KR20160050348A

KR20160050348A - The radiation detection method and apparatus in full-digital method

Info

Publication number: KR20160050348A
Application number: KR1020140148318A
Authority: KR
Inventors: 박종원; 임용곤; 김영길; 성소영; 오재균; 김재경; 이석재; 남혜진
Original assignee: 한국해양과학기술원; 아주대학교산학협력단
Priority date: 2014-10-29
Filing date: 2014-10-29
Publication date: 2016-05-11

Abstract

Disclosed are a method and an apparatus to digitally detect radiation which converts radiation detected by a receiver into an electric signal; digitally process an electric signal without an analog signal processing process; and simultaneously detects a plurality of radiation rays to simplify a structure, and quickly detects a type of radiation. According to an embodiment of the present invention, the method to digitally detect radiation comprises: a step of converting radiation into an electric signal if the radiation is detected; a step of measuring a maximum voltage of the converted electric signal; a step of setting a voltage of the converted electric signal to zero if a maximum voltage is measured; and a step of determining a type of the radiation based on the maximum voltage.

Description

[0001] The present invention relates to a radiation detection method and apparatus,

본 발명의 일실시 예는 방사선 검출에 관한 것으로, 특히 구조가 간단하고 복수의 방사선의 검출을 동시에 처리할 수 있는 디지털 방식의 방사선 검출 방법 및 장치에 관한 것이다.One embodiment of the present invention relates to radiation detection, and more particularly, to a digital radiation detection method and apparatus that is simple in structure and capable of simultaneously detecting a plurality of radiation.

일반적으로 방사선 측정기는, 방사선의 감마선 에너지를 감지하고 감지된 감마선 에너지의 파형을 분석하여 방사선의 종류를 검출하며 해당 방사선 종류의 강도를 측정하는 장치로서, 종래에는 감마선을 흡수하여 광자를 방출하는 감마선 광자검출기를 통해 출력되는 감지신호를 증폭하고, 증폭된 감지신호를 다중파고 분석기(MCA : multichannel pulse height analyzer)에 입력하여 스펙트럼 분석 등과 같은 디지털 분석공정을 통해 검출되는 방사선의 종류를 측정하고 표시할 수 있었다.Generally, a radiation measuring device detects the type of radiation by detecting the gamma ray energy of the radiation, analyzes the waveform of the detected gamma ray energy, and measures the intensity of the corresponding type of radiation. Conventionally, a gamma ray The amplified detection signal is input to a multichannel pulse height analyzer (MCA) to measure and display the type of radiation detected through a digital analysis process such as spectral analysis. I could.

그러나, 종래의 방사선 측정기에서 다양한 종류의 방사선의 종류를 동시에 검출 및 측정하기 위해서는 입력되는 감지신호를 모두 취합하여 데이터를 처리하고 스펙트럼 분석 등과 같은 복잡한 분석공정을 거쳐 방사선의 종류를 검출하여 해당 방사선 종류의 강도를 측정할 수 있었기 때문에 고사양의 CPU가 필요하게 되고 구조가 복잡하여 장치가 대형화될 수밖에 없었으며 분석공정을 수행하는데 필요한 소요시간이 길기 때문에 이동식으로 운용하기가 제한되는 문제점이 있었다.However, in order to simultaneously detect and measure various types of radiation in a conventional radiometer, it is necessary to collect all the sensed signals to process the data, to perform a complex analysis process such as spectrum analysis, to detect the type of radiation, It is necessary to use a high-end CPU. Due to the complicated structure, the device is inevitably enlarged and the time required for carrying out the analysis process is long.

본 발명의 일실시 예의 목적은 수신기에 감지된 방사선을 전기 신호로 변환하고 아날로그 신호 처리 과정을 거치지 않고 디지털 신호 처리만 할 뿐만 아니라, 다수의 방사선을 동시에 검출할 수 있어 구조가 간단하고 신속히 방사선의 종류를 검출할 수 있는 디지털 방식의 방사선 검출 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.It is an object of one embodiment of the present invention to provide an apparatus and method for converting a radiation sensed by a receiver into an electrical signal and performing digital signal processing without analog signal processing and simultaneously detecting a plurality of radiation, And to provide a digital radiation detection method and apparatus therefor.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 방식의 방사선 검출 방법은 방사선이 감지되면 상기 감지된 방사선을 전기 신호로 변환하는 단계; 상기 변환된 전기 신호의 최대 전압을 측정하는 단계; 상기 최대 전압이 측정되면 상기 변환된 전기 신호의 전압을 0으로 설정하는 단계; 및 상기 최대 전압을 기초로 방사선 종류를 판단하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a digital radiation detection method comprising: converting a detected radiation into an electric signal when a radiation is detected; Measuring a maximum voltage of the converted electric signal; Setting the voltage of the converted electric signal to 0 when the maximum voltage is measured; And determining the type of radiation based on the maximum voltage.

바람직하게는, 상기 방사선을 전기 신호로 변환하는 단계는 상기 방사선을 흡수하여 빛을 방출하는 단계; 상기 방출된 빛을 전기 신호로 전환하는 단계; 및 상기 전기 신호를 증폭하는 단계를 포함할 수 있다. Preferably, converting the radiation into an electrical signal comprises: absorbing the radiation to emit light; Converting the emitted light into an electrical signal; And amplifying the electrical signal.

바람직하게는, 상기 방사선은 복수개의 감지부를 통해 병렬적으로 감지될 수 있다. Advantageously, the radiation can be sensed in parallel through a plurality of sensing units.

바람직하게는, 상기 전기 신호의 최대 전압을 측정하는 단계는 상기 전기 신호를 미리 설정된 시간 간격 마다 샘플링하는 단계; 상기 샘플링된 전압들 중에서 인접하는 샘플링된 전압들간의 크기를 순차적으로 비교하는 단계; 및 상기 비교 결과, 상기 인접하는 샘플링된 전압들 중에서 먼저 샘플링된 전압인 이전 샘플링 전압의 크기가 나중에 샘플링된 전압인 이후 샘플링 전압의 크기보다 큰 이전 샘플링 전압을 최대 전압으로 검출하는 단계를 포함할 수 있다. Preferably, the step of measuring the maximum voltage of the electrical signal comprises: sampling the electrical signal at predetermined time intervals; Sequentially comparing magnitudes of adjacent sampled voltages among the sampled voltages; And a step of detecting as a maximum voltage a previous sampling voltage that is greater than a size of a subsequent sampling voltage in which a magnitude of a previous sampling voltage, which is a first sampled voltage among the adjacent sampled voltages, is a later sampled voltage have.

바람직하게는, 상기 방사선 종류를 판단하는 단계는 미리 저장된 방사선 종류와 방사선의 전기 신호의 최대 전압을 대응시킨 방사선 식별 테이블에 기초하여 수행될 수 있다. Advantageously, the step of determining the type of radiation may be performed based on a radiation identification table associating a pre-stored type of radiation with a maximum voltage of the electrical signal of radiation.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 방식의 방사선 검출 장치는 방사선을 감지하는 감지부; 상기 감지부에서 감지된 방사선을 전기 신호로 변환하는 변환부; 상기 변환된 전기 신호의 최대 전압을 측정하는 측정부; 상기 최대 전압이 측정되면 상기 변환된 전기 신호의 전압을 0으로 설정하는 초기화부; 및 상기 최대 전압을 기초로 방사선 종류를 판단하는 판단부를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a digital radiation detection apparatus comprising: a sensing unit for sensing radiation; A conversion unit for converting the radiation sensed by the sensing unit into an electrical signal; A measuring unit for measuring a maximum voltage of the converted electric signal; An initialization unit for setting the voltage of the converted electric signal to 0 when the maximum voltage is measured; And a determination unit for determining the type of radiation based on the maximum voltage.

바람직하게는, 상기 감지부는 상기 방사선을 흡수하여 빛을 방출하는 방식으로 상기 방사선을 감지하고, 상기 변환부는 상기 방출된 빛을 전기 신호로 전환하는 전기 신호 전환부; 및 상기 전기 신호를 증폭하는 증폭부를 포함할 수 있다. Preferably, the sensing unit senses the radiation by absorbing the radiation and emits light, and the converting unit converts the emitted light into an electric signal. And an amplification unit for amplifying the electrical signal.

바람직하게는, 상기 감지부는 복수의 감지부로서 상기 방사선을 병렬적으로 감지할 수 있다. Preferably, the sensing unit may sense the radiation in parallel as a plurality of sensing units.

바람직하게는, 상기 측정부는 상기 전기 신호를 미리 설정된 시간 간격 마다 샘플링하는 샘플링부; 상기 샘플링된 전압들 중에서 인접하는 샘플링된 전압들간의 크기를 순차적으로 비교하는 비교부; 및 상기 비교 결과, 상기 인접하는 샘플링된 전압들 중에서 먼저 샘플링된 전압인 이전 샘플링 전압의 크기가 나중에 샘플링된 전압인 이후 샘플링 전압의 크기보다 큰 이전 샘플링 전압을 최대 전압으로 검출하는 최대 전압 검출부를 포함할 수 있다. Preferably, the measuring unit includes: a sampling unit for sampling the electric signal at predetermined time intervals; A comparing unit for sequentially comparing magnitudes of adjacent sampled voltages among the sampled voltages; And a maximum voltage detector for detecting a previous sampling voltage greater than a magnitude of a subsequent sampling voltage whose magnitude of a previous sampling voltage, which is a first sampled voltage among the adjacent sampled voltages, is a later sampled voltage, as a maximum voltage can do.

바람직하게는, 상기 판단부는 미리 저장된 방사선 종류와 방사선의 전기 신호의 최대 전압을 대응시킨 방사선 식별 테이블에 기초하여 상기 최대 전압을 판단할 수 있다. Preferably, the determination unit may determine the maximum voltage based on a radiation identification table in which a maximum voltage of an electrical signal of radiation and a previously stored radiation type are associated with each other.

본 발명의 일실시 예는 방사선을 검출하는 과정에서 아날로그 신호를 처리하는 단계를 생략하고 디지털 신호 처리 과정만 거침으로써 검출 과정이 단순화되고 장치의 구조를 간소화할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the step of processing an analog signal in the process of detecting radiation is omitted, and only a digital signal processing process is performed, thereby simplifying the detection process and simplifying the structure of the device.

또한 동시에 다수의 방사선을 검출하고 처리함으로써 신속하게 방사선을 처리할 수 있다.In addition, it is possible to quickly process the radiation by detecting and processing a plurality of radiation at the same time.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 디지털 방식의 방사선 검출 방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 방사선을 전기 신호로 변환하는 방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 변환된 전기 신호에서 최대 전압을 측정하는 방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 디지털 방식의 방사선 검출 장치를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 변환부를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 측정부를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.FIG. 1 is a flowchart illustrating a digital radiation detection method according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of converting radiation into an electrical signal according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
3 is a flowchart illustrating a method of measuring a maximum voltage in a converted electrical signal according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining a digital radiation detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining a conversion unit according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining a measuring unit according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all changes, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. The terms first, second, A, B, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 디지털 방식의 방사선 검출 방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도이다.FIG. 1 is a flowchart illustrating a digital radiation detection method according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.

단계 110에서는, 방사선 검출 장치는 방사선이 감지되면 그 감지된 방사선을 전기 신호로 변환한다.In step 110, the radiation detection apparatus converts the sensed radiation into an electrical signal when the radiation is sensed.

이때, 방사선은 방사선 검출 장치 내의 방사선 감지부를 통해 감지되는데 감지부로 사용되는 방사선 감지센서는 다양한 방식의 센서가 사용될 수 있다. 방사선을 흡수하면 일정 반응을 나타내는 어떠한 센서도 가능하다. At this time, the radiation is sensed through the radiation sensing part in the radiation detecting device, and various types of sensors can be used as the radiation sensing sensor used as the sensing part. Absorption of radiation allows any sensor to exhibit a constant response.

예를 들어, 방사선을 흡수하여 발생하는 기체 또는 고체에서 발생하는 전리 현상을 이용하여 전하를 발생시키는 센서 또는 방사선과 반응하여 포톤(photon)을 발생시킴으로써 방사선을 감지하는 센서도 감지부가 될 수 있다. 그 외에도 방사선의 흡수로 화학반응을 일으키는 센서도 감지부가 될 수 있다.For example, a sensor that generates charges using ionization generated in a gas or solid generated by absorbing radiation, or a sensor that detects radiation by generating a photon by reacting with radiation may be a sensing unit. In addition, sensors that cause chemical reactions due to the absorption of radiation can also be detected.

그러나 본 발명의 일실시예에서는 방사선을 전기 신호로 변환할 수 있는 센서만 감지부로 사용한다. 본 발명의 일실시 예에서 방사선을 전기 신호로 변환하는 이유는 방사선을 전압으로 변환한 경우 그 최대 전압은 방사선에 따라 고유한 값을 갖고, 이를 기초로 하여 방사선의 종류를 식별할 수 있기 때문이다.However, in an embodiment of the present invention, only a sensor capable of converting radiation into an electric signal is used as a sensing unit. In one embodiment of the present invention, the reason for converting the radiation into an electrical signal is that when the radiation is converted into a voltage, the maximum voltage has a unique value according to the radiation, and the type of radiation can be identified based on the value .

그 원리를 살펴보면, 방사선이 특정 물질 속으로 입사되면 원자들과의 상호작용을 일으키고 그 직접적 또는 간접적인 결과로 전하의 흐름을 만들어 낸다. 그 전하의 흐름을 이용하여 형성된 전기적 펄스를 전자회로를 통하여 분석하는 것이 방사선 검출의 원리이다.Looking at the principle, when radiation enters a particular material, it interacts with the atoms and produces a direct charge flow, either directly or indirectly. The principle of radiation detection is to analyze electrical pulses formed by the flow of electric charges through an electronic circuit.

그렇기에 본 발명의 일실시 예에 따른 방사선 감지부는 방사선을 전기 신호로 변환할 수 있는 감지부로 제한한다.Therefore, the radiation sensing unit according to an embodiment of the present invention restricts the radiation to a sensing unit that can convert an electric signal.

단계 120에서는, 방사선 검출 장치는 변환된 전기 신호의 최대 전압을 측정한다.In step 120, the radiation detection device measures the maximum voltage of the converted electrical signal.

방사선이 전기에너지로 변환된 경우, 그 변환된 전기 신호는 일반적으로 펄스 신호의 형태를 나타낸다. 기존의 방사선 검출 장치는 신호가 미약한 경우 이를 먼저 증폭하고, 증폭된 신호를 가우시안 펄스로 변환하는 아날로그 신호 처리 단계를 거친다.When the radiation is converted into electrical energy, the converted electrical signal generally represents the form of a pulse signal. Conventional radiation detection apparatuses perform an analog signal processing step of amplifying a signal when it is weak, and converting the amplified signal into a Gaussian pulse.

그러나 본 발명의 일실시예에서는 이러한 아날로그 신호 처리단계를 거치지 않고 변환된 전기 신호를 디지털 신호로 샘플링하여 최대 전압을 측정한다. 변환된 전기 신호를 샘플링하는 과정에 대해서는 도 3을 참조하여 후술한다.However, in one embodiment of the present invention, the converted electrical signal is sampled as a digital signal without performing the analog signal processing step, and the maximum voltage is measured. The process of sampling the converted electrical signal will be described later with reference to FIG.

즉 본 발명의 일실시 예는 기존의 방사선 검출 과정에서 사용되었던 아날로그 신호 처리 단계를 생략함으로써 처리 과정을 단순화하였다.That is, one embodiment of the present invention simplifies the processing by omitting the analog signal processing step used in the existing radiation detection process.

단계 130에서는, 방사선 검출 장치는 최대 전압이 측정되면 상기 변환된 전기 신호의 전압을 0으로 설정한다.In step 130, the radiation detection apparatus sets the voltage of the converted electric signal to zero when the maximum voltage is measured.

기존의 방사선 검출 장치는 변환된 가우시안 펄스에서 최대 전압이 나타나더라도 일정 시간 기존의 전기 신호가 지속된다. 그리하여 방사선 감지부에 새로운 방사선이 감지되어 또 다른 전기 신호가 감지되면 기존의 가우시안 펄스와 새로운 전기 신호가 섞이게 되는 문제점이 있다.Conventional radiation detection apparatuses maintain the existing electric signal for a predetermined time even when the maximum voltage appears in the converted Gaussian pulse. Thus, when a new radiation is detected in the radiation detection unit and another electric signal is sensed, a conventional Gaussian pulse and a new electric signal are mixed.

그러나 본 발명의 일실시 예는 최대 전압이 측정되면 방사선으로부터 변환된 전기 신호를 0으로 설정한다. 즉 방사선을 감지하는 센서에서의 전기 신호 출력을 0으로 설정한다. However, one embodiment of the present invention sets the electrical signal converted from the radiation to zero when the maximum voltage is measured. That is, the electric signal output from the sensor for detecting radiation is set to zero.

최대 전압이 측정된 방사선의 전기 신호 출력을 0으로 설정하게 되면 그 감지부에서는 새로운 방사선을 감지하여 전기 신호로 변환할 수 있다. 즉, 최대 전압이 측정된 전기 신호 출력이 0으로 설정되면 그 즉시 새롭게 방사선을 감지하고 감지된 방사선의 종류를 식별하는 단계를 다시 진행할 수 있게 된다.When the electrical signal output of the measured radiation is set to zero, the sensing unit can detect a new radiation and convert it into an electric signal. That is, if the maximum voltage measured electrical signal output is set to zero, it is immediately possible to detect the newly detected radiation and to repeat the step of identifying the type of the detected radiation.

후술하듯이 복수개의 감지부를 통해 방사선이 감지되는 경우, 복수개의 감지부 중에서 일부의 감지부가 먼저 최대 전압이 측정된 전기 신호 출력을 0으로 설정한 경우 다른 감지부에 우선하여 또 다른 방사선을 감지할 수 있다.In the case where radiation is detected through a plurality of sensing units, as will be described later, when some sensing units of the plurality of sensing units first set the electric signal output of which the maximum voltage is measured to be 0, another radiation is preferentially sensed .

단계 140에서는, 방사선 검출 장치는 최대 전압을 기초로 방사선 종류를 판단한다.In step 140, the radiation detection apparatus determines the type of radiation based on the maximum voltage.

방사선을 판단할때는 최대 전압을 미리 저장된 방사선 종류와 방사선의 전기 신호의 최대 전압을 대응시킨 방사선 식별 테이블을 참조하여 판단한다.When judging the radiation, the maximum voltage is judged by referring to the radiation identification table in which the stored types of radiation and the maximum voltage of the electric signal of the radiation are associated with each other.

최대 전압을 기초로 방사선의 종류를 파악하는 원리는 방사선이 전기 신호로 변환되면 전기 신호의 최대 전압을 측정할 수 있는데, 이 최대 전압이 방사선의 종류에 따라서 고유한 값을 갖는다. 따라서 최대값을 검출하면 이를 기초로 검출된 방사선의 종류를 판단할 수 있다.The principle of determining the type of radiation based on the maximum voltage is that when the radiation is converted into an electrical signal, the maximum voltage of the electrical signal can be measured, which has a unique value depending on the type of radiation. Therefore, when the maximum value is detected, the type of the detected radiation can be determined based on the maximum value.

도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 방사선을 전기 신호로 변환하는 방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도이다.FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of converting radiation into an electrical signal according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

단계 210에서는, 방사선 검출 장치가 방사선을 흡수하여 빛을 방출한다.In step 210, the radiation detection device absorbs radiation and emits light.

이때, 방사선 검출 장치 내의 감지부는 방사선을 흡수하여 빛을 방출하는 방식으로 방사선을 감지하게 되는데, 본 발명의 일 실시예에 따르면 복수개의 감지부를 사용하여 복수개의 방사선을 동시에 감지할 수 있다.만약 하나의 감지부가 사용된다면 그 감지부에서 감지된 방사선으로부터 변환된 전기 신호를 처리하고 최대 전압을 측정하는 일련의 단계가 끝날때 까지는 다음 방사선을 감지할 수 없다. In this case, the sensing unit in the radiation detecting apparatus senses the radiation by absorbing radiation and emits light. According to an embodiment of the present invention, a plurality of radiation sensing units can be simultaneously sensed using a plurality of sensing units. The next radiation can not be detected until the series of steps of processing the converted electrical signal from the radiation sensed by the sensing part and measuring the maximum voltage is completed.

따라서 복수개의 감지부를 사용하게 되면 동시에 복수개의 방사선을 감지할 수 있다. 물론 복수개의 감지부를 사용된다면 방사선을 전기 신호로 변환하고 최대 전압을 측정하는 모듈도 복수개가 사용되어야 한다.Accordingly, when a plurality of sensing units are used, a plurality of radiation can be simultaneously detected. Of course, if a plurality of sensing units are used, a plurality of modules for converting the radiation into electrical signals and measuring the maximum voltage should be used.

다만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 복수개의 감지부 대신 하나의 감지부가 사용될 수도 있다. However, the present invention is not limited to this, and one sensing unit may be used instead of the plurality of sensing units.

단계 220에서는, 방사선 검출 장치는 그 방출된 빛을 전기 신호로 전환한다.In step 220, the radiation detection device converts the emitted light into an electrical signal.

본 발명의 일실시 예에서는 방사선 센서는 전기 신호를 이용하는 센서가 사용되어야 하는데, 그 감지부는 어떠한 방식의 감지부이든, 감지된 방사선을 전기 신호로 변환하는 센서라면 모두 적용될 수 있다.In an embodiment of the present invention, a sensor using an electric signal should be used as the radiation sensor, and the sensing unit may be applied to any type of sensing unit as long as it is a sensor that converts sensed radiation into an electric signal.

예를 들어, 전리를 이용하는 반도체 소자뿐만 아니라 신틸레이터를 이용하여 방사선 에너지를 빛 에너지로 변환한 후, 변환된 빛 에너지를 전기 신호로 변환하는 PMT(Photo Multiplier Tube)와의 조합을 사용하여 전기 신호를 얻는 방법을 사용하는 것도 가능하다.For example, a semiconductor device using ionization as well as a scintillator is used to convert radiation energy into light energy, and then a combination of PMT (Photo Multiplier Tube), which converts the converted light energy into an electric signal, It is also possible to use the method of obtaining.

단계 230에서는, 방사선 검출 장치는 전기 신호를 증폭한다.In step 230, the radiation detection device amplifies the electrical signal.

전기 신호의 증폭은 방사선을 흡수하고 변환된 전기 신호가 미약하여 최대 전압을 측정할 수 없을 정도에 이르는 경우에 신호를 증폭한다. The amplification of the electric signal absorbs the radiation and amplifies the signal when the converted electric signal is too weak to be able to measure the maximum voltage.

만약 신호가 충분한 강도를 갖고 있어 최대 전압을 검출할 수 있는 경우에는 전기 신호를 증폭하는 단계는 불필요하다. 즉, 전기 신호를 증폭하는 단계는 필수적인 단계는 아니다.The step of amplifying the electrical signal is unnecessary if the signal has sufficient strength to be able to detect the maximum voltage. That is, the step of amplifying the electric signal is not an essential step.

도3은 본 발명의 일실시 예에 따른 변환된 전기 신호에서 최대 전압을 측정하는 방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a method of measuring a maximum voltage in a converted electrical signal according to an embodiment of the present invention.

단계 310에서는, 방사선 검출 장치는 변환된 전기 신호를 미리 설정된 시간 간격 마다 샘플링한다.In step 310, the radiation detection apparatus samples the converted electrical signal at predetermined time intervals.

샘플링 시간 간격은 최대 전압을 측정할 수 있는 시간을 산정하여 시간 간격을 미리 설정할 수 있다.The sampling time interval can be set in advance by calculating the time for which the maximum voltage can be measured.

단계 320에서는, 방사선 검출 장치는 샘플링된 전압들 중에서 인접하는 샘플링된 전압들간의 크기를 순차적으로 비교한다. In step 320, the radiation detection device sequentially compares the magnitude between adjacent sampled voltages in the sampled voltages.

이때, 샘플링은 발명의 일실시 예에 의하여 미리 설정된 시간 간격에 따라 샘플링이 이루어질 것이다. At this time, the sampling will be performed according to a predetermined time interval according to an embodiment of the invention.

단계 330에서는, 비교 결과, 방사선 검출 장치는 인접하는 샘플링된 전압들 중에서 먼저 샘플링된 전압인 이전 샘플링 전압의 크기가 나중에 샘플링된 전압인 이후 샘플링 전압의 크기보다 큰 이전 샘플링 전압을 최대 전압으로 검출한다. In step 330, as a result of the comparison, the radiation detecting apparatus detects a previous sampling voltage which is larger than the size of the subsequent sampling voltage whose magnitude of the previous sampling voltage, which is the first sampled voltage among the adjacent sampled voltages, is the later sampled voltage, as the maximum voltage .

이는, 일반적으로 감지된 방사선에 대응되는 전기 신호의 전압 값이 점점 증가하다가 최대 전압이 발생한 후에 다시 작아지는 전기 신호 파형을 가진다는 특징을 이용한 것이다. This is because the voltage value of the electric signal corresponding to the sensed radiation gradually increases and then has an electric signal waveform which is reduced again after the maximum voltage is generated.

다만, 다른 실시예에서는 최대 전압까지 도달할 수 있는 시간을 미리 산정하고, 샘플링을 진행하다가 미리 산정된 그 시간에 샘플링 되는 전압을 최대 전압으로 간주할 수도 있다. However, in another embodiment, the time to reach the maximum voltage may be calculated in advance, and the voltage sampled at the previously calculated time during sampling may be regarded as the maximum voltage.

도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 디지털 방식의 방사선 검출 장치를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.4 is a view for explaining a digital radiation detection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 디지털 방식의 방사선 검출 장치는 감지부(410), 변환부(420), 측정부(430), 초기화부(440) 및 판단부(450)를 포함한다.4, a digital type radiation detection apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention includes a sensing unit 410, a conversion unit 420, a measurement unit 430, an initialization unit 440, and a determination unit 450, .

감지부(410)는 방사선을 감지한다. The sensing unit 410 senses the radiation.

변환부(420)는 감지부에서 감지된 방사선을 전기 신호로 변환한다.The conversion unit 420 converts the radiation sensed by the sensing unit into an electric signal.

측정부(430)는 그 변환된 전기 신호의 최대 전압을 측정한다.The measuring unit 430 measures the maximum voltage of the converted electric signal.

이때, 측정부(430)는 종래의 방사선 검출 장치와는 달리 아날로그 신호를 처리하는 모듈을 생략하고 샘플링한 디지털 신호를 처리하여 최대 전압을 측정함으로써 구조가 간단하고 신호 처리 시간을 단축할 수 있다.At this time, unlike the conventional radiation detecting apparatus, the measuring unit 430 may omit the analog signal processing module and process the sampled digital signal to measure the maximum voltage, so that the structure is simple and the signal processing time can be shortened.

초기화부(440)는 그 최대 전압이 측정되면 상기 변환된 전기 신호의 전압을 0으로 설정한다.The initialization unit 440 sets the voltage of the converted electric signal to 0 when the maximum voltage is measured.

판단부(450)는 그 최대 전압을 기초로 방사선 종류를 판단한다.The determination unit 450 determines the type of radiation based on the maximum voltage.

판단부(450)는 최대 전압을 미리 저장된 방사선 종류와 방사선의 전기 신호의 최대 전압을 대응시킨 방사선 식별 테이블에 기초하여 동작을 수행할 수 있다. The determination unit 450 may perform an operation based on the radiation identification table in which the maximum voltage is stored in advance and the maximum voltage of the electric signal of radiation is mapped.

도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 변환부(420)를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.FIG. 5 is a view for explaining a conversion unit 420 according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 변환부(420)는 전기 신호 전환부(412) 및 증폭부(414)를 포함한다.5, the converting unit 420 includes an electric signal switching unit 412 and an amplifying unit 414. The electric signal switching unit 412 and the amplifying unit 414 may be the same as those shown in FIG.

전기 신호 전환부(412)는 감지부(410)를 통해 방출된 방사선에 대응되는 빛을 전기 신호로 전환한다.The electrical signal switching unit 412 converts the light corresponding to the radiation emitted through the sensing unit 410 into an electrical signal.

증폭부(414)는 그 전환된 전기 신호를 증폭한다.The amplifying unit 414 amplifies the converted electric signal.

증폭부(414)는 전환된 전기 신호가 미약한 경우에 전압 측정의 정확도를 높이기 위하여 사용될 수 있는 구성요소로서 필수적인 구성요소는 아니다.The amplification unit 414 is not an essential component as a component that can be used for increasing the accuracy of voltage measurement when the converted electrical signal is weak.

도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 측정부(430)를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.6 is a view for explaining a measuring unit 430 according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 측정부(430)는 샘플링부(432), 비교부(434) 및 최대 전압 검출부(436)를 포함한다.Referring to FIG. 6, the measuring unit 430 includes a sampling unit 432, a comparing unit 434, and a maximum voltage detecting unit 436 according to an embodiment of the present invention.

샘플링부(432)는 전기 신호를 미리 설정된 시간 간격 마다 샘플링한다.The sampling unit 432 samples the electric signal at preset time intervals.

비교부(434)는 샘플링된 전압들 중에서 인접하는 샘플링된 전압들간의 크기를 순차적으로 비교한다. The comparing unit 434 sequentially compares the sizes of adjacent sampled voltages among the sampled voltages.

최대 전압 검출부(436)는 비교부(434)의 비교 결과 이전 샘플링 전압의 크기가 이후 샘플링 전압의 크기보다 큰 이전 샘플링 전압을 최대 전압으로 검출한다.
The maximum voltage detection unit 436 detects the previous sampling voltage having the magnitude of the sampling voltage before the comparison as a result of the comparison by the comparison unit 434 as the maximum voltage.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the preferred embodiments. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.

Claims

Converting the sensed radiation into an electrical signal when the radiation is sensed;
Measuring a maximum voltage of the converted electric signal;
Setting the voltage of the converted electric signal to 0 when the maximum voltage is measured; And
And determining a type of radiation based on the maximum voltage.

The method according to claim 1,
The step of converting the radiation into an electrical signal
Absorbing the radiation to emit light;
Converting the emitted light into an electrical signal; And
And amplifying the electrical signal.

The method according to claim 1,
The radiation
And detecting the radiation in parallel through a plurality of sensing units.

The method according to claim 1,
The step of measuring the maximum voltage of the electrical signal
Sampling the electrical signal at predetermined time intervals;
Sequentially comparing magnitudes of adjacent sampled voltages among the sampled voltages; And
And detecting as a maximum voltage a previous sampling voltage that is greater than a size of a subsequent sampling voltage whose magnitude of a previous sampling voltage, which is a first sampled voltage among the adjacent sampled voltages, is a later sampled voltage, Way.

The method according to claim 1,
The step of determining the type of radiation
Wherein the radiation detection table is based on a radiation identification table associating a pre-stored radiation type with a maximum voltage of an electrical signal of radiation.

A sensing unit for sensing radiation;
A conversion unit for converting the radiation sensed by the sensing unit into an electrical signal;
A measuring unit for measuring a maximum voltage of the converted electric signal;
An initialization unit for setting the voltage of the converted electric signal to 0 when the maximum voltage is measured; And
And a determination unit that determines the type of radiation based on the maximum voltage.

The method according to claim 6,
Wherein the sensing unit senses the radiation by absorbing the radiation to emit light,
The conversion unit
An electric signal switching unit for converting the emitted light into an electric signal; And
And an amplification unit for amplifying the electric signal.

The method according to claim 6,
The sensing unit
And a plurality of sensing portions for sensing the radiation in parallel.

The method according to claim 6,
The measuring unit
A sampling unit for sampling the electric signal at predetermined time intervals;
A comparing unit for sequentially comparing magnitudes of adjacent sampled voltages among the sampled voltages; And
And a maximum voltage detector for detecting a previous sampling voltage greater than a magnitude of a subsequent sampling voltage having a magnitude of a previous sampling voltage, which is a voltage sampled earlier than a magnitude of a later sampled voltage, as a maximum voltage as a result of the comparison Radiation detection device.

The method according to claim 6,
The determination unit
Wherein the maximum voltage is determined based on a radiation identification table in which a previously stored kind of radiation and a maximum voltage of an electrical signal of radiation are associated with each other.