JPH05341048A - 計数率計装置 - Google Patents

計数率計装置

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JPH05341048A
JPH05341048A JP14959192A JP14959192A JPH05341048A JP H05341048 A JPH05341048 A JP H05341048A JP 14959192 A JP14959192 A JP 14959192A JP 14959192 A JP14959192 A JP 14959192A JP H05341048 A JPH05341048 A JP H05341048A
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JP
Japan
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counting rate
counting
rate
radiation
pulse signal
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Application number
JP14959192A
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English (en)
Inventor
Toshio Yanagi
寿男 柳
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Hitachi Building Systems Engineering and Service Co Ltd
Hitachi Building Systems Engineering Co Ltd
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Hitachi Building Systems Engineering and Service Co Ltd
Hitachi Building Systems Engineering Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、入力値の変動があっても出
力値に影響が出ないこと、測定値の分解能を1CPS以
下にすること、放射線強度測定値の平均値や標準偏差を
容易に得られることである。 【構成】 パルス信号の発生間隔を測定し、単位時間を
このパルス信号の発生間隔で除算して、計数率として出
力する計数率計装置。並びに計数率の統計手段を設けた
計数率計装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、放射線量測定器のう
ち、シンチレーション計数管式測定器、GM管式線量測
定器、比例計数管式測定器、並びにその応用機器等に活
用される計数率計装置に係り、特にパルス信号をデシタ
ル処理して計数率を算出する計数率計装置に関する。
【0002】
【従来の技術】特開昭62−24172号公報に記載さ
れる従来の計数率計装置は、パルス信号をアナログ処理
して、単位時間当りのパルス数である計数率を出力して
いる。この公知例は、パルス信号をダイオードポンプ回
路等によってアナログ変換し、積分回路により平均化し
ていることである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術にあっ
ては、 (1)積分回路を使用しているため、入力値の変動によ
って将来の出力値にも影響が残る。例えば積分回路の時
定数を1秒とし、100CPS(カウント毎秒)の変化
があると、1秒後に37CPS、2秒後に14CPS、
3秒後に5CPSの影響が残る。
【0004】(2)また、カウント方式にあっては、カ
ウント結果が整数であるため、測定結果に丸め誤差が生
じ、測定値の分解能を1CPS以下にできない。
【0005】(3)放射線の強度測定値はポアソン分布
或いは正規分布をしているので、測定値の標準偏差は、
測定回数の2乗に反比例する。そこで、多くの回数の測
定値の平均値や標準偏差を容易に得られることが重要で
ある。
【0006】本発明の目的は、入力値の変動があって
も、出力値に影響を出さず、測定値の分解能を1CPS
以下にでき、また、放射線強度測定値の平均値や標準偏
差を容易に得ることのできる計数率計装置を提供するこ
とにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明では、 (1)パルス信号の発生間隔を測定し、単位時間をこの
パルス信号の発生間隔で除算して、計数率を求めるよう
に構成した。即ち、 計数率=(単位時間)/(パルス信号の発生間隔)‥‥‥‥‥‥‥(数1) により計数率を算出するように構成した。
【0008】(2)計数率の統計手段を設けた。
【0009】
【作用】計数率の算出式数1を再掲すると、 RK=TU/TP‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥(数1) RK:(計数率) TU:(単位時間) TP:(パルス信号の発生間隔の平均値) である。ここで分子の単位時間は一般に1秒或いは1分
等である。分母のパルス信号の発生間隔は、パルス信号
の発生間隔を計測する計時手段により計測する。この計
時手段の計測精度が計数率の精度を支配するので、計時
手段の計測分解能は、数2により決定するTD以下に設
定する。
【0010】 TD=(TL×NM)/(10のNK乗)‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥(数2) TD:(パルス信号の発生間隔の計時手段の計測分解
能) TL:(計測対象のパルス信号の発生間隔の期待値のう
ち、最も短い間隔) NM:(パルス信号の発生間隔の平均をとる個数) NK:(計数率の必要有効桁数) 例えば、TL=100m秒、NM=5、NK=3とする
時、TD=0.5m秒である。
【0011】本発明の作用について説明のため一例とし
て、パルス間隔が(929.1、902.6、875.
7、850.2、825.6)m秒であるようなパルス
信号を計数率計装置に入力した場合について、各手段の
作用を追ってみる。
【0012】パルス信号の発生間隔を5回計時すると、
計時手段の計測結果は、(929.0、902.5、8
75.5、850.0、825.5)m秒を得る。パル
ス信号の発生間隔の平均値TPは、 TP=(929.0+902.5+875.5+850.0+825.5) /5 =876.5m秒である。
【0013】計数率算出手段の作用は、このTPを数1
に代入して計算することで、計数率Kは、 K=1/876.5m秒=1.14(CPS) が得られ、計数率計装置の出力となる。これにより、従
来は計数率を1(CPS)としか測定できなかった微小
レベルの計数率の測定を1.14(CPS)という具合
に高精度で行うことが可能になる。
【0014】以上の説明は、請求項1から2に共通す
る。次に請求項2について説明する。
【0015】説明に先立って問題点を整理しておく。従
来、計数率を1(CPS)と測定していた時にはパルス
信号の発生間隔が929.0m秒であろうと、825.
5m秒であろうと問題ではなかったが、計数率を1.1
4(CPS)と高精度で測定可能になると、入力値の変
動が無視できなくなる。これは公知例では100(CP
S)以上の場合に似ているが同一では無い、公知例では
入力レベルが高い場合のみの問題であったが本発明にお
いては、入力レベルが低い場合にも入力値の変動が問題
となる。
【0016】公知例では、短積算平均化回路と、長積算
平均化回路とを利用して入力値の変動が出力に出ないよ
うにしていたが、本発明に採用するには向かない。その
理由は、公知例においては、短積算平均化回路と、長積
算平均化回路の出力に所定値以上の差を生じた時に、短
積算平均化回路の出力を長積算平均化回路の値にする方
法を採用しているために、入力値の変動除去のために出
力の精度が犠牲になっているからである。
【0017】そこで、請求項2においては、計数率の統
計手段を設けた。この統計手段は、(1)計数率の累計
手段、(2)計数率の2乗の累計手段、(3)計数率の
平均値算出手段等により構成されている。。
【0018】計数率の累計手段の場合は (1)所定のパルス数の累計をとって出力するものであ
ってもよい。
【0019】(2)累計の途中でもパルス数と累計値を
出力できるものであってもよい。
【0020】(3)これらの処理を繰返し行うものであ
ってもよい。
【0021】(4)パイプライン式に並列的に処理する
ものであってもよい。
【0022】(5)累計値をリセット又はプリセットす
る機能があってもよい。
【0023】計数率の累計手段を設けたことにより、複
数の計数率を読み取り加算することなく、SGXを読み
取るだけで、数3により計数率の平均値を容易に求めら
れる。
【0024】 SM=SGX/N‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥(数3) SM:計数率の平均値 SGX:計数率の累計値(N個の計数率の累計値) N:累計した計数率の数 計数率の累計手段を設けることにより、計数率を複数個
記憶出力する場合に比較して、必要なメモリサイズ及
び、転送時間の短縮が可能になる。特に累計するパルス
数が多い場合に効果が著しい。累計値をリセット又はプ
リセットできると、作業者の放射線累積被爆線量計とし
ての使用も可能になる。
【0025】計数率の2乗の累計手段の場合は、 (1)所定のパルス数の計数率の2乗の累計をとって出
力するものであってもよい。
【0026】(2)計数率の2乗の累計の途中でもパル
ス数とパルス数の計数率の2乗の累計値を出力できるも
のであってもよい。
【0027】(3)これらの処理を繰返し行うものであ
ってもよい。
【0028】(4)パイプライン式に並列的に処理する
ものであってもよい。
【0029】(5)パルス数の計数率の2乗の累計値を
リセット又はプリセットする機能があってもよい。
【0030】計数率の2乗の累計手段を設けたことによ
り、数4により計数率の標準偏差が容易に求められる。
【0031】 SN1=SQR((SGX2−(SGX×SGX)/N)/(N−1)) (数4) SN1:計数率の標準偏差 SGX2:計数率の2乗の累計値 SGX:計数率の累計値 N:累計した計数率の数 計数率の平均値算出手段の場合は、ハードウェアに除算
手段を備え計数率の平均値を出力するのでより使いやす
い。
【0032】
【実施例】本発明の実施例について説明する。計数率計
装置は、環境の放射線検出器や、鋼材の厚さ測定や、配
管内のスケール等による閉塞率の非破壊検査等におい
て、放射線強度測定の手段として利用される。
【0033】図1は、配管内にスケールが付着したもの
を外部から非破壊で検査する配管閉塞率測定器の放射線
強度測定部としての計数率計装置に係る本発明の一実施
例である。
【0034】11は、放射線源であり、粒子加速器や原
子炉から放出される放射線の他、各種放射線源が対象で
ある。ここではγ(ガンマ)線源を使用した例について
説明する。
【0035】12は、不要な放射線の放出を遮蔽する鉛
製の遮蔽体である。環境の放射線測定においてはこの遮
蔽体は無いことが多い。
【0036】13は放射線であり、放射線源11から放
射線センサ34に至る経路の途中に放射線の減衰率によ
り内部の状況を測定するために、配管21を置く。
【0037】22は、配管内のスケールであり、23は
配管内の流体である。放射線13は、この配管・スケー
ル・流体により減衰して放射線センサ34に到達する。
一般にスケールと流体の放射線減衰率に差があるので、
スケールの厚さにより、放射線センサ34に到達する放
射線強度には差を生じる。放射線センサには、電離箱式
・シンチレーション計数式・GM管式・半導体式・比例
計数管式等があるが、ここでは一例としてシンチレーシ
ョン計数式について示す。
【0038】31はシンチレータで、シンチレータは放
射線が当ると光を放出する物質で、入射した放射線の粒
子数に相当する光を放出する。シンチレータには、ヨウ
化ナトリウムや、ヨウ化セシウム等の無機シンチレータ
と、有機シンチレータがあるが、ここでは一例としてヨ
ウ化セシウムの例について述べる。
【0039】32は光センサで、シンチレータから放出
された光パルスを電気パルスに変換するものである。光
センサにはフォトダイオード・アバランシェフォトダイ
オード・フォトトランジスタ等があり、感度や速度が異
なることから用途に応じて使いわける。ここは、フォト
ダイオードについて述べる。
【0040】33は増幅器で、光センサの微弱な出力を
増幅して後段の計数率計装置での処理に耐えられるレベ
ルまで増幅するものである。
【0041】35は、放射線センサ34と計数率計装置
100(100aから100d)を接続する配線であ
る。
【0042】41は放射線34から出力されるパルス信
号の発生間隔Tiを計測する計時手段である。この時間
間隔測定方法には、次の3種類がある。
【0043】(1)個々のパルスの発生間隔を測定し、
N個分の合計をとる。
【0044】(2)N個のパルスの発生間隔を直接測定
する。
【0045】(3)0個目のパルスの発生時刻とN個目
のパルスの発生時刻を測定し、後者と前者の差をとる。
これら3種類の測定方法のいずれであっても計数率測定
の作用は同じである。
【0046】42は上記計時手段41で測定したN個の
パルスの発生間隔の平均値を算出する平均値算出手段で
ある。
【0047】43は予め与えられる基準時間の設定手段
である。
【0048】44は作用項の数1に示した算出式にて計
数率を算出する計数率算出手段である。
【0049】51は計数率累計手段であって、上記計数
率を複数個累計するものである。複数の計数率を別個に
記憶、処理する場合に比較して回路規模及び出力所要時
間において有利である。
【0050】61は計数率の2乗を算出する2乗手段で
ある。
【0051】62は計数率の2乗の累計をする2乗累計
手段である。
【0052】71は計数率の平均値を算出する平均値算
出手段である。
【0053】72は計数率の標準偏差を算出する標準偏
差算出手段である。
【0054】73は計数率の平均値及び標準偏差の表示
装置である。
【0055】100aは請求項1に該当する計数率計装
置で、100bは請求項2に該当する計数率計装置であ
る。
【0056】
【発明の効果】本発明によれば、パルス信号の発生間隔
を測定し、単位時間をこのパルス信号の発生間隔で除算
して計数率を求めるように構成したので、計数率を精度
よく計測することができる。特にパルス信号の発生間隔
が長い場合にも計数率を精度よく計測することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の配管閉塞率測定器の放射線
強度測定部としての計数率計装置の構成図である。
【符号の説明】
11 放射線源 21 配管 22 配管内のスケール 31 シンチレータ 32 光センサ 33 増幅器 41 計時手段 42 パルス発生間隔の平均値算出手段 43 基準時間の設定手段 44 計数率算出手段 51 計数率累計手段 61 計数率の2乗手段 62 計数率の2乗の累計手段 71 計数率の平均値算出手段 72 計数率の標準偏差算出手段 73 計数率の平均値及び標準偏差の表示手段 100a 請求項1に該当する計数率計装置 100b 請求項2に該当する計数率計装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 単位時間毎のパルス信号数を計数率とし
    て出力する計数率計装置において、パルス信号の発生間
    隔を計測する計時手段と、所定の単位時間を設定する単
    位時間設定手段と、上記パルス信号発生間隔と上記単位
    時間とから計数率を算出する計数率算出手段とを備えた
    ことを特徴とする計数率計装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の計数率計装置におい
    て、複数の上記計数率の統計を取る計数率統計手段を備
    えたことを特徴とする計数率計装置。
JP14959192A 1992-06-09 1992-06-09 計数率計装置 Pending JPH05341048A (ja)

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JP14959192A JPH05341048A (ja) 1992-06-09 1992-06-09 計数率計装置

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JPH05341048A true JPH05341048A (ja) 1993-12-24

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998032032A1 (en) * 1997-01-16 1998-07-23 Herr Mher Partnership Method of determining mean intensity of pulse stream from ionizing-radiation detectors
JP2021522500A (ja) * 2018-04-27 2021-08-30 サザン イノヴェーション インターナショナル プロプライアトリー リミテッド 放射パルス検出器の入力カウントレート推定

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1998032032A1 (en) * 1997-01-16 1998-07-23 Herr Mher Partnership Method of determining mean intensity of pulse stream from ionizing-radiation detectors
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