JPH0862336A - 異常診断機能付き放射線測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、統計誤差を異常診断データから排除
して診断判定の信頼性を向上させることを目的とする。 【構成】放射線を検出して放射線信号を出力する放射線
検出器１〜３と、放射線検出器１〜３の検出器出力に診
断信号を混在させる診断信号入力手段８と、前記診断信
号に基づいて前記検出器出力から放射線信号を分離する
第１の信号分離手段１１，１３と、診断信号に基づいて
検出器出力から診断信号を分離する第２の信号分離手段
１２と、第１の信号分離手段１１，１３で分離した放射
線信号のパルス数を計数する第１の計数手段６と、第２
の信号分離手段１２で分離した診断信号のパルス数を計
数する第２の計数手段１４と、第１の計数手段６による
計数値から放射線レベルを測定し、第２の計数手段１４
による計数値から異常判定を行う信号処理手段１５とを
具備する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原子力施設の放射能濃
度や放射線レベルを測定する放射線測定装置に係り、さ
らに詳しくは測定経路の異常を診断可能な異常診断機能
付き放射線測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】診断用の疑似信号を放射線測定信号が通
過する測定回路に入力し、その疑似信号に対する測定回
路の出力値から当該測定回路の異常を判断する異常診断
機能付き放射線測定装置がある。

【０００３】図６は、かかる異常診断機能付き放射線測
定装置の構成例を示している。この放射線測定装置は、
放射線の入射に応じて発光するシンチレータ１の光をフ
ォトマル２で検出し検出器信号として出力する。シンチ
レータ１及びフォトマル２は外部からの外乱光を遮るた
め遮光ケース３に収納されている。フォトマル２から出
力された検出器出力は増幅器４，波形整形回路５を経て
カウンタ６に入力されて計数される。このカウンタ６の
計数値をデータ処理装置７で放射線レベルに比例した数
値に変換する。

【０００４】一方、上記放射線測定装置における異常診
断機能は、発振器８，この発振器８に発振タイミングを
与えるスイッチＳ１ａ，スイッチＳ１ａに同期してデー
タ処理装置７に診断割り込みを入れるスイッチＳ１ｂ、
発振器８から印加される信号により発光する発光素子９
から構成されている。

【０００５】遮光ケース３内のフォトマル２の近く配置
された発光素子９を、スイッチＳ１ａをオン，オフする
ことにより駆動し、その発光素子９の光をシンチレータ
１の発光信号と同様にフォトマル２に入力し同じ測定経
路で処理する。その処理結果をデータ処理装置７がスイ
ッチＳ１ｂからのタイミング信号で取り込み異常診断を
行う。

【０００６】図７は、異常診断処理のフローチャートを
示す図である。通常は、発光素子９の点灯を停止した状
態でシンチレータ１の発光のみを測定し、その計数値を
データ処理装置７が取込み放射線レベルを測定してい
る。シンチレータ１の発光を計数したカウント値には、
バックグラウンドによる計数率Ｒに統計誤差（±Ｒ′）
が加わった値（Ｒ±Ｒ′）が測定される。

【０００７】スイッチＳ１ａがオンして発振器８が周波
数Ｎで発振すると、その発振信号で発光素子９が駆動さ
れ発光点灯する。データ処理装置７が、この時のカウン
ト値をスイッチＳ１ｂからのタイミング信号で、発振動
作中の計数率（ｎ＋ｒ±ｒ′）を取り込む。ｎは発振周
波数Ｎに対応した発光素子９による計数率、ｒは発振動
作中のバックグラウンドによる計数率、±ｒ′は統計誤
差である。

【０００８】次に、判定値Ａを下式にて計算する。 Ａ＝（ｎ＋ｒ±ｒ′）−（Ｎ＋Ｒ±Ｒ′） そして、判定値Ａが所定範囲内であれば正常、また所定
範囲外であれば異常であると判断する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た測定経路の異常を判定値Ａの大小で判断する異常診断
は、放射線測定時に発生する統計誤差（Ｒ′，ｒ′）が
判定値Ａの演算結果の精度に影響を与えるため、判定精
度が低下する可能性があった。

【００１０】本発明は、以上のような実情に鑑みてなさ
れたもので、放射線測定時に発生する統計誤差を異常診
断データから排除し、診断判定の信頼性を向上すると共
に、放射線測定を継続しながら異常診断可能な異常診断
機能付き放射線測定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】本発明は、上記目的を達
成するために以下のような手段を講じた。請求項１に対
応する本発明は、放射線を検出して放射線信号を出力す
る放射線検出器と、放射線検出器の検出器出力に診断信
号を混在させる診断信号入力手段と、前記診断信号に基
づいて前記検出器出力から放射線信号を分離する第１の
信号分離手段と、前記診断信号に基づいて前記検出器出
力から診断信号を分離する第２の信号分離手段と、前記
第１の信号分離手段で分離した放射線信号のパルス数を
計数する第１の計数手段と、前記第２の信号分離手段で
分離した診断信号のパルス数を計数する第２の計数手段
と、前記第１の計数手段による計数値から放射線レベル
を測定し、前記第２の計数手段による計数値から異常判
定を行う信号処理手段とを具備する構成とした。

【００１２】請求項２に対応する本発明は、放射線を検
出して放射線信号を出力する放射線検出器と、放射線検
出器の検出器出力に放射線信号のパルス幅よりも十分に
小さいパルス幅の診断信号を混在させる診断信号入力手
段と、前記診断信号に基づいて前記検出器出力から放射
線信号を分離する第１の信号分離手段と、前記診断信号
に基づいて前記検出器出力から診断信号を分離する第２
の信号分離手段と、前記第１の信号分離手段で分離した
放射線信号のパルス数を計数する第１の計数手段と、前
記第２の信号分離手段で分離した診断信号のパルス数を
計数する第２の計数手段と、前記第１の計数手段による
計数値から放射線レベルを測定し、前記第２の計数手段
による計数値から異常判定を行う信号処理手段とを具備
して構成される。

【００１３】請求項３に対応する本発明は、放射線を検
出して放射線信号を出力する放射線検出器と、放射線検
出器の検出器出力に放射線信号のパルス幅よりも十分に
小さいパルス幅の診断信号を混在させる診断信号入力手
段と、前記診断信号に基づいて前記検出器出力から放射
線信号を分離する第１の信号分離手段と、前記診断信号
に基づいて前記検出器出力から診断信号を分離する第２
の信号分離手段と、前記放射線信号のパルス幅には応答
するが当該パルスよりも短いパルスには応答しない遅い
応答不能な応答速度に設定され、前記第１の信号分離手
段で分離した放射線信号のパルス数を計数する第１の計
数手段と、前記診断信号のパルス幅に応答可能な応答速
度に設定され、前記第２の信号分離手段で分離した診断
信号のパルス数を計数する第２の計数手段と、前記第１
の計数手段による計数値から放射線レベルを測定し、前
記第２の計数手段による計数値から異常判定を行う信号
処理手段とを具備する構成とした。

【００１４】請求項４に対応する本発明は、上記構成の
ものにおいて、前記診断信号入力手段が、前記放射線検
出器に光パルスの診断信号を入力して、検出器出力に診
断信号を混在させることを特徴とする。

【００１５】請求項５に対応する本発明は、上記構成の
ものにおいて、前記診断信号入力手段が、前記放射線検
出器の出力段に設けられたＯＲ回路に診断信号を入力し
て、検出器出力に診断信号を混在させることを特徴とす
る。請求項６に対応する本発明は、上記構成のものにお
いて、前記放射線検出器が半導体放射線検出素子から構
成されていることを特徴とする。

【００１６】

【作用】本発明は、以上のような手段を講じたことによ
り次のような作用を奏する。請求項１に対応する本発明
によれば、異常診断動作時に診断信号入力手段から放射
線検出器の検出器出力に診断信号が混在せしめられる。
第１の信号分離手段では診断信号に基づいて検出器出力
から放射線信号が分離され、その放射線信号が第１の計
数手段で計数される。また、第２の分離手段では診断信
号に基づいて検出器出力から診断信号が分離され、その
診断信号が第２の計数手段で計数される。そして、信号
処理手段により、第１の計数手段による計数値から放射
線レベルが測定され、第２の計数手段による計数値から
異常判定が行われる。

【００１７】請求項２に対応する本発明によれば、異常
診断動作時に診断信号入力手段から放射線検出器の検出
器出力に放射線信号のパルス幅よりもパルス幅の小さい
診断信号が混在せしめられる。そして、第１の信号分離
手段では診断信号に基づいて検出器出力から放射線信号
が分離され、第２の分離手段では診断信号に基づいて検
出器出力から診断信号が分離される。

【００１８】ここで、本発明では診断信号のパルス幅を
放射線信号のパルス幅よりも十分に短くしているので、
診断信号と放射線信号とが近接して発生しても双方のパ
ルスが重なる可能性が小さいため診断信号と放射線信号
とが混在した検出器出力から放射線信号のみを取り出す
精度を上げることができる。

【００１９】請求項３に対応する本発明によれば、診断
信号と放射線信号とが同時に発生した場合、第１の信号
分離手段から放射線信号のパルスが診断信号のパルスで
不分割された状態で出力される。しかし、本発明では第
１の計数手段が放射線信号のパルス幅には応答するがそ
れよりも短いパルスには応答できないような設定してい
るため、２分割されたパルスを１つのパルスとしてカウ
ントすることになり、放射線信号のパルスが正確に計数
される。

【００２０】請求項４に対応する本発明によれば、診断
信号入力手段により放射線検出器に光パルスが診断信号
として入力される。放射線検出器が、入射放射線を光パ
ルスに変換しその光パルスを電気的な放射線信号として
出力するタイプのものであれば、光パルスの診断信号を
入力することにより放射線信号と共に診断信号が検出器
出力に混在して出力されることになる。これにより放射
線検出器から第１の計数手段までの経路を診断信号が通
過するので当該通路の異常を診断できるものとなる。

【００２１】請求項５に対応する本発明によれば、診断
信号入力手段から電気的な診断信号が放射線検出器の出
力段に設けられたＯＲ回路に入力され、検出器出力に診
断信号が混在されることになる。これにより放射線検出
器の出力段から第１の計数手段までの経路の異常を診断
できるものとなる。

【００２２】請求項６に対応する本発明によれば、放射
線検出器が半導体放射線検出素子から構成されているの
で、入射放射線を光パルスに変換するシンチレータと、
その光パルスを電気的な放射線信号に変換する光電変換
素子とを用いることなく放射線測定が可能になる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
１は、本発明の一実施例に係る異常診断機能付き放射線
測定装置の構成図である。なお、上述した図６に示す測
定装置と同一機能を有する部分には同一符号を付してい
る。

【００２４】本実施例の放射線測定装置は、波形整形回
路５の出力段に第１，第２のＡＮＤ回路１１，１２を並
列接続し、第１のＡＮＤ回路１１のもう一方の入力端子
に発振器８の出力端子を反転回路１３を介して接続し、
第２のＡＮＤ回路１２のもう一方の入力端子に発振器８
の出力端子を直接接続している。また、第１のＡＮＤ回
路１１の出力端子はカウンタ６の入力端子に接続され、
第２のＡＮＤ回路１２の出力端子は他のカウンタ１４の
入力端子に接続されている。カウンタ６及び他のカウン
タ１４の各出力端子はデータ処理装置１５に接続されて
いる。データ処理装置１５は、カウンタ６のカウント値
から放射線レベルに比例した数値を演算する機能と、他
のカウンタ１４のカウント値から異常判定値を演算して
異常判定値から異常判定を行う機能とを備えている。

【００２５】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について、図２（ａ）〜（ｃ）を参照して説明す
る。放射線測定装置の検出部では、図２（ａ）に示すよ
うに、シンチレータ１に放射線が入射することによって
発生した光（放射線信号ア）がフォトマル２に検出され
ると共に、異常診断動作時にはスイッチＳＷのオン，オ
フにより発光素子９による光（診断信号イ）がフォトマ
ル２に検出される。フォトマル２からは、通常測定時に
は放射線信号アによる検出器出力が発生し、また異常診
断時には図２（ａ）に示すように放射線信号ア及び診断
信号イによる信号が混在した検出器出力ウが発生する。

【００２６】図２に示す検出器出力ウが、第１，第２の
ＡＮＤ回路１１，１２の一方の入力端子に入力される
と、第１のＡＮＤ回路１１ではもう一方の入力端子に診
断信号イを反転させた反転信号イ′が入力しているた
め、放射線信号アと診断信号イとが重なっていない限り
は、放射線信号アに対してのみＡＮＤ条件が成立し検出
器出力ウから放射線信号アのみが分離されてカウンタ６
に入力する。

【００２７】一方、第２のＡＮＤ回路１２では、一方の
入力端子に検出器出力ウが入力し、かつ他方の入力端子
に診断信号イが入力するので、図２（ｃ）に示すように
診断信号イについてのみＡＮＤ条件が成立し、検出器出
力ウから診断信号イのみが分離されて第２のＡＮＤ回路
１２の出力端子から他のカウンタ１４に入力する。

【００２８】データ処理装置１５では、第１のＡＮＤ回
路１１で分離された放射線信号アのカウント値をカウン
タ６から一定周期で取り込み、そのカウント値を放射線
レベルに比例した数値に演算する。また、第２のＡＮＤ
回路１２で分離された診断信号イのカウント値を他のカ
ウンタ１４から取り込み異常判定値を演算する。

【００２９】このように本実施例によれば、放射線信号
アと診断信号イとが混在する検出器出力ウを第１，第２
のＡＮＤ回路１１，１２の一方の入力端子に入力し、異
常診断時にのみ発生させる診断信号イを第１のＡＮＤ回
路１１に反転入力すると共に第２のＡＮＤ回路１２に正
転入力し、第１のＡＮＤ回路１１にて検出器出力ウから
放射線信号アを分離し、第２のＡＮＤ回路１２にて検出
器出力ウから診断信号イを分離するようにしたので、本
来の放射線測定を行いながら異常診断でき、しかも統計
誤差の含まれていない診断信号イから異常判定値を演算
することができ、統計誤差に影響されない信頼性の高い
診断測定が可能になる。

【００３０】次に、本発明の他の実施例について図３を
参照して説明する。なお、同図において、上述した実施
例と同一部分には同一符号を付している。本実施例は、
遮光ケース３から診断用の発光素子を削除し、フォトマ
ル２と増幅器４との間にＯＲ回路１６を介挿し、発振器
８の出力端子をＯＲ回路１６の他方の入力端子に接続し
た構成となっている。他の構成は前述の実施例と同様で
ある。

【００３１】このような変形例によれば、検出器部分
（フォトマル２）の診断はできないが増幅器４以降の測
定経路の診断が可能である。図４は、他の変形例の要部
を示す図である。この変形例は、検出部におけるシンチ
レータ１及びフォトマル２の代わりに半導体放射線検出
素子１７を用いた例である。他の構成は上述した一実施
例と同様である。この変形例によれば、例えばエリアモ
ニタに半導体放射線検出素子１７を用いる装置に上述し
た異常診断機能を持たせることができる。

【００３２】ところで、上述した実施例及び変形例で
は、放射線信号アと診断信号イとが接近または重なった
とき放射線信号アをミスカウントする不具合がある。そ
こで、放射線によるパルス幅Ｔよりも発振器８によるパ
ルス幅ｔを短くし、パルス幅Ｔはカウントするがパルス
幅Ｔよりも短いパルス（パルス幅ｔを含む）には応答し
ない応答速度の遅いカウンタで放射線信号アを計数し、
パルス幅ｔまでカウント可能な応答速度の速いカウンタ
で診断信号イを計数すれば、放射線信号アのミスカウン
トを防止できる。

【００３３】例えば、図１に示す放射線測定装置におい
て、異常診断用の発振器として放射線によるパルス幅Ｔ
よりも十分に小さいパルス幅ｔを発生させる発振器８′
を用い、放射線信号アを計数するカウンタとして放射線
によるパルス幅Ｔはカウントできるがパルス幅Ｔよりも
短いパルスには応答しない応答速度の遅いカウンタ６′
を用い、診断信号イの計数カウンタとしてパルス幅ｔの
診断信号イを計数可能な応答速度の速いカウンタ１４′
を用いる。

【００３４】図５は、このように構成された放射線測定
装置の動作を示すタイムチャートである。同図に示す例
では、放射線信号アと診断信号イとが一部において完全
に重なっており、また放射線信号アと診断信号イとが一
部において近接している。

【００３５】放射線信号アと診断信号イとが完全に重な
って発生した場合、図５（ｂ）に示すように、第１のＡ
ＮＤ回路１１のＡＮＤ出力は、診断信号イと重なった放
射線信号アのパルスが診断信号イのパルス幅ｔで２分割
されて２つのパルスとなっている。このような放射線信
号アのパルスがカウンタ６′でカウントされるが、上記
したように応答速度を遅くしているため診断信号イのパ
ルス幅ｔで２分割されている２つのパルスを一つのパル
スとして計数し、放射線信号アの数え過ぎがなくなる。

【００３６】また、放射線信号アと診断信号イとが一部
において近接しているが、診断信号イのパルス幅ｔを極
めて小さくしているため、両者がある程度近接しても互
いに重なることはなく、放射線信号アを正確に計数でき
る。本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変形実施可能であ
る。

【００３７】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、放
射線測定時に発生する統計誤差を異常診断データから排
除し、診断判定の信頼性を向上すると共に、放射線測定
を継続しながら異常診断可能な異常診断機能付き放射線
測定装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る異常診断機能付き放射
線測定装置の構成図である。

【図２】図１に示す放射線測定装置の動作を示すタイム
チャートである。

【図３】本発明の他の実施例に係る異常診断機能付き放
射線測定装置の構成図である。

【図４】実施例の変形例に係る放射線測定装置の要部の
構成図である。

【図５】図１に示す放射線測定装置の変形例の動作を示
すタイムチャートである。

【図６】従来の異常診断機能付き放射線測定装置の構成
図である。

【図７】図６に示す放射線測定装置の異常診断処理を示
すフローチャートである。

【符号の説明】

１…シンチレータ、２…フォトマル、３…遮光ケース、
６，１４…カウンタ、８…発振器、９…発光素子、１１
…第１のＡＮＤ回路、１２…第２のＡＮＤ回路、１３…
反転回路、１５…データ処理装置、１６…ＯＲ回路、１
７…半導体放射線検出素子。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放射線を検出して放射線信号を出力する
   放射線検出器と、 放射線検出器の検出器出力に診断信号を混在させる診断
   信号入力手段と、 前記診断信号に基づいて前記検出器出力から放射線信号
   を分離する第１の信号分離手段と、 前記診断信号に基づいて前記検出器出力から診断信号を
   分離する第２の信号分離手段と、 前記第１の信号分離手段で分離した放射線信号のパルス
   数を計数する第１の計数手段と、 前記第２の信号分離手段で分離した診断信号のパルス数
   を計数する第２の計数手段と、 前記第１の計数手段による計数値から放射線レベルを測
   定し、前記第２の計数手段による計数値から異常判定を
   行う信号処理手段とを具備したことを特徴とする異常診
   断機能付き放射線測定装置。
2. 【請求項２】 放射線を検出して放射線信号を出力する
   放射線検出器と、 放射線検出器の検出器出力に放射線信号のパルス幅より
   も十分に小さいパルス幅の診断信号を混在させる診断信
   号入力手段と、 前記診断信号に基づいて前記検出器出力から放射線信号
   を分離する第１の信号分離手段と、 前記診断信号に基づいて前記検出器出力から診断信号を
   分離する第２の信号分離手段と、 前記第１の信号分離手段で分離した放射線信号のパルス
   数を計数する第１の計数手段と、 前記第２の信号分離手段で分離した診断信号のパルス数
   を計数する第２の計数手段と、 前記第１の計数手段による計数値から放射線レベルを測
   定し、前記第２の計数手段による計数値から異常判定を
   行う信号処理手段とを具備したことを特徴とする異常診
   断機能付き放射線測定装置。
3. 【請求項３】 前記第１の信号分離手段は、前記診断信
   号入力手段から出力される診断信号を反転させる反転回
   路と、この反転回路の出力と前記検出器出力とのＡＮＤ
   条件をとるＡＮＤ回路とから構成され、 前記第１の計数手段は、前記放射線信号のパルス幅には
   応答するが当該パルスよりも短いパルスには応答しない
   遅い応答速度に設定され、 前記第２の計数手段は、前記診断信号のパルス幅に応答
   可能な応答速度に設定されたことを特徴とする請求項２
   記載の異常診断機能付き放射線測定装置。
4. 【請求項４】 前記診断信号入力手段は、前記放射線検
   出器に光パルスの診断信号を入力して、当該パルスに対
   応した電気的なパルス信号を検出器出力に診断信号とし
   て混在させることを特徴とする請求項１〜請求項３のい
   ずれかに記載の異常診断機能付き放射線測定装置。
5. 【請求項５】 前記診断信号入力手段は、前記放射線検
   出器の出力段に設けられたＯＲ回路に診断信号を入力し
   て、検出器出力に診断信号を混在させることを特徴とす
   る請求項１〜請求項３のいずれかに記載の異常診断機能
   付き放射線測定装置。
6. 【請求項６】 前記放射線検出器は、半導体放射線検出
   素子から構成されていることを特徴とする請求項１〜請
   求項３のいずれかに記載の異常診断機能付き放射線測定
   装置。