JP3556313B2 - 放射線測定システム - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、放射線の入射によりシンチレータ検出器にて発生する光信号に従って放射線を測定する放射線測定システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、放射線計測の分野では、放射線の入射により放射線検出器から入力される信号に従って放射線を測定する放射線測定システムが広く用いられている。
【0003】
図14はこの種の放射線測定システムの構成を示すブロック図である。この放射線測定システムは、NaI(Tl)等の検出素子121及び測定電子回路122からなる複数の放射線検出器120が個別にメタルケーブル124を介して信号処理部125に接続されている。
【0004】
ここで、各放射線検出器123では、検出素子121及び測定電子回路122にて放射線エネルギを電気信号に変換し、メタルケーブル124を介してアナログのパルス列、直流電流値又はデジタル処理後のパルス列の形式にて検出信号を信号処理部125に与える。
【0005】
信号処理部125は、各放射線検出器123から受ける検出信号に基づいて、放射線エネルギーの指示及び警報出力等を実行する。
【0006】
また、この種の放射線測定システムとしては他に多重伝送ユニットを用いたものがある。図15は係る放射線測定システムの構成を示すブロック図である。この放射線測定システムは、図14に示すシステムに比べ、各放射線検出器123から出力される検出信号をメタルケーブル124を介して多重伝送ユニット131に与え、多重伝送ユニット131が各検出信号を多重伝送により信号処理ユニット132に与える構成となっている。
【0007】
ところで、このような放射線測定システムに対し、最近、放射線検出器に代えて、小型、高感度、電気回路との分離という利点を有するシンチレータ検出器を用いたものが特開平3−242590号公報及び特開平6−59044号公報に開示されている。図16は係る放射線測定システムの構成を示すブロック図である。この放射線測定システムは、複数のシンチレータ検出器11が個別に測定用光ファイバ12及び光電変換回路13を介して信号処理回路18に接続されている。
【0008】
また同様にシンチレータ検出器11を用いた放射線測定システムは、(社)日本原子力学会「1994春の年会」(1994年3月29日〜31日、於:筑波大学)において発表されている(プログラム番号M47)。この放射線測定システムは、各シンチレータ検出器11が両端部から放射線エネルギに対応して夫々光出力を各測定用光ファイバ12を通して夫々光ディレイライン19に送出する。各光ディレイライン19は夫々光出力を遅延させて個別に光電変換回路13に送出し、各光電変換回路13は夫々光出力を電気信号に光電変換して個別に遅延回路16に送出する。
【0009】
各遅延回路16は、夫々電気信号を互いに他方の遅延回路から送出される電気信号と同期させるように遅延させて同時計数回路17に送出する。
【0010】
同時計数回路17は各遅延回路16から送出された夫々の電気信号を同時に受けたとき、計数出力信号を信号処理回路18に送出する。
【0011】
信号処理回路18ではこの計数出力信号に基づいて放射線エネルギの指示又は警報を出力する。
【0012】
【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放射線測定システムでは、図14に示すシステムの放射線検出器123に代えて、図16に示すようにシンチレータ検出器11を用いた場合、シンチレータ検出器11の数に対応して光電変換回路13を必要とするため、価格を多大に増大させてしまう問題がある。
【0013】
また、図14に示すシステムでは、放射線検出器123から出力される検出信号が測定電子回路122にて処理されていることから、線源校正による検出感度のトレーサビリティーを確保し、放射線検出器123単品の校正にて放射線測定システムを校正可能となっている。
【0014】
これに対し、シンチレータ検出器11を用いる場合、シンチレータ検出器11並びに測定用光ファイバ12の特性を合わせて放射線測定システムの特性が決定されるため、シンチレータ検出器11単品の校正では放射線測定システムを校正できず、放射線源を用いて放射線測定システム全体に対して検出感度校正をする必要がある。従って、校正作業にて顕著なずれが発見された場合、シンチレータ検出器11と測定用光ファイバ12以降の測定系とのどちらの異常であるかをさらに調べて調整する必要があり、校正作業に手間がかかっている。また、校正作業中は、通常測定が不可となり、測定の連続性を損なう問題がある。
【0015】
本発明は上記実情を考慮してなされたもので、シンチレータ検出器の数に対応する数の光電変換回路を必要とせずに価格の低廉化を図りつつ、校正作業の手間を低減でき、さらに測定の連続性を確保し得る放射線測定システムを提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
請求項1に対応する発明は、両端部を有し、放射線エネルギに対応して光を生成してこの光を前記両端部から出力し、且つ互いに直列接続された複数のシンチレータ検出器と、前記各シンチレータ検出器から出力される光を個別に伝送する複数の測定用光ファイバと、前記各測定用光ファイバにて伝送される光を個別に光電変換して電気信号を生成し、この電気信号を送出する複数の光電変換回路と、前記各光電変換回路から送出された電気信号を、同一のシンチレータ検出器に関して前記遅延された時間を相殺するように個別に遅延させて送出する複数の遅延回路と、前記各遅延回路から送出される電気信号を同時に受けたとき、計数出力信号を送出する複数の同時計数回路と、前記各同時計数回路から送出される計数出力信号に基づいて、前記放射線エネルギの指示信号を出力する信号処理回路とを有し、前記各シンチレータ検出器を個別に接続可能とし、前記接続されたシンチレータ検出器から出力される光を個別に伝送する複数の校正用光ファイバと、前記各校正用光ファイバにて伝送される光を個別に遅延させて前記光電変換回路に送出する複数の校正用光ディレイラインと、前記各シンチレータ検出器の光出力とは発光波長の異なる高出力光を発生する高出力光源と、前記各シンチレータ検出器のいずれか一方と前記光電変換回路との間に設けられ、前記高出力光源にて発生された高出力光を前記測定用光ファイバに導く光結合器と、前記高出力光源による高出力光から前記各光電変換回路を遮蔽するように前記各光電変換回路の前段に設けられた複数のフィルタと、前記各シンチレータ検出器と前記各フィルタとの間に設けられ、前記測定用光ファイバを通過する光を測定用光ファイバから分岐させるための複数の分岐ラインと、前記各分岐ラインから分岐される前記高出力光源の高出力光を検出し、前記検出した高出力光を電源として用いる現場補助ユニットとを備えた放射線測定システムである。
【0021】
【作用】
従って、請求項1に対応する発明は、互いに直列接続された複数のシンチレータ検出器が、放射線エネルギに対応して光を生成してこの光を両端部から出力し、複数の測定用光ファイバが各シンチレータ検出器から出力される光を個別に伝送し、複数の光電変換回路が、各測定用光ファイバにて伝送される光を個別に光電変換して電気信号を生成し、この電気信号を送出し、複数の遅延回路が、各光電変換回路から送出された電気信号を、同一のシンチレータ検出器に関して遅延された時間を相殺するように個別に遅延させて送出し、複数の同時計数回路が、各遅延回路から送出される電気信号を同時に受けたとき、計数出力信号を送出し、信号処理回路が、各同時計数回路から送出される計数出力信号に基づいて、放射線エネルギの指示信号を出力する測定系を有することから、直列接続された各シンチレータ検出器が夫々の光出力を互いに異なるタイミングにて光電変換回路へ与える一方、各遅延回路が光電変換回路の出力を遅延させて同一のタイミングにて同時計数回路に与えるので、シンチレータ検出器の数に対応する数の光電変換回路を必要とせずに価格の低廉化を図ることができる。
【0022】
さらに、各シンチレータ検出器を個別に接続可能とし、接続されたシンチレータ検出器から出力される光を個別に伝送する複数の校正用光ファイバと、各校正用光ファイバにて伝送される光を個別に遅延させて光電変換回路に送出する複数の校正用光ディレイラインとを備えているので、校正作業の手間を低減でき、さらに測定の連続性を確保させることができる。
【0026】
また、請求項1に対応する発明は、高出力光源が、各シンチレータ検出器の光出力とは発光波長の異なる高出力光を発生し、光結合器が高出力光源にて発生された高出力光を測定用光ファイバに導き、複数のフィルタが、高出力光源による高出力光から各光電変換回路を遮蔽し、複数の分岐ラインが、測定用光ファイバを通過する光を測定用光ファイバから分岐させ、現場補助ユニットが各分岐ラインから分岐される高出力光源の高出力光を検出し、検出した高出力光を電源として用いるので、現場補助ユニット用の電源ケーブルを不要とし、システムの簡素化を図ることができる。
【0028】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【0029】
図1は本発明の第1の実施例に係る放射線測定システムの構成を示すブロック図である。この放射線測定システムは、シンチレータ検出器11aの両端部が個別に測定用光ファイバ12a1,12a2、光スイッチ部15及び光ディレイライン19a1,19a2を介して光電変換回路13a,13bに接続されている。
【0030】
同様に、シンチレータ検出器11bの両端部が個別に測定用光ファイバ12b1,12b2、光スイッチ部15及び光ディレイライン19b1,19b2を介して光電変換回路13a,13bに接続されている。
【0031】
一方、図示しない線源校正室から敷設された2系統の校正用光ファイバ14は、個別に光スイッチ部15及び光ディレイライン19を介して共通の光電変換回路13a,13bに接続されている。
【0032】
光電変換回路13a,13bは分岐部を有するメタルケーブルに接続され、メタルケーブルは分岐部から夫々遅延回路16,16a1,16a2,16b1,16b2に接続されている。各遅延回路16は同時計数回路17に接続され、各遅延回路16a1,16a2は同時計数回路17aに接続され、各遅延回路16b1,16b2は同時計数回路17bに接続されている。各同時計数回路17,17a,17bは共通の信号処理回路18に接続されている。
【0033】
ここで、各シンチレータ検出器11a,11bは、放射線エネルギを光に変換して夫々両端部から個別に測定用光ファイバ12a1,12a2,12b1,12b2に出力する機能をもっている。
【0034】
各測定用光ファイバ12a1,12a2,12b1,12b2は、各シンチレータ検出器11a,11bの光出力を個別に光スイッチ部15に導くものである。
【0035】
一方、各校正用光ファイバは、線源校正室から与えられる光出力を個別に光スイッチ部に導くものである。
【0036】
光スイッチ部15は、各測定用光ファイバ12a1,12a2,12b1,12b2及び各校正用光ファイバ14に対応して個別に光スイッチを有し、各測定用光ファイバ12a1,12a2,12b1,12b2及び各校正用光ファイバ14から与えられる光出力を各光スイッチを個別に介して各光ディレイライン19,19a1,19a2,19b1,19b2に与えるものである。なお、各光スイッチは、操作者の設定操作等により、個別に開閉可能となっている。
【0037】
各光ディレイライン19,19a1,19a2,19b1,19b2は、光電変換回路の共通化を図るため、光スイッチ部15から与えられる各光出力を個別に遅延させて光電変換回路13a,13bに送出するものであり、光電変換回路13a,13bに与えられる各光出力のタイミングを互いに異ならせる機能をもっている。なお、各光ディレイライン19,19a1,19a2,19b1,19b2は、各シンチレータ検出器11a、11bから光スイッチ部15を通して与えられる各光出力のうち、一方のシンチレータ検出器11aに対応する2つの光出力を互いに時間差τa をもたせるように遅延させ、他方のシンチレータ検出器11bに対応する互いに時間差τb をもたせるように遅延させている。また、τa とτb とは互いに異なる値である。
【0038】
光電変換回路13a,13bは、各光ディレイライン19,19a1,19a2,19b1,19b2から送出される光出力を電気信号に光電変換し、この電気信号をメタルケーブルに送出する機能をもっている。
【0039】
メタルケーブルは光電変換回路13a,13bから送出される電気信号を分岐部にて分岐して各遅延回路16,16a1,16a2,16b1,16b2に並列に与えるものである。
【0040】
各遅延回路16,16a1,16a2,16b1,16b2は、個別に遅延時間が設定可能であって、各メタルケーブルから与えられる電気信号を個別に遅延させて同時計数回路17,17a,17bに与える機能を有し、具体的には、同一のシンチレータ検出器11a(11b)の各光出力に対応する各電気信号を同時にそのシンチレータ検出器11a(11b)に対応する同時計数回路17a(17b)に与えるため、前述した時間差τa 又は時間差τb を相殺するように遅延時間が設定されている。
【0041】
各同時計数回路17,17a,17bは、各遅延回路16,16a1,16a2,16b1,16b2から送出された夫々の電気信号を同時に受けたとき、計数出力信号を信号処理回路18に送出するものである。
【0042】
信号処理回路18は、同時計数回路17,17a,17bから送出される計数出力信号に基づいて、各シンチレータ検出器11a,11b及び線源校正室に対応して放射線エネルギの指示を出力する機能を有し、さらに、警報を出力可能な機能をもっている。
【0043】
次に、以上のように構成された放射線測定システムの動作を図2の省略ブロック図及び図3のタイムチャートを用いて説明する。
【0044】
いま、シンチレータ検出器11aにて生成される光出力は、図3(a)に示すように、シンチレータ検出器11aの両端部のうちの一方と他方から夫々測定用光ファイバ12a1,12a2等を介して光ディレイライン19a1,19a2に個別に送出され、これら一方の光ディレイライン19a1の出力を図3(b)に示し、他方の光ディレイライン19a2の出力を図3(c)に示すように、互いに時間差τa をもつように個別に遅延されて各光電変換回路13a,13bに送出される。
【0045】
光電変換回路13a,13bは、夫々光出力を光電変換して電気信号を生成し、図3(d)(e)に示すように、これら2つの電気信号を互いに時間差τa をもたせた状態で夫々メタルケーブルに送出する。
【0046】
メタルケーブルに送出された2つの電気信号は、夫々2つに分岐されて4つの遅延回路16a1,16a2,16b1,16b2に送出される。
【0047】
ここで、4つの遅延回路16a1,16a2,16b1,16b2のうち、一方の光電変換回路13aに接続された2つの遅延回路16a1,16b1は、一方と他方の同時計数回路17a,17bに個別に接続され、他方の光電変換回路13bに接続された2つの遅延回路16a2,16b2は一方と他方の同時計数回路17a,17bに個別に接続されている。
【0048】
また、一方の同時計数回路17aに接続された2つの遅延回路16a1,16a2は、互いに時間差τa をもつように個別に遅延時間t1,t2が設定されている。但し、t1=τa +t2である。
【0049】
これにより、前述したシンチレータ検出器11aの両端部の出力のうち、時間差τa だけ早く遅延回路に到着する方が、図3(f)に示すように、遅延回路16a1にて遅延時間t1(=τa +t2)だけ遅延されて同時計数回路17aに与えられる。また、シンチレータ検出器11aの両端部の出力のうち、時間差τa だけ遅く遅延回路に到着する方が、図3(g)に示すように、遅延回路16a2にて遅延時間t2だけ遅延されて同時計数回路17aに与えられる。
【0050】
よって、同時計数回路17aでは、シンチレータ検出器11aの両端部の出力に対応して2つの遅延回路16a1,16a2から電気信号を同時に受けると共に、該電気信号を計数し、図3(h)に示すように、計数出力信号を信号処理回路18に送出する。
【0051】
信号処理回路18は計数出力信号に基づいて放射線エネルギの指示を出力する。
【0052】
なお、前述した4つの遅延回路16a1,16a2,16b1,16b2のうち、他方の同時計数回路17bに接続された2つの遅延回路16b1,16b2は、互いにτa とは異なる時間差τb をもつように個別に遅延時間t3,t4が設定されている。但し、t3=τb +t4である。
【0053】
これにより、前述したシンチレータ検出器11aの両端部の出力のうち、時間差τa だけ早く遅延回路に到着する方が、遅延回路16b1にて遅延時間t3(=τb +t4)だけ遅延されて同時計数回路17bに与えられ、時間差τb だけ遅く遅延回路に到着する方が、遅延回路16b2にて遅延時間t4だけ遅延されて同時計数回路17bに与えられる。
【0054】
しかしながら、これらτb の遅延回路16b1,16b2を通る各電気信号は、合計される遅延時間が一方がτb +t4となり、他方がτa +t4となることにより、同時計数回路17bには互いに異なるタイミングにて与えられるため、図3(k)に示すように、計数されない。
【0055】
すなわち、各同時計数回路17a、17bは、所定のシンチレータ検出器11aに対応して同時に与えられる各電気信号を計数する一方、他のシンチレータ検出器11bに対応して異なるタイミングで与えられる各電気信号を計数しない。
【0056】
このように、光電変換回路13a,13bを従来よりも共通化しても、各シンチレータ検出器11a,11bの出力に対応して電気信号を弁別して計数することができる。
【0057】
さらに、本実施例では、計器校正用に線源校正室から校正用光ファイバ14が敷設されている。従って、校正の際に、シンチレータ検出器11aを測定用光ファイバ12a1,12a2から取り外して線源校正室にて校正用光ファイバ14と接続することにより、シンチレータ検出器11aを校正することができ、且つ、シンチレータ検出器11aの取り外された測定用光ファイバ12a1,12a2に基準光源を取付けることにより、測定用光ファイバ12a1,12a2、光スイッチ部15、光ディレイライン19a1,19a2、光電変換回路13a,13b、各遅延回路16a1,16a2、各同時計数回路17a及び信号処理回路18からなる測定系を校正することができる。なお、基準光源としては、例えば図4に示すように、両端部に夫々光コネクタ42を有する容器41と、各光コネクタ42の間に設けられてシンチレータの発光波長を透過させる透過部材43と、容器41内に設けられて一定光量及び一定波長の光を安定的に発生し、この光を透過部材43に与える光パルス発生器44とを備えたものが使用可能である。この光パルス発生器44は、発光ダイオード、あるいは温度調整器と放射線源とからなるシンチレータが使用される。
【0058】
さらにまた、線源校正の際に、シンチレータ検出器11aの取り外された測定系の光スイッチをオフ状態とし、通常オフ状態の校正用光ファイバ14の光スイッチをオン状態とすることにより、他の測定チャンネルに影響を与えずに線源校正を実行することができる。
【0059】
上述したように第1の実施例によれば、各光ディレイライン19a1,19a2,19b1,19b2が光スイッチ部15から与えられる各光出力を個別に遅延させてタイミングを互いに異ならせながら光電変換回路13a,13bに送出し、各遅延回路16a1,16a2が光ディレイライン19a1,19a2による遅延時間を相殺するように光電変換回路13a,13bの出力を個別に遅延させて同時に同時計数回路17aに送出することから、光電変換回路の共通化を図ることができ、もって、シンチレータ検出器の数に対応する数の光電変換回路を必要とせずに価格の低廉化を図ることができる。
【0060】
また、第1の実施例によれば、校正の際に、シンチレータ検出器11aを測定用光ファイバ12a1,12a2から取り外して線源校正室にて校正用光ファイバ14と接続することにより、シンチレータ検出器11aを校正することができ、且つ、シンチレータ検出器11aの取り外された測定用光ファイバ13に基準光源31を取付けることにより、測定用光ファイバ12a1,12a2、光スイッチ部15、光ディレイライン19a1,19a2、光電変換回路13a,13b、各遅延回路16a1,16a2、各同時計数回路17a及び信号処理回路18からなる測定系を校正することができるので、異常値を示したとしても、校正箇所の特定が容易であり、もって、校正作業の手間を低減させることができる。
【0061】
さらに、第1の実施例によれば、シンチレータ検出器11aの取り外された測定系の光スイッチをオフ状態とし、通常オフ状態の校正用光ファイバの光スイッチをオン状態とすることにより、他の測定チャンネルに影響を与えずに線源校正を実行することができる。測定の連続性を確保することができる。
【0062】
次に、本発明の第2の実施例に係る放射線測定システムについて説明する。
【0063】
図5はこの放射線測定システムの構成を示すブロック図であり、図1と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【0064】
すなわち、本実施例システムは、図1に示すシステムの構成を容易化したものであり、具体的には、図1に示すシステムに比べ、各シンチレータ検出器11a,11bを互いに直列接続し、且つ測定系の光ディレイライン19a1〜19b2を省略した構成となっている。なお、この光ディレイライン19a1〜19b2は、各シンチレータ検出器11a,11bが直列接続されたことにより、各光電変換回路13a,13bに与えられる光出力のタイミングが自然に異なるものとなるために不要とされて省略されている。
【0065】
これにより、各シンチレータ検出器11a,11bにて生成された光出力がその両端部から送出された際に、前述同様に、各光出力が互いに時間差をもって光電変換回路13a,13bに与えられる。このとき、一方のシンチレータ検出器11aの一端部と他端部とから送出された各光出力の時間差をτa とし、他方のシンチレータ検出器11bの一端部と他端部とから送出された各光出力の時間差をτb とすると、前述同様に、各遅延回路16a1〜16b2にてこれら時間差τa ,τb が個別に相殺され、各同時計数回路17a,17bを介して測定が実行される。
【0066】
また、校正の際には、各シンチレータ検出器11a,11bのうち、例えば一方のシンチレータ検出器11aと基準光源31とを交換することにより、前述同様に、一方のシンチレータ検出器11aに対応する光電変換回路13a,13b、各遅延回路16a1,16a2、各同時計数回路17a及び信号処理回路18からなる測定系を校正することができる。
【0067】
さらに、基準光源31を取外して一方のシンチレータ検出器11aを取付け、且つ他方のシンチレータ検出器11bを取外して基準光源31を取付けることにより、他方のシンチレータ検出器11bに対応する光電変換回路13a,13b、各遅延回路16b1,16b2、各同時計数回路17b及び信号処理回路18からなる測定系を校正することができる。
【0068】
また、線源校正室では、前述同様に、シンチレータ検出器11a(11b)が校正用光ファイバ14に取付けられることにより、該シンチレータ検出器11a(11b)が校正される。
【0069】
上述したように第2の実施例によれば、第1の実施例に比べ、各シンチレータ検出器11a,11bを直列接続することにより、光ディレイライン19a1〜19b2を削減し、且つ測定用光ファイバ12a1〜12b2の使用量を低減させることができる。
【0070】
次に、本発明の第3の実施例に係る放射線測定システムについて説明する。
【0071】
図6はこの放射線測定システムの構成を示すブロック図であり、図1と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【0072】
すなわち、本実施例システムは、図1に示すシステムの出力を中央操作室等に設けられる上位の信号処理回路52に伝送可能としたものであり、具体的には、図1に示すシステムに比べ、信号処理回路18の後段に接続されたI/Fとしての信号処理ユニット53と、この信号処理ユニット53の出力を時分割多重にて伝送するための多重伝送回路51と、この多重伝送回路51の出力を処理する上位の信号処理回路52とを備えている。なお、多重伝送回路51と信号処理回路52とは、互いに光ファイバ又は同軸ケーブルにて接続されている。
【0073】
ここで、前述した通り、測定又は校正が実行され、信号処理回路18が放射線エネルギの指示を出力したとする。
【0074】
信号処理ユニット53は、この信号処理回路18の出力を多重伝送回路51の入力仕様に合わせて多重伝送回路51に変換出力する。多重伝送回路51はこの信号処理ユニット53の出力を時分割処理して上位の信号処理回路52に出力する。上位の信号処理回路52は、この時分割されて伝送された出力を受信し、所定の処理を実行する。
【0075】
上述したように第3の実施例によれば、第1の実施例に比べ、信号処理回路18の出力を信号処理ユニット53及び多重伝送回路51を介して中央操作室等に設けられる上位の信号処理回路52に伝送することができる。
【0076】
また、第3の実施例によれば、多重伝送回路51が既設のものである場合、容易に接続可能なことによるシステムの簡素化及び多重伝送によるケーブル使用量の削減を実現させることができる。
【0077】
次に、本発明の第4の実施例に係る放射線測定システムについて説明する。
【0078】
図7はこの放射線測定システムの構成を示すブロック図であり、図5と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【0079】
すなわち、本実施例システムは、図5に示すシステムの出力を中央操作室等に設けられる上位の信号処理回路52に伝送可能としたものであり、具体的には、図5に示すシステムに比べ、信号処理回路18の後段に接続された信号処理ユニット53と、この信号処理ユニット53の出力を時分割多重にて伝送するための多重伝送回路51と、この多重伝送回路51の出力を処理する上位の信号処理回路52とを備えている。なお、多重伝送回路51と信号処理回路18とは、互いに光ファイバ又は同軸ケーブルにて接続されている。
【0080】
ここで、前述した通り、測定又は校正が実行され、信号処理回路18が放射線エネルギの指示を出力したとする。
【0081】
信号処理ユニット53は、この信号処理回路18の出力を多重伝送回路51の入力仕様に合わせて多重伝送回路51に変換出力する。多重伝送回路51はこの信号処理ユニット53の出力を時分割処理して上位の信号処理回路52に出力する。上位の信号処理回路52は、この時分割されて伝送された出力を受信し、所定の処理を実行する。
【0082】
上述したように第4の実施例によれば、第2の実施例に比べ、信号処理回路18の出力を信号処理ユニット53及び多重伝送回路51を介して中央操作室等に設けられる上位の信号処理回路52に伝送することができる。
【0083】
また、第4の実施例によれば、多重伝送回路51を有する多重伝送装置が既設のものである場合、既設のものと容易に接続可能なことによるシステムの簡素化及び多重伝送によるケーブル使用量の削減を実現させることができる。
【0084】
次に、本発明の第5の実施例に係る放射線測定システムについて説明する。
【0085】
図8はこの放射線測定システムの構成を示すブロック図であり、図9はこの放射線測定システムの部分構成を示す模式図であって、図5と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【0086】
すなわち、本実施例システムは、図5に示すシステムに対し、電源ケーブルの不要な現場補助ユニットを設けたものであって、具体的には図5に示すシステムに比べ、シンチレータ検出器11a,11bの光出力とは発光周波数の異なる高出力光を発生する高出力光源72と、光スイッチ部15と光電変換回路13aとの間に設けられ、高出力光源72にて発生された高出力光を測定用光ファイバ12a1に導く光結合器71と、この光結合器71と光電変換回路13aとの間及び光電変換回路13bの前段に夫々設けられ、高出力光源71による高出力光から光電変換回路13a,13bを遮蔽するフィルタ76と、シンチレータ検出器11aと光スイッチ部15との間及びシンチレータ検出器11bと光スイッチ部15との間に夫々設けられ、測定用光ファイバ12a1,12a2を通過する光を測定用光ファイバ12a1,12a2から分岐させるための分岐ライン73と、この分岐ライン73から分岐されたシンチレータ検出器11a,11bの光出力及び高出力光源72の高出力光を光検出器75にて検出して電源とする現場補助ユニット74とを備えている。
【0087】
ここで、高出力光源72は、例えば赤外領域の高出力光を発生するものである。
【0088】
フィルタ76は、シンチレータ検出器11a,11bの光出力の波長を透過波長とし、その他の波長の光を遮蔽するものであり、具体的には図10に示すように、シンチレータ検出器11a,11bの光出力としてのシンチレーション光の波長である数100nmを透過させ、その他の波長をもつ高出力光を遮蔽するものである。
【0089】
これにより、高出力光源72にて発生された高出力光は、光結合部71を通してシンチレータ検出器11a,11b及び光電変換回路13aに向けて測定用光ファイバ内を進行する。
【0090】
このとき、光電変換回路13aに向けて進行した高出力光はフィルタ76にて遮断される。一方、シンチレータ検出器11a,11bに向けて進行した高出力光は分岐ライン73にて分岐されて一部が現場補助ユニット74に進行する。
【0091】
現場補助ユニット74では、この高出力光を光検出器75にて検出すると共に、検出した高出力光を、例えば光起電効果を用いて動作のための電源に変換する。
【0092】
これにより、現場補助ユニット74は、電源ケーブルを設けることなく、所定の動作を実行可能となる。
【0093】
上述したように第5の実施例によれば、高出力光源72にて発生する高出力光を測定用光ファイバ12a1,12a2を通して現場補助ユニット74に導くと共に、現場補助ユニット74がこの高出力光を電源に変換するので、現場補助ユニット用の電源ケーブルを不要とし、システムの簡素化を図ることができる。
【0094】
次に、本発明の第6の実施例に係る放射線測定システムについて説明する。
【0095】
図11はこの放射線測定システムの構成を示すブロック図であり、図5と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【0096】
すなわち、本実施例システムは、図5に示すシステムを冗長化したものであり、具体的には、図5に示すシステムに加え、各シンチレータ検出器11m1,11m2が互いに直列接続されて測定用光ファイバ91から光スイッチ部15を介して光電変換回路13a,13bに接続される待機系測定ループが形成され、且つ信号処理回路18の出力を監視する故障レベル監視回路93と、この故障レベル監視回路93に制御されて光スイッチ部15の各光スイッチを個別にオンオフ制御する光スイッチ制御回路92とが付加されている。なお、図5に示すシステムでも有する、各シンチレータ検出器11a,11bが互いに直列接続されて測定用光ファイバ12a1,12a2から光スイッチ部15を介して光電変換回路13a,13bに接続される測定ループを常用系測定ループとする。
【0097】
ここで、前述した通り、測定又は校正が実行され、信号処理回路18が放射線エネルギの指示を出力したとする。
【0098】
故障レベル監視回路93は、この信号処理回路18の出力を監視し、図12に示すように、放射線エネルギの指示が上限値及び下限値の間の所定範囲から逸脱したか否かを判定し、判定結果が所定範囲の逸脱を示すとき、常用系のオン状態をオフ状態として待機系のオフ状態をオン状態とする旨の光スイッチ切替指令を光スイッチ制御回路92に送出する。
【0099】
光スイッチ制御回路92は、この光スイッチ切替指令を受けると、常用系の光スイッチをオン状態からオフ状態に切替えると共に、待機系の光スイッチをオフ状態からオン状態に切替える。なお、光スイッチの切替時間は、機械式の場合、一般に100m秒以内となっている。
【0100】
このように、常用系測定ループにて故障等により異常な値が検出されたとき、待機系測定ループに切替えることができ、連続的に測定を実行することができる。
【0101】
上述したように第6の実施例によれば、第2の実施例に比べ、待機系測定ループを付加し、且つ故障レベル監視回路93が信号処理回路18の出力を監視して異常のときに光スイッチ制御回路92及び光スイッチ部を介して、測定系を常用系から待機系に切替えるので、常用系測定ループにて故障等により異常な値が検出されたときであっても、欠測状態となることを阻止し、連続的に測定を実行することができる。
【0102】
次に、本発明の第7の実施例に係る放射線測定システムについて説明する。
【0103】
図13はこの放射線測定システムの構成を示すブロック図であり、図5と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【0104】
すなわち、本実施例システムは、図11に示すシステムを変形したものであり、具体的には図11に示すシステムに比べ、故障レベル監視回路93を省略し、光電変換回路13a,13bの出力が判定値よりも高いときに光スイッチ切替指令を光スイッチ制御回路92に送出する測定回路94が設けられている。
【0105】
ここで、前述した通り、測定又は校正が実行される際に、光電変換回路13a,13bが電気信号を遅延回路16a1〜16b2,に向けて出力したとする。
【0106】
測定回路94は、この光電変換回路13a,13bの出力を監視し、図13に示すように、電気信号が判定値よりも高いか否かを判定し、判定の結果、電気信号が判定値よりも高いとき、常用系のオン状態をオフ状態として待機系のオフ状態をオン状態とする旨の光スイッチ切替指令を光スイッチ制御回路92に送出する。
【0107】
光スイッチ制御回路92は、前述同様に、この光スイッチ切替指令を受けると、常用系の光スイッチをオン状態からオフ状態に切替えると共に、待機系の光スイッチをオフ状態からオン状態に切替える。
【0108】
このように、常用系測定ループにて故障等により異常な値が検出されたとき、待機系ループに切替えることができ、連続的に測定を実行することができる。
【0109】
上述したように第7の実施例によれば、第2の実施例に比べ、待機系測定ループを付加し、且つ測定回路94が光電変換回路13a,13bの出力を監視して異常のときに光スイッチ制御回路92及び光スイッチ部15を介して、測定系を常用系から待機系に切替えるので、常用系測定ループにて故障等により異常な値が検出されたときであっても、欠測状態となることを阻止し、連続的に測定を実行することができる。
【0110】
また、本実施例によれば、特に測定ループの破損等により外部光が侵入した際に、測定ループを切替えることにより外部光を光電変換回路13a,13bに侵入させず、光電変換回路を保護することができる。
【0111】
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。
【0112】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1の発明によれば、互いに直列接続された複数のシンチレータ検出器が、放射線エネルギに対応して光を生成してこの光を両端部から出力し、複数の測定用光ファイバが各シンチレータ検出器から出力される光を個別に伝送し、複数の光電変換回路が、各測定用光ファイバにて伝送される光を個別に光電変換して電気信号を生成し、この電気信号を送出し、複数の遅延回路が、各光電変換回路から送出された電気信号を、同一のシンチレータ検出器に関して遅延された時間を相殺するように個別に遅延させて送出し、複数の同時計数回路が、各遅延回路から送出される電気信号を同時に受けたとき、計数出力信号を送出し、信号処理回路が、各同時計数回路から送出される計数出力信号に基づいて、放射線エネルギの指示信号を出力する測定系を有することから、直列接続された各シンチレータ検出器が夫々の光出力を互いに異なるタイミングにて光電変換回路へ与える一方、各遅延回路が光電変換回路の出力を遅延させて同一のタイミングにて同時計数回路に与えるので、シンチレータ検出器の数に対応する数の光電変換回路を必要とせずに価格の低廉化を図り得る放射線測定システムを提供できる。
【0113】
さらに、各シンチレータ検出器を個別に接続可能とし、接続されたシンチレータ検出器から出力される光を個別に伝送する複数の校正用光ファイバと、各校正用光ファイバにて伝送される光を個別に遅延させて光電変換回路に送出する複数の校正用光ディレイラインとを備えているので、校正作業の手間を低減でき、さらに測定の連続性を確保できる。
【0117】
また、請求項1の発明によれば、高出力光源が、各シンチレータ検出器の光出力とは発光波長の異なる高出力光を発生し、光結合器が高出力光源にて発生された高出力光を測定用光ファイバに導き、複数のフィルタが、高出力光源による高出力光から各光電変換回路を遮蔽し、複数の分岐ラインが、測定用光ファイバを通過する光を測定用光ファイバから分岐させ、現場補助ユニットが各分岐ラインから分岐される高出力光源の高出力光を検出し、検出した高出力光を電源として用いるので、現場補助ユニット用の電源ケーブルを不要とし、システムの簡素化を図り得る放射線測定システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係る放射線測定システムの構成を示すブロック図、
【図2】同実施例における動作を説明するためのブロック図、
【図3】同実施例における動作を説明するためのタイムチャート、
【図4】同実施例における基準光源の校正を示す断面図、
【図5】本発明の第2の実施例に係る放射線測定システムの構成を示すブロック図、
【図6】本発明の第3の実施例に係る放射線測定システムの構成を示すブロック図、
【図7】本発明の第4の実施例に係る放射線測定システムの構成を示すブロック図、
【図8】本発明の第5の実施例に係る放射線測定システムの構成を示すブロック図、
【図9】同実施例における放射線測定システムの部分構成を示す模式図、
【図10】同実施例における動作を説明するためのフィルタ特性図、
【図11】本発明の第6の実施例に係る放射線測定システムの構成を示すブロック図、
【図12】同実施例における動作を説明するためのブロック図、
【図13】本発明の第7の実施例に係る放射線測定システムの構成を示すブロック図、
【図14】従来の放射線測定システムの構成を示すブロック図、
【図15】従来の放射線測定システムの構成を示すブロック図、
【図16】従来の放射線測定システムの構成を示すブロック図、
【図17】従来の放射線測定システムの構成を示すブロック図。
【符号の説明】
11a,11b…シンチレータ検出器、12a1,12a2,12b1,12b2…測定用光ファイバ、13a,13b…光電変換回路、14…校正用光ファイバ、15…光スイッチ部、16,16a1,16a2,16b1,16b2…遅延回路、17,17a,17b…同時計数回路、18…信号処理回路。
Claims (1)
- 両端部を有し、放射線エネルギに対応して光を生成してこの光を前記両端部から出力し、且つ互いに直列接続された複数のシンチレータ検出器と、
前記各シンチレータ検出器から出力される光を個別に伝送する複数の測定用光ファイバと、
前記各測定用光ファイバにて伝送される光を個別に光電変換して電気信号を生成し、この電気信号を送出する複数の光電変換回路と、
前記各光電変換回路から送出された電気信号を、同一のシンチレータ検出器に関して前記遅延された時間を相殺するように個別に遅延させて送出する複数の遅延回路と、
前記各遅延回路から送出される電気信号を同時に受けたとき、計数出力信号を送出する複数の同時計数回路と、
前記各同時計数回路から送出される計数出力信号に基づいて、前記放射線エネルギの指示信号を出力する信号処理回路とを有し、
前記各シンチレータ検出器を個別に接続可能とし、前記接続されたシンチレータ検出器から出力される光を個別に伝送する複数の校正用光ファイバと、
前記各校正用光ファイバにて伝送される光を個別に遅延させて前記光電変換回路に送出する複数の校正用光ディレイラインと、
前記各シンチレータ検出器の光出力とは発光波長の異なる高出力光を発生する高出力光源と、
前記各シンチレータ検出器のいずれか一方と前記光電変換回路との間に設けられ、前記高出力光源にて発生された高出力光を前記測定用光ファイバに導く光結合器と、
前記高出力光源による高出力光から前記各光電変換回路を遮蔽するように前記各光電変換回路の前段に設けられた複数のフィルタと、
前記各シンチレータ検出器と前記各フィルタとの間に設けられ、前記測定用光ファイバを通過する光を測定用光ファイバから分岐させるための複数の分岐ラインと、
前記各分岐ラインから分岐される前記高出力光源の高出力光を検出し、前記検出した高出力光を電源として用いる現場補助ユニットと
を備えたことを特徴とする放射線測定システム。
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