JPH01277792A - Counting device of radiation pulse - Google Patents
Counting device of radiation pulseInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、例えばXvA撮像装置用等の、一定エネルギ
の放射線、パルスを計数するための装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application> The present invention relates to a device for counting constant energy radiation, pulses, for example for XvA imaging devices.
〈従来の技術〉
放射線パルスを計数するための基本的な回路構成を第5
図に示す。放射線が検出器1に入射することによって生
じる信号パルスは、前置増幅器2により電圧パルスに変
換され、比例増幅器3によって増幅波形成形される。こ
の比例増幅器3の出力は、雑音パルスを除去したり、所
定の波高値以上のパルスのみを計数するために波高弁別
器4に導入され、ロジックパルスに変えられる。このパ
ルス幅は測定系が同じであっても放射線のエネルギが変
わると異なってくるが、ラジオアイソトープ等から放出
される一定のエネルギの放射線を計数する場合には一定
となる。そして、波高弁別器4の出力パルスはカウンタ
10によって計数される。<Prior art> The basic circuit configuration for counting radiation pulses is described in the fifth section.
As shown in the figure. A signal pulse generated by radiation incident on the detector 1 is converted into a voltage pulse by a preamplifier 2 and amplified into a waveform by a proportional amplifier 3. The output of the proportional amplifier 3 is introduced into a pulse height discriminator 4 and converted into logic pulses in order to remove noise pulses and count only pulses having a predetermined pulse height value or higher. This pulse width differs when the energy of the radiation changes even if the measurement system is the same, but it remains constant when counting radiation of a constant energy emitted from a radioisotope or the like. The output pulses of the pulse height discriminator 4 are counted by a counter 10.
〈発明が解決しようとする課題〉
ところで、すべての検出装置には、検出器内で生じた2
つの事象が互いに分離して独立的に記録されるために必
要な最小の時間、つまり不感時間がある。この制限時間
は検出器内で信号発生に要する時間や、付属回路の信号
処理時間等により決まる。放射線のようにランダムに事
象が起こる場合には、時間的に近接した信号パルスを数
え落としてしまう。このことを以下に具体的に説明する
。<Problem to be solved by the invention> By the way, all detection devices have two problems that occur within the detector.
There is a minimum amount of time, or dead time, required for two events to be separated from each other and recorded independently. This time limit is determined by the time required for signal generation within the detector, the signal processing time of the attached circuit, and the like. When events occur randomly, such as with radiation, signal pulses that are close in time are counted and dropped. This will be specifically explained below.
例えば、単一の事象によって作られた波高弁別器4の出
力パルス幅かでの場合を考えてみる。この場合、τが不
感時間となる。今、6個の事象が起こったときの各部の
信号の様子を第6図に例示する。この例では、6個の事
象に対し、カウンタ10は3個の計数しか行わない。こ
の数え落としは、検出器1内で起こる真の事象計数率(
単位時間当りの真の事象発生数、以下、真の計数率とい
う)が増加するに従って増えてゆ(。真の計数率をnと
し、カウンタ10による実際の計数率(以下、観測計数
率という)をmとすると、m””ne−’τ
で表わされる。この関係を図示すると第7図に示す通り
となる。この図から明らかなように、真の計数率nが増
加すると数え落としが増えるばかりでなく、nが1/τ
のところで観測計数率mが最大(=1/τe)になった
後、減少に転じる。このため、実際に観測された計数率
から真の計数率を誤って推定してしまう可能性がある。For example, consider the case where the output pulse width of the pulse height discriminator 4 is generated by a single event. In this case, τ becomes the dead time. Now, FIG. 6 illustrates the state of signals in each part when six events occur. In this example, counter 10 makes only three counts for six events. This counting loss is based on the true event count rate (
As the true number of events occurring per unit time (hereinafter referred to as the true counting rate) increases (. Let the true counting rate be n, the actual counting rate by the counter 10 (hereinafter referred to as the observed counting rate) Letting m be, it is expressed as m""ne-'τ. This relationship is illustrated in Figure 7. As is clear from this figure, as the true counting rate n increases, the number of missed counts increases. Not only that, n is 1/τ
After the observation count rate m reaches the maximum (=1/τe) at , it begins to decrease. For this reason, there is a possibility that the true counting rate may be erroneously estimated from the actually observed counting rate.
本発明はこのような点に濡みてなされたもので、エネル
ギ一定の放射線を計数する装置において、数え落としが
少なく、しかも高計数率のところで観測計数率が減少す
ることのない放射線パルス計数装置の提供を目的として
いる。The present invention has been made in consideration of these points, and is a radiation pulse counting device that is capable of counting radiation with constant energy, has fewer missed counts, and does not reduce the observed counting rate at high counting rates. intended to provide.
く課題を解決するための手段〉
上記の目的を達成するため、本発明では、波高弁別され
たパルス信号の時間幅の総和を測定する計時手段と、そ
の計時結果を、検出器およびその出力の増幅回路を含む
検出系の不感時間で除す除算手段を備え、その除算結果
を放射線パルス計数結果として出力するよう構成してい
る。Means for Solving the Problems> In order to achieve the above object, the present invention includes a timer for measuring the sum of time widths of pulse signals whose pulse heights have been discriminated, and a timer for measuring the time results by a detector and its output. It is provided with a division means for dividing by the dead time of the detection system including the amplifier circuit, and is configured to output the division result as the radiation pulse count result.
く作用〉
第6図に示した例から明らかなように、2個の事象が近
接して起きた場合、波高弁別器4の出力パルス幅は単一
事象の出力パルス幅よりも長くなり、3個の事象が近接
して起きた場合にはそのパルス幅は更に長くなる。つま
り、従来の計数法ではいずれも1個として計数されてい
たパルスであっても、2個、3個とパルスが重複して1
個のパルスを形成しているものについては、その分、パ
ルス幅に反映されることになる。従って、パルス幅の総
和を求めて、これを不感時間τ、すなわち単一事象の出
力パルス幅で除せば、その除算結果は従来の計数法に基
づく計数値に比してより真の計数値に近く、かつ、真5
計数率の高いところで観測計数率が減少することがない
。Effect> As is clear from the example shown in FIG. 6, when two events occur close to each other, the output pulse width of the pulse height discriminator 4 becomes longer than the output pulse width of a single event. If two events occur close together, the pulse width will be even longer. In other words, even if each pulse was counted as one in the conventional counting method, two or three pulses overlap and become one.
For those forming individual pulses, that amount will be reflected in the pulse width. Therefore, if we calculate the sum of the pulse widths and divide this by the dead time τ, that is, the output pulse width of a single event, the result of the division will be a truer count value than the count value based on the conventional counting method. Close to and true 5
The observed count rate does not decrease in areas where the count rate is high.
〈実施例〉
本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明する。第
1図は本発明実施例の回路構成図である。<Example> An example of the present invention will be described below based on the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention.
半導体放射線検出器等の検出器1、前置増幅器2、比例
増幅器3および波高弁別器4は従来装置と同等であって
、検出器1に放射線が入射することによってこの検出器
1から出力されるパルス信号は、前置増幅器2と比例増
幅器3を経て増幅波形成形された後、波高弁別器4によ
って所定波高値以上のパルス信号のみが抽出される。A detector 1 such as a semiconductor radiation detector, a preamplifier 2, a proportional amplifier 3, and a pulse height discriminator 4 are equivalent to conventional devices, and when radiation is incident on the detector 1, it is output from the detector 1. After the pulse signal is amplified and shaped into a waveform through a preamplifier 2 and a proportional amplifier 3, a pulse height discriminator 4 extracts only pulse signals having a predetermined pulse height value or higher.
波高弁別器4によって弁別された有効パルスは、AND
ゲート5に入力されている。このANDゲート5には、
もう一方の入力として高周波パルス発生器6からのクロ
ックパルスが導入されており、そのAND出力がカウン
タ7によって計数される。The effective pulses discriminated by the pulse height discriminator 4 are AND
It is input to gate 5. This AND gate 5 has
A clock pulse from a high frequency pulse generator 6 is introduced as the other input, and the AND output thereof is counted by a counter 7.
ここで、高周波パルス発生器6からのクロックパルスの
周期は、波高弁別器4からの単一事象のパルス幅τに比
して充分小さくしておく。通常、半導体放射線検出器の
[ばμsecオーダのパルス幅を有しているので、クロ
ックパルスの周波数は10MHz〜GHz程度を選定す
る。Here, the cycle of the clock pulse from the high frequency pulse generator 6 is made sufficiently smaller than the pulse width τ of a single event from the pulse height discriminator 4. Since semiconductor radiation detectors usually have a pulse width on the order of microseconds, the frequency of the clock pulse is selected to be approximately 10 MHz to GHz.
カウンタ7は、例えばMビットバイナリカウンタであっ
て、その計数結果は読み出し回路8によって読み出され
る。読み出し回路8は、カウンタ7の上位(M−N)ビ
ットを読み出すことにより、カウンタ7の計数値を2N
で除算した値を得るよう構成されている。この2Nは、
華−事象に対応する波高弁別器4の出力パルスの時間幅
τにおけるクロックパルスの発生数pに等しく設定され
ている。The counter 7 is, for example, an M-bit binary counter, and its counting result is read out by the reading circuit 8. The readout circuit 8 increases the count value of the counter 7 by 2N by reading the upper (M−N) bits of the counter 7.
It is configured to obtain the value divided by . This 2N is
It is set equal to the number p of clock pulses generated in the time width τ of the output pulse of the pulse height discriminator 4 corresponding to the flower event.
次に作用を述べる。第2図は各部の信号波形の例を示す
タイムチャートである。ANDゲート5は、波高弁別器
4の出力パルスがON状態のときに限って高周波パルス
発生器6からの出力パルスを通過ささせる。この、AN
Dゲート5の出力を計数するカウンタ7の計数値Pは、
従って、計測中における波高弁別器4の出力パルスの時
間幅の総和Tを表すことになる。このカウンタ7の計数
値の上位(M−N)ビットを読み出す読み出し回路8の
出力、つまりP / pは、故にT/τを表わすことに
なる。Next, we will discuss the effect. FIG. 2 is a time chart showing examples of signal waveforms at each part. The AND gate 5 allows the output pulse from the high frequency pulse generator 6 to pass only when the output pulse from the pulse height discriminator 4 is in the ON state. This, AN
The count value P of the counter 7 that counts the output of the D gate 5 is
Therefore, it represents the total time width T of the output pulses of the pulse height discriminator 4 during measurement. The output of the readout circuit 8 which reads out the upper (M−N) bits of the count value of the counter 7, that is, P/p, therefore represents T/τ.
前述した第6図に示すように、2個以上の事象が近接し
て起こった場合の波高弁別器4の出力パルスの幅は、単
一の事象が起こった場合の出力パルス幅τよりも長くな
り、パルスの重複を反映したものとなる。従って、ある
計測期間中における波高弁別器4の出力パルスの幅の総
和をτで除した値は、従来の計数法で得られる計数値よ
り真の値に近くなり、数え落としが減少する。しかも、
計数率が極めて高くなっても、計数値T/τはある値に
飽和することはあっても、減少することはない。As shown in FIG. 6 mentioned above, the width of the output pulse of the pulse height discriminator 4 when two or more events occur close to each other is longer than the output pulse width τ when a single event occurs. This reflects the overlap of pulses. Therefore, the value obtained by dividing the sum of the widths of the output pulses of the pulse height discriminator 4 during a certain measurement period by τ is closer to the true value than the count value obtained by the conventional counting method, and the number of missed counts is reduced. Moreover,
Even if the counting rate becomes extremely high, the count value T/τ may saturate to a certain value, but will not decrease.
第3図は不感時間τ=1μsecのときの真の計数率と
観測計数率との関係を示すグラフで、実線が本発明実施
例を、破線が従来例を示している。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the true counting rate and the observed counting rate when the dead time τ=1 μsec, where the solid line shows the embodiment of the present invention and the broken line shows the conventional example.
従来の計数法では106カウント/sec以上で観測計
数率が減少するが、本発明実施例では増加している。In the conventional counting method, the observed counting rate decreases at 106 counts/sec or more, but in the embodiment of the present invention, it increases.
また、第4図は真の計数率に対する観測計数率の割合(
効率)を示すグラフで、同様に実線が本発明実施例を、
破線が従来例を示している。このグラフから明らかなよ
うに、本発明実施例では高計数率のところで計数効率が
改善されている。Figure 4 also shows the ratio of the observed count rate to the true count rate (
Similarly, the solid line indicates the example of the present invention,
The broken line shows the conventional example. As is clear from this graph, in the embodiment of the present invention, the counting efficiency is improved at high counting rates.
なお、以上の実施例では、波高弁別器4の出力パルスの
時間幅の総和を、高周波パルス発生器6とANDゲート
5およびカウンタ7によって計測したが、他の任意の計
時手段を採用し得ることは勿論である。Note that in the above embodiment, the sum of the time widths of the output pulses of the pulse height discriminator 4 was measured by the high frequency pulse generator 6, the AND gate 5, and the counter 7, but any other arbitrary time measurement means may be adopted. Of course.
また、カウンタ7による高周波パルスの計数値を不感時
間τに相当する数値で除す手法として、カウンタ7の計
数値の上位(M −N)ビットを読み出すほか、通常の
デジタル演算による除算手段を採用し得ることは言うま
でもない。In addition, as a method for dividing the high-frequency pulse count by the counter 7 by a value corresponding to the dead time τ, in addition to reading out the upper (M - N) bits of the count by the counter 7, a division method using ordinary digital calculations is adopted. It goes without saying that it can be done.
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明によれば、波高弁別後のパ
ルスの時間幅の総和を検出系の不感時間で除して放射線
パルス計数値を得るから、従来の計数法に比して数え落
としの割合が減少する。このことは、この計数値を用い
て画像を作る場合、画質が向上することになる。また、
極めて高計数率になったときにも計数値が減少に転する
ことがないので、誤った濃度表示をすることがなく、信
頼性が向上する。<Effects of the Invention> As explained above, according to the present invention, the radiation pulse count value is obtained by dividing the sum of the time widths of pulses after pulse height discrimination by the dead time of the detection system. In comparison, the percentage of missed counts decreases. This means that when creating an image using this count value, the image quality will improve. Also,
Since the count value does not decrease even when the count rate is extremely high, there is no possibility of incorrect concentration display, and reliability is improved.
第1図は本発明実施例の構成を示すブロック図、第2図
はその各部の信号波形の例を示すタイムチャート、
第3図は真の計数率に対する観測計数率の関係を本発明
実施例と従来例を対比して示すグラフ、第4図は真の計
数率に対する計数効率の関係を本発明実施例と従来例を
対比して示すグラフ、第5図は従来の放射線パルス計数
装置の構成を示すブロック図、
第6図は従来装置による数え落としの説明図、第7図は
従来装置による観測計数率の真の計数率に対する関係を
示すグラフである。
1・・・検出器
2・・・前置増幅器
3・・・比例増幅器
4・・・波高弁別器
5・・・ANDゲート
6・・・高周波パルス発生器
7・・・カウンタ
8・・・読み出し回路Fig. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a time chart showing examples of signal waveforms of each part, and Fig. 3 shows the relationship between the observed counting rate and the true counting rate according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the counting efficiency and the true counting rate between the embodiment of the present invention and the conventional example. FIG. 5 is the configuration of a conventional radiation pulse counting device. FIG. 6 is an explanatory diagram of counting loss by the conventional device, and FIG. 7 is a graph showing the relationship between the observed counting rate and the true counting rate by the conventional device. 1... Detector 2... Preamplifier 3... Proportional amplifier 4... Pulse height discriminator 5... AND gate 6... High frequency pulse generator 7... Counter 8... Readout circuit
Claims (1)
と、その検出器の出力を増幅する増幅回路と、その増幅
回路からのパルス出力を入力してあらかじめ設定された
波高値以上のパルス信号のみを抽出する波高弁別器を有
し、波高弁別後のパルス信号の計数値を上記検出器への
入射放射線線量の計測結果として出力する装置において
、計測中における上記波高弁別後のパルス信号の時間幅
の総和を測定する計時手段と、その計時結果を上記増幅
回路より前段部分の不感時間で除す除算手段を備え、そ
の除算結果を上記計測結果として出力するよう構成され
ていることを特徴とする、放射線パルス計数装置。A detector that outputs a pulse-like signal when radiation is incident, an amplifier circuit that amplifies the output of the detector, and a pulse output from the amplifier circuit that inputs only the pulse signal that is higher than a preset peak value. In a device that has a pulse height discriminator for extraction and outputs the count value of the pulse signal after pulse height discrimination as the measurement result of the incident radiation dose to the detector, the time width of the pulse signal after the pulse height discrimination during measurement is It is characterized by comprising: a timer for measuring the total sum; and a dividing means for dividing the timer result by a dead time of a stage preceding the amplifier circuit, and configured to output the division result as the measurement result. Radiation pulse counting device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10830288A JPH01277792A (en) | 1988-04-30 | 1988-04-30 | Counting device of radiation pulse |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10830288A JPH01277792A (en) | 1988-04-30 | 1988-04-30 | Counting device of radiation pulse |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01277792A true JPH01277792A (en) | 1989-11-08 |
Family
ID=14481248
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10830288A Pending JPH01277792A (en) | 1988-04-30 | 1988-04-30 | Counting device of radiation pulse |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01277792A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100478632B1 (en) * | 2002-01-12 | 2005-03-24 | 한국수력원자력 주식회사 | High speed pulse count apparatus for measuring radiation quantity |
JP2014527162A (en) * | 2011-07-20 | 2014-10-09 | デクトリス エルティーディー. | Photon counting imaging method and apparatus with immediate retrigger capability |
JP2020201191A (en) * | 2019-06-12 | 2020-12-17 | 株式会社東芝 | Radiation measurement device and radiation measurement method |
-
1988
- 1988-04-30 JP JP10830288A patent/JPH01277792A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100478632B1 (en) * | 2002-01-12 | 2005-03-24 | 한국수력원자력 주식회사 | High speed pulse count apparatus for measuring radiation quantity |
JP2014527162A (en) * | 2011-07-20 | 2014-10-09 | デクトリス エルティーディー. | Photon counting imaging method and apparatus with immediate retrigger capability |
JP2020201191A (en) * | 2019-06-12 | 2020-12-17 | 株式会社東芝 | Radiation measurement device and radiation measurement method |
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