出器と鋸波状パルス生成部と計数部と電圧検出部と温度測定部と演算部とバイアス電源部とを有する放射線モニタであって、
上記放射線検出器は、放射線を検出して電流信号を出力するものであり、
上記鋸波状パルス生成部は、電荷積分部と電圧比較部と電荷放電部とを有し、
上記電荷積分部は、上記放射線検出器から入力された上記電流信号を電荷として蓄積し、蓄積された電荷に比例した電圧信号を出力するものであり、
上記電圧比較部は、上記電荷積分部が出力する上記電圧信号が設定された値に到達したらトリガ信号を出力するものであり、
上記電荷放電部は、上記トリガ信号をトリガにして上記電荷積分部に蓄積された電荷を放電させるものであり、
上記電荷積分部の上記電圧信号は上記電荷の蓄積と上記放電とを繰り返すことにより鋸波状に変化する鋸波状パルスとして出力されるものであり、
上記計数部は、設定時間当たりの上記トリガ信号の数を計数値として計数するものであり、
上記電圧検出部は、上記設定時間経過時における上記鋸波状パルスの電圧値を設定時間経過時電圧として検出するものであり、
上記温度測定部は、上記放射線検出器及び上記鋸波状パルス生成部の少なくとも一方の周囲温度を温度データとして測定するものであり、
上記演算部は、計数率算出部とリーク電流補償部とゲイン補償部とを有し、
上記計数率算出部は、上記計数値及び上記設定時間経過時電圧に基づいて計数率を求めるものであり、
上記リーク電流補償部は、上記温度データに基づいてリーク電流を求め上記求められたリーク電流に基づいて上記計数率を補償するものであり、
上記ゲイン補償部は、上記電流信号を上記鋸波状パルスの繰り返し周波数に変換する変換率としてのゲインについて、上記温度データ及び上記鋸波状パルスのピーク電圧と谷電圧との電圧差に基づいて測定時における上記ゲインを求め、測定時における上記ゲインに基づいて上記計数率を補償するものであり、
上記バイアス電源部は、上記放射線検出器にバイアス電圧を供給して上記放射線を検出して上記電流信号を出力しうる状態にするものである
放射線モニタ。 - 放射線検出器と鋸波状パルス生成部と計数部と電圧検出部と温度測定部と演算部とゲイン補償測定モード切換部とバイアス電源部とを有する放射線モニタであって、
上記放射線検出器は、放射線を検出して電流信号を出力するものであり、
上記鋸波状パルス生成部は、電荷積分部と電圧比較部と電荷放電部とを有し、
上記電荷積分部は、上記放射線検出器から入力された上記電流信号を電荷として蓄積し、蓄積された電荷に比例した電圧信号を出力するものであり、
上記電圧比較部は、上記電荷積分部が出力する上記電圧信号が設定された値に到達したらトリガ信号を出力するものであり、
上記電荷放電部は、上記トリガ信号をトリガにして上記電荷積分部に蓄積された電荷を放電させるものであり、
上記電荷積分部の上記電圧信号は上記電荷の蓄積と上記放電とを繰り返すことにより鋸波状に変化する鋸波状パルスとして出力されるものであり、
上記計数部は、設定時間当たりの上記トリガ信号の数を計数値として計数するものであり、
上記電圧検出部は、上記設定時間経過時における上記鋸波状パルスの電圧値を設定時間経過時電圧として検出するものであり、
上記温度測定部は、上記放射線検出器及び上記鋸波状パルス生成部の少なくとも一方の周囲温度を温度データとして測定するものであり、
上記演算部は、計数率算出部とリーク電流補償部とゲイン補償部とを有し、
上記計数率算出部は、上記計数値及び上記設定時間経過時電圧に基づいて計数率を求めるものであり、
上記リーク電流補償部は、上記温度データに基づいてリーク電流を求め上記求められたリーク電流に基づいて上記計数率を補償するものであり、
上記ゲイン補償部は、上記電流信号を上記鋸波状パルスの繰り返し周波数に変換する変換率としてのゲインについて、上記温度データに基づいて測定時における上記ゲインを求め、測定時における上記ゲインに基づいて上記計数率を補償するものであり、
上記ゲイン補償測定モード切換部は、上記ゲイン補償部が上記温度データ及び予め設定された温度と上記ゲインとの関係に基づいて測定時における上記ゲインを求める通常のゲイン補償測定モードと、上記ゲイン補償部が上記温度データ及び上記鋸波状パルスのピーク電圧と谷電圧との電圧差に基づいて測定時における上記ゲインを求める電圧差ゲイン補償測定モードとを切り換えるものであり、
上記バイアス電源部は、上記放射線検出器にバイアス電圧を供給して上記放射線を検出して上記電流信号を出力しうる状態にするものである
放射線モニタ。
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