JPS63142245A - 計測装置 - Google Patents
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- JPS63142245A JPS63142245A JP61280553A JP28055386A JPS63142245A JP S63142245 A JPS63142245 A JP S63142245A JP 61280553 A JP61280553 A JP 61280553A JP 28055386 A JP28055386 A JP 28055386A JP S63142245 A JPS63142245 A JP S63142245A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
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-
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、放射線を利用して被測定物質のある物理量
の空間的平均値を求める成分分析装置に関するものであ
る。
の空間的平均値を求める成分分析装置に関するものであ
る。
第２図は、従来の放射線を用いた成分分析装置例えば配
管内流体の成分分析装置を示す概念図であり、図におい
て、（１）は放射線源例えはＸ線源筐たはｒ線源、（、
りはこの放射線源（１）から放出された放射線例えばＸ
線またはｒ線、（３）はこの放射線（，２）が照射され
る配管、（りは配管（３）内を流れる例えばａ成分の被
測定物質である被測定流体、（夕）は配管（３）をはさ
んで放射線源（１）と反対側に設けられたコリメータ、
（６）はこのコリメータ（５）を貫通して設けられ、放
射線が通過する貫通穴、（７）はこの貫通穴（６）を通
過した放射線（２）を検出する放射線検出器、（ｒ）は
この放射線検出器（ワ）からの信号を処理し、被測定流
体（りのある物理量を出力する信号処理・演算処理装置
である。
管内流体の成分分析装置を示す概念図であり、図におい
て、（１）は放射線源例えはＸ線源筐たはｒ線源、（、
りはこの放射線源（１）から放出された放射線例えばＸ
線またはｒ線、（３）はこの放射線（，２）が照射され
る配管、（りは配管（３）内を流れる例えばａ成分の被
測定物質である被測定流体、（夕）は配管（３）をはさ
んで放射線源（１）と反対側に設けられたコリメータ、
（６）はこのコリメータ（５）を貫通して設けられ、放
射線が通過する貫通穴、（７）はこの貫通穴（６）を通
過した放射線（２）を検出する放射線検出器、（ｒ）は
この放射線検出器（ワ）からの信号を処理し、被測定流
体（りのある物理量を出力する信号処理・演算処理装置
である。
従来の成分分析装置は上述したように構成され、一般に
、物質中での放射線例えばｘｌｓまたはｒ線の減衰は次
式で記述される。
、物質中での放射線例えばｘｌｓまたはｒ線の減衰は次
式で記述される。
Ｉ ＝ Ｉ、 ８Ｘｐ（−μρ１）
（１）ここで、工。は入射放射線強度、μは物質の放
射線に対する吸収係数、ρは物質の比重、ｔは物質中で
の放射線の通過厚さ、工は透過厚さｔを通過した後の放
射線強度である。第一図の被測定流体（５）が物質ｌと
物質コの二成分でできている場合、物質／、コの比重を
それぞれρ７．ρ４、物質／、２の放射線に対する質量
吸収係数をそれぞれμ７．μ４、ある位置における放射
線の通路に沿った物質／。
（１）ここで、工。は入射放射線強度、μは物質の放
射線に対する吸収係数、ρは物質の比重、ｔは物質中で
の放射線の通過厚さ、工は透過厚さｔを通過した後の放
射線強度である。第一図の被測定流体（５）が物質ｌと
物質コの二成分でできている場合、物質／、コの比重を
それぞれρ７．ρ４、物質／、２の放射線に対する質量
吸収係数をそれぞれμ７．μ４、ある位置における放射
線の通路に沿った物質／。
λの厚さの合計をそれぞれ１／ 、 １．、その位置に
おける被測定流体（５）の放射線通路の長さをぎとする
と、 μ、ρ、ｔ、 ＋ｆｉ、Ｉ、ｔ、 ＝ ｉｎ Ｉ、 ／
Ｉ −ａ （Ｌ２）１、 ＋ １１ ＝
ｌ （、？）となる。ａは配管
（３）の材質、厚みなどによって決まる定数であり、μ
７．μ１．ρ２．ρ４．■。、ｌ は予め知ることがで
きる。従って、二成分の割合がわからないとき、透過放
射線強度工を測定すれば、（２）。
おける被測定流体（５）の放射線通路の長さをぎとする
と、 μ、ρ、ｔ、 ＋ｆｉ、Ｉ、ｔ、 ＝ ｉｎ Ｉ、 ／
Ｉ −ａ （Ｌ２）１、 ＋ １１ ＝
ｌ （、？）となる。ａは配管
（３）の材質、厚みなどによって決まる定数であり、μ
７．μ１．ρ２．ρ４．■。、ｌ は予め知ることがで
きる。従って、二成分の割合がわからないとき、透過放
射線強度工を測定すれば、（２）。
（３）式から１．．１ユを求めることができ、放射線の
通路上での成分割合を求めることができる。
通路上での成分割合を求めることができる。
第２図において、放射線（＝）は放射線源（１）から放
出され、配管（３）の壁、被測定流体（ｌＩ）を透過し
、コリメータ（ヤ）の貫通穴（６）を通過して放射線検
出器（ワ）に入射する。放射線検出器（７）からの信号
は、信号処理串演算処理装置（ｔ）に送られ、そこで（
ｘ） 、 （，７）式に基づいて１．．１．が求められ
、放射線（２）の通路上の成分分析が行なわれる。配管
（３）内の二成分の分布は必ずしも一様ではないので、
コリメータ（５）を駆動装置（図示しない）により順次
動かし、貫通穴（６）の位置を変えて同様の測定をする
ことにより、ｎ個の位置、つまりｎ個の放射線通路上の
成分割合が求められ、これらを平均することＫより、あ
る断面内における被測定流体（弘）の成分割合の平均値
が得られる。この平均化演算も信号処理・演算処理装置
Ｃ，ｒ）で行なわれる。
出され、配管（３）の壁、被測定流体（ｌＩ）を透過し
、コリメータ（ヤ）の貫通穴（６）を通過して放射線検
出器（ワ）に入射する。放射線検出器（７）からの信号
は、信号処理串演算処理装置（ｔ）に送られ、そこで（
ｘ） 、 （，７）式に基づいて１．．１．が求められ
、放射線（２）の通路上の成分分析が行なわれる。配管
（３）内の二成分の分布は必ずしも一様ではないので、
コリメータ（５）を駆動装置（図示しない）により順次
動かし、貫通穴（６）の位置を変えて同様の測定をする
ことにより、ｎ個の位置、つまりｎ個の放射線通路上の
成分割合が求められ、これらを平均することＫより、あ
る断面内における被測定流体（弘）の成分割合の平均値
が得られる。この平均化演算も信号処理・演算処理装置
Ｃ，ｒ）で行なわれる。
なお、（２）式は
μ、ｐ、ｔｒ、 ＋ ｐ、ｐ、ｔ、 ＝ −ｉｎ Ｉ
＋ ｃ （４ｔ）と書くことができる。
＋ ｃ （４ｔ）と書くことができる。
放射線（２）のｎ個の通路なＬと付して区別し、ｎ個の
通路ついての和を求めると、それぞれ（ｌＩ）式、（３
）式に対応してが得られる。全通路についての成分／、
−の割合いは工りの値を得る必要がないのがわかる。す
なわち、被測定流体（５）の成分割合の断面円平均値は
、放射線（コ）に関係した量、つまり透過放射線強度工
のｎ個の通路についての値の対数の和を求めればよいこ
とがわかる。
通路ついての和を求めると、それぞれ（ｌＩ）式、（３
）式に対応してが得られる。全通路についての成分／、
−の割合いは工りの値を得る必要がないのがわかる。す
なわち、被測定流体（５）の成分割合の断面円平均値は
、放射線（コ）に関係した量、つまり透過放射線強度工
のｎ個の通路についての値の対数の和を求めればよいこ
とがわかる。
さて、放射線（コ）は量子の一種であり、この放射線（
２）を測定するとき、その出力信号は一定の統計的ゆら
ぎを示す。このゆらぎによる測定誤差は、放射線（，２
）の強度が一定であれば測定時間の平方根に反比例して
小さくなるため、高い精度の測定をするためには、長い
計測時間が必要である。
２）を測定するとき、その出力信号は一定の統計的ゆら
ぎを示す。このゆらぎによる測定誤差は、放射線（，２
）の強度が一定であれば測定時間の平方根に反比例して
小さくなるため、高い精度の測定をするためには、長い
計測時間が必要である。
また、コリメータ（５）の貫通穴（６）を順次移動させ
て放射線をｎ個測定するためには、７つの通路について
要する測定時間のほぼｎ倍が必要となる。
て放射線をｎ個測定するためには、７つの通路について
要する測定時間のほぼｎ倍が必要となる。
上述したような成分分析装置では、精度よい測定をする
ためには長い測定時間を要するなどの問題点があった。
ためには長い測定時間を要するなどの問題点があった。
この発明は、このような問題点を解決するためになされ
たもので、被測定物質のある物理量の空間的平均値につ
いて、短い測定時間で高い精度の測定を可能にする成分
分析装置を得ることを目的とする。
たもので、被測定物質のある物理量の空間的平均値につ
いて、短い測定時間で高い精度の測定を可能にする成分
分析装置を得ることを目的とする。
この発Ｆ！Ａｉｃ係る成分分析装置は、被測定物質と放
射線検出器との間に、符号化されたパターンに従つ【互
いに独立した位置に複数個のパターン要素が設けられた
マスクパターンをｎ個（奇数個）有するマスクを備えた
ものである。
射線検出器との間に、符号化されたパターンに従つ【互
いに独立した位置に複数個のパターン要素が設けられた
マスクパターンをｎ個（奇数個）有するマスクを備えた
ものである。
この発明においては、マスクのパターン要素の位置を符
号化した規則に従って被測定物質のｎ個の点における個
々の測定値を求めるので、これらの測定値の対数の和を
求めた場合、ｎ個の点について７個づつ測定してこれら
の対数の和を求めた場合より統計誤差を小さくすること
ができ、従って、得られた物理量は高い精度となる。
号化した規則に従って被測定物質のｎ個の点における個
々の測定値を求めるので、これらの測定値の対数の和を
求めた場合、ｎ個の点について７個づつ測定してこれら
の対数の和を求めた場合より統計誤差を小さくすること
ができ、従って、得られた物理量は高い精度となる。
第１図はこの発明の一実施例を示す概念図であり、（１
）〜（＋） 、 Ｃ５）、（ｒ）は上述した従来装置に
おけるものと全く同一である。（ｔＡ）は固定コリメー
タであって、これにはｎ個（奇数個）の貫通穴（６Ａ）
がはｙ等間隔に設けられている。そして（９）はマスク
例えば回転式符号化マスクであって、符号化されたパタ
ーンに従って互いに独立した位置に複数個のパターン要
素例えば貫通穴（１０）またけしやへい要素（図示しな
い）を設けてｌマスクパターンとし、互いに独立なマス
クパターンｎ個を円筒の軸に沿った壁面を有する。
）〜（＋） 、 Ｃ５）、（ｒ）は上述した従来装置に
おけるものと全く同一である。（ｔＡ）は固定コリメー
タであって、これにはｎ個（奇数個）の貫通穴（６Ａ）
がはｙ等間隔に設けられている。そして（９）はマスク
例えば回転式符号化マスクであって、符号化されたパタ
ーンに従って互いに独立した位置に複数個のパターン要
素例えば貫通穴（１０）またけしやへい要素（図示しな
い）を設けてｌマスクパターンとし、互いに独立なマス
クパターンｎ個を円筒の軸に沿った壁面を有する。
上述したように構成された成分分析装置においては、固
定コリメータ（りＡ）は放射線検出器（７）と回転式符
号化マスク（９）の間に固定して設置されておシ、固定
コリメータ（ｔＡ）の貫通穴（６Ａ）は回転式符号化マ
スク（９）の貫通穴（１０）よりも小さい。また、回転
式符号化マスク（５）は駆動機構（図示しない）によっ
て回転させられることができ、放射線検出器（７）の前
にくるマスクパターンを順次変更することができる。回
転式符号化マスク（９）を放射線検出器（７）の前で静
止させたとき、そのマスクパターンの複数個のパターン
要素は、固定コリメータ（ｔＡ）のｎ個の貫通穴（６Ａ
）の位置にくるようになっている。また、固定コリメー
タ（１Ａ）の貫通穴（６Ａ）は、これら貫通穴（６Ａ）
を通過する放射線が、配管（３）断面をほぼ一様な密度
で通過するように開けられている。
定コリメータ（りＡ）は放射線検出器（７）と回転式符
号化マスク（９）の間に固定して設置されておシ、固定
コリメータ（ｔＡ）の貫通穴（６Ａ）は回転式符号化マ
スク（９）の貫通穴（１０）よりも小さい。また、回転
式符号化マスク（５）は駆動機構（図示しない）によっ
て回転させられることができ、放射線検出器（７）の前
にくるマスクパターンを順次変更することができる。回
転式符号化マスク（９）を放射線検出器（７）の前で静
止させたとき、そのマスクパターンの複数個のパターン
要素は、固定コリメータ（ｔＡ）のｎ個の貫通穴（６Ａ
）の位置にくるようになっている。また、固定コリメー
タ（１Ａ）の貫通穴（６Ａ）は、これら貫通穴（６Ａ）
を通過する放射線が、配管（３）断面をほぼ一様な密度
で通過するように開けられている。
被測定流体（り中を透過した放射線の強度を測定し、そ
の値から成分分析を行うことは従来装置における場合と
同様であるが、この発明では被測定流体（りのｎ個の点
におゆる放射線強度を測定する点が従来装置におけるも
のとは異なる。すなわち、回転式符号化マスク（５）が
ある位置に静止しているとき、固定コリメータ（１Ａ）
にはｎ個の貫通穴（６Ａ）が開いているが、回転式符号
化マスク（テ）により、貫通穴（ｌＯ）の下側にある固
定コリメータ（ｔＡ）の貫通穴（６Ａ）を通過する放射
線のみが放射線検出器（７）で検出される。従って、回
転式符号化マスク（テ）を回転させ、次のマスクパター
ンに９いて同様に放射線を検出すると、ｎ回の測定で／
セットの測定データが得られ、これらをもとに信号処理
・演算処理装置Ｃｔ＞で個々の点における放射線の強度
を求め、その対数の和をると、コ成分の成分割合の断面
平均値が求められる。このとき、統計誤差による測定誤
差が従来装置によ、９ｎ個の位置について１回づつ測定
する場合に比べて小さくなることは、後述する説明から
明らかである。また、回転式符号化マスク（９）を回転
させるとき、その位置の再現性が問題となることが多い
が、固定コリメータ（ｒＡ）の貫通穴（６Ａ）は回転式
符号化マスク（５）の貫通穴（１０）より小さいので、
回転式符号化マスク（テ）の位置が多少ずれても、放射
線検出器（７）に入射する放射線の量は変わらず、測定
誤差は生じない。
の値から成分分析を行うことは従来装置における場合と
同様であるが、この発明では被測定流体（りのｎ個の点
におゆる放射線強度を測定する点が従来装置におけるも
のとは異なる。すなわち、回転式符号化マスク（５）が
ある位置に静止しているとき、固定コリメータ（１Ａ）
にはｎ個の貫通穴（６Ａ）が開いているが、回転式符号
化マスク（テ）により、貫通穴（ｌＯ）の下側にある固
定コリメータ（ｔＡ）の貫通穴（６Ａ）を通過する放射
線のみが放射線検出器（７）で検出される。従って、回
転式符号化マスク（テ）を回転させ、次のマスクパター
ンに９いて同様に放射線を検出すると、ｎ回の測定で／
セットの測定データが得られ、これらをもとに信号処理
・演算処理装置Ｃｔ＞で個々の点における放射線の強度
を求め、その対数の和をると、コ成分の成分割合の断面
平均値が求められる。このとき、統計誤差による測定誤
差が従来装置によ、９ｎ個の位置について１回づつ測定
する場合に比べて小さくなることは、後述する説明から
明らかである。また、回転式符号化マスク（９）を回転
させるとき、その位置の再現性が問題となることが多い
が、固定コリメータ（ｒＡ）の貫通穴（６Ａ）は回転式
符号化マスク（５）の貫通穴（１０）より小さいので、
回転式符号化マスク（テ）の位置が多少ずれても、放射
線検出器（７）に入射する放射線の量は変わらず、測定
誤差は生じない。
以下にこの発明による装置の成分分析について述べる。
空間内のｎ個の測定点に対応して、マスクとして異なる
マスクパターンをもったｎ枚のマスク板（図示しない）
があるとし、個々のマスク板は複数個のパターン要素を
もっているとする。各パターン要素は、放射線または光
などの量子を通過させ、放射線検出器（５）への入射を
許す貫通穴か、または入射を妨げるじゃへい要素である
。マスク板は７枚づつ放射線検出器（７）の前におかれ
、１枚のマスク板につき時間Δｔの量測定がなされる。
マスクパターンをもったｎ枚のマスク板（図示しない）
があるとし、個々のマスク板は複数個のパターン要素を
もっているとする。各パターン要素は、放射線または光
などの量子を通過させ、放射線検出器（５）への入射を
許す貫通穴か、または入射を妨げるじゃへい要素である
。マスク板は７枚づつ放射線検出器（７）の前におかれ
、１枚のマスク板につき時間Δｔの量測定がなされる。
１つの完結した測定データを得るためには、各マスク板
を７回づつ合計ｎ回、従って、測定時間はｎ△を要する
。測定の都度得られる値は、マスク板の貫通穴の位置パ
ターンに対応する特定の通路についての和である。ｎ個
の通路についての個々の未知の値は、ｎ枚のマスク板の
貫通穴パターンが独立であれば、これらのマスク板に対
応した合計ｎ個の測定値から求めることができる。
を７回づつ合計ｎ回、従って、測定時間はｎ△を要する
。測定の都度得られる値は、マスク板の貫通穴の位置パ
ターンに対応する特定の通路についての和である。ｎ個
の通路についての個々の未知の値は、ｎ枚のマスク板の
貫通穴パターンが独立であれば、これらのマスク板に対
応した合計ｎ個の測定値から求めることができる。
いま、それぞれＸをｎ個の点における放射線または光な
どの強さからなるベクトル、ｄをマスク板が置かれて測
定されたｎ個の測定値からなるベクトル、Ｍをｎ枚のマ
スク板の貫通穴の位置パターンを示す行列とする。Ｍの
行列要素はｌ′または′０″であり、′／″は放射線ま
たは光を通過させる貫通穴、Ｎ ｏｎはそれらの通過を
さまたげるじゃへい要素とする。ｄはＭとＸを用いて ａ ＝ Ｍ １１ ｘ
（５）と表わされる。もしＭが逆行列Ｍ−’
をもつ、すなわちｎ枚のマスク板の貫通穴パターンが独
立であると、個々の点における値Ｘは Ｘ＝ＭｌＩＭＸ −＝Ｍ−／・↑ （ｆ）として
測定値ｄから求められる。
どの強さからなるベクトル、ｄをマスク板が置かれて測
定されたｎ個の測定値からなるベクトル、Ｍをｎ枚のマ
スク板の貫通穴の位置パターンを示す行列とする。Ｍの
行列要素はｌ′または′０″であり、′／″は放射線ま
たは光を通過させる貫通穴、Ｎ ｏｎはそれらの通過を
さまたげるじゃへい要素とする。ｄはＭとＸを用いて ａ ＝ Ｍ １１ ｘ
（５）と表わされる。もしＭが逆行列Ｍ−’
をもつ、すなわちｎ枚のマスク板の貫通穴パターンが独
立であると、個々の点における値Ｘは Ｘ＝ＭｌＩＭＸ −＝Ｍ−／・↑ （ｆ）として
測定値ｄから求められる。
なお、従来装置における１点づつ測定を行う方法は、上
述の特殊なケース、つまりＭを単位行列とした場合であ
る。
述の特殊なケース、つまりＭを単位行列とした場合であ
る。
ここでは、Ｍをアダマール行列に基づいて生成するとＭ
−／は士／を要素とする行列になり、Ｘの要素ｘ、は
ｄの要素ｄノの加減算で求められることＫなる。例えば
ｎ ＝ ７の場合について示すと、となる。ただし、＋
はｌを、−は−／を示す。
−／は士／を要素とする行列になり、Ｘの要素ｘ、は
ｄの要素ｄノの加減算で求められることＫなる。例えば
ｎ ＝ ７の場合について示すと、となる。ただし、＋
はｌを、−は−／を示す。
このとき
従って、ダｘ＝Ｍｅｄであり、Ｘｂはｄ７の加減算で求
められることがわかる。なお、Ｍは各行、各列にグ個の
／ｎ、３個の”Ｑ′を持っておシ、ｙ −／は各行、各
列にダ個の十／、３個の一／を持っている。そこで、Ｍ
−’の要素（Ｍ−’Ｃ７を（Ｍ−’）、、４ ＝ Ｓ＝
、４ （／２）と表わすと である。
められることがわかる。なお、Ｍは各行、各列にグ個の
／ｎ、３個の”Ｑ′を持っておシ、ｙ −／は各行、各
列にダ個の十／、３個の一／を持っている。そこで、Ｍ
−’の要素（Ｍ−’Ｃ７を（Ｍ−’）、、４ ＝ Ｓ＝
、４ （／２）と表わすと である。
上述したｎ＝７の場合、貫通穴の数は９個であり、μＸ
、がｄ７の加減算で求められたが、一般に、アダマール
行列に基づいてＭを生成すると各行。
、がｄ７の加減算で求められたが、一般に、アダマール
行列に基づいてＭを生成すると各行。
各列とも（ｎ＋／）／、２ 要素が貫通穴になり、ｎ
個の加減算によｐ ｘ；、が求められる。つまり（
ｌダ） ゝ＝π、 ｉ Ｓｂ／ ｄ７ である。
個の加減算によｐ ｘ；、が求められる。つまり（
ｌダ） ゝ＝π、 ｉ Ｓｂ／ ｄ７ である。
次に、この発明により符号化されたマスク板を用いたＸ
ｌｎ ｘｂ の統計誤差は、Ｘ、を７回づつ測定す
る従来装置の場合より小さくなることを示す。
ｌｎ ｘｂ の統計誤差は、Ｘ、を７回づつ測定す
る従来装置の場合より小さくなることを示す。
まず、簡単な場合として、ｎ個の点における放射線また
は光の強度はほぼ等しく、計測値はＮカウント７秒にほ
ぼ等しいとする。従来のｘＬを７回づつ測定する方法に
おいては、１個の点における測定時間として△ｔが割ｂ
ｉてられ、全計測時間は符号化したマスク板を用いる場
合と同じく ｎ△ｔとする。このときＸＬの期待性ｉは Ｘ・＝Ｎ△１． （／５
）Ｘ、の統計誤差σ工、は σ・＝ｆフτ （１６）Ｘル 相対的統計誤差σ工、τは σ−で＝′／石ｑｂｉ （／７）となる
。符号化したマスク板を用いる場合、（／、？）。
は光の強度はほぼ等しく、計測値はＮカウント７秒にほ
ぼ等しいとする。従来のｘＬを７回づつ測定する方法に
おいては、１個の点における測定時間として△ｔが割ｂ
ｉてられ、全計測時間は符号化したマスク板を用いる場
合と同じく ｎ△ｔとする。このときＸＬの期待性ｉは Ｘ・＝Ｎ△１． （／５
）Ｘ、の統計誤差σ工、は σ・＝ｆフτ （１６）Ｘル 相対的統計誤差σ工、τは σ−で＝′／石ｑｂｉ （／７）となる
。符号化したマスク板を用いる場合、（／、？）。
（ｌダ）式と
を用いて
Ｘ・ ＝ ＮΔｔ
Ｃｉ５）であり、そ
の統計誤差は、（ｌ！Ｉ）式からｎ個のｄｉが全て同じ
重みで統計誤差をｘＬの統計誤差に伝播し・６°０統計
誤差“ｄｉは となる。
Ｃｉ５）であり、そ
の統計誤差は、（ｌ！Ｉ）式からｎ個のｄｉが全て同じ
重みで統計誤差をｘＬの統計誤差に伝播し・６°０統計
誤差“ｄｉは となる。
次Ｋ、Σｌｎｘ；、 の統計誤差の評価を行なう。一
般に、△Ｘ；、 ／ ＸＡ が小さいとき−△Ｘ。
般に、△Ｘ；、 ／ ＸＡ が小さいとき−△Ｘ。
Ｉｎ（Ｘ２＋△ＸＬ） ＝ Ａ’ｎ Ｘ； ＋ −（−
コ）ＸＬ である。従来法ではＣｔｒ）、（ｉｔ）式よりΣｌｎ
（ＸＬ） ＝ ｘ；、 Ａ’ｎ （ＮΔｔ）（コ３）と
なる。従って、Ｅｌｎｘ；、の統計誤差に関するＳ／Ｎ
比（ＳＮＲ）は ＝ Ｊ ｎ ＮΔｔ １ｎ（ＮΔｔ） （
ｘｔ）となる。これに対して、この発明により符号化し
たマスク板を用いる場合には、（８０式より△ｘＬ＝−
Σｓ＝、△ｄ７ ｎ＋／ Σｘｂ＝）茶Ｓギｊ ＝□Σ（ΣＳ・・）ｄ・ ｎ＋／、４ Ｌ ／／ （／３）式より１ 、ｘｘＬ＝−Σｄ、４ （ム）ｎ
＋／ 従って Σ△ｘＬ＝□ΣΣＳ・・△Ｓ・ ｎ＋／ Ｌｉ ”／ｒ ＝−ギ（ΣＳ・・）Δｄ・ ｎ十／ ／ Ｌ ／／ ＝□ΣΔｄ・ ｎ＋／ ’ （２６）式より、 なお、Σ１ｎ（ｘｚ） の期待値は従来法と同じでΣ
ｌｎ （ｘ４） ＝ ｎ Ｉｎ（Ｎ△ｉ）
Ｃｘざ）また、その統計誤差σＸ 、ｎ （ｘ＝ ）
は（２コ）、（／デ）、（コク）。
コ）ＸＬ である。従来法ではＣｔｒ）、（ｉｔ）式よりΣｌｎ
（ＸＬ） ＝ ｘ；、 Ａ’ｎ （ＮΔｔ）（コ３）と
なる。従って、Ｅｌｎｘ；、の統計誤差に関するＳ／Ｎ
比（ＳＮＲ）は ＝ Ｊ ｎ ＮΔｔ １ｎ（ＮΔｔ） （
ｘｔ）となる。これに対して、この発明により符号化し
たマスク板を用いる場合には、（８０式より△ｘＬ＝−
Σｓ＝、△ｄ７ ｎ＋／ Σｘｂ＝）茶Ｓギｊ ＝□Σ（ΣＳ・・）ｄ・ ｎ＋／、４ Ｌ ／／ （／３）式より１ 、ｘｘＬ＝−Σｄ、４ （ム）ｎ
＋／ 従って Σ△ｘＬ＝□ΣΣＳ・・△Ｓ・ ｎ＋／ Ｌｉ ”／ｒ ＝−ギ（ΣＳ・・）Δｄ・ ｎ十／ ／ Ｌ ／／ ＝□ΣΔｄ・ ｎ＋／ ’ （２６）式より、 なお、Σ１ｎ（ｘｚ） の期待値は従来法と同じでΣ
ｌｎ （ｘ４） ＝ ｎ Ｉｎ（Ｎ△ｉ）
Ｃｘざ）また、その統計誤差σＸ 、ｎ （ｘ＝ ）
は（２コ）、（／デ）、（コク）。
（２／）式を用いて
（コざ）、（コ９）式よりＳ／Ｎ比は
（討）式と（３０）式を比較すると、従来法に比べ符号
化したマスク板を用いる方がヤ［電７）−一倍Ｓ／Ｎ比
が良いことがわかる。
化したマスク板を用いる方がヤ［電７）−一倍Ｓ／Ｎ比
が良いことがわかる。
以上は、空間上のｎ個の点について、放射線や光の強度
がほぼ等しい場合について解析的に示したが、ｎ個の点
で強度の異なる場合についても、同様な結果が得られた
。すなわち、計算機シミュレーションにより、正規分布
をもつ乱数を発生させて１００回のシミュレーションか
ら、ＳＮ比を従来法とこの発明による符号化したマスク
板を用いた場合について比較した結果、ｎ個の強度の組
成よりバラツキはあったが、ｎ＝７について符号化した
マスク板を用いた場合の方が従来法よυＳ／Ｎ比がｉ’
ｓ〜コ倍良かった。ｎ ＝ ７とすると／＝Σ石＝２で
あシ、空間のｎ個の点で強度がほぼ等しい場合の上述し
た解析結果と良い一致を示している。
がほぼ等しい場合について解析的に示したが、ｎ個の点
で強度の異なる場合についても、同様な結果が得られた
。すなわち、計算機シミュレーションにより、正規分布
をもつ乱数を発生させて１００回のシミュレーションか
ら、ＳＮ比を従来法とこの発明による符号化したマスク
板を用いた場合について比較した結果、ｎ個の強度の組
成よりバラツキはあったが、ｎ＝７について符号化した
マスク板を用いた場合の方が従来法よυＳ／Ｎ比がｉ’
ｓ〜コ倍良かった。ｎ ＝ ７とすると／＝Σ石＝２で
あシ、空間のｎ個の点で強度がほぼ等しい場合の上述し
た解析結果と良い一致を示している。
以上のように、この発明によると、空間的に分布した被
測定流体のある物理量の平均値を求めるため、量子から
なる放射線や光の強度を空間上のｎ個の点で求め、それ
らの値の対数の和を求めるために、符号化した複数個の
貫通穴を持つマスク板を用いるので、放射線や光の強度
の対数のｎ個の和の統計誤差は小さくなシ、求める物理
量の平均値の精度は良くなることが示された。
測定流体のある物理量の平均値を求めるため、量子から
なる放射線や光の強度を空間上のｎ個の点で求め、それ
らの値の対数の和を求めるために、符号化した複数個の
貫通穴を持つマスク板を用いるので、放射線や光の強度
の対数のｎ個の和の統計誤差は小さくなシ、求める物理
量の平均値の精度は良くなることが示された。
なお、上述した実施例では、回転式符号化マスク（デ）
と固定コリメータ（りＡ）とを用いたが、コリメータだ
けをマスクとして用い、コリメータの貫通穴の位置をｎ
個の異なるマスクパターンで符号化しておき、このコリ
メータを動かすようにしてもよい。また、符号化したマ
スクあるいはコリメータの移動は回転式でなくとも直線
状の移動であってもよい。この場合には、マスクとして
それぞれ異なるマスクパターンを有する、逐次交換可能
なｎ枚のマスク板が使用できる。また、回転式符号化マ
スク（テ）の中心軸は、放射線検出器（ワ）側にとった
が、配管（３）側にあってもよい。
と固定コリメータ（りＡ）とを用いたが、コリメータだ
けをマスクとして用い、コリメータの貫通穴の位置をｎ
個の異なるマスクパターンで符号化しておき、このコリ
メータを動かすようにしてもよい。また、符号化したマ
スクあるいはコリメータの移動は回転式でなくとも直線
状の移動であってもよい。この場合には、マスクとして
それぞれ異なるマスクパターンを有する、逐次交換可能
なｎ枚のマスク板が使用できる。また、回転式符号化マ
スク（テ）の中心軸は、放射線検出器（ワ）側にとった
が、配管（３）側にあってもよい。
さらに、ｌマスクパターンを回転式符号化マスク（りの
円筒軸に沿って配列するとき、その）くターン要素であ
る貫通穴またはしやへい要素は必ずしも一直線上にある
必要はなく、２列になってもよいし、スペースの節約の
ため千鳥状に配列してもよい。
円筒軸に沿って配列するとき、その）くターン要素であ
る貫通穴またはしやへい要素は必ずしも一直線上にある
必要はなく、２列になってもよいし、スペースの節約の
ため千鳥状に配列してもよい。
また、上述した実施例では、固定コリメータ（１Ａ）の
位置は回転式符号マスク（テ）の内側に設置したが、そ
の外側に設置してもよい。
位置は回転式符号マスク（テ）の内側に設置したが、そ
の外側に設置してもよい。
さらに、上述した実施例では、二成分からなる配管内被
測定流体の成分分析の場合について示したが、３成分で
あってもよい。この場合、光子エネルギーの異なる２種
類の放射線を用いればよいことは明らかである。
測定流体の成分分析の場合について示したが、３成分で
あってもよい。この場合、光子エネルギーの異なる２種
類の放射線を用いればよいことは明らかである。
また、被測定流体の成分分析以外に、密度測定や不純物
量の測定なども行なうことができ、一般にこの発明によ
る装置は、空間的に分布した被測定物質のある物理量の
空間的平均値を求めるために、量子からなる放射線や光
などの強度を空間上のｎ個の点で求め、それらの値の対
数の和を求める装置であれば同様の効果を奏する。
量の測定なども行なうことができ、一般にこの発明によ
る装置は、空間的に分布した被測定物質のある物理量の
空間的平均値を求めるために、量子からなる放射線や光
などの強度を空間上のｎ個の点で求め、それらの値の対
数の和を求める装置であれば同様の効果を奏する。
この発明は以上説明したとおり、被測定物質と放射線検
出器の間に、符号化されたパターンに従って互いに独立
した位置に複数個のパターン要素が設けられたマスクパ
ターンなｎ個有ｆるマスクを備えたので、統計誤差が小
さくかつ短かい測定時間で高い精度の測定ができるとい
う効果がある。
出器の間に、符号化されたパターンに従って互いに独立
した位置に複数個のパターン要素が設けられたマスクパ
ターンなｎ個有ｆるマスクを備えたので、統計誤差が小
さくかつ短かい測定時間で高い精度の測定ができるとい
う効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例を示す概念図、第２図は従
来の成分分析装置を示す概念図である。 図において、（１）は放射線源、（２）は放射線、（３
）は配管、（りは被測定流体、（ｔＡ）は固定コリメー
タ、ＣｇＡ） 、 （１０’）は貫通穴、（７）は放射
線検出器、（ｇは信号処理・演算処理装置、（テ）は回
転式符号化マスクである。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 児１図 ５Ａ−固定コリメニタ 手続補正書 昭和６２年 ７月１６日
来の成分分析装置を示す概念図である。 図において、（１）は放射線源、（２）は放射線、（３
）は配管、（りは被測定流体、（ｔＡ）は固定コリメー
タ、ＣｇＡ） 、 （１０’）は貫通穴、（７）は放射
線検出器、（ｇは信号処理・演算処理装置、（テ）は回
転式符号化マスクである。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 児１図 ５Ａ−固定コリメニタ 手続補正書 昭和６２年 ７月１６日
Claims (7)
- （１）被測定物質に放射線を照射する放射線源と、前記
被測定物質をはさんで前記放射線源と対向し、かつ符号
化されたパターンに従つて互いに独立した位置に複数個
のパターン要素が設けられたマスクパターンをｎ個有す
るマスクと、前記被測定物質を透過しかつ前記マスクの
パターン要素を通過した放射線を検出する放射線検出器
と、この放射線検出器からの信号を処理し、前記被測定
物質の物理量を出力する信号処理・演算処理装置とを備
えたことを特徴とする成分分析装置。 - （２）マスクはｎ個の異なるマスクパターンを有する、
回転可能な円筒状の符号化マスクであることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の成分分析装置。 - （３）マスクはそれぞれ異なるマスクパターンを有する
、逐次交換可能なｎ枚のマスク枚であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の成分分析装置。 - （４）マスクのパターン要素より小さいｎ個の貫通穴を
有する固定コリメータを、マスクと放射線検出器との間
に設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし
第３項のいずれか記載の成分分析装置。 - （５）マスクのパターン要素より小さいｎ個の貫通穴を
有する固定コリメータを、マスクと被測定物質との間に
設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
３項のいずれか記載の成分分析装置。 - （６）マスクのパターン要素は、貫通穴またはしやへい
要素であることを特徴とする特許請求の範囲第１項、第
４項または第５項記載の成分分析装置。 - （７）マスクとしてｎ個の異なるマスクパターンを有す
る移動式のコリメータを用いることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の成分分析装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61280553A JPH07117502B2 (ja) | 1986-11-25 | 1986-11-25 | 計測装置 |
| CA000552644A CA1290469C (en) | 1986-11-25 | 1987-11-24 | Measurement apparatus employing radiation |
| US07/124,558 US4885759A (en) | 1986-11-25 | 1987-11-24 | Measurement apparatus employing radiation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61280553A JPH07117502B2 (ja) | 1986-11-25 | 1986-11-25 | 計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63142245A true JPS63142245A (ja) | 1988-06-14 |
| JPH07117502B2 JPH07117502B2 (ja) | 1995-12-18 |
Family
ID=17626652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61280553A Expired - Lifetime JPH07117502B2 (ja) | 1986-11-25 | 1986-11-25 | 計測装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4885759A (ja) |
| JP (1) | JPH07117502B2 (ja) |
| CA (1) | CA1290469C (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004093443A (ja) * | 2002-09-02 | 2004-03-25 | Katsuhiko Ogiso | 多層構造容器の寸法測定法 |
| JP2009515184A (ja) * | 2005-11-09 | 2009-04-09 | ユニバーシティ・オブ・ジ・ウィトウォーターズランド・ヨハネスブルク | 放射線画像化のための方法および装置 |
| JP2017522543A (ja) * | 2014-05-22 | 2017-08-10 | オーストラリアン ニュークリア サイエンス アンド テクノロジー オーガニゼーション | ガンマ線イメージング |
Families Citing this family (7)
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| US5315117A (en) * | 1993-03-04 | 1994-05-24 | Texaco Inc. | Volume meter system |
| AU6227900A (en) * | 1999-07-21 | 2001-02-13 | Tropix, Inc. | Luminescence detection workstation |
| GB2396907B (en) * | 2002-12-31 | 2005-03-16 | Schlumberger Holdings | Method and apparatus for monitoring solids in pipes |
| US20070189452A1 (en) * | 2006-02-16 | 2007-08-16 | Bp Corporation North America Inc. | On-Line Tool For Detection Of Solids And Water In Petroleum Pipelines |
| US7639781B2 (en) * | 2006-09-15 | 2009-12-29 | Schlumberger Technology Corporation | X-ray tool for an oilfield fluid |
| US7571061B2 (en) * | 2007-04-17 | 2009-08-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture | Non-destructive method of measuring a moisture content profile across a hygroexpansive, composite material |
| JP6595379B2 (ja) * | 2015-11-04 | 2019-10-23 | 富士電機株式会社 | 配管選別装置、配管選別方法及び配管測位システム |
Citations (1)
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| JPS58135437A (ja) * | 1981-09-25 | 1983-08-12 | ガ−カ−エスエス・フオルシユングスツエントルム・ゲ−ストアハト・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング | γ線伝送分析による多成分混合物の平均密度並びに体積配分の検出方法 |
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| US4228353A (en) * | 1978-05-02 | 1980-10-14 | Johnson Steven A | Multiple-phase flowmeter and materials analysis apparatus and method |
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-
1986
- 1986-11-25 JP JP61280553A patent/JPH07117502B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-11-24 US US07/124,558 patent/US4885759A/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-11-24 CA CA000552644A patent/CA1290469C/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58135437A (ja) * | 1981-09-25 | 1983-08-12 | ガ−カ−エスエス・フオルシユングスツエントルム・ゲ−ストアハト・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング | γ線伝送分析による多成分混合物の平均密度並びに体積配分の検出方法 |
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| JP2004093443A (ja) * | 2002-09-02 | 2004-03-25 | Katsuhiko Ogiso | 多層構造容器の寸法測定法 |
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| US8357905B2 (en) | 2005-11-09 | 2013-01-22 | University of Witwaterstrand | Method and apparatus for radiation imaging |
| JP2017522543A (ja) * | 2014-05-22 | 2017-08-10 | オーストラリアン ニュークリア サイエンス アンド テクノロジー オーガニゼーション | ガンマ線イメージング |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4885759A (en) | 1989-12-05 |
| JPH07117502B2 (ja) | 1995-12-18 |
| CA1290469C (en) | 1991-10-08 |
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