JP7391752B2 - Radiation measurement device - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、サンプルホールド式の放射線計測装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to a sample-hold type radiation measuring device.
サンプルホールド式の放射線計測装置では、放射線検出器が放射線を検出した際に生じるパルス状の電気信号(パルス信号)から、放射線エネルギーを測定する。すなわち、放射線が放射線検出器の内部で損失したエネルギーをパルス信号に変換し、さらに波高がエネルギーに比例するよう処理を行い、波高を計測することでエネルギーを測定する。パルス信号の波高を計測する際に、1点の測定値をサンプリングする動作を行う。 A sample-and-hold radiation measurement device measures radiation energy from a pulsed electrical signal (pulse signal) generated when a radiation detector detects radiation. That is, the energy is measured by converting the energy lost by the radiation inside the radiation detector into a pulse signal, processing the wave height so that it is proportional to the energy, and measuring the wave height. When measuring the wave height of a pulse signal, an operation is performed to sample a measurement value at one point.
しかしながら、サンプルホールド方式の放射線エネルギー測定においては、信号が弁別しきい値を超える時刻が波高に依存してずれるため、サンプル値を得るタイミングが、信号のピーク値からわずかに外れてしまう。この事象はタイムウォークと呼ばれるもので、この時間的なずれを無くすためのトリガ生成手法として、コンスタントフラクション方式や外挿リーディングエッジ方式が知られている。 However, in sample-and-hold radiation energy measurement, the time at which the signal exceeds the discrimination threshold is shifted depending on the wave height, so the timing at which the sample value is obtained is slightly off from the peak value of the signal. This phenomenon is called a time walk, and the constant fraction method and the extrapolation leading edge method are known as trigger generation methods for eliminating this time lag.
コンスタントフラクション方式や外挿リーディングエッジ方式は、いずれもタイムウォークを抑制することが可能な方式である。しかしながら、広いダイナミックレンジが求められる計測装置を作る際には不利になる場合があった。 Both the constant fraction method and the extrapolation leading edge method are methods that can suppress time walks. However, this may be disadvantageous when creating a measuring device that requires a wide dynamic range.
たとえば、コンスタントフラクション方式の場合には、減衰したパルス波形と反転遅延したパルス波形を合成するため、信号対雑音比が悪くなり、計測可能な最小値を小さくすることができず、広いダイナミックレンジの計測回路を作る際に不利になるという課題があった。 For example, in the case of the constant fraction method, the attenuated pulse waveform and the inverted and delayed pulse waveform are synthesized, resulting in a poor signal-to-noise ratio, making it impossible to reduce the minimum measurable value, and making it difficult to achieve a wide dynamic range. There was a problem in that it was disadvantageous when creating a measurement circuit.
また、外挿リーディングエッジ方式は、弁別しきい値が異なる2個のコンパレータを必要とするため、弁別しきい値が1個の場合と比較して、検出可能な信号の最小値を小さくすることができず、広いダイナミックレンジの計測回路を作る際には不利になるという課題があった。 Furthermore, since the extrapolation leading edge method requires two comparators with different discrimination thresholds, it is possible to reduce the minimum value of the detectable signal compared to the case where there is only one discrimination threshold. This poses the problem of being disadvantageous when creating a measurement circuit with a wide dynamic range.
本発明の実施形態は上述した課題を解決するためになされたものであり、広いダイナミックレンジが求められる場合であっても、タイムウォークの影響を低減したパルス信号の検出が行えるサンプルホールド式の放射線計測装置を得ることを目的とする。 Embodiments of the present invention have been made to solve the above-mentioned problems, and even when a wide dynamic range is required, the present invention provides a sample-and-hold type radiation source that can detect pulse signals with reduced influence of time walk. The purpose is to obtain a measuring device.
本発明の一実施形態に係る放射線計測装置は、放射線の検出によりパルス状の電気信号を出力する放射線検出器と、前記放射線検出器の出力を積分して増幅する前置増幅器と、所定の高速時定数を有して、前記前置増幅器の出力の立ち上がりを緩やかにしてその後のベース状態への復帰を早め、所定の利得を与える高速整形増幅器と、前記高速整形増幅器の出力が所定のしきい値を超えているときにのみオン信号を出力する波高弁別器と、前記波高弁別器がオン信号の出力を開始してから所定の第1の遅延時間の後に第1のトリガ信号を出力する第1の遅延器と、前記波高弁別器がオン信号の出力を開始してから当該オン信号の出力が終了するまでのしきい値超過時間を測定するしきい値超過時間測定器と、前記第1のトリガ信号の開始時刻から、ゼロより大きく1より小さな所定の追加遅延比率を前記しきい値超過時間に乗じて得た第2の遅延時間だけ遅延させて、第2のトリガ信号を出力する第2の遅延器と、前記高速時定数よりも長い低速時定数を有して、前記前置増幅器の出力の立ち上がりを緩やかにしてその後のベース状態への復帰を早め、所定の利得を与える低速整形増幅器と、前記第2のトリガ信号の出力があった時点での前記低速整形増幅器の出力を保持して出力するサンプルホールド装置と、を有すること、を特徴とする。 A radiation measuring device according to an embodiment of the present invention includes: a radiation detector that outputs a pulsed electrical signal by detecting radiation; a preamplifier that integrates and amplifies the output of the radiation detector; a high-speed shaping amplifier which has a time constant and gives a predetermined gain by slowing the rise of the output of the preamplifier and hastening the subsequent return to the base state; a pulse height discriminator that outputs an on signal only when the pulse height discriminator starts outputting the on signal; and a pulse height discriminator that outputs a first trigger signal after a predetermined first delay time from when the pulse height discriminator starts outputting the on signal. a threshold exceedance time measuring device that measures the threshold exceedance time from when the wave height discriminator starts outputting the on signal until the output of the on signal ends; a second trigger signal that is delayed by a second delay time obtained by multiplying the threshold exceeding time by a predetermined additional delay ratio greater than zero and smaller than 1 from the start time of the trigger signal; 2 delay device and a slow time constant longer than the high speed time constant to slow the rise of the output of the preamplifier, hasten the subsequent return to the base state, and provide a predetermined gain. The present invention is characterized by comprising an amplifier and a sample hold device that holds and outputs the output of the low-speed shaping amplifier at the time when the second trigger signal is output.
この発明の実施形態によれば、サンプルホールド式の放射線計測装置において、広いダイナミックレンジが求められる場合であっても、タイムウォークの影響を低減したパルス信号の検出を行うことができる。 According to the embodiments of the present invention, even when a wide dynamic range is required in a sample-and-hold type radiation measurement device, it is possible to detect a pulse signal with reduced influence of time walk.
以下、本発明に係る放射線計測装置の実施形態について、図面を参照して説明する。ここで互いに共通する部分には共通の符号を付して重複する説明は省略する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a radiation measurement device according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, common parts are given the same reference numerals and redundant explanations will be omitted.
[第1の実施形態]
図1は、第1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。図2は、第1の実施形態に係る放射線計測装置における各部の信号のタイムチャートの例を示す図である。
[First embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a radiation measurement device according to a first embodiment. FIG. 2 is a diagram showing an example of a time chart of signals of each part in the radiation measurement device according to the first embodiment.
第1の実施形態に係る放射線計測装置は、放射線検出器11と、前置増幅器12と、高速整形増幅器13と、波高弁別器14と、トリガ生成器(第1の遅延器)15と、TOT測定器(しきい値超過時間測定器)16と、TOT遅延器(第2の遅延器)17と、低速整形増幅器18と、サンプルホールド装置19と、アナログデジタル変換器(AD変換器)20とを有する。
The radiation measurement device according to the first embodiment includes a
放射線検出器11は、放射線が有感領域内で損失したエネルギーを電荷量に変換し、パルス状の電流信号として出力する。この放射線検出器11の出力信号S1は、前置増幅器12に送られる。前置増幅器12は電荷有感増幅器であって、放射線検出器11の出力を積分して増幅し、疑似ステップ状の信号S2を出力する。前置増幅器12の出力信号S2のピーク値は、パルス状の放射線検出器11の出力信号S1の総電荷量に比例する。
The
高速整形増幅器13は、前置増幅器12の出力信号S2を整形増幅してパルス信号S3を出力する。高速整形増幅器13は、前置増幅器12の出力信号S2の立ち上がりを緩やかにしてピーク値達成後にベース状態への復帰を早める整形を行う。この整形により、次に放射線検出器11に到達する放射線を検出可能とする。
The high-
波高弁別器14は、高速整形増幅器13の出力信号S3が所定のしきい値(弁別しきい値)を超えているかどうかで変化する論理的レベルとしての信号S4を出力する。この信号S4は、信号S3が所定のしきい値を超えているときにオン(Hレベル)信号となり、その他の時はオフ(Lレベル)信号となる。
The
トリガ生成器15は、波高弁別器14の出力信号S4がオフからオンに変化してから所定の第1の遅延時間Td1の後に、第1のトリガ信号S5を出力する。
The
TOT測定器16は、波高弁別器14の出力信号S4がオフからオンに変化した時から、オンからオフに戻った時までのしきい値超過時間(TOT)を測定し、しきい値超過時間を表す信号St1を出力する。しきい値超過時間(TOT)の測定にあたっては、たとえば、波高弁別器14の出力信号S4がオフからオンに変化したことを検出した時から、TOT測定器16内で、内部クロックの数を数え上げるカウンタを起動し、波高弁別器14の出力信号S4がオンからオフに変化したことを検出した時にカウンタを停止して、その時のカウント値をしきい値超過時間(TOT)として出力することができる。
The
TOT遅延器17は、トリガ生成器15からの第1のトリガ信号S5から第2の遅延時間Td2だけ遅延した第2のトリガ信号S7を出力する。ここで、第2の遅延時間Td2は、次の式で与えられる。
The
(第2の遅延時間Td2)=(TOT)×(追加遅延比率rd) ・・・(1)
ただし、追加遅延比率rdはゼロより大きく1より小さい数である。この追加遅延比率rdについては後述する。
(Second delay time Td2) = (TOT) x (additional delay ratio rd) (1)
However, the additional delay ratio rd is a number greater than zero and less than one. This additional delay ratio rd will be described later.
低速整形増幅器18は、前置増幅器12の出力信号S2を整形増幅して信号S6を出力する。低速整形増幅器18は、高速整形増幅器13と同様の機能を有するものであって、前置増幅器12の出力信号S2の立ち上がりを緩やかにしてピーク値達成後にベース状態への復帰を早める整形を行う。ただし、低速整形増幅器18は、高速整形増幅器13よりも長い時定数を有する。
The low-
サンプルホールド装置19は、TOT遅延器17からの第2のトリガ信号S7を受信した時点の低速整形増幅器18の出力信号S6を、サンプル値Sp1としてホールドしアナログデジタル変換器20に出力する。
The sample and
アナログデジタル変換器20は、放射線のエネルギーを表す測定値としてのデジタル信号を出力する。
The analog-to-
ここで、第2の遅延時間Td2を決定するための追加遅延比率rdについて、図3を用いて説明する。 Here, the additional delay ratio rd for determining the second delay time Td2 will be explained using FIG. 3.
図3は、図2の高速整形増幅器13の出力信号S3のタイムチャートにおいて、波高が異なる場合のTOTとピーク到達時刻との関係を示す説明図である。図3(a)は波高が比較的低い場合を示し、図3(b)は波高が図3(a)よりも高い場合、図3(c)は波高が図3(b)よりもさらに高い場合を示している。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship between TOT and peak arrival time when the wave heights are different in the time chart of the output signal S3 of the high-
高速整形増幅器13の出力信号S3は、一般に、信号S3の波高が異なる場合に互いに相似形となる。したがって、第2の遅延時間Td2を、信号S3が閾値を超えたときからピーク値になるまでの時間に合わせるならば、追加遅延比率rd=(第2の遅延時間Td2)/(TOT)の値は、信号S3の波高によらずほぼ一定の値となる。すなわち、上記式(1)により第2の遅延時間Td2を決定することができる。
Generally, the output signals S3 of the high-
信号S3の波形は、図3に示すように、閾値を超えている部分(TOTの期間)において、ピーク値を取る時を中心としてその前後(図3では左右)でほぼ対称である。したがって、追加遅延比率rdは、たとえば0.5とすればよい。ただし、必ずしも完全な対称ではないので、追加遅延比率rdは、たとえば、0.4~0.6の範囲または0.3~0.7の範囲で実際に最適な値を選択すればよい。 As shown in FIG. 3, the waveform of the signal S3 is approximately symmetrical in the portion exceeding the threshold (TOT period) around the time when the peak value is taken (left and right in FIG. 3). Therefore, the additional delay ratio rd may be set to 0.5, for example. However, since it is not necessarily completely symmetrical, the additional delay ratio rd may be selected from an actually optimal value in the range of 0.4 to 0.6 or 0.3 to 0.7, for example.
上述したように、この実施形態によれば、放射線計測装置において、広いダイナミックレンジが求められる場合であっても、タイムウォークの影響を低減したパルス信号の検出を行うことができる。 As described above, according to this embodiment, even when a wide dynamic range is required in the radiation measurement apparatus, pulse signals can be detected with reduced influence of time walk.
[第2の実施形態]
図4は、第2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。この第2の実施形態に係る放射線計測装置は、第1の実施形態に係る放射線計測装置の構成要素に加えて、高利得高速整形増幅器113と、高利得波高弁別器(以下、単に「波高弁別器」とも呼ぶ)114と、高利得トリガ生成器(第1の高利得遅延器。以下、単に「トリガ生成器」とも呼ぶ)115と、高利得TOT測定器(高利得しきい値超過時間測定器。以下、単に「TOT測定器」とも呼ぶ)116と、高利得TOT遅延器(第2の高利得遅延器。以下、単に「TOT遅延器」とも呼ぶ)117と、高利得低速整形増幅器118と、高利得サンプルホールド装置(以下、単に「サンプルホールド装置」とも呼ぶ)119と、高利得アナログデジタル変換器(以下、単に「アナログデジタル変換器」とも呼ぶ)120と、サンプル信号選択器30とを有する。
[Second embodiment]
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a radiation measurement device according to the second embodiment. The radiation measuring device according to the second embodiment includes, in addition to the components of the radiation measuring device according to the first embodiment, a high-gain high-
高利得高速整形増幅器113は、高速整形増幅器13と同様に、前置増幅器12の出力信号S2を整形増幅してパルス信号S103を出力する。高利得高速整形増幅器113は高速整形増幅器13と同様のものであるが、利得がより大きい。
Like the high-
高利得波高弁別器114は波高弁別器14と同様のものであって、高利得高速整形増幅器113の出力信号S103が所定のしきい値を超えているかどうかで変化する論理的レベルとしての信号S104を出力する。
The high gain
高利得トリガ生成器115は、トリガ生成器15と同様のものであって、高利得波高弁別器114の出力信号S104がオフからオンに変化してから所定の第1の高利得遅延時間Td101の後に、第1の高利得トリガ信号S105を出力する。
The high
高利得TOT測定器116はTOT測定器16と同様のものであって、高利得波高弁別器114の出力信号S104がオフからオンに変化した時からオンからオフに戻った時までのしきい値超過時間(TOT)を測定し、しきい値超過時間を表す信号St101を出力する。
The high gain
高利得TOT遅延器117はTOT遅延器17と同様のものであって、高利得トリガ生成器115からの第1の高利得トリガ信号S105から第2の高利得遅延時間Td102だけ遅延した第2の高利得トリガ信号S107を出力する。
The high-gain
高利得低速整形増幅器118は低速整形増幅器18と同様のものであって、前置増幅器12の出力信号S2を整形増幅して信号S106を出力する。ただし、高利得低速整形増幅器118は低速整形増幅器18よりも利得が大きい。また、高利得低速整形増幅器118は、高利得高速整形増幅器113よりも長い時定数を有する。
High gain low
高利得サンプルホールド装置119はサンプルホールド装置19と同様のものであって、高利得TOT遅延器117からの第2の高利得トリガ信号S107を受信した時点の高利得低速整形増幅器118の出力信号S106を、高利得サンプル値Sp101としてホールドして高利得アナログデジタル変換器120に出力する。
The high gain sample and hold
高利得アナログデジタル変換器120は、放射線のエネルギーを表す測定値としてのデジタル信号を出力する。
High gain analog-to-
サンプル信号選択器30は、波高弁別器14の出力信号S4と、高利得波高弁別器114の出力信号S104と、TOT遅延器17の出力信号S7と、高利得TOT遅延器117の出力信号S107の入力を受ける。サンプル信号選択器30は、波高弁別器14の出力信号S4があったときは、TOT遅延器17の出力信号S7を、サンプリング指示信号としてサンプルホールド装置19に出力し、高利得波高弁別器114の出力信号S104があったときは高利得TOT遅延器117の出力信号S107を、サンプリング指示信号として高利得サンプルホールド装置119に出力する。
The
サンプル信号選択器30は、波高弁別器14と高利得波高弁別器114の両方からON信号を受けたときは、高利得TOT遅延器117の出力信号S107を用いず、TOT遅延器17の出力信号S7をサンプルホールド装置19に出力するのが好ましい。これは、利得の大きな信号は、相対的に弁別しきい値が小さくなり、パルス信号が左右対称ではなく、しきい値を超え始める点としきい値以下に下がる点の中間が信号のピーク値位置からずれてくるので、相対的に利得が低い高速整形増幅器13側の信号を使う方が精度がよいからである。
When the
本実施形態によれば、前置増幅器12の出力S2が小さなときには高利得低速整形増幅器118の出力値がサンプリングされ、アナログデジタル変換器20により測定値が得られる。これに対し、前置増幅器12の出力S2が大きなときには低速整形増幅器18の出力値がサンプリングされ、高利得アナログデジタル変換器120により測定値が得られる。このため、計測範囲の広い測定を行うことができる。
According to this embodiment, when the output S2 of the
上述したように、この第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果が得られるだけでなく、さらに計測範囲の広い測定を行うことができる。 As described above, according to the second embodiment, not only the same effects as the first embodiment can be obtained, but also measurements over a wider measurement range can be performed.
[第3の実施形態]
図5は、第3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。この第3の実施形態に係る放射線計測装置は、第2の実施形態に係る放射線計測装置の変形であって、サンプル信号選択器31が接続される位置が第2の実施形態に係る放射線計測装置のサンプル信号選択器30と異なる。すなわち、この第3の実施形態では、サンプルホールド装置19の出力信号および高利得サンプルホールド装置119の出力信号がサンプル信号選択器31に入力され、その信号がアナログデジタル変換器20および高利得アナログデジタル変換器120に入力される。
[Third embodiment]
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a radiation measurement device according to the third embodiment. The radiation measuring device according to the third embodiment is a modification of the radiation measuring device according to the second embodiment, and the position where the
また、TOT遅延器17の出力信号S7はサンプルホールド装置19に入力され、高利得TOT遅延器117の出力信号S107は高利得サンプルホールド装置119に入力される。さらに、波高弁別器14の出力信号S4および高利得波高弁別器114の出力信号S104がサンプル信号選択器31に入力される。
Further, the output signal S7 of the
この第3の実施形態によれば、第2の実施形態と同様に、前置増幅器12の出力S2が小さなときには高利得低速整形増幅器118の出力値がサンプリングされ、アナログデジタル変換器20により測定値が得られる。これに対し、前置増幅器12の出力S2が大きなときには低速整形増幅器18の出力値がサンプリングされ、高利得アナログデジタル変換器120により測定値が得られる。このため、計測範囲の広い測定を行うことができる。
According to the third embodiment, similarly to the second embodiment, when the output S2 of the
[第4の実施形態]
図6は、第4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。この第4の実施形態に係る放射線計測装置は、第3の実施形態に係る放射線計測装置の変形であって、サンプル信号選択器32が接続される位置が第3の実施形態に係る放射線計測装置のサンプル信号選択器31と異なる。すなわち、この第4の実施形態では、アナログデジタル変換器20および高利得アナログデジタル変換器120の出力信号がサンプル信号選択器32に入力され、さらに、波高弁別器14の出力信号S4および高利得波高弁別器114の出力信号S104がサンプル信号選択器32に入力される。サンプル信号選択器32の出力信号は、この放射線計測装置による測定値として出力される。
[Fourth embodiment]
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of a radiation measurement device according to the fourth embodiment. The radiation measuring device according to the fourth embodiment is a modification of the radiation measuring device according to the third embodiment, and the position where the
この第4の実施形態によれば、第2および第3の実施形態と同様に、前置増幅器12の出力S2が小さなときには高利得低速整形増幅器118の出力値がサンプリングされ、アナログデジタル変換器20により測定値が得られる。これに対し、前置増幅器12の出力S2が大きなときには低速整形増幅器18の出力値がサンプリングされ、高利得アナログデジタル変換器120により測定値が得られる。このため、計測範囲の広い測定を行うことができる。
According to this fourth embodiment, similarly to the second and third embodiments, when the output S2 of the
[他の実施形態]
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
[Other embodiments]
Although several embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, changes, and combinations can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included within the scope and gist of the invention as well as within the scope of the invention described in the claims and its equivalents.
11…放射線検出器、 12…前置増幅器、 13…高速整形増幅器、 14…波高弁別器、 15…トリガ生成器(第1の遅延器)、 16…TOT測定器(しきい値超過時間測定器)、 17…TOT遅延器(第2の遅延器)、 18…低速整形増幅器、 19…サンプルホールド装置、 20…アナログデジタル変換器、 30,31,32…サンプル信号選択器、 113…高利得高速整形増幅器、 114…高利得波高弁別器(波高弁別器)、 115…高利得トリガ生成器(トリガ生成器、第1の高利得遅延器)、 116…高利得TOT測定器(TOT測定器、高利得しきい値超過時間測定器)、 117…高利得TOT遅延器(TOT遅延器、第2の高利得遅延器)、 118…高利得低速整形増幅器(低速整形増幅器)、 119…高利得サンプルホールド装置(サンプルホールド装置)、 120…高利得アナログデジタル変換器(アナログデジタル変換器)
11... Radiation detector, 12... Preamplifier, 13... High speed shaping amplifier, 14... Wave height discriminator, 15... Trigger generator (first delay device), 16... TOT measuring device (Threshold exceedance time measuring device) ), 17... TOT delay device (second delay device), 18... low speed shaping amplifier, 19... sample hold device, 20... analog digital converter, 30, 31, 32... sample signal selector, 113... high gain high speed Shaping amplifier, 114... High gain pulse height discriminator (wave height discriminator), 115... High gain trigger generator (trigger generator, first high gain delay device), 116... High gain TOT measuring instrument (TOT measuring instrument,
Claims (10)
前記放射線検出器の出力を積分して増幅する前置増幅器と、
所定の高速時定数を有して、前記前置増幅器の出力の立ち上がりを緩やかにしてその後のベース状態への復帰を早め、所定の利得を与える高速整形増幅器と、
前記高速整形増幅器の出力が所定のしきい値を超えているときにのみオン信号を出力する波高弁別器と、
前記波高弁別器がオン信号の出力を開始してから所定の第1の遅延時間の後に第1のトリガ信号を出力する第1の遅延器と、
前記波高弁別器がオン信号の出力を開始してから当該オン信号の出力が終了するまでのしきい値超過時間を測定するしきい値超過時間測定器と、
前記第1のトリガ信号の開始時刻から、ゼロより大きく1より小さな所定の追加遅延比率を前記しきい値超過時間に乗じて得た第2の遅延時間だけ遅延させて、第2のトリガ信号を出力する第2の遅延器と、
前記高速時定数よりも長い低速時定数を有して、前記前置増幅器の出力の立ち上がりを緩やかにしてその後のベース状態への復帰を早め、所定の利得を与える低速整形増幅器と、
前記第2のトリガ信号の出力があった時点での前記低速整形増幅器の出力を保持して出力するサンプルホールド装置と、
を有すること、を特徴とする放射線計測装置。 a radiation detector that outputs a pulsed electrical signal by detecting radiation;
a preamplifier that integrates and amplifies the output of the radiation detector;
a high-speed shaping amplifier having a predetermined high-speed time constant, slowing the rise of the output of the preamplifier to hasten the subsequent return to the base state, and providing a predetermined gain;
a pulse height discriminator that outputs an on signal only when the output of the high-speed shaping amplifier exceeds a predetermined threshold;
a first delay device that outputs a first trigger signal after a predetermined first delay time after the wave height discriminator starts outputting the on signal;
a threshold exceedance time measuring device that measures the threshold exceedance time from when the wave height discriminator starts outputting an on signal until the output of the on signal ends;
The second trigger signal is delayed from the start time of the first trigger signal by a second delay time obtained by multiplying the threshold excess time by a predetermined additional delay ratio greater than zero and smaller than 1. a second delay device that outputs;
a low-speed shaping amplifier having a low-speed time constant longer than the high-speed time constant, slowing the rise of the output of the preamplifier to hasten the subsequent return to the base state, and providing a predetermined gain;
a sample hold device that holds and outputs the output of the low-speed shaping amplifier at the time when the second trigger signal is output;
A radiation measuring device characterized by having.
前記高利得高速整形増幅器の出力が所定のしきい値を超えているときにのみオン信号を出力する高利得波高弁別器と、
前記高利得波高弁別器がオン信号の出力を開始してから所定の第1の高利得遅延時間の後に第1の高利得トリガ信号を出力する第1の高利得遅延器別器と、
前記高利得波高弁別器がオン信号の出力を開始してから当該オン信号の出力が終了するまでの高利得しきい値超過時間を測定する高利得しきい値超過時間測定器と、
前記第1の高利得トリガ信号の開始時刻から、ゼロより大きく1より小さな所定の高利得追加遅延比率を前記高利得しきい値超過時間に乗じて得た第2の高利得遅延時間だけ遅延させて、第2の高利得トリガ信号を出力する第2の高利得遅延器別器と、
前記高利得高速時定数よりも長い高利得低速時定数を有して、前記前置増幅器の出力の立ち上がりを緩やかにしてその後のベース状態への復帰を早め、前記低速整形増幅器の利得よりも大きな利得を与える高利得低速整形増幅器と、
前記第2の高利得トリガ信号の出力があった時点での前記高利得低速整形増幅器の出力を保持して出力する高利得サンプルホールド装置と、
をさらに有すること、を特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の放射線計測装置。 A high-gain, high-speed device having a predetermined high-gain, high-speed time constant, slowing the rise of the output of the preamplifier to hasten the subsequent return to the base state, and providing a high gain larger than the gain of the high-speed shaping amplifier. a shaping amplifier;
a high gain pulse height discriminator that outputs an on signal only when the output of the high gain high speed shaping amplifier exceeds a predetermined threshold;
a first high gain delay discriminator that outputs a first high gain trigger signal after a predetermined first high gain delay time after the high gain pulse height discriminator starts outputting the on signal;
a high-gain threshold-exceeding time measuring device that measures a high-gain threshold-exceeding time from when the high-gain wave height discriminator starts outputting an on-signal to when outputting the on-signal ends;
Delaying from the start time of the first high gain trigger signal by a second high gain delay time obtained by multiplying the high gain threshold exceeding time by a predetermined high gain additional delay ratio greater than zero and smaller than 1. a second high gain delay separator that outputs a second high gain trigger signal;
It has a high gain slow time constant that is longer than the high gain fast time constant to slow the rise of the output of the preamplifier and hasten the subsequent return to the base state, and has a gain greater than the gain of the slow shaping amplifier. a high gain slow shaping amplifier that provides gain;
a high gain sample hold device that holds and outputs the output of the high gain low speed shaping amplifier at the time when the second high gain trigger signal is output;
The radiation measurement device according to any one of claims 1 to 4, further comprising:
をさらに有することを特徴とする請求項5または請求項6に記載の放射線計測装置。 One of the output of the low-speed shaping amplifier at the time when the second trigger signal is output, and the output of the high-gain low-speed shaping amplifier at the time when the second high-gain trigger signal is output. When the output of the low-speed shaping amplifier at the time when the second trigger signal is output is selected, a sampling instruction signal is output to the sample-hold device, and the second high-gain a sample signal selector capable of outputting a sampling instruction signal to the high gain sample and hold device when the output of the high gain low speed shaping amplifier at the time when the trigger signal is output is selected;
The radiation measuring device according to claim 5 or 6, further comprising:
をさらに有することを特徴とする請求項5または請求項6に記載の放射線計測装置。 a sample signal selector that selects and outputs only one of the output of the sample and hold device and the output of the high gain sample and hold device;
The radiation measuring device according to claim 5 or 6, further comprising:
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