JPH058393B2

JPH058393B2 -

Info

Publication number: JPH058393B2
Application number: JP59040565A
Authority: JP
Inventors: Toshiki Fukushima; Yorimasa Endo; Osamu Nishama
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-03-05
Filing date: 1984-03-05
Publication date: 1993-02-02
Also published as: JPS60186771A

Description

【発明の詳細な説明】「発明の技術分野」本発明は原子力発電所等に用いられる原子炉の
出力を監視する装置に係り、特に10桁以上の広範
囲にわたつて変化するランダムに生起する核分裂
による中性子密度う検出して原子炉の出力を監
視する装置に関する。

「発明の技術的背景」この種の監視装置は原子炉起動、停止時に、原
子炉の出力が中性子束密度レベルに換算して10桁
以上と広範囲に渡つて変化する中性子束密度を監
視する必要がある。あまりにも広範囲のため１つ
の計測監視技術で全域の測定が不可能のため監視
範囲の異なるいくつかの計測監視技術を組合せ
て、それにて全域の監視を行なつている。例えば
BWRの起動領域モニタシステムでは、監視範囲
全域を２分割し、その一方の低い中性子束範囲は
パルス計測技術を用い、他方の高い中性子束範囲
はキヤンベル計測技術を用いるようにして、原子
炉の低出力領域から高出力領域に至る全域を監視
している。

ところで広範囲にわたつて１種類の検出器から
なる一種類の監視装置によつて監視を実現するこ
とは、原子炉計装コスト面からも運転操作を容易
にし、保守を簡素化する上でも有益である。

このため少なくとも２種類の異なつた監視技術
を必要とするような充分広い中性子束範囲にわた
つて変化する中性子束の対数に比例する単一の出
力信号を発生するための装置として、特公昭48−
18436号「名称ランドムパルス監視装置（USP第
3579127号）公報に示すようなワイドレンジモニ
タ装置がある。

このランドムパルス監視装置は第１図に示すよ
うな構成となつている。

第１図において核分裂イオンチエンバ１１の一
対の電極１２，１３間にインピーダンス素子１５
を介して直流電源１４の高電圧が印加される。イ
ンピーダンス素子１５が接続する核分裂イオンチ
エンバー１１の電極１３はコンデンサ１６を介し
て、イオン化された信号を広帯域増幅器１７の入
力側に供給される。その広帯域増幅器１７で増幅
された信号はケーブル１８を介し対数計数率チヤ
ンネル１９とキヤンベル形チヤンネル２０に与え
られる。この対数計数率チヤンネル１９は，、全
測定範囲を２分割されたうち低域側を受けもつも
ので、高周波帯域濾波増幅器１９１で増幅された
入力パルス信号を対数計数率回路１９２で対数に
比例した信号を出力する。またキヤンベル形チヤ
ンネル２０は前記全測定範囲を２分割されたうち
の高域側を受けもつもので高周波帯域濾波増幅器
２０１、平均整流回路２０２、対数増幅器２０
３、差動増幅器２０４からなり、高周波帯域濾波
増幅器２０１で増幅された入力信号は、平均整流
回路２０２で検波されたのち対数増幅器２０３で
入射中性子束の対数に比例した信号に変換され、
バイアス電圧２０５と差が差動増幅器２０４でと
られ、チヤンネルの出力となる。各チヤンネルの
出力信号は結合回路２１に入力される。この結合
回路２１は中性子束の対数に対する各チヤンネル
の出力の比例関係を対数に比例した直線上に一致
するように調整し、調整結果、対数計数率チヤン
ネルの出力特性とキヤンベル型の入出力特性とが
直線領域でオーバラツプする領域の所定中性子束
値例えば10⁸中性子束（nv）において、所定中性
子束値以上の対数計数率チヤンネル１９の出力を
所定レベルでクランプし、所定中性子束値以下で
カツトオフ状態にキヤンベル型チヤンネルの差動
増幅器２０４のバイアス２０５を調整して、結合
点２１１で対数計数率チヤンネルの出力とキヤン
ベル型チヤンネルの出力の和を求め、この結合点
２１１から対数計数率チヤンネルの出力とキヤン
ベル型チヤンネルの出力とが連続的に結合された
単一出力を得るようにする。

次にこのように構成されたワイドレンジモニタ
装置の作動を説明する。

核分裂型イオンチエンバ１１からの出力は直流
成分がコンデンサ１６でカツトされ、対数計数率
チヤンネル１９およびキヤンベル型チヤンネル２
０の入力側に与えられる。対数計数率チヤンネル
１９はある値の中性子束密度値第２図の２２まで
は中性子束の対数に比例した信号を出力する。そ
の中性子束値を越えると中性子検出器のパルス分
解計数損の影響のため出力電圧の損失（第２図Ａ
の点線部分）が生じ、中性子束値が増大するほど
出力電圧が減少し、第２図Ａに示すような特性を
示す。

キヤンベル型チヤンネル２０からの出力はある
中性子束値２２（第２図の２２と同じ値）以上に
おいて中性子束値の対数に比例した出力信号を得
ることができるが、この中性子束値以下では、第
３図Ｂの点線部分で示されるよう回路雑音または
バツクグランド放射線雑音などのため中性子束に
比例しない部分が生じ、第３図Ｂに示すような特
性を示す。

このため対数計数率チヤンネルとキヤンベル型
チヤンネルの測定領域が直線部において、オーバ
ーラツプする領域でパルス分解能計数損の現象が
なく、しかも回路雑音・バツクグランド放射線雑
音の影響のない所定中性子束値（第２図、第３図
の２２の中性子束値）を決定し、結合回路２１が
この所定中性子束値を境として低い方は対数計数
率チヤンネルの出力（第２図Ａの実線部）とキヤ
ンベル型チヤンネルのカツトオフとなる差動増幅
器２０４の零信号（第３図Ｂ）との和（第４図
Ａ）を出力し、高い方は所定出力レベル（第２図
２３の点線部）にクランプされた対数計数率チヤ
ンネルの出力にカツトオフの解除となつたキヤン
ベル型チヤンネルの出力（第３図Ｂの実線部分）
の和（第４図Ｂ）を出力するようにして、対数計
数率チヤンネルの計測領域からキヤンベル型チヤ
ンネルの計数領域に至る広範囲の計測領域をカバ
ーする。なお第４図２２は第２図、第３図に示す
２２と同一中性子束値とする。

しかしながらこの種のワイドレンジモニタ装置
は (a) 高い中性子束値範囲における対数計数率回路
の出力の低下による指示出力の異常 (b) 原子炉停止後の高レベルのバツクグランドγ
線による雑音のための指示出力の異常 (c) 原子炉出力上昇速度の監視の不具合のような問題点がある。

すなわち問題点(a)については、中性子束レベル
が所定中性子束値（第２図２２）より更に上昇し
た場合、第２図Ａに示されるように対数計数損に
より上昇傾向から下降方向に転じ、減少し、あら
かじめ定められたクランプレベル（第２図２３）
以下になる。結合回路２１はそのクランプレベル
以下の入力信号に対しクランプ機能が働かず、中
性子束の上昇に伴つて第４図Ａ−A₁で示される
ような対数計数率チヤンネルの出力にキヤンベル
型チヤンネルの出力（第４図Ｂ）を加えたものを
出力するためＡ−Ｂ−B₁（第４図）の特性通り、
中性子束の高い値で中性子束値に比例しない箇所
が生ずる。高中性子束領域で比例しない部分が存
在すれば、原子炉の出力を監視する上で支障を生
ずる。

問題点(b)について、原子炉が定格出力で運転中
で、その後に停止した場合、その直後は中性子束
レベルは急速に減少するもののバツクグランドγ
線レベルは非常に高く、この高いバツクグランド
γ線による雑音のためキヤンベル型チヤンネルの
出力は第３図B₂で示されるよう所定中性子束
（第３図２２）以下において所定出力レベルより
上まわる。結合回路２１は、予定の中性子束値に
対応する電圧以下の入力信号をカツトオフしよう
にもその電圧レベルよりキヤンベル形チヤンネル
の出力レベルが大きいため、第４図のA₂−Ｂに
示されるよう所定中性子束以下では実際の中性子
束より大きな値を示し、所定中性子束値近傍で急
激な変化を示す入出力特性となり、低中性子領域
で実際値より多く指示したり、所定中性子近傍で
指示値が急激に変化するとなれば、原子炉の出力
或は上昇、下降速度を監視する上で問題となる。

問題点(c)については、一般に原子炉の起動時に
は、所定上昇率で中性子束を変化させている。そ
の上昇中に急激な変化があると原子炉の運転に支
障をきたすので、中性子束の変化速度（ペリオ
ド）の監視をし、予定以上の急激な変化に対して
は、原子炉のスクラムを含む炉保安対策がとられ
る。ワイドレンジモニタ装置もペリオド監視が要
求されている。

ペリオド計は原子炉の単位時間当りの出力の変
動率を示すもので、原子炉出力に比例するワイド
レンジモニタ装置の結合回路２１の出力電圧の対
数出力を微分することにより得られる。

一般に単位時間当りの原子炉出力Ｐ(t)の変動率
ΔPは ΔP＝ｄ／dtlog Ｐ(t)＝１／Ｐ(t)・ｄ／dtＰ(t) と与えられ、ペリオドTpは原子炉出力の変動率
が一定の場合には、原子炉出力がｅ倍になるのに
要する時間（sec）を表わすことになる。

ペリオド計回路は主にワイドレンジモニタ装置
の出力信号の低周波成分のみを微分する特性を利
用するものであり、その回路は第９図に示される
通りである。

入力端の信号はコンデンサC₁、抵抗R₁を順々
に介して微分すなわちペリオドが求められ、一対
の入力端子を有する第１差動増幅器A₁の反転入
力側に入力される。その差動増幅器A₁は非反転
入力側が接地され、反転入力側と出力側との間に
抵抗R_fとコンデンサC_fとからなる並列回路により
負帰還が施されて、第１０図Ｃに示されるような
周波数−ゲイン特性をもつ。前記差動増幅器A₁
の出力は、非反転入力端が接地され、抵抗R₃，
R₄により負帰還が施された第２差動増幅器A₂の
反転入力端に接続され、第２差動増幅器A₂の出
力をペリオド計の出力とするものである。

ペリオド計出力は、原子炉起動の際の運転操作
の目安を与え、原子炉出力上昇率過大或は過小の
際は図示しないペリオドトリツプ回路により安全
操作のためのアラーム信号を出すようにし、必要
に応じて制御棒引抜停止或は挿入などの安全操作
が行なわれる。

したがつてペリオド計に信号を出力するワイド
レンジモニタ装置は、原子炉出力に比例した信号
を出力することが要求され、高い中性子束値範囲
における対数計数率回路の出力低下による出力異
常、原子炉停止直後の高レベルのバツクグランド
γ線による雑音のための出力異常、これ以外に全
監視範囲にわたつて中性子束の対数に比例した単
一出力を得るため、対数計数率チヤンネルの出力
をクランプする中性子束値とキヤンベル型チヤン
ネルの出力をカツトオフする中性子束値を同じ１
つの中性子束レベルであることが必要であるが、
調整の不一致或は調整後のドリフト等のズレで必
ずしも全監視範囲にわたつて中性子束の対数に比
例している単一出力を得ていない。

例えば対数計数率チヤンネルとキヤンベル形チ
ヤンネルの予じめ設定された中性子束に対応する
電圧のズレとして第５の中性子束のズレ或は第６
図の出力レベルのズレがある。

すなわち第５図、第６図は、対数計数率チヤン
ネルのクランプレベルとキヤンベル型チヤンネル
のカツトオフレベルとの間にズレが生ずると結合
回路２１の結合点２１１に第５図、第６図Ａ−Ｂ
で示されるような特性上に中性子束の対数に比例
しない非直線部が生じる。その非直線の大きさ
が、その結合点の出力信号に含まれる中性子束パ
ルスの統計的変動に基づくゆらぎの大きさよりも
小さければ出力レベルの監視において大きな問題
とならないが実際の原子炉出力より大きかつたり
小かつたり、異なつた指示値を示し、ペリオド監
視する上では、特に第５図のようなズレの場合に
は、第５図の２２″，２２″の中性子束値でペリオ
ド計の出力（第１０図Ｂ）は大きく変化し、ま
た、２２″から２２″に至る中性子値をとる区間で
はワイドレンジモニタの出力信号は変化しない。
第６図のようなズレの場合、第６図の２２″，２
２″の中性子束値でペリオド計の出力信号は第１
０Ａのように変化し、また２２″〜２２″に至る中
性子値をとる区間においても原子炉の出力の上昇
或は下降とは異なつた出力を示し、正しい上昇・
下降の監視を行なえない問題点がある。

また、対数計数率測定回路のクランプレベルと
キヤベル形チヤンネルのカツトオフレベルにズレ
が生じていた場合、原子炉出力が一定レベルにな
つていても制御棒操作やボイド変化の影響を受け
て一般にある程度ゆらいでいるので第７図、第８
図の２２″と２２″の近傍において、実際の中性子
束のゆらぎとは大きく異なり、かつ急激な変化を
含む応答を示すことになり、誤トリツプを発生す
るような大きなペリオド出力を発生する恐れがあ
つた。

「発明の目的」本発明は、上記欠点を除去し、異なる測定範囲
の２つの測定回路を切換えて10桁以上の広範囲に
わたり変化する中性子束を測定できるワイドレン
ジモニタ装置を提供する。

本発明の他の目的は、10桁以上の広範囲にわた
り変化する中性子束の対数に比例する単一の出力
を得るワイドレンジモニタ装置を提供する。

本発明の他の目的は、切換点近傍の中性子束の
ゆらぎ等を忠実に出力側で再現し得るワイドレン
ジモニタ装置を提供する。

本発明の他の目的は切換中性子束における対数
計数率測定回路の出力レベルとキヤンベル測定回
路の出力レベルとに差があつたとしてもペリオド
出力側にその影響が表われることのないワイドレ
ンジモニタ装置を提供することにある。

〔本発明の概要〕

本発明は対数計数率測定回路の出力直線性領域
とキヤンベル測定回路の出力直線性領域とがオー
バーラツプする中性子束レベルの例えば、10⁸nv
の中性子束を定め、その中性子束に対応する第１
判定レベルに所定電圧を加減して得た値とで対数
計数率測定回路の出力とをヒステリシスもたせて
比較して得られた第一判定信号と第１判定レベル
の中性子束より大きな値の中性子束に対する第２
判定レベルに所定電圧を加・減して得た値とキヤ
ンベル測定回路の出力とをヒステリシスもたせて
比較して得られた第２判定信号とを組み合せて、
所定の論理式を満した条件のとき、その論理式に
応じて対数計数率測定回路の出力か、キヤンベル
測定回路の出力かを選択するような構成にしたた
め、対数計数率測定回路の測定時にキヤンベル測
定回路が切離されるのでバツクグランドγ線によ
る雑音の影響を受けなくすることができた。また
対数計数率測定回路の出力が分解能計数損によつ
て所定レベル以下となるような例えば10¹⁰nv以上
の中性子束域において、対数計数率測定回路の出
力がワイドレンジモニタ装置の出力になることは
なくなる。本発明は例えば10⁸nvの中性子束で対
数計数率測定回路の出力とキヤンベル測定回路の
出力とを切換える際、ヒステリシス特性をもちつ
つ切換わるため、中性子束が10⁸nv近傍で上・下
にゆらいでもヒステリシス範囲内であれば吸収さ
れるので、原子炉の中性子束のゆらぎで誤トリツ
プ信号を発生するようなことをなくし得る。そし
て、本願は、調整の不良、ドリフト等によつて切
換えられる中性子束でキヤンベル測定回路の出力
と対数計数率測定回路の出力とにおいて差があつ
ても、ペリオド測定部の入力側に設けられた入力
追従機能によりペリオド出力信号に何ら変化を現
われないように切換えるものである。

〔実施例の説明〕

以下本発明の一実施例を第１１，１２，１３，
１４図を参照しながら説明する。

第１図の回路構成と同一機能を有するものには
同一番号を付し、その説明を省略して説明する。

第１１図において、原子炉の中性子束を検出す
る中性子束検出器１１は陽極１３と陰極１２との
間にインピーダンス素子１５を介して直流電源１
４から高電圧が印加されている。インピーダンス
素子１５に発生した中性子検出器１１の信号は、
直流成分をカツトするコンデンサ１６を介して広
帯域増幅器１７の入力側に供給される。この広帯
増幅器１７の出力側はケーブル１８を介して全測
定レンジの２分割されたうちの低域側を受けもつ
対数計数率測定回路２３と２分割されたうちの高
域側を受けもつキヤンベル測定回路２４のそれぞ
れの入力側に接続し、中性子検出器１１の出力を
増幅して供給する。

前記対数計数率測定回路２３は、広帯域増幅器
１７の出力を増幅するパルス増幅器２３１、この
パルス増幅器の出力を入力して、その入力信号の
対数に比例した信号を出力する対数計数率回路２
３２、この対数計数率回路２３２の出力を増幅
し、前期対数計数率測定回路２３の出力とする可
変利得増幅器２３３とからなる。

この対数計数率測定回路２３は、第２図、第３
図、第４図の所定中性子束と同じ値をとる中性子
束レベル２２（第１３図、第１４図）以下の低域
測定範囲を受けもつ、なお対数計数率測定回路２
３は、中性子束に対し出力を可変利得増幅器２３
３の利得を調節して対数に比例する直線部を所定
式で表現される直線上（第１３図Ａ，Ｃで示され
る式のＡ）に一致させる。

前記キヤンベル測定回路２４は第１３図、第１
４図の２２の中性子束以上を受けもち、広帯域増
幅器１７の出力のうち高周波成分のみ増幅する高
周波帯域増幅器２４１と、この高周波帯域増幅器
２４１の出力を入力し、入力信号の自乗平均をと
つて出力する自乗平均回路２４２と、この自乗平
均回路の出力を入力し、入力の対数をとる対数変
換回路２４３と、前記対数変換回路２４３の出力
レベルをシフトする回路２４４と、レベルシフト
された対数信号を増幅する可変利得直流増幅器２
４５とからなり、シフト回路２４４によつてその
キヤンベル測定回路２４の出力（第１３図Ｂ）を
上下方向にシフトし、可変利得直流増幅器２４５
の利得によつてキヤンベル測定回路の中性子速に
対する出力の公配を可変し、前記所定式（第１３
図、第１４図のＡ，Ｃで示される式のＣの箇所）
で表現される直線上に入出力特性を一致させる。

切換判定回路２５は、ヒステリシス特性を有し
中性子束レベル値２２（第１３図、第１４図の２
２）に対応する第１判定レベルの電圧値に所定値
の電圧（ヒステリシス幅値）を加減した電圧と対
数計数率測定回路２３の出力とをヒステリシスを
もたせて比較し、中性子束が10⁸以下より上昇し、
所定中性子値より大きな値の第１３図２２Ａのと
き対数計数率測定回路の出力が大きいとする判別
信号を、中性子束が10⁸以上の値より下降し、所
定中性子より小さな値の第１３図２２Ｂで対数計
数率測定回路の出力が小さいとする比較判別した
信号を出力する第１比較器２５１と、ヒステリシ
ス特性を有し、所定中性子束（第１３図の２２）
より約１〜２桁ほど大きな値のある中性子束レベ
ル（図示せず）に対応した第２判定レベルの電圧
に所定電圧（ヒステリシス幅値）を加減した電圧
と、キヤンベル測定回路２４の出力とがヒステリ
シスをもたせて比較し、パルス分解能計数損領域
か否かを判別した信号を出力する第２比較器２５
２と、核比較器の出力を入力し、対数計数率測定
回路２３の出力が小さいとする第１比較器２５１
からの比較判別信号とキヤンベル測定回路２４の
出力が小さいとする第２比較器２５２からのそれ
ぞれ比較判別信号を入力した条件のとき第１切換
信号を、対数計数率測定回路２３の出力が大きい
とする第１比較器からの比較判別信号或はキヤン
ベル測定回路２４の出力が大きいとする第２比較
器からの判別信号を受けたときに第２切換信号を
出力する論理回路２５３とからなる。

前記切換判定回路２５の第１、第２切換信号を
受けて切換動作をする切換回路２６は第１入力端
に対数計数率測定回路２３の出力信号を、第２入
力端にキヤンベル測定回路２４の出力信号をそれ
ぞれ入力し、第１切換信号が与えられたとき、第
１入力端を出力端に、第２切換信号が与えられた
とき第２入力端を出力端に切り換わるよう切替判
定回路２５の切換え指令通り出力端にこれら入力
端を選択切換、接続する。

切換回路２６の出力を入力する直流増幅器２７
は出力をワイドレンジモニタ用出力端２８とペリ
オド回路２９の入力側に接続する。

前記ペリオド回路２９は、第１２図の通りペリ
オド回路２９０、切換回路２９１、切換回路の切
換えを制御する駆動部２９２、積分回路２９３、
増幅回路２９４からなり、切換回路２９１は、入
力端がコンデンサC₁を介してペリオド回路の入
力端に、一対の出力端の一方を抵抗R₁に、他方
の出力端を抵抗R₂にそれぞれ接続し、切替判定
回路２５の出力を受けたとき、入力端を抵抗R₁
側から一時的に抵抗R₂側に切換え、のち抵抗R₁
に戻るような切換動作が行なわれる。なおコンデ
ンサC₁と抵抗R₁によりペリオド回路が構成され、
コンデンサC₁と抵抗R₁とで定まる時定数T₀（例え
ば２秒）で微分して抵抗R₂よりペリオド信号を
出力する。

積分回路２９３の差動増幅器A₁は、抵抗R₁を
介してきた切換回路２９１の出力を反転入力端
に、非反転入力端を接地点に、反転入力端と出力
端に抵抗R_fおよびコンデンサC_fからなる並列回路
をそれぞれ接続し、ペリオド信号からノイズ成分
を除去した成分の信号を出力するもので、切換回
路２９１が入力信号を抵抗R₂側に接続した状態
のとき切換直前の入力信号を抵抗R_fとコンデン
サC_fで定まる時定数T₁（例えば２秒）の値で保持
出力する。

増幅回路２９４の差動増幅器A₂は、非反転入
力端を接地点に、抵抗R₃を介してきた積分回路
２９３の出力信号を反転入力端に、反転入力端と
出力端との間に帰還を施す抵抗R₄を、接地点と
出力端との間に抵抗R₅と抵抗R₆とからなる直列
回路をそれぞれ接続し、その直列回路の抵抗の交
り点を抵抗R₂の他端に接続して、コンデンサC₁
と抵抗R₆による決定される時定数T₂（例えば100
ミリ秒）でコンデンサC₁を放電させる。なお時
定数の値はT₁（＝T₉）に比べT₂の方が小さな値
とする。

以下このような回路構成の動作を第１２図、第
１３図、第１４図および第１５図を参照しながら
説明する。

対数計数率測定回路２３からは中性子束に応じ
て第１３図Ａに示すごとき10¹〜10⁹程度まで中性
子束の対数に比例した信号が出力され、その10⁹
以上になると中性子検出器のパルス分解能計数損
の影響が表われ、第１３図Ａの点線のように対数
に比例しなく、さらに増加するとある中性子束で
飽和したのち下降をたどるような入出力特性の信
号が出力される。

キヤンベル測定回路２４からは、中性子束に対
応し、第１３図Ｂに示すごとき約10⁶の中性子束
以下で中性子束の対数に比例しておらず10⁶の中
性子束以上になると中性子束の対数に比例した入
出力特性の信号が出力される。それらの直線部が
中性子束の対数に比例するある関数式の直線上に
一致させる必要から、対数計数率測定回路におい
て可変利得増幅器２３３の利得が、キヤンベル測
定回路２４においてシフト回路のシフト量および
可変利得直流増幅器２４５の利得が調整され、第
１３図Ａ，Ｃの通り、キヤンベル測定回路の入出
力特性曲線の下部の10⁶〜10⁹の直線領域と対数計
数率測定回路の上部の10⁶〜10⁹の直接領域でオー
バラツプする。

一部でオーバラツプするキヤンベル測定回路の
出力および対数計数率測定回路の出力が切換判定
回路２５、切換回路２６に与えられる。この切換
判定回路２５は第１比較器２５２において10⁸の
中性子束に対応する第１判定電圧にヒステリシス
幅を加減した電圧と対数計数率測定回路２３の出
力とがヒステリシスをもたせて比較され、中性子
が上昇時には10⁸の中性子を越えた点（第１３図
２２Ａ）になつたとき対数計数率測定回路の出力
が大きいとする判別信号が、中性子が下降時に
は、10⁸の中性子束を下廻つた点（第１３図２２
Ｂ）になつたとき対数計数率測定回路の出力が小
さいとする判別信号が出力され、また第２比較器
２５２において、10⁸の中性子束より約１〜３桁
上の10⁹〜10¹¹の中性子束に対応する第２判定レ
ベルの電圧とキヤンベル測定回路２４の出力とが
ヒステリシスをもたせて比較され、それら第１比
較信号、第２比較信号が論理演算回路に与えられ
る。その論理演算回路では、対数計数率測定回路
の出力が小さい内容の第１比較信号とキヤンベル
測定回路の出力が小さい内容の第２比較信号との
論理積が成立したとき、すなわち中性子束が上昇
時には第１３図２２Ａ以下で、下降時には第１３
図２２Ｂ以下で対数計数率回路の出力を選択する
ための第１切換信号を、また対数計数率測定回路
の出力が大きい内容の第１比較信号とキヤンベル
測定回路の出力が大きい内容の第２比較信号との
論理和が成立したときすなわち中性子が上昇には
第１３図２２Ａ以上で、下降時に第１３図２２Ｂ
以上でキヤンベル測定回路の出力を選択するため
の第２切換信号を切換回路２６に与える。切換回
路は、指示通り作動し、低レベルから中性子束が
上昇し、10⁸になつてもまだ対数計数率測定回路
を選択し、10⁸以上の点（第１３図２２Ａ）にな
るとキヤンベル測定回路を選択し、また高域から
中性子束が減少し、10⁸になつてもまだキヤンベ
ル測定回路を選択し、10⁸より低い第１３図２２
Ｂになると対数計数率測定回路を選択する。なお
パルス分解能計数損の現象の生ずる10¹⁰の中性子
束以上において、第２比較器２５２はキヤンベル
測定回路の出力が判定レベルより大となる第２比
較信号を生じている。対数計数率測定回路の出力
がパルス分解能計数損により第１判定レベル以下
となる領域では論理演算回路がその第２比較器２
５２の出力により対数計数率測定回路の出力を選
択するような信号を切換回路に与えることはな
い。

切換判定回路２５の第１比較器２５１は第１
３、第１４図に示す通り、ヒステリシス特性を有
し、10⁸の中性子よりヒステリシス幅に相当する
中性子束レベルを増・減した中性子束（第１３
図、第１４図２２Ａ，２２Ｂ）値で判別信号が変
る。このようにヒステリシスをもたせると、10⁸
の中性子束レベル近傍で原子炉の中性子束がゆら
いでいる場合には、そのヒステリシス幅よりゆら
ぎの変動巾が狭いときには、ヒステリシス作用に
よつて吸収されゆらぎの様子が切換回路の出力側
で忠実に再現できる。非ヒステリシス作用によ
り、キヤンベル測定回路の10⁸の中性子束におけ
る出力と対数計数率測定回路の10⁸の中性子束に
おける出力とに調整不良、ドリフト等があつてズ
レが生じても、そのズレがヒステリシス幅以内で
あれば、切換わり頻度を少なくし得、切換回路の
出力側の信号が急激に変化する回数を少なくし得
る。

その切換判定回路により切換えられる切換回路
の出力側には、10⁸の中性子束を境にし、中性子
が上昇し10⁸を越えて２２Ａの値に至る中性子束
以下の領域と、下降して10⁸を下廻つて２２Ｂの
値以下の中性子束を対数計数率測定回路が受けも
ち、中性子が上昇し、２２Ａを越える中性子領域
と、下降して２２Ｂ以上の中性子領域の中性子束
をキヤンベル測定回路が受けもち、中性子束の対
数に比例して10桁以上にわたつて直線的にかつ不
連続箇所のない中性子束−出力電圧特性の中性子
検出信号が取り出される。

その中性子検出信号は、直流増幅器およびペリ
オド計に与えられ、その直流増幅器２７の出力側
からワイドレンジモニタ信号となつて出力され
る。一方ペリオド計２９に与えられた信号は、コ
ンデンサC₁抵抗R₁からなる微分回路によつてC₁，
R₁によつて決まる時定数T₉例えば２秒で微分が
とられ、ペリオドが求められ、コンデンサC_f、抵
抗R_fにより帰還が施された差動増幅器A₁の入力
側に与えられ、その積分回路におけるC_f，R_fによ
つて決定される時定数T₁例えば２秒の積分作用
によりペリオド信号成分からノイズ成分が除去さ
れて増幅回路の入力側に与えられ、その増幅回路
からペリオド計のペリオド信号として出力され
る。

対数計数率測定回路２３或はキヤンベル測定回
路２４のうちいずれかを切換判定回路２５が切換
回路２６を選択していた状態で、中性子束が２２
Ａ以上或は２２Ｂ以下に変化すると、切換判定回
路２５の信号を受けて、切換回路２６の切換タイ
ミングと時を同じくして駆動部２９２が切換回路
２９１を一時的例えば100msec間だけ抵抗R₂側に
切換接続する。

切換回路２９１が切換わつた場合積分回路２９
３の出力は、抵抗R_f、コンデンサC_fで決定される
時定数T₁でホールドされ、抵抗R₅と抵抗R₆の交
点に切換直前の入力信号と同じ値のV_xなる電圧
となつて現われる。そのとき入力信号（キヤンベ
ル測定回路の出力或は対数計数回路の出力）がコ
ンデンサC₁、抵抗R₂、抵抗R₆を流れる。そのコ
ンデンサC₁はコンデンサC₁と抵抗R₂，R₆による
時定数例えば切換回路２９１の切替つた状態での
100msecよりも短い10msec程度に定められてい
るので入力信号からV_xを差引いた値の電圧が瞬
間にチヤジされる。そののち入力信号は安定状態
になるコンデンサーには充電されなくなる。

切換時から100msecを過ぎると駆動回路２９２
が切換回路２９１を抵抗R₁側に切換える。積分
回路の入力とV_xとが同じ値に調整されているた
め、切換接続時に出力側に変動なく入力信号のペ
リオド測定を継続する。

その結果、キヤンベル測定回路から対数計数率
測定回路に或はその逆方向に切換られたりしたと
きにキヤンベル測定回路の出力レベルと対数計数
率測定回路の出力レベルとの間の差でペリオド計
の入力信号が過渡的な変化が生じた場合でも、切
換回路により積分回路が100msecだけ出力を保持
するためペリオド計の出力信号にはレベル差によ
る過渡現象による変動が表われない。またキヤン
ベル測定回路の出力と対数計数率測定回路の出力
に差があつても、切換直前のペリオド計の出力値
より抵抗R₁とコンデンサC₁により定まる時定数
で入力信号のペリオドの測定を行なうものである
からペリオド計の出力信号が急変するようなこと
もなくなる。

〔効果〕

以上本願発明は対数計数率測定回路の出力およ
びキヤンベル測定回路の出力がオーバラツプし、
かつ対数に比例する10⁸の中性子束に対応する第
１判定レベルに所定中性子束に対応する信号を増
減した値と対数計数率測定回路の出力とをヒステ
リシスをもたせて比較した判別信号と、10⁸以上
の中性子束に対応する第２判定レベルに所定中性
子束に対応する信号を増減した値とキヤンベル測
定回路の出力をヒステリシスをもつて比較した判
別信号との論理を求め、対数計数率測定回路の出
力およびキヤンベル測定回路の出力がともに小さ
い条件を満足したときすなわち中性子が上昇時に
は第１３図２２Ａ以下、下降時には第１３図２２
Ｂ以下のとき対数計数率測定回路の出力を用い、
対数計数率測定回路の出力或はキヤンベル測定回
路の出力とのうちいずれかでも大きいとき、すな
わち中性子が上昇時には第１３図２２Ａ以上、下
降時には第１３図２２Ｂ以上のときキヤンベル測
定回路の出力を選択するように構成したため、
10⁹以上の中性子束領域で対数計数率測定回路の
出力を誤選択するようなことをなくし得た。また
対数計数率測定回路の出力と第１判定レベルを比
較する比較器にはヒステリシス機能を付加してい
るため、10⁸の中性子における回路調整、ドリフ
トにもとずくキヤンベル測定回路の出力と対数計
数率測定回路の出力との差或は原子炉停止後の高
レベルのバツクグランドγ線による雑音レベルが
ヒステリシス幅以内であれば吸収されて出力側に
変化として生じないため調整、取扱が容易とな
る。また本願は、対数計数率測定回路の出力から
キヤンベル測定回路の出力に、或はその逆方向に
切換える際、キヤンベル測定回路の出力レベルと
対数計数率測定回路の出力レベルとの間の差で、
切換後のペリオド計の入力信号に過渡現象が生じ
ても、切換直前の入力信号を過渡現象の表われる
時間だけ保持してペリオド計の出力とし、その切
換直前のペリオド計の出力レベルを測定開始電圧
とし、切換後の測定系の入力信号のペリオドを求
めるものであるからペリオド計の出力側には切換
時の変動は無くし得た。

【図面の簡単な説明】

第１図および第９図は従来のランダムパルス監
視装置・ペリオド計の構成図、第２図、第３図、
第４図、第５図、第６図、第７図、第８図、第１
０図は第１図、第２図の作動を説明するための
図、第１１図、第１２図はペリオド計を含むワイ
ドレンジモニタ装置の回路構成を示す図、第１３
図および第１４図はワイドレンジモニタ装置の動
作を説明するための図である。１１……中性子検出器、１７……広帯域増幅
器、２３……対数計数率測定回路、２３１……パ
ルス増幅器、２３２……対数計数率回路、２３３
……可変利得増幅器、２４……キヤンベル測定回
路、２４１……高周波帯域増幅器、２４２……自
乗平均回路、２４３……対数変換回路、２４４…
…シフト回路、２４５……可変利得直流増幅器、
２５……切換判定回路、２５１……第１比較器、
２５２……第２比較器、２５３……論理回路、２
６……切換回路、２７……直流増幅器、２９……
ペリオド回路、２９１……切換回路、２９２……
駆動回路、２９３……積分回路。

Claims

【特許請求の範囲】

１中性子検出器の出力を、中性子測定範囲を異
なえ、かつ中性子束の対数に比例した信号を出力
する対数計数率測定回路およびキヤンベル測定回
路に入力し、中性子束の対数に比例する直線域の
オーバラツプ区間の所定中性子束以下のとき対数
計数率測定回路の出力を、所定中性子束以上のと
きキヤンベル測定回路の出力を選択し、中性子束
の対数に直線的に比例し、かつ連続した単一信号
を選択出力するものにおいて、ヒステリシス特性
を有し、前記対数計数率測定回路の出力と所定中
性子束に対応する第１判定レベルにヒステリシス
値に対応した信号を増減した値と比較した第１判
定信号を出力する第１比較器と、前記キヤンベル
測定回路の出力と前記中性子検出器の分解能計数
損領域を判別するための第２判定レベルと比較判
別した第２判別信号を出力する第２比較器と、第
１判別信号、第２判別信号を入力し、いずれも判
定レベルより小さい内容の判別信号のとき第１選
択信号を、少なくとも一方が判定レベルより大き
い内容の判別信号のとき第２選択信号を出力する
論理回路と、前記対数計数率測定回路の出力およ
び前記キヤンベル測定回路の出力を入力し、第１
選択信号のとき対数計数率測定回路の出力を、第
２選択信号のときキヤンベル測定回路の出力を出
力側に接続する切換回路と、コンデンサと抵抗と
で切換回路の出力信号のペリオド信号を出力する
微分回路と、ペリオド信号を積分し、入力断時
に、断直前の出力信号を保持出力する積分回路
と、前記積分回路の出力のペリオド信号を分圧す
る手段と、前記第１或は第２判別信号を入力した
とき一時的に前記積分回路の入力を切り離し、か
つ前記コンデンサーに前記微分回路の入力信号と
分圧出力との差の電圧をその微分回路の時定数よ
り短い値で充電する手段とを備えたことを特徴と
するワイドレンジモニタ装置。