JPH04337491A - 放射線監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば原子力利用施設
における放射線を監視する放射線監視装置に係り、特に
入力信号の変化に対する速い応答性を確保しながら、放
射線特有の揺らぎによる変動の影響を最小限とし、ノイ
ズに対する安定性を確保し得るようにした放射線監視装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、例えば原子力発電所等の原子
力利用施設における放射線を監視するものとして、放射
線監視装置が多く用いられてきている。そして、最近で
は、デジタル信号処理回路を用いた放射線監視装置が採
用されてきている。

【０００３】図１２は、この種の放射線監視装置の構成
例を示すブロック図である。図１２において、放射線監
視装置は、放射線検出器１と、前置増幅器２と、データ
収集部３１、データ処理部３２よりなる監視装置３とか
ら構成されている。

【０００４】ここで、放射線検出器１は、ガンマ線、ア
ルファ線、ベータ線、中性子線等の放射線を検出し、電
気信号に変換して出力するものである。この放射線検出
器１としては、例えば、ＧＭ管、ＳＳＤ、シンチレーシ
ョン検出器とフォトマルチプライヤとの組み合わせ、電
離箱検出器等が、通常用いられる。また、前置増幅器２
は、プリアンプとも称し、放射線検出器１からの出力信
号が微小であるためこれを増幅したり、あるいは放射線
検出器１からの出力信号である電流、電荷出力を電圧に
変換して出力するものである。

【０００５】一方、監視装置３のデータ収集部３１は、
前置増幅器２からの出力信号を一定周期で収集し、増幅
、波形整形処理等をして、放射線特有のエネルギー情報
や計数率情報を得るものである。また、データ処理部３
２は、データ収集部３１により収集したデータをデータ
処理し、放射線の強度等一定の条件を満たした場合に、
アラームや機器を停止させるトリップ信号、記録や指示
計用のアナログ信号等を出力するものである。

【０００６】かかる放射線監視装置においては、放射線
検出器１に放射線が入射すると電気信号に変換され、そ
の出力信号が前置増幅器２で増幅された後、監視装置３
に入力される。一方、監視装置３では、図１３にそのフ
ロー図を示すように、まずデータ収集部３１にて前置増
幅器２からの出力信号が一定周期で収集され、増幅、波
形整形処理等をしてデータ処理部３２に入力される。次
に、データ処理部３２では、データ収集部３１により収
集したデータに対して、所定のデータ処理が行なわれる
。この場合、データ処理の方法としては、例えば、（ａ
）今回収集したデータに応じた放射線レベルをそのまま
出力する、（ｂ）前回、前々回というように、Ｎ回分の
データを記録しておいて単純平均する、（ｃ）前回の出
力と今回収集したデータで重み付き平均を行なう（一次
遅れ演算（時間遅れのフィルタ処理））等の方法を採用
することにより、放射線特有の揺らぎやノイズ成分を取
り除くようにしている。

【０００７】ところで、このようなデータ処理方法にお
いては、揺らぎやノイズの影響を減らすためには、デー
タ処理部３２における処理周期を短かくする必要がある
が、この処理周期は実行内容、換言すれば負荷に依存す
ることから、短かくするにも限度がある。また、フィル
タ処理を用いた場合、ノイズを除去するためのフィルタ
の時定数は、応答速度を確保する上から大きくすること
ができない。

【０００８】一方、原子力発電所においては、安全性の
優先という要求から、測定している放射線線量の変化に
対しては、ある一定レベル以上の応答性の要求がある。 また、信頼性の点から、ノイズ等に対する一層の安定性
が要求されている。さらに、放射線測定においては、そ
の特異性から入力信号が一定の揺らぎを有することが知
られている。従って、速い応答速度と入力信号に対する
出力の一層の安定性を実現する必要がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
放射線監視装置においては、測定に起因するデータの揺
らぎの影響によるデータの変動防止、ノイズ等に対する
安定性、応答時間の点で、より一層の性能向上が強く望
まれていた。

【００１０】本発明の目的は、入力信号の変化に対する
速い応答性を確保しながら、放射線特有の揺らぎによる
変動の影響を最小限とし、ノイズに対する安定性を確保
することが可能な極めて信頼性の高い放射線監視装置を
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、図１にブロック図を示すように、放射線
を検出し電気信号に変換して出力する放射線検出器（１
１）と、放射線検出器（１１）からの出力信号を増幅し
て出力する前置増幅器（１２）と、前置増幅器（１２）
からの出力信号を一定周期で収集するデータ収集部（１
３Ａ）、データ収集部（１３Ａ）により収集されたデー
タを一時的に記憶するデータ記憶部（１３Ｂ）、データ
記憶部（１３Ｂ）に記憶されたデータを一定周期よりも
長い周期で読み出してデータ処理し、その処理結果を出
力するデータ処理部（１３Ｃ）からなる監視装置とを備
えて構成される放射線監視装置において、データ処理部
（１３Ｃ）におけるデータ処理機能として、データ記憶
部（１３Ｂ）に記憶された最新のデータの中から所定（
ｎ）個のデータを読み出して、前回用いた測定データを
基とした一定範囲以内に入るか否かを判定し、その結果
一定範囲以内に入るデータの割合が一定割合以上である
場合には、当該一定範囲以内に入るデータのみを用いて
平均演算を行ない、また一定範囲以内に入るデータの割
合が一定割合以下である場合には、読み出したｎ個の全
てのデータを用いて平均演算を行ない、当該演算結果を
出力データとして出力する機能を備えるようにしている
。

【００１２】

【作用】従って、本発明の放射線監視装置においては、
図２にフロー図を示すように、前置増幅器（１２）から
の出力信号がデータ収集部（１３Ａ）により一定周期で
収集され、このデータがデータ記憶部（１３Ｂ）に一時
的に記憶される。そして、データ処理部（１３Ｃ）では
、データ記憶部（１３Ｂ）内の最新のデータの中から所
定（ｎ）個のデータが読み出され、前回用いた測定デー
タを基とした一定範囲以内に入るか否かの判定が行なわ
れる。その結果、一定範囲以内に入るデータの割合が一
定割合以上である場合には、その一定範囲以内に入るデ
ータのみを用いて平均演算が行なわれ、また一定範囲以
内に入るデータの割合が一定割合以下である場合には、
読み出したｎ個の全てのデータを用いて平均演算が行な
われ、その演算結果が監視装置（１３）の出力データと
して出力される。

【００１３】この場合、データ処理部（１３Ｃ）でデー
タ処理を行なう際に、平均処理を採用することにより、
放射線特有の揺らぎを排除することができる。また、一
定範囲以内に入らないデータを排除することにより、瞬
間的なノイズ等の変動を十分除去することができる。さ
らに、データ収集部（１３Ａ）とデータ処理部（１３Ｃ
）とを独立させ、データ収集部（１３Ａ）のデータ収集
周期を短かくすることにより、入力信号の変化に対する
応答性を向上させることができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して詳細に説明する。

【００１５】図３は、本発明による放射線監視装置の構
成例を示すブロック図である。なお、ここでは、放射線
検出器に放射線が入射した時に発生する電気パルスを計
数することにより、入射した放射線の強度を測定するパ
ルス計数方式を採用した場合について述べる。

【００１６】すなわち、本実施例の放射線監視装置は、
図３に示すように、放射線検出器２１と、前置増幅器２
２と、データ収集部２３Ａ、データ記憶部２３Ｂ、デー
タ処理部２３Ｃよりなる監視装置２３とから構成してい
る。

【００１７】ここで、放射線検出器２１は、例えば、電
離箱検出器からなり、ガンマ線、アルファ線、ベータ線
、中性子線等の放射線を検出し、電気信号に変換して出
力するものである。また、前置増幅器２２は、放射線検
出器１からの出力信号を増幅したり、あるいは放射線検
出器１からの出力信号である電流、電荷出力を電圧に変
換して出力するものである。

【００１８】一方、監視装置２３のデータ収集部２３Ａ
は、波形整形回路２３Ａ１、波高弁別器２３Ａ２、計数
回路２３Ａ３からなり、前置増幅器２からの出力信号を
一定周期で収集し、波形整形処理、波高弁別処理、計数
処理等をして、放射線特有のエネルギー情報や計数率情
報を得るものである。また、データ記憶部２３Ｂは、記
憶回路からなり、データ収集部２３Ａにより収集された
データを一時的に記憶するものである。さらに、データ
処理部２３Ｃは、演算処理装置２３Ｃ１、出力回路２３
Ｃ２からなり、データ記憶部（１３Ｂ）に記憶されたデ
ータを読み出してデータ処理し、放射線の強度等一定の
条件を満たした場合に、アラームや機器を停止させるト
リップ信号、記録や指示計用のアナログ信号等を出力す
るものである。この場合、データ処理部２３Ｃにおける
データ処理機能としては、データ記憶部（１３Ｂ）に記
憶された最新のデータの中から所定（ｎ）個のデータを
読み出して、前回用いた測定データを基とした一定範囲
以内に入るか否かを判定し、その結果一定範囲以内に入
るデータの割合が一定割合以上である場合には、当該一
定範囲以内に入るデータのみを用いて平均演算を行ない
、また一定範囲以内に入るデータの割合が一定割合以下
である場合には、読み出したｎ個の全てのデータを用い
て平均演算を行ない、当該演算結果を出力データとして
出力する機能を備えている。次に、以上のように構成し
た本実施例の放射線監視装置の作用について、図４に示
すフロー図を用いて説明する。

【００１９】まず、放射線検出器２１に放射線が入射す
ると電気パルス信号が発生し、その電気パルス信号が前
置増幅器２２で増幅された後、監視装置２３に入力され
る。一方、監視装置２３では、まずデータ収集部２３Ａ
にて前置増幅器２２からの出力信号が一定周期で収集さ
れ、波形整形処理、波高弁別処理、計数処理等をして、
一定周期にてデータ記憶部２３Ｂに記憶される。次に、
データ処理部２３Ｃにおいては、図４にそのフロー図を
示すように、データ記憶部２３Ｂに記憶された最新のデ
ータの中からＣ個（本例では２０個）のデータＣ１　〜
Ｃ２０を読み出される。次に、前回用いた測定データＣ
´を基として、ふらつき判定の下限値ＣＬおよび上限値
ＣＨが決定される。次に、この定められた下限値ＣＬお
よび上限値ＣＨによる一定範囲以内（本例では±１０％
以内）に入るデータの割合が一定割合以上（本例では１
５個以上）であるかどうかの判定が行なわれる。

【００２０】以上の判定の結果、一定範囲以内に入るデ
ータの割合が１５個以上である場合には、この一定範囲
以内に入るデータのみを用いて、すなわち下限値ＣＬお
よび上限値ＣＨを外れたデータを除いて平均演算が行な
われる。また、一定範囲以内に入るデータの割合が１５
個以下である場合には、読み出した２０個の全てのデー
タＣ１　〜Ｃ２０を用いて平均演算が行なわれる。そし
て、この平均演算結果が、監視装置２３の出力データと
して出力されることになる。すなわち、例えば図５に示
すように、データ収集時にノイズが混入した場合、ノイ
ズ混入の割合が少なければ、それを除去してデータ処理
する、つまりノイズによるデータを除いた平均演算によ
り出力データＣを求めることにより、ノイズの影響を最
小限とすることができる。また、例えば図６に示すよう
に、データ処理時に入力データの放射線レベルが急変し
た場合、今回のデータ処理ではその変化に追従できなく
とも、最悪次のデータ処理時に変化を感知できるため、
早い入力応答を実現することができる。すなわち、図６
に示すように、データがＣａからＣｂに大きく変化した
場合を考えると、Ｃｂが一定割合より少ない場合には、
Ｃｂは平均演算から除かれるので、Ｃ＝Ｃａとなる。ま
た、Ｃｂが一定割合より多い場合には、Ｃ１　からＣｎ
　の全てのデータの平均値となる。

【００２１】以上のように、±１０％以内のふらつきの
データが１５個以上である場合には、その範囲以内のデ
ータのみを用いて平均演算が行なわれることにより、デ
ータ収集時にノイズ等が混入した場合においても、安定
した正しい出力データを出力することができる。すなわ
ち、ノイズ等の混入がない場合には、図７のデータＡに
示すような収集データおよび演算結果となるが、ノイズ
等が混入した場合においても、図７のデータＢに示すよ
うに、ノイズ成分を除去することができる。また、入力
の変化により、データが真に変化した場合においても、
図７のデータＣに示すように処理結果は入力に追従する
ため、速い応答速度も同時に実現することができる。こ
れにより、ノイズ成分の除去と速い応答性を、共に実現
することができる。図８および図９は、ノイズの混入お
よび入力の変動に対する、従来の方法と本実施例の方法
による比較結果をそれぞれ示す図である。

【００２２】上述したように、本実施例の放射線監視装
置においては、データ記憶部２３Ｂに記憶されたデータ
を、データ処理部２３Ｃで読み出してデータ処理する場
合に、データ記憶部２３Ｂに記憶された最新のデータの
中から２０個のデータを読み出して、前回用いた測定デ
ータを基とした±１０％の範囲以内に入るか否かを判定
し、その結果±１０％の範囲以内に入るデータの割合が
１５個以上である場合には、当該±１０％の範囲以内に
入るデータのみを用いて平均演算を行ない、また当該±
１０％の範囲以内に入るデータの割合が１５個以下であ
る場合には、読み出した２０個の全てのデータを用いて
平均演算を行ない、その演算結果を出力データとして出
力するようにしたものである。

【００２３】従って、入力データの変化に対する速い応
答性を確保しながら、放射線特有の揺らぎによる変動の
影響を最小限とし、ノイズに対する安定性を確保するこ
とが可能となる。すなわち、ノイズの除去能力を高めな
がら、同時に速い応答性を得ることが可能となり、原子
力発電所にて要求されるノイズ等に対する安定性と応答
性を実現することができる。これにより、測定に起因す
るデータの揺らぎの影響によるデータの変動防止、ノイ
ズ等に対する安定性、応答時間の点で、より一層の性能
向上を図るという強い要望を十分満足する放射線監視装
置を得ることができる。尚、本発明は上記実施例に限定
されるものではなく、次のようにしても同様に実施でき
るものである。

【００２４】上記実施例では、放射線検出器に放射線が
入射した時に発生する電気パルスを計数することにより
、入射した放射線の強度を測定するパルス計数方式の放
射線監視装置に、本発明を適用した場合について説明し
たが、何らこれに限定されるものではない。まず、図１
０は、放射線検出器からの電気信号の交流成分の二乗平
均電圧を測定することにより、入射した放射線の強度を
測定するキャンベル方式の放射線監視装置に、本発明を
適用した場合の構成例を示すブロック図である。本放射
線監視装置は、データ収集部２３Ａを、増幅器フィルタ
２３Ａ４、二乗平均回路２３Ａ５、ＡＤ変換回路２３Ａ
６から構成しているもので、その他の要素については図
３と全く同様である。

【００２５】また、図１１は、放射線検出器からの電流
信号を前置増幅器または監視装置内にて電圧変換して測
定することにより、入射した放射線の強度を測定する方
式の放射線監視装置に、本発明を適用した場合の構成例
を示すブロック図である。本放射線監視装置は、データ
収集部２３Ａを、増幅器フィルタ２３Ａ７、ＡＤ変換回
路２３Ａ８から構成しているもので、その他の要素につ
いては図３と全く同様である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、デ
ータ処理部におけるデータ処理機能として、データ記憶
部に記憶された最新のデータの中から所定（ｎ）個のデ
ータを読み出して、前回用いた測定データを基とした一
定範囲以内に入るか否かを判定し、その結果一定範囲以
内に入るデータの割合が一定割合以上である場合には、
当該一定範囲以内に入るデータのみを用いて平均演算を
行ない、また一定範囲以内に入るデータの割合が一定割
合以下である場合には、読み出したｎ個の全てのデータ
を用いて平均演算を行ない、当該演算結果を出力データ
として出力する機能を備えるようにしたので、入力信号
の変化に対する速い応答性を確保しながら、放射線特有
の揺らぎによる変動の影響を最小限とし、ノイズに対す
る安定性を確保することが可能な極めて信頼性の高い放
射線監視装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による放射線監視装置の構成例を示すブ
ロック図。

【図２】図１における作用を説明するためのフロー図。

【図３】本発明による放射線監視装置の一実施例を示す
ブロック図。

【図４】同実施例における作用を説明するためのフロー
図。

【図５】同実施例における作用を説明するための模式図
。

【図６】同実施例における作用を説明するための模式図
。

【図７】同実施例における作用を説明するための図。

【図８】同実施例の方法と従来の方法とを比較して説明
するための図。

【図９】同実施例の方法と従来の方法とを比較して説明
するための図。

【図１０】本発明による放射線監視装置の他の実施例を
示すブロック図。

【図１１】本発明による放射線監視装置の他の実施例を
示すブロック図。

【図１２】従来の放射線監視装置の構成例を示すブロッ
ク図。

【図１３】図１２における作用を説明するためのフロー
図。

【符号の説明】

１…放射線検出器、２…前置増幅器、３…監視装置、３
１…データ収集部、３２…データ処理部、３３…データ
記憶部、１１…放射線検出器、１２…前置増幅器、１３
Ａ…データ収集部、１３Ｂ…データ収集部、１３Ｃ…デ
ータ処理部、２１…放射線検出器、２２…前置増幅器、
２３…監視装置、２３Ａ…データ収集部、２３Ａ１…波
形整形回路、２３Ａ２…波高弁別器、２３Ａ３…計数回
路、２３Ａ４…増幅器フィルタ、２３Ａ５…二乗平均回
路、２３Ａ６…ＡＤ変換回路、２３Ａ７…増幅器フィル
タ、２３Ａ８…ＡＤ変換回路、２３Ｂ…データ記憶部、
２３Ｃ…データ処理部、２３Ｃ１…演算処理装置、２３
Ｃ２…出力回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　放射線を検出し電気信号に変換して出
   力する放射線検出器と、前記放射線検出器からの出力信
   号を増幅して出力する前置増幅器と、前記前置増幅器か
   らの出力信号を一定周期で収集するデータ収集部、前記
   データ収集部により収集されたデータを一時的に記憶す
   るデータ記憶部、前記データ記憶部に記憶されたデータ
   を前記一定周期よりも長い周期で読み出してデータ処理
   し、その処理結果を出力するデータ処理部からなる監視
   装置とを備えて構成される放射線監視装置において、前
   記データ処理部におけるデータ処理機能として、前記デ
   ータ記憶部に記憶された最新のデータの中から所定（ｎ
   ）個のデータを読み出して、前回用いた測定データを基
   とした一定範囲以内に入るか否かを判定し、その結果前
   記一定範囲以内に入るデータの割合が一定割合以上であ
   る場合には、当該一定範囲以内に入るデータのみを用い
   て平均演算を行ない、また前記一定範囲以内に入るデー
   タの割合が一定割合以下である場合には、前記読み出し
   たｎ個の全てのデータを用いて平均演算を行ない、当該
   演算結果を出力データとして出力する機能を備えるよう
   にしたことを特徴とする放射線監視装置。