放射線モニタ
【課題】応答性を犠牲にしないで標準偏差に関係する機器誤差を低減した高精度の検出を行うことができる放射線モニタを提供する。
【解決手段】放射線をデジタルパルスとして定周期で計数して計数値を出力するカウンタ３と、演算器４は、計数率を、今回演算周期から前回演算周期の計数率に演算周期時間を乗じた値を減算して求めた加減差を、前回演算周期の加減差積算値に加算して今回演算周期の加減差積算値とし、当該今回演算周期の加減差積算値の小数点以下を切り捨てた加減差積算自然数を求め、今回演算周期の加減差積算自然数と前回演算周期の加減差積算自然数とを比較し、異なる場合には、今回演算周期および前回演算周期の加減差積算自然数の平均値を求め、当該平均値に標準偏差に基づく重み付け係数を乗じて標準偏差が一定になるように演算して計数率とするか、同一の場合には、前回演算周期の計数率を今回演算周期の計数率とし、警報判定を行う。
【解決手段】放射線をデジタルパルスとして定周期で計数して計数値を出力するカウンタ３と、演算器４は、計数率を、今回演算周期から前回演算周期の計数率に演算周期時間を乗じた値を減算して求めた加減差を、前回演算周期の加減差積算値に加算して今回演算周期の加減差積算値とし、当該今回演算周期の加減差積算値の小数点以下を切り捨てた加減差積算自然数を求め、今回演算周期の加減差積算自然数と前回演算周期の加減差積算自然数とを比較し、異なる場合には、今回演算周期および前回演算周期の加減差積算自然数の平均値を求め、当該平均値に標準偏差に基づく重み付け係数を乗じて標準偏差が一定になるように演算して計数率とするか、同一の場合には、前回演算周期の計数率を今回演算周期の計数率とし、警報判定を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、原子炉施設、使用済燃料再処理施設等の放出管理あるいは放射線管理に用いられる放射線モニタに関し、特に、機器誤差を圧縮するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の原子炉施設、使用済燃料再処理施設等で使用される放射線モニタは、放射線を検出した結果としての信号パルスの繰り返し周波数が１０ｃｐｍ程度から１０７ｃｐｍ程度までの広いレンジをカバーし、レンジ切換なしで要求の精度を確保して測定することが求められている。また、放射線検出器の出力パルスの繰り返し周波数が、バックグラウンドレベルから高警報点を含む高計数率領域へ変化した場合に、計数率の速い応答が求められている。このため、計数率に反比例して時定数が変化すると共に標準偏差が一定になるように、入力パルスの繰り返し周波数に対してそれを測定した結果として得られる計数率が時定数の１次遅れで応答するようにし、入力パルスの繰り返し周波数と計数率に対応したフィードバックパルスの繰り返し周波数がバランスさせて計数率を測定する仕組みが広く導入されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３２６５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の放射線モニタは、上記のようなものにて計数率を測定しているので、入力パルスとフィードバックパルスのそれぞれの繰り返し周波数がバランスしたときに、最大１パルス入力分のゆらぎが発生し、好適な応答性かつ高精度で放射線量を測定する場合に、標準偏差に依存して機器固有の誤差が大きくなるという問題点があった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、応答性を犠牲にすることなく機器誤差を圧縮した放射線モニタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の放射線モニタは、
放射線を検出するとアナログ信号パルスを出力する放射線検出手段と、
上記アナログ信号パルスを入力して許容範囲内にあるとデジタルパルスとして出力する波高弁別手段と、
上記デジタルパルスを入力して定周期で計数して計数値を出力する計数手段と、
上記定周期の計数率を演算し、当該計数率を工学値に変換し、当該工学値について警報判定を行う演算手段とを有し、
上記演算手段は、上記計数率を、
今回演算周期の計数値から前回演算周期の計数率に演算周期時間を乗じた値を減算して求めた加減差を、上記前回演算周期の加減差積算値に加算して今回演算周期の加減差積算値とし、当該今回演算周期の加減差積算値の小数点以下を切り捨てた加減差積算自然数を求め、上記今回演算周期の加減差積算自然数と上記前回演算周期の加減差積算自然数とを比較し、
異なる場合には、上記今回演算周期の加減差積算自然数および上記前回演算周期の加減差積算自然数の平均値を求め、当該平均値に標準偏差に基づく重み付け係数を乗じて標準偏差が一定になるように演算して計数率とするか、
同一の場合には、上記前回演算周期の計数率を上記今回演算周期の計数率とするものである。
【０００７】
また、この発明の放射線モニタは、
放射線を検出してアナログ信号パルスを出力する放射線検出手段と、
上記アナログ信号パルスを入力して許容範囲内にあるとデジタルパルスとして出力する波高弁別手段と、
上記デジタルパルスを加算入力し、パルス発生手段から出力されたフィードバッグパルスを減算入力し、その結果を加減差積算値として出力する加減差積算手段と、
上記加減差積算手段に入力される上記デジタルパルスおよび上記フィードバッグパルスを標準偏差に基づいて重み付けして積算する積算制御手段と、
上記デジタルパルスの繰り返し周波数に対して時定数の一次遅れで応答する繰り返し周波数を上記フィードバックパルスとして上記加減差積算手段に出力するパルス発生手段と、
定周期で計数率を演算し、当該計数率を工学値に変換し、当該工学値について警報判定を行う演算手段とを備え、
上記演算手段は、上記計数率を、
前回演算周期の加減差積算値と今回演算周期の加減差積算値とを比較し、
異なる場合には、上記前回演算周期の加減差積算値および上記今回演算周期の加減差積算値の平均値を求め、当該平均値を標準偏差が一定になるように演算して上記計数率とするか、
同一の場合には、上記前回演算周期の計数率を上記今回演算周期の計数率とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の放射線モニタは、
放射線を検出するとアナログ信号パルスを出力する放射線検出手段と、
上記アナログ信号パルスを入力して許容範囲内にあるとデジタルパルスとして出力する波高弁別手段と、
上記デジタルパルスを入力して定周期で計数して計数値を出力する計数手段と、
上記定周期の計数率を演算し、当該計数率を工学値に変換し、当該工学値について警報判定を行う演算手段とを有し、
上記演算手段は、上記計数率を、
今回演算周期の計数値から前回演算周期の計数率に演算周期時間を乗じた値を減算して求めた加減差を、上記前回演算周期の加減差積算値に加算して今回演算周期の加減差積算値とし、当該今回演算周期の加減差積算値の小数点以下を切り捨てた加減差積算自然数を求め、上記今回演算周期の加減差積算自然数と上記前回演算周期の加減差積算自然数とを比較し、
異なる場合には、上記今回演算周期の加減差積算自然数および上記前回演算周期の加減差積算自然数の平均値を求め、当該平均値に標準偏差に基づく重み付け係数を乗じて標準偏差が一定になるように演算して計数率とするか、
同一の場合には、上記前回演算周期の計数率を上記今回演算周期の計数率とするので、
応答性を犠牲にしないで標準偏差に関係する機器誤差を低減した高精度の検出を行うことができる。
【０００９】
また、この発明の放射線モニタは、
放射線を検出してアナログ信号パルスを出力する放射線検出手段と、
上記アナログ信号パルスを入力して許容範囲内にあるとデジタルパルスとして出力する波高弁別手段と、
上記デジタルパルスを加算入力し、パルス発生手段から出力されたフィードバッグパルスを減算入力し、その結果を加減差積算値として出力する加減差積算手段と、
上記加減差積算手段に入力される上記デジタルパルスおよび上記フィードバッグパルスを標準偏差に基づいて重み付けして積算する積算制御手段と、
上記デジタルパルスの繰り返し周波数に対して時定数の一次遅れで応答する繰り返し周波数を上記フィードバックパルスとして上記加減差積算手段に出力するパルス発生手段と、
定周期で計数率を演算し、当該計数率を工学値に変換し、当該工学値について警報判定を行う演算手段とを備え、
上記演算手段は、上記計数率を、
前回演算周期の加減差積算値と今回演算周期の加減差積算値とを比較し、
異なる場合には、上記前回演算周期の加減差積算値および上記今回演算周期の加減差積算値の平均値を求め、当該平均値を標準偏差が一定になるように演算して上記計数率とするか、
同一の場合には、上記前回演算周期の計数率を上記今回演算周期の計数率とするので、
応答性を犠牲にしないで標準偏差に関係する機器誤差を低減した高精度の検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１の放射線モニタの構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した放射線モニタの演算器の演算処理を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態２の放射線モニタの構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示した放射線モニタの演算器の演算処理を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態３の放射線モニタの構成を示すブロック図である。
【図６】図５に示した放射線モニタの演算器の入出力特性を示す図である。
【図７】図５に示した放射線モニタの演算器の演算処理を示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態４の放射線モニタの構成を示すブロック図である。
【図９】図８に示した放射線モニタのタイミングチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
以下、本願発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明の実施の形態１における放射線モニタの構成を示すブロック図、図２は図１に示した放射線モニタの演算器の演算処理を示すフローチャートである。図１において、放射線を検出するとアナログ信号パルスを出力する放射線検出手段としての放射線検出器１と、放射線検出器１から出力されたアナログ信号パルスを入力し、そのアナログ信号パルスが許容範囲内であるか否かを、例えば、アナログ信号パルスの電圧レベルが設定されたレベル以上である場合、あるいは設定されたレベルの範囲内である場合、入力されたアナログ信号パルスを許容範囲内であるとみなしてデジタルパルスとして出力し、それ以外の設定された条件を逸脱した場合、入力されたアナログ信号パルスをノイズとみなしてデジタルパルスを出力しない波高別手段としての波高弁別器２とを備える。
【００１２】
さらに、波高弁別器２から出力されたデジタルパルスを入力し、定周期で計数して計数値ΔＮを出力する計数手段としてのカウンタ３と、カウンタ３から出力された今回演算周期の計数値ΔＮ（今回）および標準偏差に基づき後述のようにして定周期で計数率を演算し、その計数率を工学値に変換し、その工学値について警報判定を行い、工学値および警報判定結果を出力する演算手段としての演算器４と、演算器４の演算に必要な演算手順、各設定値、データなどを格納するメモリ５と、演算器４から出力された工学値および警報判定結果を表示すると共に、画面から設定値入力および警報リセット等の操作を行うことができる表示器６とにて構成される。尚、工学値は用途により計数率そのもの（計数率＝工学値）である場合、また、工学値を放射線量に変換する定数を乗じたものである場合などがある。ここでは説明の便宜上、工学値＝計数率の場合にて説明する。
【００１３】
次に上記のように構成された実施の形態１の放射線モニタの動作について説明する。
まず、演算器４における標準偏差一定の計数率ｍを求める演算について説明する。前回演算周期の計数率をｍ（前回）、前回演算周期の加減差積算値をＭ（前回）、演算周期毎のカウンタの計数値をΔＮ、計数時間（演算周期時間をさす）をΔＴ、今回演算周期の加減差積算値をＭ（今回）とし、前回演算周期の加減差積算値の小数点以下を切り捨てた自然数をＭ（前回：自然数）、今回演算周期の加減差積算値の小数点以下を切り捨てた自然数をＭ（今回：自然数）、今回演算周期の計数率をｍ（今回）とする。そして、Ｍ（今回）およびｍ（今回）はそれぞれ下記（１）式、（２）式により求めることができる。
Ｍ（今回）＝Ｍ（前回）＋｛ΔＮ（今回）−ｍ（前回）×ΔＴ｝・・・（１）
ｍ（今回）＝ｅｘｐ｛γ１×２α×Ｍ（今回：自然数平均値）｝・・・（２）
【００１４】
上記（２）式で求められた計数率ｍ（今回）は、下記（３）式に示すように標準偏差σ＝一定で制御される。
σ＝１／（２ｍτ）１／２＝一定・・・（３）
また、時定数τは、下記（４）式のように計数率ｍに反比例し、標準偏差の２乗に反比例し、γに反比例する。γは、下記（５）式のように標準偏差の２乗に比例し、例えば、計数の重み付けに係わる定数αを用いて２αで重み付けして計数することにより、上記（２）式から求められる計数率ｍ（今回）は、波高弁別器２の出力パルスの繰り返し周波数の変化に時定数τの一次遅れで追従して応答する。
τ＝１／（２ｍσ２）＝１／（ｍγ）・・・（４）
γ＝２σ２＝２α×２−１１×ｌｎ２＝γ１×２α＝定数・・・（５）
【００１５】
上記（２）式において２αで計数の重み付けすることにより、α＝０の重み付け２０＝１を基準とすると、計数α＝２の重み付け２２＝４で、τは１／４、α＝４の重み付け２４＝１６で、τは１／１６、α＝６の重み付け２６＝６４で、τは１／６４と、計数の重み付けを大きくすることにより応答は順次速くなる。
【００１６】
次に上記のように構成された実施の形態１の放射線モニタの演算器４の演算処理手順について図２に基づいて説明する。まず、α、高警報設定値、低警報設定値、ｍ（前回）、Ｍ（前回）、Ｍ（前回：自然数）、ΔＮ（今回）をメモリ５から入力する（図２のステップＳ１）。次に、上記（１）式によりＭ（今回）を求める（図２のステップＳ２）。次に、Ｍ（今回）の小数点以下を切り捨てたＭ（今回：自然数）を求め（図２のステップＳ３）、Ｍ（今回：自然数）≠Ｍ（前回：自然数）か否かの判定を行う（図２のステップＳ４）。次に、異なる場合（ＹＥＳ）には、Ｍ（今回：自然数平均値）＝｛Ｍ（前回：自然数）＋Ｍ（今回：自然数）｝／２を求める（図２のステップＳ５）。次に、Ｍ（今回：自然数平均値）に基づいて、上記（２）式でｍ（今回）を求める(図２のステップＳ６）。
【００１７】
一方、ステップＳ４で、同一の場合（ＮＯ）ならば、ｍ（前回）をｍ（今回）とし出力する（図２のステップＳ７）。次に、ｍ（今回）≧高警報設定値か否かの判定を行う（図２のステップＳ８）。次に、ＹＥＳならば高警報を出力し（図２のステップＳ９）、例えば表示器６に高警報であることを表示し、今回演算周期を終了してステップＳ１に戻る。一方、ステップＳ８でＮＯならば、ｍ（今回）≦低警報設定値かの判定を行う（図２のステップＳ１０）。次に、ＹＥＳならば低警報を出力し（図２のステップＳ１１）、例えば表示器６に低警報であることを表示し、今回演算周期を終了してステップＳ１に戻る。一方、ステップＳ１０でＮＯならば、今回演算周期を終了してステップＳ１に戻る。
【００１８】
計数率は、測定レンジ下限から測定レンジ上限まで、測定精度からの要求で決まる標準偏差σになるように、σ＝一定で計数率が演算される。低計数率を測定する用途では応答性が優先され、大きな標準偏差に設定される。例えば、標準偏差σが０．１０４と大きい場合の誤差の圧縮について説明する。標準偏差０．１０４に対応して決まる計数の重み付けは２６＝６４であり、上記（２）式においてＭ（今回：自然数平均値）に計数の重み６４が乗ぜられ、さらに定数γ１が乗ぜられたものに基づき計数率ｍ（今回）が求められる。上記（５）式においてγ１は”２−１１×ｌｎ２＝一定”として求めることができ、”３．３８×１０−４”となる。１０．０ｃｐｍのときＭは、”ｌｎ（計数率）／γ＝ｌｎ１０／（３．３８×１０−４）＝６８１２”で、Ｍが計数の重み６４だけ増加すると計数率は”ｅｘｐ（３．３８×１０−４×６８７６）＝１０．２ｃｐｍ”に増加する。
【００１９】
平衡状態においてＭ（今回：自然数）に基づき計数率を求めると１０．０ｃｐｍと１０．２ｃｐｍでゆらぐことになるが、Ｍ（今回：自然数）がＭ（前回：自然数）から変化した場合にＭ（今回：自然数平均値）に基づき計数率を求めることにより計数率は”ｅｘｐ（３．３８×１０−４×６８４４）＝１０．１ｃｐｍ”で安定する。例えば、演算周期を１秒とすると、１０ｃｐｍの等間隔のパルス列では６秒毎に加減差積算値に１パルスが加算され、その６秒間に１パルスが減算され、１パルスの加減算のタイミングを含めた全てのタイミングで計数率は安定する。
【００２０】
上記のように構成された実施の形態１の放射線モニタによれば、演算器は、前回演算周期から今回演算周期で加減差積算値の小数点以下を切り捨てた自然数が変化する場合に、その平均値に基づき計数率を求めるようにしたので、入力の繰り返し周波数が平衡状態にある場合には、全てのタイミングで計数率を安定させることができ、応答性を犠牲にしないで標準偏差に関係する機器誤差を低減して高精度で放射線を測定できる。
【００２１】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、波高弁別器２から出力されたデジタルパルスをカウンタ３が定周期で計数して計数値ΔＮを出力し、演算器４が、カウンタ３から出力された今回演算周期の計数値ΔＮ（今回）および標準偏差に基づき定周期で計数率を演算したが、本実施の形態２においては、図３に示すように、カウンタ３の代わりにアップダウンカウンタ７と、積算制御回路８と、パルス発生器９とを備える。
【００２２】
アップダウンカウンタ７は、波高弁別器２から出力されたデジタルパルスを加算入力端子７１に入力し、パルス発生器９から出力されたフィードバッグパルスを減算入力端子７２に入力し、その結果の加減差積算値を出力する。積算制御回路８は、アップダウンカウンタ７の加算入力および減算入力を標準偏差に基づき重み付けして計数するようにアップダウンカウンタ７を制御する。パルス発生器９は、クロック９１の出力に分周器９２を接続し、分周器９２の出力にレートマルチプライヤ９３を接続し、アップダウンカウンタ７から出力された加減差積算値を入力して分周器９２とレートマルチプライヤ９３とを制御し、レートマルチプライヤ９３の出力パルスの繰り返し周波数に変換してフィードバッグパルスとしてアップダウンカウンタ７の減算入力端子７２に入力する。尚、クロック９１は、演算器４に標準装備されているクロック（図示せず）と共用してもよい。
【００２３】
次に上記のように構成された実施の形態２の放射線モニタの動作について説明する。
まず、演算器４は、アップダウンカウンタ７から出力された今回演算周期の加減差積算値Ｍ（今回）を入力し、図４のフローチャートに示すようにＭ（今回：平均値）を求め、その値に基づき（６）式により計数率を求める。アップダウンカウンタ７の加算入力および減算入力の計数の重みに関しては、上記実施の形態１と同様であるため説明は省略する。
ｍ（今回）＝ｅｘｐ｛γ１×２α×Ｍ（今回：平均値）｝・・・（６）
【００２４】
次に上記のように構成された実施の形態２の放射線モニタの演算器の演算処理手順について図４に基づいて説明する。まず、α、高警報設定値、低警報設定値、ｍ（前回）、Ｍ（前回）、Ｍ（前回：平均値）、Ｍ（今回）をメモリ５から入力する（図４のステップＳ２１）。次に、Ｍ（今回）≠Ｍ（前回）か否かの判定を行う（図４のステップＳ２２）。次に、異なる場合（ＹＥＳ）ならば、Ｍ（今回：平均値）＝｛Ｍ（前回）＋Ｍ（今回）｝／２を求める（図４のステップＳ２３）。次に、Ｍ（今回：平均値）に基づき上記（６）式でｍ（今回）を求める（図４のステップＳ２４）。一方、同一の場合（ＮＯ）ならば、ｍ（前回）をｍ（今回）として出力する（図４のステップＳ２５）。
【００２５】
次に、以下、上記実施の形態１と同様の動作にて、ｍ（今回）≧高警報設定値か否かの判定を行う（図４のステップＳ８）。次に、ＹＥＳならば高警報を出力し（図４のステップＳ９）、例えば表示器６に高警報であることを表示し、今回演算周期を終了してステップＳ２１に戻る。一方、ステップＳ８でＮＯならば、ｍ（今回）≦低警報設定値か否かの判定を行う（図４のステップＳ１０）。次に、ＹＥＳならば低警報を出力し（図４のステップＳ１１）、例えば表示器６に低警報であることを表示し、今回演算周期を終了してステップＳ２１に戻る。一方、ステップＳ１０でＮＯならば、今回演算周期を終了してステップＳ２１に戻る。
【００２６】
例えば、演算周期を１秒とすると、１０ｃｐｍの等間隔のパルス列では６秒毎に加減差積算値に１パルスが加算され、その６秒間に１パルスが減算され、１パルスの加減算のタイミングを含めた全てのタイミングで計数率は安定する。
【００２７】
上記のように構成された実施の形態２の放射線モニタは、演算器が、前回演算周期から今回演算周期で加減差積算値が変化する場合に、その平均値に基づき計数率を求めるようにしたので、入力の繰り返し周波数が平衡状態にある場合には、全てのタイミングで計数率を安定させることができ、応答性を犠牲にしないで標準偏差に関係する機器誤差を低減して高精度で放射線を測定できる。
【００２８】
実施の形態３．
上記実施の形態２では、アップダウンカウンタ７で加減積算値Ｍを出力するようにしたが、本実施の形態３では、図５に示すように、アップダウンカウンタ７を仮数部７３と指数部７４との２つのエリアに分け、仮数部７３の加減差積算値Ｃおよび指数部７４の加減差積算値Ｅをそれぞれ出力する。そして、演算器４は、Ａ＝定数、Ｂ＝定数としたときに図６に示すように指数関数に近似した計数率ｒを下記（７）式で求める。尚、Ｃの計数の重み付けは、上記実施の形態２と同様であるので説明を省略する。
ｒ（今回）＝｛Ａ＋Ｃ（今回：平均値）｝／Ｂ×２Ｅ（今回）・・・（７）
【００２９】
次に上記のように構成された実施の形態３の放射線モニタの演算器の演算処理手順について図７に基づいて説明する。まず、α、高警報設定値、低警報設定値、ｒ（前回）、Ｃ（前回）、Ｃ（前回：平均値）、Ｃ（今回）をメモリ５入力する（図７のステップＳ４１）。次に、Ｃ（今回）≠Ｃ（前回）か否かの判定を行う（図７のステップＳ４２）。
そして、異なる場合（ＹＥＳ）ならば、Ｃ（今回：平均値）＝｛Ｃ（前回）＋Ｃ（今回）｝／２を求める（図７のステップＳ４３）。次に、Ｃ（今回：平均値）に基づき上記（７）式でｒ（今回）を求める（図７のステップＳ４４）。
【００３０】
一方、同一の場合（ＮＯ）ならば、ｒ（前回）をｒ（今回）として出力する（図７のステップＳ４５）。次に、以下、上記各実施の形態と同様の動作にて、ｒ（今回）≧高警報設定値か否かの判定を行う（図７のステップＳ４６）。そして、ＹＥＳならば高警報を出力し（図７のステップＳ９）、例えば表示器６に高警報であることを表示し、今回演算周期を終了してステップＳ４１に戻る。一方、ステップＳ８でＮＯならば、ｒ（今回）≦低警報設定値か否かの判定を行う（図７のステップＳ４８）。一方、ステップＳ８でＮＯならば、ｒ（今回）≦低警報設定値かの判定を行う（図７のステップＳ４８）。次に、ＹＥＳならば低警報を出力し（図７のステップＳ１１）、例えば表示器６に低警報であることを表示し、今回演算周期を終了してステップＳ４１に戻る。一方、ステップＳ４８でＮＯならば、今回演算周期を終了してステップＳ４１に戻る。
【００３１】
上記のように構成された実施の形態３の放射線モニタは、演算器が、前回演算周期から今回演算周期でアップダウンカウンタの仮数部の加減積算値が変化する場合に、その平均値に基づき計数率を求めるようにしたので、入力の繰り返し周波数が平衡状態にある場合には、全てのタイミングで計数率を安定させることができ、応答性を犠牲にしないで標準偏差に関係する機器誤差を低減して高精度で放射線を測定できる。
【００３２】
実施の形態４．
上記実施の形態２では、パルス発生器９についてクロック９１の出力に分周器９２を接続し、分周器９２の出力にレートマルチプライヤ９３を接続し、レートマルチプライヤ９３のフィードバッグパルスをアップダウンカウンタ７の減算入力端子７２に入力するようにしたが、本実施の形態４では、図８に示すように、パルス発生器９０は、クロック９１の出力にレートマルチプライヤ９３０を接続し、レートマルチプライヤ９３０の出力に分周器９２０を接続し、分周器９２０のフィードバッグパルスをアップダウンカウンタ７の減算入力端子７２に入力する。
【００３３】
このように制御したので、図９に示すように、ある一定時間において定められた数の出力パルスを、まずレートマルチプライヤ９３０がランダムに抜き出す。次に、この抜き出したパルスを分周器９２０に適用してフィードバッグパルスを得る。このフィードバッグパルスはクロック信号数周期分の誤差はあるものの、繰り返し周波数が高い場合には演算周期中のパルス数に対して無視できる程度の割合であり、繰り返し周波数が低い場合にはパルス間隔を一定に整えることができる。尚、パルス発生器９０以外の動作は、上記実施の形態２と同様に行うことができる。
【００３４】
上記のように構成された実施の形態４の放射線モニタによれば、上記実施の形態２と同様の効果を奏するのはもちろんのこと、低計数率領域で精度が要求される、例えば、ＰＷＲプラントの高感度型主蒸気管モニタのバックグラウンド４〜１０ｃｐｍにおいて、減算入力のフィードバッグパルスの間隔を等しくできるために、入力の繰り返し周波数が平衡状態にある場合には、アップダウンカウンタの加算入力と減算入力との交互性が保たれるため、全てのタイミングで計数率を安定させることができ、応答性を犠牲にしないで標準偏差に関係する機器誤差を低減して高精度で放射線を測定できる。
【００３５】
尚、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態において適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１ 放射線検出器、２ 波高弁別器、３ カウンタ、４ 演算器、５ メモリ、
６ 表示器、７ アップダウンカウンタ、８ 積算制御回路、９ パルス発生器、
７１ 加算入力端子、７２ 減算入力端子、７３ 仮数部、７４ 指数部、
９１ クロック、９２，９２０ 分周器、９３，９３０ レートマルチプライヤ。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、原子炉施設、使用済燃料再処理施設等の放出管理あるいは放射線管理に用いられる放射線モニタに関し、特に、機器誤差を圧縮するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の原子炉施設、使用済燃料再処理施設等で使用される放射線モニタは、放射線を検出した結果としての信号パルスの繰り返し周波数が１０ｃｐｍ程度から１０７ｃｐｍ程度までの広いレンジをカバーし、レンジ切換なしで要求の精度を確保して測定することが求められている。また、放射線検出器の出力パルスの繰り返し周波数が、バックグラウンドレベルから高警報点を含む高計数率領域へ変化した場合に、計数率の速い応答が求められている。このため、計数率に反比例して時定数が変化すると共に標準偏差が一定になるように、入力パルスの繰り返し周波数に対してそれを測定した結果として得られる計数率が時定数の１次遅れで応答するようにし、入力パルスの繰り返し周波数と計数率に対応したフィードバックパルスの繰り返し周波数がバランスさせて計数率を測定する仕組みが広く導入されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３２６５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の放射線モニタは、上記のようなものにて計数率を測定しているので、入力パルスとフィードバックパルスのそれぞれの繰り返し周波数がバランスしたときに、最大１パルス入力分のゆらぎが発生し、好適な応答性かつ高精度で放射線量を測定する場合に、標準偏差に依存して機器固有の誤差が大きくなるという問題点があった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、応答性を犠牲にすることなく機器誤差を圧縮した放射線モニタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の放射線モニタは、
放射線を検出するとアナログ信号パルスを出力する放射線検出手段と、
上記アナログ信号パルスを入力して許容範囲内にあるとデジタルパルスとして出力する波高弁別手段と、
上記デジタルパルスを入力して定周期で計数して計数値を出力する計数手段と、
上記定周期の計数率を演算し、当該計数率を工学値に変換し、当該工学値について警報判定を行う演算手段とを有し、
上記演算手段は、上記計数率を、
今回演算周期の計数値から前回演算周期の計数率に演算周期時間を乗じた値を減算して求めた加減差を、上記前回演算周期の加減差積算値に加算して今回演算周期の加減差積算値とし、当該今回演算周期の加減差積算値の小数点以下を切り捨てた加減差積算自然数を求め、上記今回演算周期の加減差積算自然数と上記前回演算周期の加減差積算自然数とを比較し、
異なる場合には、上記今回演算周期の加減差積算自然数および上記前回演算周期の加減差積算自然数の平均値を求め、当該平均値に標準偏差に基づく重み付け係数を乗じて標準偏差が一定になるように演算して計数率とするか、
同一の場合には、上記前回演算周期の計数率を上記今回演算周期の計数率とするものである。
【０００７】
また、この発明の放射線モニタは、
放射線を検出してアナログ信号パルスを出力する放射線検出手段と、
上記アナログ信号パルスを入力して許容範囲内にあるとデジタルパルスとして出力する波高弁別手段と、
上記デジタルパルスを加算入力し、パルス発生手段から出力されたフィードバッグパルスを減算入力し、その結果を加減差積算値として出力する加減差積算手段と、
上記加減差積算手段に入力される上記デジタルパルスおよび上記フィードバッグパルスを標準偏差に基づいて重み付けして積算する積算制御手段と、
上記デジタルパルスの繰り返し周波数に対して時定数の一次遅れで応答する繰り返し周波数を上記フィードバックパルスとして上記加減差積算手段に出力するパルス発生手段と、
定周期で計数率を演算し、当該計数率を工学値に変換し、当該工学値について警報判定を行う演算手段とを備え、
上記演算手段は、上記計数率を、
前回演算周期の加減差積算値と今回演算周期の加減差積算値とを比較し、
異なる場合には、上記前回演算周期の加減差積算値および上記今回演算周期の加減差積算値の平均値を求め、当該平均値を標準偏差が一定になるように演算して上記計数率とするか、
同一の場合には、上記前回演算周期の計数率を上記今回演算周期の計数率とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の放射線モニタは、
放射線を検出するとアナログ信号パルスを出力する放射線検出手段と、
上記アナログ信号パルスを入力して許容範囲内にあるとデジタルパルスとして出力する波高弁別手段と、
上記デジタルパルスを入力して定周期で計数して計数値を出力する計数手段と、
上記定周期の計数率を演算し、当該計数率を工学値に変換し、当該工学値について警報判定を行う演算手段とを有し、
上記演算手段は、上記計数率を、
今回演算周期の計数値から前回演算周期の計数率に演算周期時間を乗じた値を減算して求めた加減差を、上記前回演算周期の加減差積算値に加算して今回演算周期の加減差積算値とし、当該今回演算周期の加減差積算値の小数点以下を切り捨てた加減差積算自然数を求め、上記今回演算周期の加減差積算自然数と上記前回演算周期の加減差積算自然数とを比較し、
異なる場合には、上記今回演算周期の加減差積算自然数および上記前回演算周期の加減差積算自然数の平均値を求め、当該平均値に標準偏差に基づく重み付け係数を乗じて標準偏差が一定になるように演算して計数率とするか、
同一の場合には、上記前回演算周期の計数率を上記今回演算周期の計数率とするので、
応答性を犠牲にしないで標準偏差に関係する機器誤差を低減した高精度の検出を行うことができる。
【０００９】
また、この発明の放射線モニタは、
放射線を検出してアナログ信号パルスを出力する放射線検出手段と、
上記アナログ信号パルスを入力して許容範囲内にあるとデジタルパルスとして出力する波高弁別手段と、
上記デジタルパルスを加算入力し、パルス発生手段から出力されたフィードバッグパルスを減算入力し、その結果を加減差積算値として出力する加減差積算手段と、
上記加減差積算手段に入力される上記デジタルパルスおよび上記フィードバッグパルスを標準偏差に基づいて重み付けして積算する積算制御手段と、
上記デジタルパルスの繰り返し周波数に対して時定数の一次遅れで応答する繰り返し周波数を上記フィードバックパルスとして上記加減差積算手段に出力するパルス発生手段と、
定周期で計数率を演算し、当該計数率を工学値に変換し、当該工学値について警報判定を行う演算手段とを備え、
上記演算手段は、上記計数率を、
前回演算周期の加減差積算値と今回演算周期の加減差積算値とを比較し、
異なる場合には、上記前回演算周期の加減差積算値および上記今回演算周期の加減差積算値の平均値を求め、当該平均値を標準偏差が一定になるように演算して上記計数率とするか、
同一の場合には、上記前回演算周期の計数率を上記今回演算周期の計数率とするので、
応答性を犠牲にしないで標準偏差に関係する機器誤差を低減した高精度の検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１の放射線モニタの構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した放射線モニタの演算器の演算処理を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態２の放射線モニタの構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示した放射線モニタの演算器の演算処理を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態３の放射線モニタの構成を示すブロック図である。
【図６】図５に示した放射線モニタの演算器の入出力特性を示す図である。
【図７】図５に示した放射線モニタの演算器の演算処理を示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態４の放射線モニタの構成を示すブロック図である。
【図９】図８に示した放射線モニタのタイミングチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
以下、本願発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明の実施の形態１における放射線モニタの構成を示すブロック図、図２は図１に示した放射線モニタの演算器の演算処理を示すフローチャートである。図１において、放射線を検出するとアナログ信号パルスを出力する放射線検出手段としての放射線検出器１と、放射線検出器１から出力されたアナログ信号パルスを入力し、そのアナログ信号パルスが許容範囲内であるか否かを、例えば、アナログ信号パルスの電圧レベルが設定されたレベル以上である場合、あるいは設定されたレベルの範囲内である場合、入力されたアナログ信号パルスを許容範囲内であるとみなしてデジタルパルスとして出力し、それ以外の設定された条件を逸脱した場合、入力されたアナログ信号パルスをノイズとみなしてデジタルパルスを出力しない波高別手段としての波高弁別器２とを備える。
【００１２】
さらに、波高弁別器２から出力されたデジタルパルスを入力し、定周期で計数して計数値ΔＮを出力する計数手段としてのカウンタ３と、カウンタ３から出力された今回演算周期の計数値ΔＮ（今回）および標準偏差に基づき後述のようにして定周期で計数率を演算し、その計数率を工学値に変換し、その工学値について警報判定を行い、工学値および警報判定結果を出力する演算手段としての演算器４と、演算器４の演算に必要な演算手順、各設定値、データなどを格納するメモリ５と、演算器４から出力された工学値および警報判定結果を表示すると共に、画面から設定値入力および警報リセット等の操作を行うことができる表示器６とにて構成される。尚、工学値は用途により計数率そのもの（計数率＝工学値）である場合、また、工学値を放射線量に変換する定数を乗じたものである場合などがある。ここでは説明の便宜上、工学値＝計数率の場合にて説明する。
【００１３】
次に上記のように構成された実施の形態１の放射線モニタの動作について説明する。
まず、演算器４における標準偏差一定の計数率ｍを求める演算について説明する。前回演算周期の計数率をｍ（前回）、前回演算周期の加減差積算値をＭ（前回）、演算周期毎のカウンタの計数値をΔＮ、計数時間（演算周期時間をさす）をΔＴ、今回演算周期の加減差積算値をＭ（今回）とし、前回演算周期の加減差積算値の小数点以下を切り捨てた自然数をＭ（前回：自然数）、今回演算周期の加減差積算値の小数点以下を切り捨てた自然数をＭ（今回：自然数）、今回演算周期の計数率をｍ（今回）とする。そして、Ｍ（今回）およびｍ（今回）はそれぞれ下記（１）式、（２）式により求めることができる。
Ｍ（今回）＝Ｍ（前回）＋｛ΔＮ（今回）−ｍ（前回）×ΔＴ｝・・・（１）
ｍ（今回）＝ｅｘｐ｛γ１×２α×Ｍ（今回：自然数平均値）｝・・・（２）
【００１４】
上記（２）式で求められた計数率ｍ（今回）は、下記（３）式に示すように標準偏差σ＝一定で制御される。
σ＝１／（２ｍτ）１／２＝一定・・・（３）
また、時定数τは、下記（４）式のように計数率ｍに反比例し、標準偏差の２乗に反比例し、γに反比例する。γは、下記（５）式のように標準偏差の２乗に比例し、例えば、計数の重み付けに係わる定数αを用いて２αで重み付けして計数することにより、上記（２）式から求められる計数率ｍ（今回）は、波高弁別器２の出力パルスの繰り返し周波数の変化に時定数τの一次遅れで追従して応答する。
τ＝１／（２ｍσ２）＝１／（ｍγ）・・・（４）
γ＝２σ２＝２α×２−１１×ｌｎ２＝γ１×２α＝定数・・・（５）
【００１５】
上記（２）式において２αで計数の重み付けすることにより、α＝０の重み付け２０＝１を基準とすると、計数α＝２の重み付け２２＝４で、τは１／４、α＝４の重み付け２４＝１６で、τは１／１６、α＝６の重み付け２６＝６４で、τは１／６４と、計数の重み付けを大きくすることにより応答は順次速くなる。
【００１６】
次に上記のように構成された実施の形態１の放射線モニタの演算器４の演算処理手順について図２に基づいて説明する。まず、α、高警報設定値、低警報設定値、ｍ（前回）、Ｍ（前回）、Ｍ（前回：自然数）、ΔＮ（今回）をメモリ５から入力する（図２のステップＳ１）。次に、上記（１）式によりＭ（今回）を求める（図２のステップＳ２）。次に、Ｍ（今回）の小数点以下を切り捨てたＭ（今回：自然数）を求め（図２のステップＳ３）、Ｍ（今回：自然数）≠Ｍ（前回：自然数）か否かの判定を行う（図２のステップＳ４）。次に、異なる場合（ＹＥＳ）には、Ｍ（今回：自然数平均値）＝｛Ｍ（前回：自然数）＋Ｍ（今回：自然数）｝／２を求める（図２のステップＳ５）。次に、Ｍ（今回：自然数平均値）に基づいて、上記（２）式でｍ（今回）を求める(図２のステップＳ６）。
【００１７】
一方、ステップＳ４で、同一の場合（ＮＯ）ならば、ｍ（前回）をｍ（今回）とし出力する（図２のステップＳ７）。次に、ｍ（今回）≧高警報設定値か否かの判定を行う（図２のステップＳ８）。次に、ＹＥＳならば高警報を出力し（図２のステップＳ９）、例えば表示器６に高警報であることを表示し、今回演算周期を終了してステップＳ１に戻る。一方、ステップＳ８でＮＯならば、ｍ（今回）≦低警報設定値かの判定を行う（図２のステップＳ１０）。次に、ＹＥＳならば低警報を出力し（図２のステップＳ１１）、例えば表示器６に低警報であることを表示し、今回演算周期を終了してステップＳ１に戻る。一方、ステップＳ１０でＮＯならば、今回演算周期を終了してステップＳ１に戻る。
【００１８】
計数率は、測定レンジ下限から測定レンジ上限まで、測定精度からの要求で決まる標準偏差σになるように、σ＝一定で計数率が演算される。低計数率を測定する用途では応答性が優先され、大きな標準偏差に設定される。例えば、標準偏差σが０．１０４と大きい場合の誤差の圧縮について説明する。標準偏差０．１０４に対応して決まる計数の重み付けは２６＝６４であり、上記（２）式においてＭ（今回：自然数平均値）に計数の重み６４が乗ぜられ、さらに定数γ１が乗ぜられたものに基づき計数率ｍ（今回）が求められる。上記（５）式においてγ１は”２−１１×ｌｎ２＝一定”として求めることができ、”３．３８×１０−４”となる。１０．０ｃｐｍのときＭは、”ｌｎ（計数率）／γ＝ｌｎ１０／（３．３８×１０−４）＝６８１２”で、Ｍが計数の重み６４だけ増加すると計数率は”ｅｘｐ（３．３８×１０−４×６８７６）＝１０．２ｃｐｍ”に増加する。
【００１９】
平衡状態においてＭ（今回：自然数）に基づき計数率を求めると１０．０ｃｐｍと１０．２ｃｐｍでゆらぐことになるが、Ｍ（今回：自然数）がＭ（前回：自然数）から変化した場合にＭ（今回：自然数平均値）に基づき計数率を求めることにより計数率は”ｅｘｐ（３．３８×１０−４×６８４４）＝１０．１ｃｐｍ”で安定する。例えば、演算周期を１秒とすると、１０ｃｐｍの等間隔のパルス列では６秒毎に加減差積算値に１パルスが加算され、その６秒間に１パルスが減算され、１パルスの加減算のタイミングを含めた全てのタイミングで計数率は安定する。
【００２０】
上記のように構成された実施の形態１の放射線モニタによれば、演算器は、前回演算周期から今回演算周期で加減差積算値の小数点以下を切り捨てた自然数が変化する場合に、その平均値に基づき計数率を求めるようにしたので、入力の繰り返し周波数が平衡状態にある場合には、全てのタイミングで計数率を安定させることができ、応答性を犠牲にしないで標準偏差に関係する機器誤差を低減して高精度で放射線を測定できる。
【００２１】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、波高弁別器２から出力されたデジタルパルスをカウンタ３が定周期で計数して計数値ΔＮを出力し、演算器４が、カウンタ３から出力された今回演算周期の計数値ΔＮ（今回）および標準偏差に基づき定周期で計数率を演算したが、本実施の形態２においては、図３に示すように、カウンタ３の代わりにアップダウンカウンタ７と、積算制御回路８と、パルス発生器９とを備える。
【００２２】
アップダウンカウンタ７は、波高弁別器２から出力されたデジタルパルスを加算入力端子７１に入力し、パルス発生器９から出力されたフィードバッグパルスを減算入力端子７２に入力し、その結果の加減差積算値を出力する。積算制御回路８は、アップダウンカウンタ７の加算入力および減算入力を標準偏差に基づき重み付けして計数するようにアップダウンカウンタ７を制御する。パルス発生器９は、クロック９１の出力に分周器９２を接続し、分周器９２の出力にレートマルチプライヤ９３を接続し、アップダウンカウンタ７から出力された加減差積算値を入力して分周器９２とレートマルチプライヤ９３とを制御し、レートマルチプライヤ９３の出力パルスの繰り返し周波数に変換してフィードバッグパルスとしてアップダウンカウンタ７の減算入力端子７２に入力する。尚、クロック９１は、演算器４に標準装備されているクロック（図示せず）と共用してもよい。
【００２３】
次に上記のように構成された実施の形態２の放射線モニタの動作について説明する。
まず、演算器４は、アップダウンカウンタ７から出力された今回演算周期の加減差積算値Ｍ（今回）を入力し、図４のフローチャートに示すようにＭ（今回：平均値）を求め、その値に基づき（６）式により計数率を求める。アップダウンカウンタ７の加算入力および減算入力の計数の重みに関しては、上記実施の形態１と同様であるため説明は省略する。
ｍ（今回）＝ｅｘｐ｛γ１×２α×Ｍ（今回：平均値）｝・・・（６）
【００２４】
次に上記のように構成された実施の形態２の放射線モニタの演算器の演算処理手順について図４に基づいて説明する。まず、α、高警報設定値、低警報設定値、ｍ（前回）、Ｍ（前回）、Ｍ（前回：平均値）、Ｍ（今回）をメモリ５から入力する（図４のステップＳ２１）。次に、Ｍ（今回）≠Ｍ（前回）か否かの判定を行う（図４のステップＳ２２）。次に、異なる場合（ＹＥＳ）ならば、Ｍ（今回：平均値）＝｛Ｍ（前回）＋Ｍ（今回）｝／２を求める（図４のステップＳ２３）。次に、Ｍ（今回：平均値）に基づき上記（６）式でｍ（今回）を求める（図４のステップＳ２４）。一方、同一の場合（ＮＯ）ならば、ｍ（前回）をｍ（今回）として出力する（図４のステップＳ２５）。
【００２５】
次に、以下、上記実施の形態１と同様の動作にて、ｍ（今回）≧高警報設定値か否かの判定を行う（図４のステップＳ８）。次に、ＹＥＳならば高警報を出力し（図４のステップＳ９）、例えば表示器６に高警報であることを表示し、今回演算周期を終了してステップＳ２１に戻る。一方、ステップＳ８でＮＯならば、ｍ（今回）≦低警報設定値か否かの判定を行う（図４のステップＳ１０）。次に、ＹＥＳならば低警報を出力し（図４のステップＳ１１）、例えば表示器６に低警報であることを表示し、今回演算周期を終了してステップＳ２１に戻る。一方、ステップＳ１０でＮＯならば、今回演算周期を終了してステップＳ２１に戻る。
【００２６】
例えば、演算周期を１秒とすると、１０ｃｐｍの等間隔のパルス列では６秒毎に加減差積算値に１パルスが加算され、その６秒間に１パルスが減算され、１パルスの加減算のタイミングを含めた全てのタイミングで計数率は安定する。
【００２７】
上記のように構成された実施の形態２の放射線モニタは、演算器が、前回演算周期から今回演算周期で加減差積算値が変化する場合に、その平均値に基づき計数率を求めるようにしたので、入力の繰り返し周波数が平衡状態にある場合には、全てのタイミングで計数率を安定させることができ、応答性を犠牲にしないで標準偏差に関係する機器誤差を低減して高精度で放射線を測定できる。
【００２８】
実施の形態３．
上記実施の形態２では、アップダウンカウンタ７で加減積算値Ｍを出力するようにしたが、本実施の形態３では、図５に示すように、アップダウンカウンタ７を仮数部７３と指数部７４との２つのエリアに分け、仮数部７３の加減差積算値Ｃおよび指数部７４の加減差積算値Ｅをそれぞれ出力する。そして、演算器４は、Ａ＝定数、Ｂ＝定数としたときに図６に示すように指数関数に近似した計数率ｒを下記（７）式で求める。尚、Ｃの計数の重み付けは、上記実施の形態２と同様であるので説明を省略する。
ｒ（今回）＝｛Ａ＋Ｃ（今回：平均値）｝／Ｂ×２Ｅ（今回）・・・（７）
【００２９】
次に上記のように構成された実施の形態３の放射線モニタの演算器の演算処理手順について図７に基づいて説明する。まず、α、高警報設定値、低警報設定値、ｒ（前回）、Ｃ（前回）、Ｃ（前回：平均値）、Ｃ（今回）をメモリ５入力する（図７のステップＳ４１）。次に、Ｃ（今回）≠Ｃ（前回）か否かの判定を行う（図７のステップＳ４２）。
そして、異なる場合（ＹＥＳ）ならば、Ｃ（今回：平均値）＝｛Ｃ（前回）＋Ｃ（今回）｝／２を求める（図７のステップＳ４３）。次に、Ｃ（今回：平均値）に基づき上記（７）式でｒ（今回）を求める（図７のステップＳ４４）。
【００３０】
一方、同一の場合（ＮＯ）ならば、ｒ（前回）をｒ（今回）として出力する（図７のステップＳ４５）。次に、以下、上記各実施の形態と同様の動作にて、ｒ（今回）≧高警報設定値か否かの判定を行う（図７のステップＳ４６）。そして、ＹＥＳならば高警報を出力し（図７のステップＳ９）、例えば表示器６に高警報であることを表示し、今回演算周期を終了してステップＳ４１に戻る。一方、ステップＳ８でＮＯならば、ｒ（今回）≦低警報設定値か否かの判定を行う（図７のステップＳ４８）。一方、ステップＳ８でＮＯならば、ｒ（今回）≦低警報設定値かの判定を行う（図７のステップＳ４８）。次に、ＹＥＳならば低警報を出力し（図７のステップＳ１１）、例えば表示器６に低警報であることを表示し、今回演算周期を終了してステップＳ４１に戻る。一方、ステップＳ４８でＮＯならば、今回演算周期を終了してステップＳ４１に戻る。
【００３１】
上記のように構成された実施の形態３の放射線モニタは、演算器が、前回演算周期から今回演算周期でアップダウンカウンタの仮数部の加減積算値が変化する場合に、その平均値に基づき計数率を求めるようにしたので、入力の繰り返し周波数が平衡状態にある場合には、全てのタイミングで計数率を安定させることができ、応答性を犠牲にしないで標準偏差に関係する機器誤差を低減して高精度で放射線を測定できる。
【００３２】
実施の形態４．
上記実施の形態２では、パルス発生器９についてクロック９１の出力に分周器９２を接続し、分周器９２の出力にレートマルチプライヤ９３を接続し、レートマルチプライヤ９３のフィードバッグパルスをアップダウンカウンタ７の減算入力端子７２に入力するようにしたが、本実施の形態４では、図８に示すように、パルス発生器９０は、クロック９１の出力にレートマルチプライヤ９３０を接続し、レートマルチプライヤ９３０の出力に分周器９２０を接続し、分周器９２０のフィードバッグパルスをアップダウンカウンタ７の減算入力端子７２に入力する。
【００３３】
このように制御したので、図９に示すように、ある一定時間において定められた数の出力パルスを、まずレートマルチプライヤ９３０がランダムに抜き出す。次に、この抜き出したパルスを分周器９２０に適用してフィードバッグパルスを得る。このフィードバッグパルスはクロック信号数周期分の誤差はあるものの、繰り返し周波数が高い場合には演算周期中のパルス数に対して無視できる程度の割合であり、繰り返し周波数が低い場合にはパルス間隔を一定に整えることができる。尚、パルス発生器９０以外の動作は、上記実施の形態２と同様に行うことができる。
【００３４】
上記のように構成された実施の形態４の放射線モニタによれば、上記実施の形態２と同様の効果を奏するのはもちろんのこと、低計数率領域で精度が要求される、例えば、ＰＷＲプラントの高感度型主蒸気管モニタのバックグラウンド４〜１０ｃｐｍにおいて、減算入力のフィードバッグパルスの間隔を等しくできるために、入力の繰り返し周波数が平衡状態にある場合には、アップダウンカウンタの加算入力と減算入力との交互性が保たれるため、全てのタイミングで計数率を安定させることができ、応答性を犠牲にしないで標準偏差に関係する機器誤差を低減して高精度で放射線を測定できる。
【００３５】
尚、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態において適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１ 放射線検出器、２ 波高弁別器、３ カウンタ、４ 演算器、５ メモリ、
６ 表示器、７ アップダウンカウンタ、８ 積算制御回路、９ パルス発生器、
７１ 加算入力端子、７２ 減算入力端子、７３ 仮数部、７４ 指数部、
９１ クロック、９２，９２０ 分周器、９３，９３０ レートマルチプライヤ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を検出するとアナログ信号パルスを出力する放射線検出手段と、
上記アナログ信号パルスを入力して許容範囲内にあるとデジタルパルスとして出力する波高弁別手段と、
上記デジタルパルスを入力して定周期で計数して計数値を出力する計数手段と、
上記定周期の計数率を演算し、当該計数率を工学値に変換し、当該工学値について警報判定を行う演算手段とを有し、
上記演算手段は、上記計数率を、
今回演算周期の計数値から前回演算周期の計数率に演算周期時間を乗じた値を減算して求めた加減差を、上記前回演算周期の加減差積算値に加算して今回演算周期の加減差積算値とし、当該今回演算周期の加減差積算値の小数点以下を切り捨てた加減差積算自然数を求め、上記今回演算周期の加減差積算自然数と上記前回演算周期の加減差積算自然数とを比較し、
異なる場合には、上記今回演算周期の加減差積算自然数および上記前回演算周期の加減差積算自然数の平均値を求め、当該平均値に標準偏差に基づく重み付け係数を乗じて標準偏差が一定になるように演算して計数率とするか、
同一の場合には、上記前回演算周期の計数率を上記今回演算周期の計数率とすることを特徴とする放射線モニタ。
【請求項２】
放射線を検出してアナログ信号パルスを出力する放射線検出手段と、
上記アナログ信号パルスを入力して許容範囲内にあるとデジタルパルスとして出力する波高弁別手段と、
上記デジタルパルスを加算入力し、パルス発生手段から出力されたフィードバッグパルスを減算入力し、その結果を加減差積算値として出力する加減差積算手段と、
上記加減差積算手段に入力される上記デジタルパルスおよび上記フィードバッグパルスを標準偏差に基づいて重み付けして積算する積算制御手段と、
上記デジタルパルスの繰り返し周波数に対して時定数の一次遅れで応答する繰り返し周波数を上記フィードバックパルスとして上記加減差積算手段に出力するパルス発生手段と、
定周期で計数率を演算し、当該計数率を工学値に変換し、当該工学値について警報判定を行う演算手段とを備え、
上記演算手段は、上記計数率を、
前回演算周期の加減差積算値と今回演算周期の加減差積算値とを比較し、
異なる場合には、上記前回演算周期の加減差積算値および上記今回演算周期の加減差積算値の平均値を求め、当該平均値を標準偏差が一定になるように演算して上記計数率とするか、
同一の場合には、上記前回演算周期の計数率を上記今回演算周期の計数率とすることを特徴とする放射線モニタ。
【請求項３】
上記加減差積算手段は、アップダウンカウンタにて構成されたことを特徴とする請求項２記載の放射線モニタ。
【請求項４】
上記アップダウンカウンタは、仮数部と指数部とにて構成されたことを特徴とする請求項３記載の放射線モニタ。
【請求項５】
上記パルス発生手段は、クロックの出力にレートマルチプライヤを接続し、
上記レートマルチプライヤの出力に分周器を接続して構成され、
上記分周器から出力されるパルスを上記フィードバッグパルスとすることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の放射線モニタ。
【請求項６】
上記波高弁別手段は、入力した上記アナログ信号パルスの波高レベルが許容範囲内を逸脱するとノイズとして除去する請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の放射線モニタ。
【請求項７】
上記演算手段は、上記工学値および警報判定結果を出力し、
上記演算手段からの出力を表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の放射線モニタ。
【請求項８】
上記演算手段の演算手順、および、演算に必要な設定値及びデータを格納する記憶手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の放射線モニタ。
【請求項１】
放射線を検出するとアナログ信号パルスを出力する放射線検出手段と、
上記アナログ信号パルスを入力して許容範囲内にあるとデジタルパルスとして出力する波高弁別手段と、
上記デジタルパルスを入力して定周期で計数して計数値を出力する計数手段と、
上記定周期の計数率を演算し、当該計数率を工学値に変換し、当該工学値について警報判定を行う演算手段とを有し、
上記演算手段は、上記計数率を、
今回演算周期の計数値から前回演算周期の計数率に演算周期時間を乗じた値を減算して求めた加減差を、上記前回演算周期の加減差積算値に加算して今回演算周期の加減差積算値とし、当該今回演算周期の加減差積算値の小数点以下を切り捨てた加減差積算自然数を求め、上記今回演算周期の加減差積算自然数と上記前回演算周期の加減差積算自然数とを比較し、
異なる場合には、上記今回演算周期の加減差積算自然数および上記前回演算周期の加減差積算自然数の平均値を求め、当該平均値に標準偏差に基づく重み付け係数を乗じて標準偏差が一定になるように演算して計数率とするか、
同一の場合には、上記前回演算周期の計数率を上記今回演算周期の計数率とすることを特徴とする放射線モニタ。
【請求項２】
放射線を検出してアナログ信号パルスを出力する放射線検出手段と、
上記アナログ信号パルスを入力して許容範囲内にあるとデジタルパルスとして出力する波高弁別手段と、
上記デジタルパルスを加算入力し、パルス発生手段から出力されたフィードバッグパルスを減算入力し、その結果を加減差積算値として出力する加減差積算手段と、
上記加減差積算手段に入力される上記デジタルパルスおよび上記フィードバッグパルスを標準偏差に基づいて重み付けして積算する積算制御手段と、
上記デジタルパルスの繰り返し周波数に対して時定数の一次遅れで応答する繰り返し周波数を上記フィードバックパルスとして上記加減差積算手段に出力するパルス発生手段と、
定周期で計数率を演算し、当該計数率を工学値に変換し、当該工学値について警報判定を行う演算手段とを備え、
上記演算手段は、上記計数率を、
前回演算周期の加減差積算値と今回演算周期の加減差積算値とを比較し、
異なる場合には、上記前回演算周期の加減差積算値および上記今回演算周期の加減差積算値の平均値を求め、当該平均値を標準偏差が一定になるように演算して上記計数率とするか、
同一の場合には、上記前回演算周期の計数率を上記今回演算周期の計数率とすることを特徴とする放射線モニタ。
【請求項３】
上記加減差積算手段は、アップダウンカウンタにて構成されたことを特徴とする請求項２記載の放射線モニタ。
【請求項４】
上記アップダウンカウンタは、仮数部と指数部とにて構成されたことを特徴とする請求項３記載の放射線モニタ。
【請求項５】
上記パルス発生手段は、クロックの出力にレートマルチプライヤを接続し、
上記レートマルチプライヤの出力に分周器を接続して構成され、
上記分周器から出力されるパルスを上記フィードバッグパルスとすることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の放射線モニタ。
【請求項６】
上記波高弁別手段は、入力した上記アナログ信号パルスの波高レベルが許容範囲内を逸脱するとノイズとして除去する請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の放射線モニタ。
【請求項７】
上記演算手段は、上記工学値および警報判定結果を出力し、
上記演算手段からの出力を表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の放射線モニタ。
【請求項８】
上記演算手段の演算手順、および、演算に必要な設定値及びデータを格納する記憶手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の放射線モニタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−８８２６６（Ｐ２０１３−８８２６６Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２８４２０（Ｐ２０１１−２２８４２０）
【出願日】平成２３年１０月１８日（２０１１．１０．１８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１８日（２０１１．１０．１８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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