JPH05149775A - 放射線応用測定装置 - Google Patents
放射線応用測定装置Info
- Publication number
- JPH05149775A JPH05149775A JP31263591A JP31263591A JPH05149775A JP H05149775 A JPH05149775 A JP H05149775A JP 31263591 A JP31263591 A JP 31263591A JP 31263591 A JP31263591 A JP 31263591A JP H05149775 A JPH05149775 A JP H05149775A
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- JP
- Japan
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- rays
- detector
- radiation
- radiation source
- gamma
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- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ｚ方向の変動の他，線源と検出器の傾きに対
しても影響を受けず，感度低下がなく，調整工数が不要
で高精度な放射線応用測定装置を提供する。 【構成】 放射線源から放射され，シ―ト状の被測定体
を透過してくる放射線を半導体放射線検出器により検出
し，前記被測定体の坪量の測定を行う放射線応用測定装
置において，β線およびγ線の２種類の放射線を出射す
る放射線源１０と，第１，第２のダイオードを積層し，
第１のダイオードからは前記β線およびγ線を検出し，
第２のダイオードからはγ線のみを検出する放射線検出
器１１を備えており，第２ダイオードの信号変化から放
射線源と検出器の距離を知り，その距離に応じて第１ダ
イオードの出力補正を行う。
しても影響を受けず，感度低下がなく，調整工数が不要
で高精度な放射線応用測定装置を提供する。 【構成】 放射線源から放射され，シ―ト状の被測定体
を透過してくる放射線を半導体放射線検出器により検出
し，前記被測定体の坪量の測定を行う放射線応用測定装
置において，β線およびγ線の２種類の放射線を出射す
る放射線源１０と，第１，第２のダイオードを積層し，
第１のダイオードからは前記β線およびγ線を検出し，
第２のダイオードからはγ線のみを検出する放射線検出
器１１を備えており，第２ダイオードの信号変化から放
射線源と検出器の距離を知り，その距離に応じて第１ダ
イオードの出力補正を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，紙，プラスチック等の
シ―ト状物質の坪量をオンラインで計測する為の坪量計
に用いられ，更に詳しくは主として放射線源と検出器の
位置変動に基づく誤差の補正をはかった放射線応用測定
装置に関する。
シ―ト状物質の坪量をオンラインで計測する為の坪量計
に用いられ，更に詳しくは主として放射線源と検出器の
位置変動に基づく誤差の補正をはかった放射線応用測定
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】放射線（例えばβ線）が物質層を通過す
ると，電離作用や励起作用等によって次第にエネルギ―
を失って減衰し，更にこの様な弾性散乱や非弾性散乱を
多数回受けて進行方向が変化する。従って測定体の物理
量（例えば厚さ）が増すに伴い透過するβ線粒子の数は
減少する。この様な原理を応用し，シ―ト状の種々の物
質の物理量を測定する装置が知られている。
ると，電離作用や励起作用等によって次第にエネルギ―
を失って減衰し，更にこの様な弾性散乱や非弾性散乱を
多数回受けて進行方向が変化する。従って測定体の物理
量（例えば厚さ）が増すに伴い透過するβ線粒子の数は
減少する。この様な原理を応用し，シ―ト状の種々の物
質の物理量を測定する装置が知られている。
【０００３】図３はこの様な放射線応用測定装置の一般
的構成例を示す説明図である。図３に示す様にβ線放射
線源（以下，単に線源という）１と放射線検出器（以
下，単に検出器という）２が対向して配置され，その間
に被測定体３を挟んで測定するように構成されている。
このβ線源からの放射線の空間強度分布は図４に示す様
に線源の真上方向が最も強く，正面から遠ざかる程弱い
ガウス分布状の強度分布となる。従って線源１と検出器
２がＸ，Ｙ方向またはＺ方向に相対的に移動した場合に
は，検出器２に入射する放射線量が変化して出力変動を
生じるという問題がある。
的構成例を示す説明図である。図３に示す様にβ線放射
線源（以下，単に線源という）１と放射線検出器（以
下，単に検出器という）２が対向して配置され，その間
に被測定体３を挟んで測定するように構成されている。
このβ線源からの放射線の空間強度分布は図４に示す様
に線源の真上方向が最も強く，正面から遠ざかる程弱い
ガウス分布状の強度分布となる。従って線源１と検出器
２がＸ，Ｙ方向またはＺ方向に相対的に移動した場合に
は，検出器２に入射する放射線量が変化して出力変動を
生じるという問題がある。
【０００４】従来，この種の出力変動を除去する装置と
して図５（イ），（ロ），（ハ）に示すようなものが提
案されている。即ち，検出器の放射線を受ける部分２ａ
（以下，単に受光部という）に放射線の照射方向および
Ｘ方向に対して直角に吸収板６を配置して，線源１と受
光部２ａとの位置関係の変化に起因する出力変動を軽減
したものである。
して図５（イ），（ロ），（ハ）に示すようなものが提
案されている。即ち，検出器の放射線を受ける部分２ａ
（以下，単に受光部という）に放射線の照射方向および
Ｘ方向に対して直角に吸収板６を配置して，線源１と受
光部２ａとの位置関係の変化に起因する出力変動を軽減
したものである。
【０００５】図５（イ）は線源１と受光部２ａおよび吸
収板６の関係を平面図で示すもので，吸収板６は検出器
の受光部の中央部にＸ方向に対して直角に，線源は受光
部の中央に配置されている。吸収板６は長さl が受光部
の直径よりも長く，幅Ｗが線源より広く受光窓の直径よ
り小さいＡｌ板からなり，受光部２ａの前面の中央部に
取付けられて，線源１の放射線ビ―ムの最も強い部分の
一部を遮って受光部２ａに入射する放射線量を減少させ
ている。線源１は通常安全対策として金属箱等で包まれ
ており，更に線源箱の出口が薄い金属板等で覆われてい
るので，線源１から放射された放射線は直進しにくく散
乱線となり，放射線ビ―ムの強さは線源１の正面が最も
強く正面から遠ざかる程弱くなる。
収板６の関係を平面図で示すもので，吸収板６は検出器
の受光部の中央部にＸ方向に対して直角に，線源は受光
部の中央に配置されている。吸収板６は長さl が受光部
の直径よりも長く，幅Ｗが線源より広く受光窓の直径よ
り小さいＡｌ板からなり，受光部２ａの前面の中央部に
取付けられて，線源１の放射線ビ―ムの最も強い部分の
一部を遮って受光部２ａに入射する放射線量を減少させ
ている。線源１は通常安全対策として金属箱等で包まれ
ており，更に線源箱の出口が薄い金属板等で覆われてい
るので，線源１から放射された放射線は直進しにくく散
乱線となり，放射線ビ―ムの強さは線源１の正面が最も
強く正面から遠ざかる程弱くなる。
【０００６】図５（ロ）は検出器２がＸ方向（向かって
左側）にＸ1 ずれた状態を示す側面図で，Ｒは放射線の
等価線量を示している。この様なずれが発生した場合，
向かって左側は線源から遠ざかるので出力は弱くなる
が，向かって右側は吸収板６に遮られていた放射線の最
も強い部分が受光面を照射する様になるので出力は強く
なる。従って受光部が受ける放射線の総量は変化せず，
ずれによる出力変動は発生しない。
左側）にＸ1 ずれた状態を示す側面図で，Ｒは放射線の
等価線量を示している。この様なずれが発生した場合，
向かって左側は線源から遠ざかるので出力は弱くなる
が，向かって右側は吸収板６に遮られていた放射線の最
も強い部分が受光面を照射する様になるので出力は強く
なる。従って受光部が受ける放射線の総量は変化せず，
ずれによる出力変動は発生しない。
【０００７】図５（ハ）は検出器がＺ方向（図では上方
向）にｚ1 ずれた状態を示す側面図で，この例では受光
面が線源に近付くので吸収板６で覆われていない部分は
出力が増加する様に作用し，同時に放射線の強い部分が
より広く吸収板６で覆われることになるので放射線の総
量は変化せず，ずれによる出力変動は発生しない。上記
構成によれば，線源と検出器の関係がＸ，Ｚ方向に移動
しても放射線量の総量をほぼ同一にすることが可能であ
る。なお，Ｙ方向のずれに対しては図示した吸収板では
対応できない。
向）にｚ1 ずれた状態を示す側面図で，この例では受光
面が線源に近付くので吸収板６で覆われていない部分は
出力が増加する様に作用し，同時に放射線の強い部分が
より広く吸収板６で覆われることになるので放射線の総
量は変化せず，ずれによる出力変動は発生しない。上記
構成によれば，線源と検出器の関係がＸ，Ｚ方向に移動
しても放射線量の総量をほぼ同一にすることが可能であ
る。なお，Ｙ方向のずれに対しては図示した吸収板では
対応できない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記従
来の放射線応用測定装置においては，検出器の前面に吸
収板を用いて放射線感度を調整している為検出器の感度
が１／２〜１／５に低下してしまうという問題があっ
た。また，吸収板を用いた場合，その配置場所は被測定
体の性質に合わせて試行錯誤しながら決定する必要があ
った。本発明は上記従来技術の課題に鑑みて成されたも
ので，感度低下がなく，調整工数が不要で高精度な放射
線応用測定装置を実現することを目的とする。
来の放射線応用測定装置においては，検出器の前面に吸
収板を用いて放射線感度を調整している為検出器の感度
が１／２〜１／５に低下してしまうという問題があっ
た。また，吸収板を用いた場合，その配置場所は被測定
体の性質に合わせて試行錯誤しながら決定する必要があ
った。本発明は上記従来技術の課題に鑑みて成されたも
ので，感度低下がなく，調整工数が不要で高精度な放射
線応用測定装置を実現することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為に
本発明は，放射線源から放射され，シ―ト状の被測定体
を透過してくる放射線を半導体放射線検出器により検出
し，前記被測定体の坪量の測定を行う放射線応用測定装
置において，β線およびγ線の２種類の放射線を出射す
る放射線源と半導体放射線検出器である第１，第２のダ
イオードを積層し，第１のダイオードからは前記β線お
よびγ線を検出し，第２のダイオードからはγ線のみを
検出する放射線検出器を具備したことを特徴とするもの
である。
本発明は，放射線源から放射され，シ―ト状の被測定体
を透過してくる放射線を半導体放射線検出器により検出
し，前記被測定体の坪量の測定を行う放射線応用測定装
置において，β線およびγ線の２種類の放射線を出射す
る放射線源と半導体放射線検出器である第１，第２のダ
イオードを積層し，第１のダイオードからは前記β線お
よびγ線を検出し，第２のダイオードからはγ線のみを
検出する放射線検出器を具備したことを特徴とするもの
である。
【００１０】
【作用】電子線であるβ線は放射線検出器の比較的に浅
い薄い層で吸収され，電磁波であるγ線は比較的に深い
層まで到達する。従って第１ダイオードと第２ダイオー
ドを積層し，第１ダイオード側を放射線源に対向させれ
ば第１ダイオード側では主としてβ線が検出され，第２
ダイオード側ではγ線を検出することができる。β線は
被測定体であるシートの坪量と放射線源と検出器の距離
に影響を受けるが，γ線はシートの影響を受けることは
少なく専ら放射線源と検出器の距離の変動に影響され
る。従って第２ダイオードの信号変化から放射線源と検
出器の距離を知ることができ，その距離の変動に応じて
第１ダイオードの出力補正を行うことができる。
い薄い層で吸収され，電磁波であるγ線は比較的に深い
層まで到達する。従って第１ダイオードと第２ダイオー
ドを積層し，第１ダイオード側を放射線源に対向させれ
ば第１ダイオード側では主としてβ線が検出され，第２
ダイオード側ではγ線を検出することができる。β線は
被測定体であるシートの坪量と放射線源と検出器の距離
に影響を受けるが，γ線はシートの影響を受けることは
少なく専ら放射線源と検出器の距離の変動に影響され
る。従って第２ダイオードの信号変化から放射線源と検
出器の距離を知ることができ，その距離の変動に応じて
第１ダイオードの出力補正を行うことができる。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示す構成図であ
る。図において１０は放射線源であり ，この放射線源
１０からはβ線とγ線の２種類が出射する様に形成され
ている。１１は放射線検出器であり，この放射線検出器
１１は紙３を透過してきたβ線とγ線の信号を弁別して
出力する。１３は検出器１１からの出力信号を増幅する
と共に信号比を演算する信号処理手段，１４は線源１０
と検出器１１のＺ方向の変動を算出する変動量算出手
段，１５は坪量検出データ記憶手段，１６は坪量検出デ
ータ記憶手段からのデータと信号処理手段からの信号に
基づいて坪量を算出する坪量算出手段である。
る。図において１０は放射線源であり ，この放射線源
１０からはβ線とγ線の２種類が出射する様に形成され
ている。１１は放射線検出器であり，この放射線検出器
１１は紙３を透過してきたβ線とγ線の信号を弁別して
出力する。１３は検出器１１からの出力信号を増幅する
と共に信号比を演算する信号処理手段，１４は線源１０
と検出器１１のＺ方向の変動を算出する変動量算出手
段，１５は坪量検出データ記憶手段，１６は坪量検出デ
ータ記憶手段からのデータと信号処理手段からの信号に
基づいて坪量を算出する坪量算出手段である。
【００１２】図２は図１に示す放射線検出器１１に組み
込まれた検出素子の拡大断面図である。図において２０
は第１ダイオード，２１は第１ダイオードに積層して形
成された第２ダイオードであり，これら２つのダイオー
ドは絶縁膜２３を介して分離されている。そして第１ダ
イオード２０はその厚さを入射β線の最大飛程程度とさ
れ，被測定体３を透過してくるβ線は吸収しγ線は透過
する程度の厚さに形成されており，第２ダイオード２１
はある程度のγ線を吸収する程度に厚く形成されてい
る。なお，これらのダイオードは図示のように一体に形
成してもよく，別々に形成したものを平行な状態で積層
して配置してもよい。
込まれた検出素子の拡大断面図である。図において２０
は第１ダイオード，２１は第１ダイオードに積層して形
成された第２ダイオードであり，これら２つのダイオー
ドは絶縁膜２３を介して分離されている。そして第１ダ
イオード２０はその厚さを入射β線の最大飛程程度とさ
れ，被測定体３を透過してくるβ線は吸収しγ線は透過
する程度の厚さに形成されており，第２ダイオード２１
はある程度のγ線を吸収する程度に厚く形成されてい
る。なお，これらのダイオードは図示のように一体に形
成してもよく，別々に形成したものを平行な状態で積層
して配置してもよい。
【００１３】ここで，本発明の前提となるβ線およびγ
線の性質について説明する。β線とγ線はいずれも物質
を透過するとき，その物質の坪量に従って強度がほぼ指
数関数的に減少することが知られている。即ち試料（こ
こではシート状被測定体）を透過した後の強度Ｉは次式
により表わすことができる。 Ｉ＝Ｉ0×ｅｘｐ（−μm×Ｂ） 但しＩ0 ： 試料入射前の強度 Ｂ ： 試料の坪量（ｇ／ｍ2） μm ： 質量減衰係数（ｍ2／ｇ）…β線に対して 質量減弱係数（ｇ／ｍ2）…γ線に対して 上式のμmの値は，β線では試料の物質によらずほぼ一
定であり，また，γ線に対してもγ線のエネルギーＥ
（ＭｅＶ）が０．５＜Ｅ＜０．５より小さい範囲（コン
プトン効果が支配的な領域）では，試料によらずほぼ一
定となることが知られている。
線の性質について説明する。β線とγ線はいずれも物質
を透過するとき，その物質の坪量に従って強度がほぼ指
数関数的に減少することが知られている。即ち試料（こ
こではシート状被測定体）を透過した後の強度Ｉは次式
により表わすことができる。 Ｉ＝Ｉ0×ｅｘｐ（−μm×Ｂ） 但しＩ0 ： 試料入射前の強度 Ｂ ： 試料の坪量（ｇ／ｍ2） μm ： 質量減衰係数（ｍ2／ｇ）…β線に対して 質量減弱係数（ｇ／ｍ2）…γ線に対して 上式のμmの値は，β線では試料の物質によらずほぼ一
定であり，また，γ線に対してもγ線のエネルギーＥ
（ＭｅＶ）が０．５＜Ｅ＜０．５より小さい範囲（コン
プトン効果が支配的な領域）では，試料によらずほぼ一
定となることが知られている。
【００１４】シート状被測定体が紙の場合のμmの概略
値は下表のとおりである。 上表の値から分かるようにγ線の紙を透過するときの減
弱率は，β線の減衰率に比較してはるかに小さなものと
なっている。一例として，エネルギー：１（ＭｅＶ），
紙の坪量：２００（ｇ／ｍ2）の場合に対する透過率Ｉ
／Ｉ0を求めると，β線はＩ／Ｉ0＝ｅｘｐ（−２×１０
-3×２００）なので，およそ０．６７，γ線はＩ／Ｉ0
＝ｅｘｐ（−７×１０-6×２００）なので，およそ０．
９９９となる。
値は下表のとおりである。 上表の値から分かるようにγ線の紙を透過するときの減
弱率は，β線の減衰率に比較してはるかに小さなものと
なっている。一例として，エネルギー：１（ＭｅＶ），
紙の坪量：２００（ｇ／ｍ2）の場合に対する透過率Ｉ
／Ｉ0を求めると，β線はＩ／Ｉ0＝ｅｘｐ（−２×１０
-3×２００）なので，およそ０．６７，γ線はＩ／Ｉ0
＝ｅｘｐ（−７×１０-6×２００）なので，およそ０．
９９９となる。
【００１５】ここで，図１に示す線源１０と検出器１１
の距離Ｚが大きく（離れる）方向に変化した場合につい
て検討する。距離Ｚが大きくなると線源１０から検出器
１１を見込む立体角が少なくなり，その結果，検出器か
らの出力も減少する。その場合，距離Ｚが検出器１１の
厚みに比べて十分に大きければ（実際の使用ではこの条
件は満たされる）β線の出力減少率とγ線の出力減少率
は等しくなる。そして通常起こりうる相対的位置変化
（数ｍｍ以内）による空気層の増減に対しては，空気に
よるγ線減弱はβ線と比較して無視し得る程度に十分小
さい。そのため，γ線出力の変動は線源１０と検出器１
１間の相対的変化によるものとみなすことができる。
の距離Ｚが大きく（離れる）方向に変化した場合につい
て検討する。距離Ｚが大きくなると線源１０から検出器
１１を見込む立体角が少なくなり，その結果，検出器か
らの出力も減少する。その場合，距離Ｚが検出器１１の
厚みに比べて十分に大きければ（実際の使用ではこの条
件は満たされる）β線の出力減少率とγ線の出力減少率
は等しくなる。そして通常起こりうる相対的位置変化
（数ｍｍ以内）による空気層の増減に対しては，空気に
よるγ線減弱はβ線と比較して無視し得る程度に十分小
さい。そのため，γ線出力の変動は線源１０と検出器１
１間の相対的変化によるものとみなすことができる。
【００１６】なお，線源１０と検出器１１は距離Ｚの変
動の他ＸおよびＹ方向にも変動し，更には対向した面の
角度も変動（図１に点線で誇張して示す）する。ここで
はＸＹ方向の変動は測定対象としないが対向した面の角
度の変動に対しては有効である。即ち対向する面の角度
が変動すると出力は減衰するが，本発明の検出器は第
１，第２のダイオードが積層して配置されているので出
力は同じ割合で減少し出力比の変動は生じない。
動の他ＸおよびＹ方向にも変動し，更には対向した面の
角度も変動（図１に点線で誇張して示す）する。ここで
はＸＹ方向の変動は測定対象としないが対向した面の角
度の変動に対しては有効である。即ち対向する面の角度
が変動すると出力は減衰するが，本発明の検出器は第
１，第２のダイオードが積層して配置されているので出
力は同じ割合で減少し出力比の変動は生じない。
【００１７】
【発明の効果】以上実施例とともに具体的に説明した様
に，本発明の放射線応用測定装置によれば，吸収板を用
いないので感度低下がなく，調整工数が不要で高精度な
放射線応用測定装置を実現することができる。更に本発
明ではＺ方向のずれの他，線源と検出器の傾きに対して
も影響を受けない装置を実現することができる。
に，本発明の放射線応用測定装置によれば，吸収板を用
いないので感度低下がなく，調整工数が不要で高精度な
放射線応用測定装置を実現することができる。更に本発
明ではＺ方向のずれの他，線源と検出器の傾きに対して
も影響を受けない装置を実現することができる。
【図１】本発明の放射線応用測定装置の一実施例を示す
構成図である。
構成図である。
【図２】検出部の詳細を示す断面図である。
【図３】放射線応用測定装置の一般的構成例を示す説明
図である。
図である。
【図４】放射線（β線）の強度分布を示す図である。
【図５】従来の位置ずれ補正装置を示す説明図である。
１０ 放射線源 １１ 放射線検出器 １３ 信号処理手段 １４ 変動量算出手段 １５ 坪量検出データ記憶装置 １６ 坪量算出装置 ２０ 第１ダイオード ２１ 第２ダイオード ２３ 絶縁膜
Claims (1)
- 【請求項１】 放射線源から放射され，シ―ト状の被測
定体を透過してくる放射線を半導体放射線検出器により
検出し，前記被測定体の坪量の測定を行う放射線応用測
定装置において，β線およびγ線の２種類の放射線を出
射する放射線源と，第１，第２のダイオードを積層し，
第１のダイオードからは前記β線およびγ線を検出し，
第２のダイオードからはγ線のみを検出する放射線検出
器を具備したことを特徴とする放射線応用測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31263591A JPH05149775A (ja) | 1991-11-27 | 1991-11-27 | 放射線応用測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31263591A JPH05149775A (ja) | 1991-11-27 | 1991-11-27 | 放射線応用測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05149775A true JPH05149775A (ja) | 1993-06-15 |
Family
ID=18031584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31263591A Pending JPH05149775A (ja) | 1991-11-27 | 1991-11-27 | 放射線応用測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05149775A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4856353A (en) * | 1987-01-30 | 1989-08-15 | The Tokyo Electric Power Co. | Nondestructive inspection apparatus for heat-transfer tubes in boilers |
| JP2008267861A (ja) * | 2007-04-17 | 2008-11-06 | Yokogawa Electric Corp | シート物理量測定装置 |
-
1991
- 1991-11-27 JP JP31263591A patent/JPH05149775A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4856353A (en) * | 1987-01-30 | 1989-08-15 | The Tokyo Electric Power Co. | Nondestructive inspection apparatus for heat-transfer tubes in boilers |
| JP2008267861A (ja) * | 2007-04-17 | 2008-11-06 | Yokogawa Electric Corp | シート物理量測定装置 |
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