KR101427005B1

KR101427005B1 - 광학문자 판독기를 이용한 방사선측정 데이터 통계분석 장치

Info

Publication number: KR101427005B1
Application number: KR1020120131734A
Authority: KR
Inventors: 강기두; 원유호; 조문형; 이영주
Original assignee: 한국수력원자력 주식회사
Priority date: 2012-11-20
Filing date: 2012-11-20
Publication date: 2014-08-05
Also published as: KR20140064419A

Abstract

본 발명은 방사선측정 장비의 디스플레이부에 표시된 측정값을 디스플레이부 전면에 설치된 광학문자 판독기를 이용하여 판독하고, 판독된 측정값을 이용하여 통계 분석하며, 측정값과 통계분석 결과를 유무선 네트워크를 이용하여 외부로 전송하거나 측정현장에서 즉시 디스플레이하여 방사선 측정의 신뢰성을 향상시키는 광학문자 판독기를 이용한 방사선측정 데이터 통계분석 장치에 관한 것이다.

Description

광학문자 판독기를 이용한 방사선측정 데이터 통계분석 장치{Statical Analysis Unit of Radiation Measurement Data Using Optical Character Reader}

방사선측정 장비는 방사선의 종류에 따라 알파, 베타, 감마, 중성자측정 장비로 구분된다. 알파, 베타는 투과력이 낮아 표면오염감시기의 검출기에 단위시간당 입사된 알파, 베타 입자를 계수하는 방식으로 측정되며, 감마와 중성자는 투과력이 강하기 때문에 방사선원과 가급적 먼 거리에서 감마 또는 중성자에 의해 생성된 방사선량률을 측정한다.

방사선 측정장비의 표시패널에 디스플레이 되는 측정결과는 알파, 베타의 경우 cps, cpm, Bq 등 계수율이나 방사능 단위로 표시되며, 감마, 중성자는 R/h, rem/h, Gy/h, Sv/h 등의 방사선량률 단위로 표시된다.

방사선원의 붕괴는 확률적으로 발생하는 임의의 과정(Random Process)이므로 신뢰성 있는 방사선측정을 위해서는 측정값에 대한 통계적인 분석이 필요하다.

그러나 현재 상용화된 방사선측정 장비는 방사선의 양과 단위만을 디스플레이에 표시하기 때문에 측정자가 기본적인 통계적 지식을 갖추고 다수의 데이터를 취득하여 통계적으로 평가해야 한다.

측정자에게 있어 측정현장에서 이러한 작업을 거치는 것은 번거로울 뿐만 아니라 측정자가 통계적 분석방법을 습득하는 데에도 많은 노력이 필요한 일이다. 실제 방사선 측정에서도 대부분 장비의 디스플레이부에 나타나는 값만을 통계분석 없이 측정결과로 기록하고 있으며 이러한 방법은 측정값의 평균과 불확도 범위를 알 수 없어 측정 신뢰도 측면에서 취약점을 갖고 있다.

본 발명이 해결하려는 과제는 방사선측정 장비 전면에 부착 설치하면 측정결과 기록과 측정된 값을 이용하여 통계 분석을 측정현장에서 수행하거나 측정값 및 통계분석결과를 유무선 네트워크로 전송할 수 있으므로 번거로운 수기 기록이나 통계분석 업무를 자동화하여 측정결과에 대한 신뢰성을 높이고 방사선측정업무의 효율성을 향상시키는데 있다.

본 발명 과제의 해결 수단은 방사선측정 장비 디스플레이에 표시된 측정값을 광전변환방식으로 문자를 판독하는 광학문자 판독기(1), 상기 통계처리모듈과 데이터 통신을 위한 통신모듈을 제어하고, 판독된 측정 값 및 통계처리모듈에서 처리한 통계를 디스플레이하며, 데이터 수집시간을 설정하기 위한 제어부(3)와, 측정값과 통계처리결과를 표준화된 통신규격으로 변환하여 Wi-Fi 통신망이나 유선통신망으로 전송하는 통신모듈(4)과, 통계 처리된 결과를 표시하는 디스플레이(5)와, 측정값과 통계처리 결과가 저장되는 메모리(6)로 구성된 광학문자 판독기를 이용한 방사선측정 데이터 통계분석 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단은 평균값과 불확도의 산출을 식(1)과 식(2)에 의하여

---- (1)

---- (2)

여기서

: 측정값

n : 측정횟수

이루어지며,

연산된 평균과 불확도는 식 (3)을 통해 정규분포의 확률밀도 함수f(x)로 표현되며,

----- (3)

(1)식과 (2)식을 통해 얻은 평균과 불확도를 (3)식에 대입하여 정규분포함수의 형태로 도시할 수 있으며, 정규분포함수(도2참조)에서 m-u와 m+u 구간에서의 적분값은 임의의 측정값(x)이 그 구간 내에 있게 될 확률이며 신뢰구간으로 표현되고, 측정값에 대하여 정규분포함수를 그래프로 도시하여 직관적으로 신뢰성이 있는지 알 수 있도록 하는 광학문자 판독기를 이용한 방사선측정 데이터 통계분석 장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 방사선측정 장비 전면에 부착 설치하면 측정결과 기록과 측정된 값을 이용하여 통계 분석을 측정현장에서 수행하거나 측정값 및 통계분석결과를 유무선 네트워크로 전송할 수 있으므로 번거로운 수기 기록이나 통계분석 업무를 자동화하여 측정결과에 대한 신뢰성을 높이고 방사선측정업무의 효율성을 향상시킬 수 있는 유리한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 광학문자 판독기를 이용한 방사선측정 데이터 통계분석 장치의 개략도를 도시한 것이다.
도 2는 측정 값의 신뢰성 여부를 판단할 수 있는 정규분포함수를 도시한 것이다.

본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 살펴본다.

보다 상세하게는, 본 발명은 방사선 측정장비의 디스플레이에 표시된 측정값을 광전변환방식으로 문자를 판독하는 광학문자 판독기(1)를 이용하여 측정 값을 읽을 수 있도록 구성되어 있다.

광학문자 판독기(1)에서 판독된 측정값의 평균과 불확도를 연산 처리하는 통계처리 모듈(2)을 구비하고 있다.

광학문자 판독기(1)를 이용한 방사선측정 데이터 통계분석 장치는 상기 통계처리모듈(2) 제어, 통신모듈 제어, 디스플레이 제어 및 데이터 수집시간을 설정하는 제어부(3)를 구비하고 있다.

상기 광학문자 판독기(1)에서 판독한 측정값과 통계처리모듈에서 통계처리결과를 표준화된 통신규격으로 변환하여 Wi-Fi 통신망이나 유선통신망을 이용하여 관리자 또는 담당자에게로 전송하는 통신모듈(4)을 구비하고 있다.

또한, 통계처리모듈에서 통계 처리된 결과를 표시하는 디스플레이(5)부와, 측정값과 통계처리 결과가 저장되는 메모리(6)를 구비하고 있다.

방사선원의 붕괴는 확률적으로 발생하는 임의의 과정(Random Process)이므로 신뢰성 있는 방사선측정을 위해서는 여러 번 측정한 값을 얻고, 얻은 측정값에 대한 통계적인 분석이 필요하다.

현재 상용화된 방사선측정 장비는 방사선의 양과 단위만을 디스플레이부에 표시하기 때문에 측정자는 기본적인 통계적 지식을 갖추고, 다수의 데이터를 취득하여 통계적으로 평가해야 하므로 용이하지 않은 문제점이 있다.

광학문자 판독기(1)를 통해 판독된 측정값은 메모리에 저장되며, 다음의 식에 따라 통계처리모듈(2)에서 평균과 불확도가 산출 저장되도록 구성되어 있다.

수식(1)은 방사선 측정기의 디스플레이부(5)에 표시된 측정값을 광학문자 판독기(1)를 판독한 후, 판독된 측정값을 평균한 평균값을 나타낸 것이다.

수식(2)은 방사선 측정기의 디스플레이부(5)에 표시된 측정값을 광학문자 판독기(1)를 판독한 후, 판독된 측정값과 상기 수식(1)에서 계산한 평균값을 이용하여 연산한 불확도를 나타낸 것이다.

---- (1)

---- (2)

여기서

: 측정값

n : 측정횟수

입니다.

연산된 평균과 불확도는 식 (3)을 통해 정규분포의 확률밀도 함수f(x)로 표현되며, 이는 임의의

값에 대한 그래프가 표시된다.

----- (3)

(1)식과 (2)식을 통해 얻은 평균과 불확도를 (3)식에 대입하여 정규분포함수의 형태로 도시할 수 있다.

도 2는 측정값의 신뢰성 여부를 판단할 수 있는 정규분포함수를 도시한 것이다.

도 2의 정규분포함수에서 m-u와 m+u 구간에서의 적분값은 임의의 측정값(x)이 그 구간 내에 있게 될 확률이며 신뢰구간으로 표현한다. 예를 들면 평균(m)이 10이고 불확도(u)가 2일 경우 임의의 값이 10(8~12) 사이에 있을 확률은 68.2% 이며 불확도(u)에 포함인자 1.96을 곱하면 10(6.08~13.92)로 신뢰구간이 늘어나 임의의 값(x)이 이 구간 내에 있을 확률이 95%가 된다. 본 발명에 의한 장치는 측정값에 대한 정규분포함수를 그래프로 도시하여 측정값이 포함되는 확률구간을 직관적으로 알 수 있도록 한다.

본 발명에 따른 광학문자 판독기(1)를 이용한 방사선측정 데이터 통계분석장치는 측정값, 평균, 불확도 및 확률밀도 함수 그래프가 장치의 디스플레이부(5)에 표시되고, 통신모듈(4)을 통해 Wi-Fi 통신망이나 유선 통신망으로 전송되도록 구성되어 있다.

전송된 데이터는 텍스트 형태로 변환되어 방사선안전관리 프로그램이나 방사선측정결과 기록에 사용된다.

측정값, 평균 및 불확도를 이용하여 얻은 정규분포의 확률밀도 함수f(x)는 종의 중심을 기준으로 절단한 형상으로 그래프가 도시되며, 그래프의 중심에서 상하로 기준선을 그었을 경우에 기준선이 평균 값(m)에 해당하고, 확률밀도 함수의 면적은 임의의 측정값(x)이 기준선을 중심으로 특정 신뢰구간 내에 있을 확률을 나타낸다. 여기서 특정 신뢰구간이란 불확도에 곱해지는 값으로 포함인자를 말한다.

불확도(uncertainty of measurement)는 측정 및 분석결과에 관련하여 측정량을 합리적으로 추정한 값의 분산 특성을 나타내는 척도이다.

본 발명은 방사선측정 장비의 디스플레이부에 표시된 측정값을 디스플레이부 전면에 설치된 광학문자 판독기를 이용하여 판독하고, 판독된 측정값을 이용하여 통계 분석하며, 측정값과 통계분석 결과를 유무선 네트워크를 이용하여 외부로 전송하거나 측정현장에서 즉시 디스플레이하여 방사선 측정의 신뢰성을 향상시키는 광학문자 판독기를 이용한 방사선측정 데이터 통계분석 장치를 제공하여 측정결과에 대한 신뢰성을 높이고 방사선측정업무의 효율성을 향상시킬 수 있으므로 산업상 이용가능성이 매우 높다.

1; 광학문자 판독기 2; 통계처리 모듈
3; 제어부 4; 통신모듈
5; 디스플레이부 6; 메모리

Claims

방사선측정 데이터 통계분석 장치에 있어서,
방사선측정 장비의 디스플레이에 표시된 측정값을 광전변환방식으로 문자를 판독하는 광학문자 판독기(1);
판독된 측정값의 평균과 불확도를 산출하는 통계처리 모듈(2);
상기 통계처리모듈과 데이터 통신을 위한 통신모듈을 제어하고, 판독된 측정 값 및 통계처리모듈에서 처리한 통계를 디스플레이하며, 데이터 수집시간을 설정하기 위한 제어부(3);
판독된 측정값과 통계처리결과를 표준화된 통신규격으로 변환하여 Wi-Fi 통신망이나 유선통신망으로 전송하는 통신모듈(4);
판독된 측정값 및 통계 처리된 결과를 표시하는 디스플레이부(5); 및
측정값과 통계처리 결과가 저장되는 메모리(6)로 구성된 광학문자 판독기를 이용한 방사선측정 데이터 통계분석 장치.
청구항 1에 있어서,
통계처리 모듈(2)에서 산출되는 평균(m)은

으로 주어짐을 특징으로 하는 방사선측정 데이터 통계분석 장치.
(여기서, 여기서
: 측정값, n : 측정횟수임)
청구항 2에 있어서,
통계처리 모듈(2)에서 산출되는 불확도는

으로 주어짐을 특징으로 하는 방사선측정 데이터 통계분석 장치.
(여기서, 여기서
: 측정값, n : 측정횟수, m : 청구항 2에서 산출한 평균값임)
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