JPH0643244A - 宇宙線計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、測定手段内の異常な処理を迅速、
且つ自動的に特定できることにある。 【構成】 複数の外部検出器から個別に入力される検出
信号に基づいて複数の所定の測定処理を実行し各々測定
信号を得る複数の測定手段を備え、各測定信号に基づい
て宇宙線内の各種情報を計測する宇宙線計測装置におい
て、異常特定要求信号を受けたときには、各外部検出器
を個別に測定手段１９から切り離すと共に測定手段１９
の各測定処理に対して順次所定の模擬入力信号を入力す
る模擬信号入力手段と、外部から動作確認要求信号を受
けたときには、模擬入力信号に基づいて前記測定手段に
よって求められた模擬的な測定信号と，各測定処理毎に
保持する所定の標準測定信号とを比較判断して測定手段
１９内の異常な処理を特定する異常処理特定手段２１と
を設けた宇宙線計測装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば宇宙線の計測に
利用される宇宙線計測装置に係り、特に、多数の測定処
理を行なう計測装置本体に異常が発生したときに、異常
な測定処理を迅速、且つ自動的に特定し得る技術を設け
た宇宙線計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、宇宙から地球に降りそそ
ぐ放射線（以下、宇宙線という）を計測するシステムで
は、宇宙線に含まれる粒子の検出時刻および電荷量を測
定することにより、その粒子の軌跡およびエネルギー量
等の各種情報を計測する宇宙線計測装置が広く用いられ
ている。

【０００３】図３は、このような宇宙線計測装置の構成
を示す図である。この宇宙線計測装置は、連続的に配置
された複数の外部検出器（図示せず）から個別に入力さ
れる宇宙線検出信号を増幅処理する複数の入力増幅手段
１_{1 〜n} と、増幅処理された宇宙線検出信号を所定のし
きい値と比較処理してしきい値を越えた宇宙線検出信号
を後段に送出する検出信号比較手段２_{1 〜n} と、しきい
値を越えた宇宙線検出信号をトリガ（積分開始信号）に
して電圧を積分するとともに外部からの積分停止信号に
より積分を停止し，且つ積分時間に比例した電圧値を精
度よく出力する積分手段としての時間／電圧変換回路
（ＴＡＣ）３_{1 〜n} と、これら時間／電圧変換回路３か
ら個別に入力される各電圧値をマルチプレクサ４の入力
端子４_{1 〜 n} の切替えにより順次Ａ／Ｄ変換するＡ／Ｄ
変換器５と、Ａ／Ｄ変換後の各電圧値を宇宙線測定信号
として格納するメモリ部６と、このメモリ部６から各宇
宙線測定信号を共通のバス７を介して読み出すとともに
これら宇宙線測定信号に基づいて所定の演算処理を行な
い，粒子の軌跡およびエネルギー量等宇宙線内の各種情
報を計測する計測コントローラ８とを備えた構成となっ
ている。

【０００４】ここで、入力増幅手段１_{1 〜n} 、検出信号
比較手段２_{1 〜n} および時間／電圧変換回路３_{1 〜n} に
より、測定手段９_{1 〜n} が構成され、さらに、測定手段
９_{1 〜n} 、マルチプレクサ４、Ａ／Ｄ変換器５およびメ
モリ部６により、１台の測定モジュール１０₁ が構成さ
れている。

【０００５】また、このような測定モジュール１０
₁ は，合計でｍ台あり、これら測定モジュール１０
_{1 〜m} は，バス７を介して計測コントローラ８に接続さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような宇宙線計測装置では、測定手段９が多数あるとと
もに各測定手段９_{1 〜n} も複数の測定処理段階に分かれ
ているため、ある測定手段９のある測定処理に異常が発
生したときに、当該異常を発生した測定処理の特定が簡
単にはできない問題がある。

【０００７】すなわち、ある測定処理を構成する部品に
異常が発生したときに、その部品を特定するには、外部
から模擬入力信号を入力し、宇宙線検出信号の入力側か
ら部品毎に順番に出力波形等を人手により確認しなけれ
ばならず，多大な労力を必要とする。

【０００８】また、人手による確認作業のため、異常を
発生した測定処理の特定に時間を要し、その間、宇宙線
計測が停止する問題がある。

【０００９】一方、異常には至らない軽微な不調の調整
作業を行うときにも、同様に多数の部品から調整対象と
なる部品を特定しなければならないため、調整に時間が
かかるとともに、その間、宇宙線計測が停止する問題が
ある。

【００１０】本発明は上記実情を考慮してなされたもの
で、測定手段内の異常な処理を迅速、且つ自動的に特定
できる宇宙線計測装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に対する発明
は、複数の外部検出器から個別に入力される宇宙線検出
信号に基づいて複数の所定の測定処理を行なって各々宇
宙線測定信号を求める複数の測定手段と、これら宇宙線
測定信号に基づいて所定の演算処理を実行し宇宙線内の
各種情報を計測する計測コントローラとを備えた宇宙線
計測装置において、外部から所定の測定処理の動作を試
験するように動作試験要求信号を受けたときには、複数
の所定の測定処理のうち，異常な測定処理を特定するよ
うに異常特定要求信号を順次送出する異常処理手段と、
この異常特定要求信号に基づいて、各外部検出器と測定
手段との接続を個別に切り離すと共に、各測定処理に対
応する所定の模擬入力信号を当該測定手段に入力する模
擬信号入力手段と、模擬入力信号に基づいて測定手段に
よって求められた模擬的な測定信号と予め各測定処理毎
に保持する標準的な測定信号とを比較し、各測定処理毎
に異常の有無を判断して異常な測定処理を特定する異常
処理特定手段とを備えた宇宙線計測装置である。

【００１２】

【作用】従って、請求項１に対応する発明は以上のよう
な手段を講じたことにより、異常を発生した測定処理を
特定するときに、模擬信号入力手段が各測定手段の各測
定処理毎に順次模擬入力信号を入力し、この模擬入力信
号の入力により求められた模擬的な測定信号を、異常処
理特定手段が予め各測定処理毎に保持する標準的な測定
信号と比較するので、自動的に各測定手段の各測定処理
について異常の有無を判断する。

【００１３】これにより、計測装置本体の各測定手段内
で異常な測定処理を迅速、且つ自動的に特定することが
できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明に係る宇宙線計測装置の構成
を示す図であり、図３と同一部分には同一符号を付して
その説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述
べる。

【００１５】すなわち、本発明に係る宇宙線計測装置
は、図３の各測定手段９_{1 〜n} および測定モジュール１
０に後述する模擬信号入力手段を設けて測定手段１９
_{1 〜n} および測定モジュール２０とするとともに図３の
計測モジュール８に異常処理手段２１ａおよび異常処理
特定手段２１を付加して計測コントローラ２２とした構
成であって、各測定手段１９_{1 〜n} の各測定処理（増幅
処理、比較処理および積分処理）毎に模擬入力信号を入
力できるようにして、得られる模擬的な測定信号を評価
することにより、各測定処理における異常の有無を判断
して異常な測定処理を特定するものである。

【００１６】前記異常処理手段２１ａは、各測定手段１
９_{1 〜n} の各測定処理の動作試験を開始させるものであ
って、外部から各測定手段１９_{1 〜n} の各測定処理の動
作を試験するように動作試験要求信号を受けたときに
は、複数の所定の測定処理のうち，異常な測定処理を特
定するように異常特定要求信号を順次送出するものであ
る。

【００１７】ここで、異常特定要求信号としては、計測
コントローラ２２からバス７を介してディジタル入力回
路２３に入力される信号、およびマルチプレクサ４や後
述する模擬積分開始スイッチ、模擬積分停止スイッチお
よび入力切替スイッチを切替制御する信号であり、各動
作試験に対応して順次送出される。

【００１８】前記模擬信号入力手段は、この異常特定要
求信号の内容により各測定手段１９_{1 〜n} 内の各測定処
理毎に模擬入力信号を入力するものであって、異常特定
要求信号に基づいて、各外部検出器と測定手段９との接
続を個別に切り離すと共に、測定手段９の各測定処理に
対して所定の模擬入力信号を発生して入力する。この模
擬信号入力手段は、具体的には、メモリ部６の動作を試
験するために異常特定要求信号を受けるとメモリ部６に
模擬入力ディジタル信号Ｍ_emを入力するディジタル入力
回路２３₁ と、マルチプレクサ４およびＡ／Ｄ変換器５
の動作を試験するために異常特定要求信号を受けるとデ
ィジタル入力回路２３₂ がＤ／Ａ変換器２４₁ を介して
マルチプレクサ４のn+1 番目の入力端子４_n+1 に模擬入
力アナログ信号Ｍ_ulを入力するアナログ入力チャネル
と、各時間／電圧変換回路３_{1 〜n}の積分処理を試験す
るために異常特定要求信号を受けると模擬積分開始スイ
ッチ２５_{1 〜n} および模擬積分停止スイッチ２６_{1 〜n}
を介して模擬積分開始信号および模擬積分停止信号を入
力するディジタル入力回路２３₃ と、検出信号比較手段
２の比較処理を試験するために異常特定要求信号を受け
るとディジタル入力回路２３₄ がＤ／Ａ変換器２４₂ を
介して各検出信号比較手段２_{1 〜n} のしきい値入力端子
に適宜な大きさの模擬入力しきい値信号を入力してしき
い値レベル（ディスクリレベル）を任意に設定するしき
い値設定手段と、入力増幅手段１の増幅処理を試験する
ために異常特定要求信号を受けるとディジタル入力回路
２３₅ がＤ／Ａ変換器２４₃ とテストパルス生成回路
（Ｐ・Ｇ）２７と入力切替スイッチ２８_{1 〜n} とを介し
て各入力増幅手段１_{1 〜n} に微小で高速な模擬入力パル
ス信号を入力する模擬パルス入力手段とを備えている。

【００１９】ここで、入力切替スイッチ２８_{1 〜n} 、模
擬積分開始スイッチ２５_{1 〜n} および模擬積分停止スイ
ッチ２６_{1 〜n} は、それぞれ測定手段１９_{1 〜n} 内に設
けられ、ディジタル入力回路２３_{1 〜5} ，Ｄ／Ａ変換器
２４_{1 〜3} およびテストパルス生成回路２７は、測定モ
ジュール内２０に設けられる。

【００２０】前記異常処理特定手段２１は、各測定手段
１９_{1 〜n} の各測定処理の動作の試験結果に基づいて異
常な測定処理を特定するものであって、模擬入力信号に
基づいて前記測定手段によって求められた模擬的な測定
信号を、予め各測定処理毎に保持する標準的な測定信号
（以下、標準測定信号という）と比較することにより、
各測定処理毎に異常の有無を判断して異常な測定処理を
特定する。

【００２１】次に、このような宇宙線検出器の動作につ
いて図２を用いて説明する。

【００２２】まず、オペレータは、計測コントローラ２
２内の異常処理手段２１ａに動作試験要求信号を入力す
る。この異常処理手段２１ａは、動作試験要求信号を受
けると、メモリ部６の動作を試験（以下、テストとい
う）するために異常特定要求信号をディジタル入力回路
２３₁ に入力し、ディジタル入力回路２３₁ は、メモリ
部６に所定の模擬入力ディジタル信号Ｍ_emを入力する。
次に、異常処理特定手段２１は、メモリ部６に書き込ま
れた模擬入力ディジタル信号Ｍ_emを読み出して所定の標
準測定信号と比較することにより、メモリ部６の異常の
有無を判断する（ＳＴ１）。

【００２３】異常処理手段２１ａは、異常処理特定手段
２１によるメモリ部６の判断が終了すると、マルチプレ
クサ４およびＡ／Ｄ変換器５の動作をテストするために
異常特定要求信号をディジタル入力回路２３₂ に入力
し、ディジタル入力回路２３₂は、Ｄ／Ａ変換器２４₁
およびマルチプレクサ４の入力端子４_n+1 を介してＡ／
Ｄ変換器５に模擬入力アナログ信号Ｍ_ulを入力する。

【００２４】異常処理特定手段２１は、この模擬入力ア
ナログ信号Ｍ_ulによりメモリ部６に書き込まれた模擬的
な測定信号を読み出して所定の標準測定信号Ｍ_ul′と比
較する。

【００２５】ここで、Ｄ／Ａ変換器２４₁ の設定を可変
することにより、種々の大きさの模擬入力アナログ信号
Ｍ_ulを入力できるとともに、これら模擬入力アナログ信
号Ｍ_ulをそれぞれ対応する各標準測定信号Ｍ_ul′と比較
することによりＡ／Ｄ変換器５の動作のテストを行なう
（ＳＴ２）。

【００２６】次に、異常処理手段２１ａは、模擬信号入
力手段を用い、複数の測定手段１９_{1 〜n} の内、まず、
測定手段１９₁ の各測定処理をテストするためにマルチ
プレクサ４の入力端子４₁ を選択して測定手段１９₁ を
通る模擬入力信号のチャネルを選択する（ＳＴ３）。ま
た、測定手段１９₁ の各測定処理の内、まず始めに、時
間／電圧変換回路（ＴＡＣ）３₁ をテストするために模
擬積分開始スイッチ２５₁ を模擬信号入力用のディジタ
ル入力回路２３₃ 側に切り替えるとともに模擬積分停止
スイッチ２６₁ を全ての入力系から切り離すとともに、
ディジタル入力回路２３₃ により、時間／電圧変換回路
３₁ に模擬積分開始信号を入力して電圧の積分を開始さ
せる。次に、積分開始用スイッチ２５₁ を全ての入力系
から切り離すとともに積分停止用スイッチ２６₁ をディ
ジタル入力回路２３₃ 側に接続する。所定時間経過後
に、時間／電圧変換回路３₁ に模擬積分停止信号が入力
されると、異常処理特定手段２１は、模擬積分開始信号
と模擬積分停止信号との間に積分された電圧値と、所定
の標準測定信号とを比較して時間／電圧変換回路３₁の
異常の有無を調べる。また、このテストは積分時間を変
化させて所定回数行うことにより、異常の有無をテスト
する（ＳＴ４）。

【００２７】次に、異常処理手段２１ａは、入力増幅手
段１₁ および検出信号比較手段２₁による測定処理をテ
ストする。まず、入力切替スイッチ２８₁ を外部検出器
側からテストパルス生成回路２７側に切り替え、Ｄ／Ａ
変換部２４₃ のアナログ値をテストパルス生成回路２７
により微小で高速な模擬パルス入力信号に変換し、入力
切替スイッチ２８₁ を介して入力増幅手段１₁ に入力
し、入力増幅手段１₁ および検出信号比較手段２₁ によ
る測定処理をテストする。

【００２８】また、このテストは所定回数行い、１回毎
に、Ｄ／Ａ変換器２４₂ の設定を変化させることにより
検出信号比較手段２₁ のしきい値を所定のそれぞれ異な
る値に変化させて行なう（ＳＴ５）。

【００２９】このようにして時間／電圧変換回路３₁ 、
検出信号比較手段２₁ および入力増幅手段１₁ からなる
測定手段１９₁ をチェックし終えたら、全ての測定手段
１９_{1 〜n} のチャネルについてテストが完了したか否か
を判断する（ＳＴ６）。この場合は、まだテストしてい
ない測定手段が１９_{2 〜n} まであるのでＳＴ３に戻り、
測定手段９₂ について同様にテストする。

【００３０】以下、ＳＴ３に戻るごとに順次未テストの
測定手段１９についてチャネルを選択して同様なテスト
を行う。

【００３１】ＳＴ６で全てのチャネル、すなわち、全て
の測定手段１９_{1 〜n} の各測定処理についてテストが完
了したと判断すると、次に、全てのチャネルについて同
時的に模擬信号入力テストを行う（ＳＴ７）。このテス
トは、全チャネルを模擬信号入力系に接続して同時に入
力段より模擬入力信号を入力した際の全ての測定手段１
９_{1 〜n} による測定処理のテストである。

【００３２】上述したように、本実施例によれば、測定
手段１９を構成する時間／電圧変換回路３₁ 、検出信号
比較手段２₁ および入力増幅手段１₁ のそれぞれについ
て模擬入力信号を入力し、得られる模擬的な測定信号を
所定の標準測定信号と比較することにより、自動的に異
常の有無を判断するようにしたので、多数の部品からな
る測定手段１９_{1 〜n} 内の異常な測定処理の特定を迅速
かつ容易に行なうことができる。

【００３３】このため、各測定処理の動作テストによる
宇宙線計測の停止時間を格段に短くすることができる。

【００３４】また、このような特定作業は、計測コント
ローラ２２内の異常処理手段２１ａおよび異常処理特定
手段２１が上述したような所定の処理手順により自動的
に行なうので、労力が不要である。

【００３５】さらに、異常ではない軽微な不調を調整す
るときにも不調箇所の特定を自動的に行なうために、大
幅な省力化を行なうことができる。

【００３６】また、入力切替スイッチ２８、模擬積分開
始スイッチ２５_{1 〜n} 、模擬積分停止スイッチ２６
_{1 〜n} およびマルチプレクサ４を適切に切替えることに
より、測定手段１９_{1 〜n} を個別にテストできるので、
テスト中以外の測定手段は宇宙線の測定を継続すること
ができる。ひいては、測定中の自己診断が可能となる。

【００３７】なお、本実施例では、計測コントローラ２
２に近い方から順次測定モジュール２０内の各処理をテ
ストする場合について説明したが、入力増幅手段１側か
ら順次各測定処理をテストするようにしても同様に実施
できる。

【００３８】また、本実施例では、異常処理手段２１ａ
および異常処理特定手段２１を計測コントローラ２２内
に設ける場合について説明したが、計測コントローラ２
２外に設けるようにしても同様に実施できる。さらに、
積分手段として時間／電圧変換回路３を用いる場合につ
いて説明したが、これに限らず時間幅をクロックパルス
の計数（積分）で表す計数回路を用いても同様に実施で
きる。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種
々変形して実施できる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、各測定手
段の各処理毎に模擬入力信号を入力できるようにしたこ
とにより、異常を発生した処理を特定するときに、各測
定手段の各処理毎に順次入力する模擬入力信号に基づい
て測定手段が順次求めた模擬測定信号と，所定の標準測
定信号とを比較することにより、測定手段内の異常な処
理を迅速且つ自動的に特定できる宇宙線計測装置を提供
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る宇宙線計測装置の構成を示す図。

【図２】本発明に係る宇宙線計測装置の動作を示す図。

【図３】従来の宇宙線計測装置の構成を示す図。

【符号の説明】

１…入力増幅手段、２…検出信号比較手段、３…時間／
電圧変換手段、４…マルチプレクサ、４ａ…入力端子、
５…Ａ／Ｄ変換器、６…メモリ部、７…バス、８，２２
…計測コントローラ、９，１９…測定手段、１０，２０
…測定モジュール、２１…異常処理特定手段、２３…デ
ィジタル入力回路、２４…Ｄ／Ａ変換器、２５…模擬積
分開始スイッチ、２６…模擬積分停止スイッチ、２７…
テストパルス生成回路、２８…入力切替スイッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の外部検出器から個別に入力される
   宇宙線検出信号に基づいて複数の所定の測定処理を行な
   って各々宇宙線測定信号を求める複数の測定手段と、こ
   れら宇宙線測定信号に基づいて所定の演算処理を実行し
   宇宙線内の各種情報を計測する計測コントローラとを備
   えた宇宙線計測装置において、 外部から前記所定の測定処理の動作を試験するように動
   作試験要求信号を受けたときには、前記複数の所定の測
   定処理のうち，異常な測定処理を特定するように異常特
   定要求信号を順次送出する異常処理手段と、 この異常特定要求信号に基づいて、前記各外部検出器と
   測定手段との接続を個別に切り離すと共に、前記各測定
   処理に対応する所定の模擬入力信号を当該測定手段に入
   力する模擬信号入力手段と、 前記模擬入力信号に基づいて前記測定手段によって求め
   られた模擬的な測定信号と予め各測定処理毎に保持する
   標準的な測定信号とを比較し、各測定処理毎に異常の有
   無を判断して異常な測定処理を特定する異常処理特定手
   段とを設けたことを特徴とする宇宙線計測装置。