JP4795272B2 - 放射線測定装置 - Google Patents
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上記演算手段は、今回の演算周期で得られる上記第1、第2計数手段の各計数値の比較を行い、両者の比較結果が所定の許容範囲を逸脱して上昇した場合には、前回の演算周期で得られた計数率を今回の演算周期の計数率として決定する一方、上記第1、第2計数手段の各計数値の比較結果が所定の許容範囲に復帰した場合には、前回の演算周期で得られた計数率と上記第1の計数手段の今回の演算周期で得られた計数値と上記加減積算手段で得られた前回の積算値とに基づいて計数率を算出し、これをバックアップ計数率として求め、このバックアップ計数率を今回の演算周期で得られた上記加減積算手段の積算値に基づく正規の計数率と比較し、上記正規の計数率が所定の許容範囲に復帰するまでは上記バックアップ計数率を今回の計数率として決定し、上記正規の計数率が所定の許容範囲に復帰した場合には、上記正規の計数率を今回の計数率として決定するものであることを特徴としている。
図1は本発明の実施の形態1における放射線測定装置の構成を示すブロック図である。
n(今回)=eγM(今回)=2 γM(今回)/ln2 (1)
ここに、nは計数率、γ=2−λln2、λは定数である。
ただし、γ=2−λln2
M(今回)=M(前回)+2α×{N3(今回)−n(前回)×ΔT} (3)
ただし、ΔT:測定時間
ここに、g1の期間はノイズ侵入のない初期状態を示し、g2の期間はノイズ侵入時に前回演算周期の計数率を今回演算周期の計数率として固定した状態を示し、g3の期間はノイズ侵入がなくなってバックアップ計数率に移行した状態を示し、g4の期間は正規の計数率に復帰した状態を示す。また、符号h1はノイズ侵入時にアップダウンカウンタ7の積算値Mにより得られる正規の計数率が上昇する過渡状態を示し、h2はノイズ侵入がなくなってアップダウンカウンタ7の積算値Mにより得られる正規の計数率が正常復帰するまでの過渡状態を示し、h0はこの実施の形態1において演算器10から実際に出力される計数率の変化を示す。
図5は本発明の実施の形態2における放射線測定装置の構成を示すブロック図であり、図1に示した実施の形態1と対応する構成部分には同一の符号を付す。
M(今回)=M(前回)+2α×{N6(今回)−n(前回)×ΔT} (4)
演算器10におけるその他の演算処理手順は実施の形態1の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
上記の実施の形態1、2では、演算器10がバックアップ計数率を採用するか否かにかかわらず、標準偏差σを常に一定値に設定して動作させている。これに対して、この実施の形態3では、演算器10がバックアップ計数率を採用している期間は、標準偏差σの値を変更することで、応答速度を速くして誤作動防止のための信号処理を行う際に生じる実質的な欠測時間の短縮化を図るようにしたものである。
n=FB(M)=eγM=2γM/ln2 (5)
σ=1/(2nτ)1/2=(γ/2)1/2 (6)
τ=1/(2nσ2) (7)
γ=2σ2=2−λln2 (8)
α=11−λ (9)
ここに、γは重み付け計数の関係因子、α,λは零または正の整数である。
ここに、曲線a2は標準偏差σ=2.6%における出力応答を、曲線a3は標準偏差σ=5.2%における出力応答をそれぞれ示している。出力は時間経過とともに指数関数で減少し、標準偏差σが大きいほど時定数τの値が小さくなって出力の応答が速いことが分かる。これは前述の(7)式の関係においても示されている。
この演算器10における基本的な演算処理の流れは、図3に示した実施の形態1におけるフロー図と同じであるが、実施の形態1と異なる点は、S12に続いて、バックアップ計数率n(今回)を出力するときには(S13)、標準偏差をσ2(>σ1)に設定し(S14)、ΔT経過後の次の演算周期でS6に戻る。これに対して、正規の計数率n(今回)を出力したときには(S15)、標準偏差をσ1に設定し(S16)、ΔT経過後の次の演算周期でS1に戻る。
ここに、曲線h21,h22はノイズ侵入がなくなってアップダウンカウンタ7を使用して得られる正規の計数率が正常復帰する過渡状態を示しており、曲線h21は上記のτ1(標準偏差σ1)に対応し、曲線h22は上記のτ2(標準偏差σ2)に対応している。
上記の実施の形態1〜3では、ノイズが侵入して波高弁別器2および波形弁別器4でノイズを除去しきれずにアップダウンカウンタの積算値が上昇しても計数率に影響しないように演算処理されるので、結果として外部で生じているノイズ源が放置されることになり、機器の故障を拡大させる原因となる可能性がある。
この演算器10における基本的な演算処理の流れは、図3に示した実施の形態1におけるフロー図と同じであるが、実施の形態1と異なる点は、図3のS1に続いて、N3(今回)とN6(今回)の比が予め設定した許容上限k1を超えたかどうかを判断する(S2)。この時点で許容上限k1を超えている場合は、ノイズ侵入があったものと判断し、計数率n(前回)を計数率n(今回)として出力した後(S5)、警報出力端子12から注意警報を発信する(S17)。そして、ΔT経過後の次の演算周期でS6に移行する。
その他の構成、および作用効果は、実施の形態1の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
この実施の形態5では、例えば図示しない放射線検出器の故障等に起因して信号入力端子1に入力されるべき信号パルスが測定途中で喪失した場合に、故障警報の発信タイミングを速めて故障復旧時間を短縮できるようにしたものである。
この演算器10における基本的な演算処理の流れは、図3に示した実施の形態1におけるフロー図と同じであるが、実施の形態1と異なる点は、図3のS4に続いて、計数率n(今回)が予め設定した第1の許容下限値p1以下かどうかを判断し(S18)、第1の許容下限値p1以下の場合には、信号入力端子1から入力されるべき信号パルスが喪失した可能性が高いものと判断して標準偏差をσ3(>σ1)に設定する(S19)。引き続いて、計数率n(今回)が予め設定した第2の許容下限p2(<p1)以下かどうかを判断し(S20)、第2の許容下限p2以下の場合は、信号パルスの喪失が確実なものと判断して故障警報を発信する(S21)。その後は、ΔT経過後の次の演算周期でS1に戻る。
ここに、曲線h31はパルス喪失により標準偏差がσ1に設定された下で計数率が時定数τ1で低下する応答を示し、また、曲線h32は標準偏差がσ3(>σ1)に設定された下で計数率が時定数τ3(<τ1)で低下するこの実施の形態5における応答を示す。
上記の実施の形態5では、放射線検出器の故障等に起因して信号入力端子1に入力されるべき信号パルスが喪失した場合に、標準偏差σを自動的に切り換えて小さい時定数でアップダウンカウンタ7を動作させて故障警報の発信タイミングを速めている。
この演算器10における基本的な演算処理の流れは、図10に示した実施の形態5におけるフロー図と同じであるが、実施の形態5の場合と異なる点は、図10の場合と同じS4に続いて、今回を含めた直近の演算周期ΔTのm回分の期間(=ΔT・m)にわたって、第2のカウンタ6の計数値N6が“0”となる周期回数が予め設定した所定の基準値u以上かどうかを判断する(S22)。
3 第1のカウンタ(第1の計数手段)、4 波形弁別器(波形弁別手段)、
5 AND回路(論理積手段)、6 第2カウンタ(第2の計数手段)、
7 アップダウンカウンタ(加減算手段)、8 積算制御回路(積算制御手段)、
9 パルス発生器(パルス発生手段)、10 演算器、11 測定値出力端子、
12 警報出力端子、13 メモリ。
Claims (6)
- 放射線検出器から出力されるアナログ信号のパルスを入力してその電圧レベルが正規の極性で予め設定された下限レベルと上限レベルとの許容範囲内にあるパルスのみを弁別して出力する波高弁別手段と、この波高弁別手段から出力されるパルスを一定周期毎に計数して計数値を出力する第1の計数手段と、上記パルスを入力してその逆極性側に対して予め設定された逆極性レベルを超えた場合にはその時点から一定期間に渡って出力せず、かつパルス幅が予め設定された許容範囲を逸脱したものを除去し、正規の極性でかつパルス幅が許容範囲内のパルスのみを弁別して出力する波形弁別手段と、この波形弁別手段から出力されるパルスと上記波高弁別手段から出力されるパルスの論理積条件を満たすパルスを出力する論理積手段と、この論理積手段から出力されるパルスを上記一定周期毎に計数して計数値を出力する第2の計数手段と、上記波高弁別手段から出力されたパルスを加算カウントするとともに、後述のパルス発生手段から出力されるフィードバックパルスを減算カウントして積算値を出力する加減積算手段と、この加減積算手段に入力されるパルスが標準偏差に基づいて重み付けされて計数されるように制御する積算制御手段と、上記加減算手段から出力される積算値に応じた繰り返し周波数をもつ上記フィードバックパルスを上記加減積算手段に出力するパルス発生手段と、一定の演算周期毎に上記第1の計数手段の計数値、上記第2の計数手段の計数値、および上記加減積算手段の積算値をそれぞれ入力し、これらの値に基づいて上記加減積算手段の積算値に対して時定数の一次遅れで応答する計数率を算出する演算手段とを備え、
上記演算手段は、今回の演算周期で得られる上記第1、第2計数手段の各計数値の比較を行い、両者の比較結果が所定の許容範囲を逸脱して上昇した場合には、前回の演算周期で得られた計数率を今回の演算周期の計数率として決定する一方、上記第1、第2計数手段の各計数値の比較結果が所定の許容範囲に復帰した場合には、前回の演算周期で得られた計数率と上記第1の計数手段の今回の演算周期で得られた計数値と上記加減積算手段で得られた前回の積算値とに基づいて計数率を算出し、これをバックアップ計数率として求め、このバックアップ計数率を今回の演算周期で得られた上記加減積算手段の積算値に基づく正規の計数率と比較し、上記正規の計数率が所定の許容範囲に復帰するまでは上記バックアップ計数率を今回の計数率として決定し、上記正規の計数率が所定の許容範囲に復帰した場合には、上記正規の計数率を今回の計数率として決定するものであることを特徴とする放射線測定装置。 - 上記加減算手段は、上記波高弁別手段から出力されたパルスを加算カウントする代わりに、上記論理積手段から出力されたパルスを加算カウントするものであり、かつ、上記演算手段は、今回の演算周期で得られる上記第1、第2計数手段の各計数値の比較を行った結果、その比較結果が所定の許容範囲に復帰している場合には、前回の演算周期で得られた計数率と上記第1の計数手段の今回の演算周期で得られた計数値とに基づいてバックアップ計数率を求める代わりに、前回の演算周期で得られた計数率と上記第2の計数手段の今回の演算周期で得られた計数値と上記加減積算手段で得られた前回の積算値とに基づいて計数率を算出し、これをバックアップ計数率として求めるものであることを特徴とする請求項1記載の放射線測定装置。
- 上記演算手段は、上記バックアップ計数率を今回の演算周期の計数率としている期間において、上記積算制御手段の標準偏差に基づく重み付けを現在の値からそれよりも大きい値に切り換えることで上記加減積算手段の計数を制御し、上記積算値に基づく正規の計数率に復帰するまでの計数率の応答を速くするものである、ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の放射線測定装置。
- 上記演算手段は、上記第1の計数手段の計数値と上記第2の計数手段の計数値の比較を行い、両者の比較結果が計数誤差と統計的変動に基づいて予め設定した値を逸脱した場合にはノイズ進入とみなして警報を出力するものである、ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の放射線測定装置。
- 上記演算手段は、上記積算値に基づく正規の計数率が予め設定された下限値を逸脱して低下した場合には、その逸脱した期間において、上記積算制御手段の標準偏差に基づく重み付けを現在の値からそれよりも大きい値に切り換えることで上記加減積算手段の計数を制御し、上記積算値に基づく計数率の応答を速くするものである、ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の放射線測定装置。
- 上記演算手段は、第1の計数手段または上記第2の計数手段の計数値が、今回を含めて過去に溯った演算周期の所定の周期回数分にわたる期間中に、計数値が零である周期回数が予め設定した所定の回数を超えた場合には、その逸脱した期間において、上記積算制御手段の標準偏差に基づく重み付けを現在の値からそれよりも大きい値に切り換えることで上記加減積算手段の計数を制御し、上記積算値に基づく計数率の応答を速くするものである、ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の放射線測定装置。
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