JP3997698B2

JP3997698B2 - Signal attenuation correction device

Info

Publication number: JP3997698B2
Application number: JP2000214409A
Authority: JP
Inventors: 彰彦土屋
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2000-07-14
Filing date: 2000-07-14
Publication date: 2007-10-24
Anticipated expiration: 2020-07-14
Also published as: JP2002031608A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばβ線、γ等の放射線を用いたセンサーにより物体の特性を測定する装置に用いて好適な信号減衰補正装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般にフィルムシートの製造工程等における品質管理には厚さや坪量の制御が重要な要素であり，これらを制御するためのセンサとしてβ線、γ線に代表される放射線を用いた厚さ計が知られている。
【０００３】
放射線の検出は、電離箱を使用して放射線によってイオン化された空気の電離電流を検出する方法で行われ、被測定物の厚さに応じて透過減衰した放射線量は電離箱で電気信号に変換される。
検出した信号は、ＣＰＵにて厚さや坪量の工業単位に演算される。このような放射線厚さ計は、オンラインで膜の厚さを測定する手段として広く使用されている。
【０００４】
図８は、Ａ方向に進行するシート状物体（以下、単にシートという）１の厚さを測定する一般的構成を示す図である。２は放射線源、３は放射線検出器であり、これらはシート１を挟んで対向して配置されている。放射線源２からの放射線はシート１を透過して放射線検出器３で検出され、その信号は検出部４で信号処理されて、センサからのデータとして制御装置５に入力される。
制御装置５には入力信号と目標値を比較する手段が設けられ、シートの厚さを目標値に合致させる為の制御信号が各種の操作機に出力される。
【０００５】
ところで、一般に放射線源は減衰するものであり、例えばβ線源として使用されるプロメチウム（Ｐｍ）は２．６年で半減する。そして減衰した放射線源を用いるとセンサ精度が低下する。
そのため、従来は図９に示すようにセンサ１０からのアナログ信号を手動ボリウム１１を備えた増幅器１２で増幅し、増幅した信号を例えばデジタルボルトメータやオシロスコープなどの測定機器１３で表示させ、所定の値に出力調整した上で図８に示す制御装置５に出力している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の出力調整は調整のたびにデジタルボルトメータやオシロスコープを用意して手動でボリウムを操作したり、また、その為の配線を行わねばならず、調整に際しては熟練と工数を要するという問題があった。
本発明は、上述の問題点を解決する為になされたもので、スイッチオンにより自動的に減衰補正を行うようにして熟練が不要で工数の削減を図った信号減衰補正装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、請求項１においては、
所定の線量を放射する放射線源を用いて物体の特性を測定する装置において、
ＲＯＭに書き込まれたフローチャートに従って前記放射線源の線量の強さに基づくゲイン値を演算するＣＰＵ、前記ゲイン値を記憶する記憶手段およびゲイン調整のためのＤ／Ａ変換器とを有するＡＧＣで構成され、
前記ＡＧＣは放射線源からの最初の信号に基づいて前記記憶手段に最適ゲイン値を記憶させ、以降の測定に際しては、測定に先立って前記ＣＰＵのＲＯＭに書き込まれたフローチャートに従って前記放射線源の線量の強さに基づくゲイン値を演算し、前記記憶手段に記憶された最適ゲイン値と比較し、そのゲイン値が所定の範囲であれば放射線源の線量の減衰に応じた係数を乗じて電気信号を出力し、所定の範囲を超えた場合は線源交換の警報を出力することを特徴とする。
【０００８】
請求項２においては、請求項１記載の信号減衰補正装置において、
放射線源の放射線量が所定の線量以下に減衰した場合は、線源交換の警報を出力することを特徴とする。
【０００９】
請求項３においては、請求項１記載の信号減衰補正装置において、
放射線源の線量測定は複数回行ってその平均値を出力線量とすることを特徴とする。
【００１０】
請求項４においては、請求項１記載の信号減衰補正装置において、
放射線源を遮るシャッタとこのシャッタの開閉を検出する手段を有し、シャッタが開となって所定時間経過後前記放射線源の線量測定を開始するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態の一例を示すブロック構成図である。なお、図９と同一要素には同一符号を付している。図において、２０はＡＧＣ（Auto Gain Control）部であり、EEPROMを有するＣＰＵ２１とゲイン調整のためのＤ／Ａ変換器２２で構成されている。
【００１２】
センサ１０で検出されたアナログ信号はCPU２１とD／A変換器２２に送られてCPU２１において最適なゲイン値が演算される。その値はデータバスや制御ラインを介してD／A変換器２２に送られる。EEPROMは設定されたゲイン値を記憶しておき、電源や装置自身に停電や不具合が生じたときに保持していたゲインをD／A変換器に再設定する。
【００１３】
ＣＰＵ２１からセンサ１０に対して放射線のシャッタ開閉指令が出力され、センサからはそれに対する応答信号が出力される。AGC部２０にはスイッチ２３が設けられており、このスイッチを押すことによりAGCを開始する。
【００１４】
次にAGCの動作について図２〜図７のフローチャートを用いて説明する。なお、フローチャートの手順はCPU２１内のROMに書き込んでおくものとする。
図２において、電源をＯＮとすると、
ステップ▲１▼において初期化設定を行う（以後、ステップは単に○または（□）という）。
ここでの初期化設定は図３に示す動作を行う（図３参照）。
【００１５】
図３において、▲１▼でD/A変換器２２（図１参照）に設定するDATAがEEPROM内にあるか否かを判断し、YESであれば▲２▼へ行って初期GAIN値（センサのアナログ出力が最大でもレンジオーバーにならないような値）をD/A変換器２２に出力し、▲３▼に行って点灯などにより警報を発して▲５▼に行って初期値設定を終了する。また、▲１▼の段階でNOであれば▲４▼に行ってDATAのGAIN値をD/A変換器２２に出力する。
【００１６】
図２に戻り、▲１▼において図３で示す初期化設定が行われたなら▲２▼に行ってSWがONであるか否かを▲３▼で判断する。NOであれば前段の▲２▼に戻る。YESであれば▲４▼に行ってAGC処理を行う。
【００１７】
図４はAGC処理のフローを示すもので、はじめ▲１▼に行ってアラームLED・線源交換LEDが点灯していれば消灯する。
次に▲２▼に行ってセンサへシャッタの開指令を出し、信号が安定するまでの時間のタイマーをセットする。次に▲３▼に行ってシャッタが開いているか否かを判断しYESであれば▲４▼に行って初期GAIN値をD/A変換器２２に出力する。そして、▲５▼に行ってA/D処理を行って初期設定GAIN値でシャッタが開いているときの出力Vopenの値を測定する。
【００１８】
このA/D処理のフローを図５で説明する。
はじめに▲１▼に行ってA/D変換を行い、▲２▼に行ってA/D変換の回数をカウントする。▲３▼に行ってカウント数が例えば10を越えたらYESとなって▲４▼に行って平均化処理を行う。次に▲５▼に行って平均化後の値を記憶する。
【００１９】
ここで、Ｖopenは初期GAIN値設定でのA/D処理結果であり、Ｖoutは演算したGAIN値設定でのA/D処理結果である。次に▲６▼に行って積算値およびカウント数をクリアして▲７▼に行ってA/D処理を終了する。なお▲３▼においてNOの場合は▲１▼に戻って例えばカウント数が10になるまで▲１▼を繰り返す。
【００２０】
図４に戻り、▲６▼に行ってGAIN演算処理を行う。この演算処理は図６に示すフローにより行う。ここでは▲１▼に行って例えば出力がXVになる設定GAIN値を演算し▲２▼に行って演算を終了する。
再び図４に戻り、図６で演算したゲイン値をD/A変換器に設定する。
【００２１】
次に▲７▼に行ってA/D処理を行って演算したGAIN値でシャッタが開いているときの出力Voutの値を測定する。次に▲８▼に行って演算したGAIN値が妥当であることを確認するため、X±△Vの範囲であることを判断する。YESであれば▲９▼に行って線源交換確認処理を行う。
【００２２】
この線源交換確認処理フローを図７で説明する。
はじめに▲１▼に行って演算したGAIN値が所定の範囲であることを判断する。YESであれば▲３▼に行って線源交換確認処理を終了する。▲１▼においてNOの場合には▲２▼に行って線源交換LEDを点灯し▲３▼に行って線源交換確認処理を終了する。
【００２３】
再び図４に戻り、▲９▼で処理した結果をデータ(10)においてEEPROMに記憶する。次に（11）においてシャッタを閉とする為のシャッタ閉指令を出力し（12）においてシャッタが閉じていればAGC処理を終了する。なお、図4の▲３▼，▲８▼，（12）において判断結果がNOであればアラームLEDを点灯する。
上述の処理を行う本発明の信号減衰補正装置によれば自動的に放射線の減衰補正が可能となり、精度の高い測定が可能となる。
【００２４】
本発明の以上の説明は、説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。本発明はその本質から逸脱せずに多くの変更、変形をなし得ることは当業者に明らかである。
特許請求の範囲の欄の記載により定義される本発明の範囲は、その範囲内の変更、変形を包含するものとする。
【００２５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、
所定の線量を放射する放射線源を用いて物体の特性を測定する装置において、
ＲＯＭに書き込まれたフローチャートに従って前記放射線源の線量の強さに基づくゲイン値を演算するＣＰＵ、前記ゲイン値を記憶する記憶手段およびゲイン調整のためのＤ／Ａ変換器とを有するＡＧＣで構成され、
前記ＡＧＣは放射線源からの最初の信号に基づいて前記記憶手段に最適ゲイン値を記憶させ、以降の測定に際しては、測定に先立って前記ＣＰＵのＲＯＭに書き込まれたフローチャートに従って前記放射線源の線量の強さに基づくゲイン値を演算し、前記記憶手段に記憶された最適ゲイン値と比較し、そのゲイン値が所定の範囲であれば放射線源の線量の減衰に応じた係数を乗じて電気信号を出力し、所定の範囲を超えた場合は線源交換の警報を出力するので自動的に減衰補正を行うことができ熟練が不要で工数の削減を図った信号減衰補正装置を提供することができる。
【００２６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の一例を示すブロック構成図である。
【図２】処理手順の全体を示すフローチャートを示す図である。
【図３】初期化設定のフローチャートを示す図である。
【図４】 AGC処理のフローチャートを示す図である。
【図５】 A/D処理のフローチャートを示す図である。
【図６】演算処理のフローチャートを示す図である。
【図７】熱源交換のフローチャートを示す図である。
【図８】従来例を示す図である。
【図９】従来の放射線減衰測定装置を示す図である。
【符号の説明】
１シート状物体
２放射線源
３放射線検出器
４検出部
５制御装置
１０センサ
１３機器
２０ AGC部
２１ AGCスイッチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a signal attenuation correction apparatus suitable for use in an apparatus for measuring the characteristics of an object using a sensor using radiation such as β rays and γ.
[0002]
[Prior art]
In general, control of thickness and basis weight is an important factor for quality control in film sheet manufacturing processes, etc., and thickness meters using radiation represented by β-rays and γ-rays as sensors to control these. Are known.
[0003]
Radiation is detected by a method that uses an ionization chamber to detect the ionization current of air ionized by radiation, and the radiation dose that is transmitted and attenuated according to the thickness of the object to be measured is converted into an electrical signal by the ionization chamber. Is done.
The detected signal is calculated by CPU for industrial units of thickness and basis weight. Such a radiation thickness meter is widely used as a means for measuring the thickness of a film online.
[0004]
FIG. 8 is a diagram showing a general configuration for measuring the thickness of a sheet-like object (hereinafter simply referred to as a sheet) 1 traveling in the A direction. 2 is a radiation source, 3 is a radiation detector, and these are arranged opposite to each other with the sheet 1 interposed therebetween. The radiation from the radiation source 2 passes through the sheet 1 and is detected by the radiation detector 3, and the signal is processed by the detection unit 4 and input to the control device 5 as data from the sensor.
The control device 5 is provided with means for comparing the input signal with the target value, and a control signal for matching the sheet thickness with the target value is output to various operating devices.
[0005]
By the way, the radiation source is generally attenuated, and for example, promethium (Pm) used as a β-ray source is halved in 2.6 years. And using attenuated radiation sources reduces sensor accuracy.
Therefore, conventionally, as shown in FIG. 9, an analog signal from the sensor 10 is amplified by an amplifier 12 having a manual volume 11, and the amplified signal is displayed on a measuring device 13 such as a digital voltmeter or an oscilloscope, for example. The output is adjusted to the value and output to the control device 5 shown in FIG.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the output adjustment described above requires a digital voltmeter and an oscilloscope to be operated manually every time adjustment is performed, and wiring must be performed manually, and adjustment requires skill and man-hours. was there.
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a signal attenuation correction device that reduces the number of steps without requiring skill by automatically performing attenuation correction by turning on a switch. It is aimed.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides, in claim 1,
In an apparatus that measures the characteristics of an object using a radiation source that emits a predetermined dose,
The AGC includes a CPU that calculates a gain value based on the dose intensity of the radiation source, a storage unit that stores the gain value, and a D / A converter for gain adjustment in accordance with a flowchart written in the ROM. ,
The AGC stores the optimum gain value in the storage means based on the first signal from the radiation source, and in the subsequent measurement, the dose of the radiation source is determined according to the flowchart written in the ROM of the CPU prior to the measurement. A gain value based on the intensity is calculated, compared with the optimum gain value stored in the storage means, and if the gain value is within a predetermined range, the electrical signal is multiplied by a coefficient corresponding to the attenuation of the radiation source dose. It outputs, and when it exceeds a predetermined range, it is characterized by outputting a source exchange warning .
[0008]
In claim 2, in the signal attenuation correction apparatus according to claim 1,
When the radiation dose of the radiation source is attenuated below a predetermined dose, a radiation source replacement alarm is output.
[0009]
In claim 3, in the signal attenuation correction apparatus according to claim 1,
Dosimetry radiation source is characterized in that the output dose the average value by performing a plurality of times.
[0010]
In Claim 4, in the signal attenuation correction apparatus according to Claim 1,
A shutter for blocking the radiation source and means for detecting opening / closing of the shutter are provided, and dose measurement of the radiation source is started after a predetermined time has elapsed since the shutter was opened.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an example of an embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same element as FIG. In the figure, reference numeral 20 denotes an AGC (Auto Gain Control) unit, which comprises a CPU 21 having an EEPROM and a D / A converter 22 for gain adjustment.
[0012]
The analog signal detected by the sensor 10 is sent to the CPU 21 and the D / A converter 22, and the CPU 21 calculates an optimum gain value. The value is sent to the D / A converter 22 via a data bus or a control line. The EEPROM stores the set gain value, and resets the gain that was retained when a power failure or malfunction occurred in the power supply or the device itself to the D / A converter.
[0013]
A radiation shutter opening / closing command is output from the CPU 21 to the sensor 10, and a response signal is output from the sensor. The AGC unit 20 is provided with a switch 23, and AGC is started by pressing this switch.
[0014]
Next, the operation of AGC will be described with reference to the flowcharts of FIGS. It is assumed that the procedure of the flowchart is written in the ROM in the CPU 21.
In FIG. 2, when the power is turned on,
In step {circle around (1)}, initialization is set (hereinafter, steps are simply referred to as “◯” or “□”).
In this initialization setting, the operation shown in FIG. 3 is performed (see FIG. 3).
[0015]
In FIG. 3, in (1), it is determined whether or not the data to be set in the D / A converter 22 (see FIG. 1) is in the EEPROM. If YES, the process goes to (2) and the initial GAIN value (sensor Is output to the D / A converter 22, goes to (3), raises an alarm by lighting, etc., and goes to (5) to finish the initial value setting. . If NO in step (1), go to step (4) to output the GAIN value of DATA to the D / A converter 22.
[0016]
Returning to FIG. 2, if the initialization setting shown in FIG. 3 is performed in (1), the process proceeds to (2) and it is determined in (3) whether the SW is ON. If NO, return to (2) in the previous stage. If YES, go to (4) to perform AGC processing.
[0017]
FIG. 4 shows a flow of the AGC process. If the alarm LED / radiation source replacement LED is lit at the beginning (1), it is turned off.
Next, go to (2) to issue a shutter open command to the sensor, and set a timer for the time until the signal stabilizes. Next, the process goes to (3) to determine whether the shutter is open. If YES, the process goes to (4) to output the initial GAIN value to the D / A converter 22. Then, in step (5), A / D processing is performed, and the value of the output Vopen when the shutter is opened with the initial set GAIN value is measured.
[0018]
The flow of this A / D process will be described with reference to FIG.
First, go to (1) to perform A / D conversion, and go to (2) to count the number of A / D conversions. If it goes to (3) and the count number exceeds 10, for example, it becomes YES and goes to (4) to perform the averaging process. Next, go to (5) to store the averaged value.
[0019]
Here, Vopen is the A / D processing result with the initial GAIN value setting, and Vout is the A / D processing result with the calculated GAIN value setting. Next, go to (6) to clear the integrated value and the number of counts and go to (7) to finish the A / D processing. If NO at (3), the process returns to (1) and repeats (1) until the count number becomes 10, for example.
[0020]
Returning to FIG. 4, the process goes to (6) to perform the GAIN calculation process. This calculation process is performed according to the flow shown in FIG. Here, go to (1) to calculate the set GAIN value at which the output is XV, for example, and go to (2) to finish the calculation.
Returning to FIG. 4 again, the gain value calculated in FIG. 6 is set in the D / A converter.
[0021]
Next, go to (7) and perform A / D processing to measure the value of output Vout when the shutter is opened with the calculated GAIN value. Next, in order to confirm that the GAIN value calculated in (8) is valid, it is determined that it is in the range of X ± ΔV. If YES, go to (9) to check the source replacement.
[0022]
This radiation source replacement confirmation processing flow will be described with reference to FIG.
First, go to (1) to determine that the calculated GAIN value is within a predetermined range. If YES, go to (3) to end the source exchange confirmation process. If NO in (1), go to (2) to turn on the source replacement LED and go to (3) to end the source replacement confirmation process.
[0023]
Returning again to FIG. 4, the result processed in (9) is stored in the EEPROM in the data (10). Next, in (11), a shutter close command for closing the shutter is output, and if the shutter is closed in (12), the AGC process is terminated. If the determination result is NO in (3), (8), (12) of FIG. 4, the alarm LED is turned on.
According to the signal attenuation correction apparatus of the present invention that performs the above-described processing, radiation attenuation correction can be automatically performed, and highly accurate measurement can be performed.
[0024]
The foregoing description of the present invention has only shown certain preferred embodiments for purposes of illustration and illustration. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention can be modified and modified in many ways without departing from the essence thereof.
The scope of the present invention defined by the description in the appended claims is intended to include modifications and variations within the scope.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention,
In an apparatus that measures the characteristics of an object using a radiation source that emits a predetermined dose,
The AGC includes a CPU that calculates a gain value based on the dose intensity of the radiation source, a storage unit that stores the gain value, and a D / A converter for gain adjustment in accordance with a flowchart written in the ROM. ,
The AGC stores the optimum gain value in the storage means based on the first signal from the radiation source, and in the subsequent measurement, the dose of the radiation source is determined according to the flowchart written in the ROM of the CPU prior to the measurement. A gain value based on the intensity is calculated, compared with the optimum gain value stored in the storage means, and if the gain value is within a predetermined range, the electrical signal is multiplied by a coefficient corresponding to the attenuation of the radiation source dose. When the output exceeds a predetermined range, a radiation source replacement warning is output, so that attenuation correction can be automatically performed, and a signal attenuation correction device that reduces the man-hours and does not require skill can be provided. .
[0026]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing an overall processing procedure.
FIG. 3 is a diagram showing a flowchart of initialization setting.
FIG. 4 is a flowchart of AGC processing.
FIG. 5 is a diagram illustrating a flowchart of A / D processing.
FIG. 6 is a diagram illustrating a flowchart of calculation processing.
FIG. 7 is a diagram showing a flowchart of heat source replacement.
FIG. 8 is a diagram showing a conventional example.
FIG. 9 is a view showing a conventional radiation attenuation measuring apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sheet-like object 2 Radiation source 3 Radiation detector 4 Detection part 5 Control apparatus 10 Sensor 13 Equipment 20 AGC part 21 AGC switch

Claims

所定の線量を放射する放射線源を用いて物体の特性を測定する装置において、
ＲＯＭに書き込まれたフローチャートに従って前記放射線源の線量の強さに基づくゲイン値を演算するＣＰＵ、前記ゲイン値を記憶する記憶手段およびゲイン調整のためのＤ／Ａ変換器とを有するＡＧＣで構成され、
前記ＡＧＣは放射線源からの最初の信号に基づいて前記記憶手段に最適ゲイン値を記憶させ、以降の測定に際しては、測定に先立って前記ＣＰＵのＲＯＭに書き込まれたフローチャートに従って前記放射線源の線量の強さに基づくゲイン値を演算し、前記記憶手段に記憶された最適ゲイン値と比較し、そのゲイン値が所定の範囲であれば放射線源の線量の減衰に応じた係数を乗じて電気信号を出力し、所定の範囲を超えた場合は線源交換の警報を出力することを特徴とする信号減衰補正装置。In an apparatus that measures the characteristics of an object using a radiation source that emits a predetermined dose,
The AGC includes a CPU that calculates a gain value based on the dose intensity of the radiation source, a storage unit that stores the gain value, and a D / A converter for gain adjustment in accordance with a flowchart written in the ROM. ,
The AGC stores the optimum gain value in the storage means based on the first signal from the radiation source, and in the subsequent measurement, the dose of the radiation source is determined according to the flowchart written in the ROM of the CPU prior to the measurement. A gain value based on the intensity is calculated, compared with the optimum gain value stored in the storage means, and if the gain value is within a predetermined range, the electrical signal is multiplied by a coefficient corresponding to the attenuation of the radiation source dose. A signal attenuation correction device that outputs and outputs an alarm for replacing the radiation source when a predetermined range is exceeded .

放射線源の線量測定は複数回行ってその平均値を出力線量とすることを特徴とする請求項１記載の信号減衰補正装置。 2. The signal attenuation correction apparatus according to claim 1, wherein the dose measurement of the radiation source is performed a plurality of times, and an average value thereof is set as an output dose.

放射線源を遮るシャッタとこのシャッタの開閉を検出する手段を有し、シャッタが開となって所定時間経過後前記放射線源の線量測定を開始するようにしたことを特徴とする請求項１記載の信号減衰補正装置。 2. The radiation source according to claim 1, further comprising a shutter for blocking the radiation source and a means for detecting opening and closing of the shutter, wherein dose measurement of the radiation source is started after a predetermined time has elapsed since the shutter was opened. Signal attenuation correction device.