放射線測定装置及びノイズ除去方法
【課題】放射線測定器、特に個人線量計において外来電波や振動衝撃が起因で起こる誤動作を防ぐ。
【解決手段】電磁的ノイズを検出するノイズセンサ１０２と衝撃を検出する衝撃センサ１０３とを備え、信号処理部１０４はノイズ検出信号１０９及び衝撃検出信号１１０のどちらかが有効のとき放射線センサー１０１が出力する信号１０８を無効扱いとすることで、ノイズによる誤動作を防ぐ。
【解決手段】電磁的ノイズを検出するノイズセンサ１０２と衝撃を検出する衝撃センサ１０３とを備え、信号処理部１０４はノイズ検出信号１０９及び衝撃検出信号１１０のどちらかが有効のとき放射線センサー１０１が出力する信号１０８を無効扱いとすることで、ノイズによる誤動作を防ぐ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線測定装置及びノイズ除去方法に関し、特に外来電磁波や振動衝撃に起因するノイズ除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
個人線量計などの放射線測定装置においては、半導体センサによって放射線が検出され、その検出信号を計数し線量として表示する技術が一般的である。
半導体センサやそれを搭載している基板などが外来電磁波を受けると、それに起因してノイズが発生し誤動作の原因となる。また、物理的な衝撃が加わると、半導体センサやそれを取り巻く回路の物理的な歪に起因してノイズが発生し、誤動作の原因となる。
【特許文献１】特開平２００１−５１０６２号公報（第４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
信頼性の高い測定を確保するために、外来電磁波や振動衝撃によって起こる線量誤計数を低減することが不可欠であり、外来電磁波に対しては装置にシールドを施すことが有効であるが、シールドを施す工数が費やされることや装置をより小型にするためには限界があり、より確実なノイズ除去方法が要望されている。また、振動衝撃に対しては装置内に衝撃吸収材などを入れることも想定できるが、その効果は十分とは言えず、かつ装置の小型化や安価品を製作することの大きな障害となっている。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的はノイズを除去して高信頼な放射線測定を行うことと、ノイズ除去方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を解決するために、第一の発明は、放射線を検出する放射線センサと、電磁的ノイズを検出するノイズセンサと、衝撃を検出する衝撃センサと、前記ノイズセンサからの信号、もしくは前記衝撃センサからの信号の少なくとも一方が認められたときには、前記放射線センサから出力される信号を無効扱いとする信号処理部と、を含むことを特徴とする。
【０００５】
第二の発明は、第一の発明で説明した構成において、
前記信号処理部は、
前記放射線センサから出力される信号を受信し、その信号の強度が閾値を超えることでパルス出力を行う第一の信号変換部と、そのパルス出力の数をデジタル計数に変換する放射線カウンタと、
前記ノイズセンサから出力される信号を受信し、その信号の強度が閾値を超えることでパルス出力を行う第二の信号変換部と、そのパルス出力の数をデジタル計数に変換するノイズカウンタと、
前記衝撃センサから出力される信号を受信し、その信号の強度が閾値を超えることでパルス出力を行う第三の信号変換部と、そのパルス出力の数をデジタル計数に変換する衝撃カウンタと、
前記放射線カウンタ、及び前記ノイズカウンタ、及び前記衝撃カウンタが示す計数に従って放射線線量の統計演算を行う演算器とを備え、当該演算器は作業用記憶手段を備えることを特徴とする。
【０００６】
第三の発明は、第二の発明で説明した構成において、
前記演算器は、周期毎に演算処理を繰り返し、
前記放射線カウンタの値を退避する放射線カウンタ記憶手段と、
前記ノイズカウンタの値を退避するノイズカウンタ記憶手段と、
前記衝撃カウンタの値を退避する衝撃カウンタ記憶手段と、
を備え、
一周期前に退避した前記放射線カウンタ記憶手段の値を放射線カウンタ前回値、現在の周期で得られた前記放射線カウンタ値を放射線カウンタ今回値とし、
前記一周期前に退避した前記ノイズカウンタ記憶手段の値をノイズカウンタ前回値、現在の周期で得られた前記ノイズカウンタの値をノイズカウンタ今回値とし、
前記一周期前に退避した前記衝撃カウンタ記憶手段の値を衝撃カウンタ前回値、現在の周期で得られた前記衝撃カウンタの値を衝撃カウンタ今回値とし、
前記放射線カウンタ前回値と前記放射線カウンタ今回値とで比較を行い、及び前記ノイズカウンタ前回値と前記ノイズカウンタ今回値とで比較を行い、及び前記衝撃カウンタ前回値と前記衝撃カウンタ今回値とで比較を行い、
前記放射線カウンタ前回値と前記放射線カウンタ今回値が異なり、かつ前記ノイズカウンタ前回値と前記ノイズカウンタ今回値が等しく、かつ前記衝撃カウンタ前回値と前記衝撃カウンタ今回値が等しい場合は、放射線線量演算処理を実行し、
前記放射線カウンタ前回値と前記放射線カウンタ今回値が異なり、前記ノイズカウンタ前回値と前記ノイズカウンタ今回値が異なるか、又は前記衝撃カウンタ前回値と前記衝撃カウンタ今回値が異なる場合は、前記放射線線量演算処理を実行せず、
前記放射線カウンタ前回値と前記放射線カウンタ今回値が等しい場合は、前記放射線線量演算処理を実行せず、
前記ノイズカウンタ今回値が定められた値に達した場合には、前記ノイズカウンタの値を現在の周期タイミングで初期化すると共に、初期化した値を前記ノイズカウンタ記憶手段に退避し、
前記衝撃カウンタ今回値が定められた値に達した場合には、前記衝撃カウンタの値を現在の周期タイミングで初期化すると共に、初期化した値を前記衝撃カウンタ記憶手段に退避し、
前記ノイズカウンタ今回値が、定められた値に達していない場合は、前記ノイズカウンタ今回値を前記ノイズカウンタ記憶手段に退避し、
前記衝撃カウンタ今回値が、定められた値に達していない場合は、前記衝撃カウンタ今回値を前記衝撃カウンタ記憶手段に退避し、
前記放射線カウンタ今回値を周期毎に放射線カウンタ記憶手段に退避する、
ことを特徴とする。
【０００７】
第四の発明は、第一の発明で説明した構成において、
前記信号処理部は、
前記放射線センサから出力される信号を受信し、その信号強度が閾値を超えることで第一のパルスを出力する第一の信号変換部と、そのパルス出力の数をデジタル計数に変換する放射線カウンタと、
前記ノイズセンサから出力される信号を受信し、その信号の強度が閾値を超えることで第二のパルスを出力する第二の信号変換部と、
前記第二のパルスが入力されると出力に一定時間幅で1発の第一の延長パルスを出力し、当該第一の延長パルス出力中に再度前記第二のパルスが入力されると、前記第一の延長パルスをさらに一定時間だけ出力する第一のマルチバイブレータ回路と、
前記衝撃センサから出力される信号を受信し、その強度が閾値を超えることで第三のパルスを出力する第三の信号変換部と、
前記第三のパルスが入力されると出力に一定時間幅で1発の第二の延長パルスを出力し、当該第二の延長パルス出力中に再度前記第三のパルスが入力されると、前記第二の延長パルスをさらに一定時間だけ出力する第二のマルチバイブレータ回路と、
を備え、前記放射線カウンタは、前記第一の延長パルス又は前記第二の延長パルスが入力された場合、前記第一のパルスの数を計数せず、
前記放射線カウンタが示す計数に従って放射線線量の統計演算を行う演算器とを備え、当該演算器は作業用記憶手段を備えることを特徴とする。
【０００８】
第五の発明は、放射線を検出する放射線センサと、電磁的ノイズを検出するノイズセンサと、前記ノイズセンサからの信号が認められたときには、前記放射線センサから出力される信号を無効扱いとする信号処理部と、を含むことを特徴とする。
第六の発明は、放射線を検出する放射線センサと、衝撃を検出する衝撃センサと、前記衝撃センサからの信号が認められたときには、放射線センサから出力される信号を無効扱いとする信号処理部と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成によれば、外来電磁波や振動衝撃などに起因してノイズが発生しても、ノイズセンサもしくは衝撃センサが出力する信号に基づいてノイズに起因する放射線の誤検出を防ぐことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施形態について図を基に説明する。
図１は、本発明の第一の発明に関する好適な実施形態を示しており、全体構成を示す概念図である。例えば、図１に示す装置は携帯型個人線量計である。
図１に示す装置は、電源１００、放射線センサ１０１、ノイズセンサ１０２、衝撃センサ１０３、信号処理部１０４、表示器１０５、共鳴器１０６、から構成される。尚、この構成以外に外部との通信を行う通信部など必要に応じて回路を追加することも可能である。電源１００は、各構成のセンサや回路を動作させる電源であり、携帯型個人線量計の場合、電池などを使って回路に電力供給される。放射線センサ１０１は、例えば半導体検出器で構成されるものであり、この放射線センサによって外来放射線が検出され、信号１０８を出力する。ノイズセンサ１０２は、外来電磁波を検出し、信号１０９を出力するものである。衝撃センサ１０３は、振動や衝撃を検出し、信号１１０を出力するものである。信号１０８及び信号１０９及び信号１１０はそれぞれ信号処理部１０４に接続される。
【００１１】
図２は、第二の発明に関する好適な実施形態を示しており、図１に示す信号処理部１０４の内部構成を示した装置全体構成図である。図２において、信号処理部１０４は、信号変換部４０１、信号変換部４０２、信号変換部４０３、放射線カウンタ４０８、ノイズカウンタ４０９、衝撃カウンタ４１０及び演算器４０４とで構成され、信号１０８は信号変換部４０１に、信号１０９は信号変換部４０２に、信号１１０は信号変換部４０３にそれぞれ接続される。尚、図１と同じ構成を要するものは同符号としている。
【００１２】
図３は図２に示す信号変換部４０１と、信号変換部４０２と、信号変換部４０３とを更に詳細に図示した装置全体構成図である。尚、図１,図２と同じ構成を要するものは同符号としている。
図３において、信号変換部４０１は増幅器５０１、電圧比較器５０４で構成され、放射線センサ１０１が出力する信号１０８を受信し、その信号を増幅器５０１によって増幅し、増幅された信号５１０の電圧を電圧比較器５０４によって基準電圧と電圧比較し、信号５１０の電圧が基準電圧を超えることでその信号成分に相当するパルス４０５を出力する。
【００１３】
信号変換部４０２は増幅器５０２、電圧比較器５０５で構成され、ノイズセンサ１０２が出力する信号１０９を受信し、その信号を増幅器５０２によって増幅し、増幅された信号５１１の電圧を電圧比較器５０５によって基準電圧と電圧比較し、信号５１１の電圧が基準電圧を超えることでその信号成分に相当するパルス４０６を出力する。
信号変換部４０３は増幅器５０３、電圧比較器５０６で構成され、衝撃センサ１０３が出力する信号１１０を受信し、その信号を増幅器５０３によって増幅し、増幅された信号５１２の電圧を電圧比較器５０６によって基準電圧と電圧比較し、信号５１２の電圧が基準電圧を超えることでその信号成分に相当するパルス４０７を出力する。
【００１４】
放射線カウンタ４０８はパルス４０５を受信しその数の計数を行い、放射線カウンタ４０９はパルス４０６を受信しその数の計数を行い、放射線カウンタ４１０はパルス４０７を受信しその数の計数を行い、各々のカウンタは演算器４０４に接続される。
演算器４０４は、プログラムを周期毎に繰り返し行うものであり、一般的なマイクロプロセッサーである。メモリ４１１はプログラムを実行する上で作業データを退避することなどに使用されるものであり、放射線線量を演算するために図３ａに示すような領域を備えている。図３ａにおいて、演算期４０４は放射線カウンタ４０８の値を退避する退避メモリ１と、ノイズカウンタ４０９の値を退避する退避メモリ２と、衝撃カウンタ４１０の値を退避する退避メモリ３とを、メモリ４１１上の特定アドレス番地に配置し、周期毎に得られた放射線カウンタ４０８の値を退避メモリ１に退避し、周期毎に得られたノイズカウンタ４０９の値を退避メモリ２に退避し、周期毎に得られた衝撃カウンタ４１０の値を退避メモリ３に退避する。メモリ４１１は演算期４０４の内部に備えられた例を示したが、演算期４０４の外に備えて接続しても良い。
【００１５】
図４は、本発明におけるノイズ除去演算を行う処理ステップを示しており、図３に示す装置の信号処理部の動作フローチャートである。図４において、プログラムスタートからA点までの動作を説明する。処理６０１は放射線カウンタ４０８及びノイズカウンタ４０９及び衝撃カウンタ４１０のカウンタ値を読み込む処理を行う。処理６０１ａは退避メモリ１と退避メモリ２と退避メモリ３を読み込む。判断６０２、判断６０３、判断６０４及び処理６０５の流れを総括して説明する。放射線カウンタの値と退避メモリ１の値を比較した結果、その値が等しくなく、かつノイズカウンタの値と退避メモリ２の値が等しく、かつ衝撃カウンタの値と退避メモリ３の値が等しい場合、すなわち、このような場合はノイズを受信した痕跡がなく放射線を受けた痕跡が残っていると判断し、放射線線量演算処理６０５を行い、放射線カウンタの値と退避メモリ１の値を比較した結果、その値が等しくなく、ノイズカウンタの値と退避メモリ２の値が異なるか、又は衝撃カウンタの値と退避メモリ３の値が異なる場合は、何らかのノイズによりカウンタが誤計数したと判断し、放射線線量演算処理６０５は行われず、放射線カウンタの値と退避メモリ１の値を比較した結果、その値が等しい場合は、演算器４０４の動作一周期の間で放射線を受信しなかったと判断し、放射線線量演算処理６０５は行われない。
【００１６】
次に図４のA点からB点までの動作について説明する。判断６０６では、処理６０１で得たノイズカウンタ４０９の値が桁上がりに達しているか否かを判断し、桁上がりに達している場合は、処理６０７に進み、ノイズカウンタ４０９の値を初期化すると共に初期化した値を退避メモリ２へ退避する。ノイズカウンタ４０９の値が桁上がりに達していない場合は、処理６０８に進み、処理６０１で得たノイズカウンタ４０９の値を退避メモリ２へ退避する。
【００１７】
次に図４のB点からC点までの動作について説明する。判断６０９では、処理６０１で得た衝撃カウンタ４１０の値が桁上がりに達しているか否かを判断し、桁上がりに達している場合は、処理６１０に進み、衝撃カウンタ４１０の値を初期化すると共に初期化した値を退避メモリ３へ退避し、処理６１２に進む。カウンタ値が桁上がりに達していない場合は、処理６１１に進み、処理６０１で得た衝撃カウンタ４１０の値を退避メモリ３へ退避し処理６１２へ進む。処理６１２では処理６０１で得た放射線カウンタ４０８の値を退避メモリ１に退避する。
【００１８】
こうすることで、放射線を本当に受信したのか、もしくは外来ノイズや衝撃によって引き起こされた誤検出なのかの判断が可能となり、その判断条件で放射線線量の演算を実施するか否かを振り分けることができ、より精度の良い高信頼な放射線測定が可能となる。
尚、判断６０３及び判断６０４に記載の比較判断で、判定値に閾値を設ける方法もある。また、判定値の閾値を可変設定できるようにしておくと、ノイズ受信頻度の大きさで放射線線量演算処理を実施するか否かを制御できるため、好都合である。
【００１９】
図５は図３に示す装置に示す動作を示すタイミングチャートである。このタイミングチャートは放射線を受信した場合とノイズを受信した場合を模擬する全体動作を説明するものである。図５において、演算器動作周期P0〜P2間は信号１０８、信号１０９、信号１１０が出力されてないため放射線は未検出で、かつ電波や衝撃に起因されるノイズも検出されていない。放射線カウンタ４０８、ノイズカウンタ４０９、衝撃カウンタそれぞれの値は「０」である。従って、放射線カウンタに変化が無いため演算器動作周期P0〜P2では演算処理を行わない。
【００２０】
演算器動作周期P2〜P3間は、なんらかの外来ノイズにより放射線センサ１０１とノイズセンサ１０２が反応し、信号１０８及び信号１０９が出力されていて、それぞれ増幅器５０１と増幅器５０２とで増幅され信号５１０と信号５１１が出力されている。信号５１０と信号５１１は電圧比較器５０４と電圧比較器５０５でパルス化されパルス４０５及びパルス４０６が出力されている。パルス４０５とパルス４０６が出力されることで、放射線カウンタ４０８とノイズカウンタ４０９は計数し、各々「１」となる。放射線カウンタ４０８の値がP2〜P3の間に「０」から「１」へ変化しているので、なんらかの放射線を検出した可能性があるが、ノイズカウンタ４０９の値も「０」から「１」へ変化しているので、演算器動作周期P2〜P3間での放射線カウンタ４０８が行った計数は、ノイズが起因する誤計数と判断し放射線線量演算処理を行わない。
【００２１】
演算器動作周期P4〜P5間は、なんらかの外来衝撃により放射線センサ１０１と衝撃センサ１０３が反応し、信号１０８及び信号１１０が出力されていて、それぞれ増幅器５０１と増幅器５０３とで増幅され信号５１０と信号５１２が出力されている。信号５１０と信号５１２は電圧比較器５０４と電圧比較器５０６でパルス化されパルス４０５及びパルス４０７が出力されている。パルス４０５とパルス４０７が出力されることで、放射線カウンタ４０８の値は「１」から「２」へ変化し、衝撃カウンタ４１０の値は、「０」から「１」へと変化する。放射線カウンタ４０８の値がP4〜P5の間に「1」から「２」へ変化しているので、なんらかの放射線を検出した可能性があるが、衝撃カウンタ４１０の値が「０」から「１」へ変化しているので、演算器動作周期P4〜P5間での放射線カウンタ４０８が行った計数は、ノイズが起因する誤計数であると判断し放射線線量演算処理を行わない。
【００２２】
演算器動作周期P5〜P6間は、放射線の検出により放射線センサ１０１が反応し、信号１０８が出力されていて、その信号は増幅器５０１で増幅され信号５１０が出力されている。信号５１０は電圧比較器５０４でパルス化されパルス４０５が出力されている。パルス４０５が出力されることで、放射線カウンタ４０８の値は「２」から「３」へ変化する。放射線カウンタ４０８の値が演算器動作周期P5〜P6の間に「２」から「３」へ変化し、ノイズカウンタ４０９及び衝撃カウンタ４１０の値に変化がないことから、正規なる放射線を検出した計数と判断し、放射線線量演算処理を行う。
【００２３】
演算器動作周期P6〜P7間は、P5〜P6と同様な考えで、正規なる放射線を検出した計数であるので放射線線量演算処理を行う。演算器動作周期P7〜P10間は放射線カウンタ４０８、ノイズカウンタ４０９、衝撃カウンタ４１０それぞれの値に変化が無いので、演算処理を行わない。
【００２４】
演算器動作周期P10〜P11間は、なんらかの外来ノイズにより放射線センサ１０１とノイズセンサ１０２及び衝撃センサが反応し、信号１０８及び信号１０９及び信号１１０が出力されていて、それぞれ増幅器５０１と増幅器５０２及び増幅器５０３で増幅され信号５１０と信号５１１及び信号５１２が出力されている。信号５１０と信号５１１及び信号５１２は電圧比較器５０４と電圧比較器５０５及び電圧比較器５０６でパルス化されパルス４０５とパルス４０６及びパルス４０７が出力されている。パルス４０５、パルス４０６、パルス４０７が出力されることで、放射線カウンタ４０８とノイズカウンタ４０９及び衝撃カウンタ４１０は計数カウントし、各々＋１カウントアップされる。放射線カウンタ４０８の値が演算器動作周期P10〜P11の間に変化しているので、なんらかの放射線を検出した可能性があるが、ノイズカウンタ４０９及び衝撃カウンタ４１０の値も変化しているので、演算器動作周期P10〜P11間での放射線カウンタ４０８の計数アップは、ノイズが起因する誤計数であると判断し放射線線量演算処理を行わない。尚、便宜上解りやすく表記するために各種カウンタの値は「０」を始点として表記した。
【００２５】
図６は、第四の発明に関する好適な実施形態を示しており、図１に示す信号処理部１０４の内部構成を示した装置全体構成図である。図６において、信号処理部１０４は、信号変換部４０１、信号変換部４０２、信号変換部４０３、放射線カウンタ７００、マルチバイブレータ回路７０１、マルチバイブレータ回路７０２及び演算器４０４によって構成される。尚、図１,図２,図３と同じ構成を要するものは同符号としている。
【００２６】
信号変換部４０１は増幅器５０１、電圧比較器５０４で構成され、放射線センサ１０１が出力する信号１０８を受信し、その信号を増幅器５０１によって増幅し、増幅された信号５１０の電圧を電圧比較器５０４によって、基準電圧と電圧比較し、信号５１０の電圧が基準電圧を超えることでその信号成分に相当するパルス４０５を出力する。
信号変換部４０２は増幅器５０２、電圧比較器５０５で構成され、ノイズセンサ１０２が出力する信号１０９を受信し、その信号を増幅器５０２によって増幅し、増幅された信号５１１の電圧を電圧比較器５０５によって、基準電圧と電圧比較し、信号５１１の電圧が基準電圧を超えることでその信号成分に相当するパルス４０６を出力する。
【００２７】
信号変換部４０３は増幅器５０３、電圧比較器５０６で構成され、衝撃センサ１０２が出力する信号１１０を受信し、その信号を増幅器５０３によって増幅し、増幅された信号５１２の電圧を電圧比較器５０６によって、基準電圧と電圧比較し、信号５１２の電圧が基準電圧を超えることでその信号成分に相当するパルス４０７を出力する。
マルチバイブレータ回路７０１はパルス４０６を受信し、出力に一定時間の延長幅で1発のパルス信号である信号７０３を出力し、信号７０３出力中にパルス４０６を再度受信すると、信号７０３をさらに一定時間だけ出力するマルチバイブレータ回路である。
【００２８】
マルチバイブレータ回路７０２はパルス４０７を受信し、出力に一定時間の延長幅で1発のパルス信号である信号７０４を出力し、信号７０４出力中にパルス４０７を再度受信すると、信号７０４をさらに一定時間だけ出力するマルチバイブレータ回路である。
信号７０３及び信号７０４が出力されているときは何らかのノイズを受信した痕跡を示す信号となり、この信号を使って放射線カウンタ４０８の計数制御を行うことでノイズによる誤カウントを防ぐことが可能となる。
【００２９】
放射線カウンタ７００は、信号７０３及び信号７０４のどちらかが有効のときはパルス４０５をカウントせず、信号７０３及び信号７０４の両方とも無効のときにパルス４０５を計数するカウントイネーブル付きカウンタである。
このように、信号７０３と信号７０４の両方が無効のときに、いわゆるノイズ受信が認められないことをイネーブルとして、パルス４０５の計数を行うことによってノイズ受信によって起こる誤カウントを防ぐことが可能となる。
【００３０】
演算器４０４は、プログラムを周期毎に繰り返し行うものであり、一般的なマイクロプロセッサである。放射線カウンタ７００が示す計数を周期毎に参照し、その値に変化が認められたとき放射線線量を演算処理する。メモリ４１１はプログラムを実行する上で作業データを退避することなどに使用されるものである。図示するメモリ４１１は演算期４０４の内部に備えられた例を示したが、演算期４０４の外に備え接続しても良い。
【００３１】
図７は第四の発明の動作を説明するタイミングチャートである。図６,図７において、演算器動作周期P0〜P2間は信号１０８、信号１０９、信号１１０が出力されてないため放射線は未検出で、かつ電波や衝撃に起因されるノイズも検出されてなく、放射線カウンタ４０８、ノイズカウンタ４０９、衝撃カウンタそれぞれの値は「０」である。放射線カウンタに変化が無いため、演算器動作周期P0〜P2間では演算処理を行わない。
【００３２】
演算期動作周期P2〜P3間は、なんらかの外来ノイズにより放射線センサ１０１とノイズセンサ１０２が反応し、信号１０８及び信号１０９が出力されていて、それぞれ増幅器５０１と増幅器５０２とで増幅され信号５１０と信号５１１が出力されている。信号５１０と信号５１１は電圧比較器５０４と電圧比較器５０５でパルス化されパルス４０５及びパルス４０６が出力されている。パルス４０６が出力されることで、マルチバイブレータ回路７０１はパルス長を延長した信号７０３を出力する。信号７０３がHレベルのとき放射線カウンタ４０８はカウント動作を実施しないため、放射線カウンタ４０８の値は「０」のまま変化しない。演算器４０４は放射線カウンタの値の変化を動作周期毎にチェックし、その値に変化が認められたとき放射線線量演算処理を行う。
【００３３】
演算器動作周期P4〜P5間は、なんらかの外来衝撃により放射線センサ１０１と衝撃センサ１０２が反応し、信号１０８及び信号１１０が出力されていて、それぞれ増幅器５０１と増幅器５０３とで増幅され信号５１０と信号５１２が出力されている。信号５１０と信号５１２は電圧比較器５０４と電圧比較器５０６でパルス化されパルス４０５及びパルス４０７が出力されている。パルス４０７が出力されることで、マルチバイブレータ回路７０２はパルス長を延長した信号７０４を出力する。信号７０４がHレベルのとき放射線カウンタ４０８はカウント動作を実施しないため、放射線カウンタ４０８の値は「０」のまま変化しない。演算器４０４は放射線カウンタの値の変化を周期毎にチェックし、その値に変化が認められたとき放射線線量演算処理を行う。
【００３４】
演算器動作周期P5〜P6間は、放射線の検出により放射線センサ１０１が反応し、信号１０８が出力されていて、その信号は増幅器５０１で増幅され信号５１０が出力されている。信号５１０は電圧比較器５０４でパルス化されパルス４０５が出力されている。信号７０３と信号７０４の両方がLであるため、パルス４０５は放射線カウンタ４０８にカウントされ、値は「１」となる。放射線カウンタ４０８の値がP5〜P6の間に「０」から「１」へ変化したので、この場合は放射線線量演算処理を行う。
【００３５】
演算器動作周期P6〜P7間は、放射線カウンタ４０８のカウント値が「１」から「２」へと変化したので放射線線量演算処理を行う。
【００３６】
演算期動作周期P7〜P10間は放射線カウンタ４０８の値に変化が無いので、演算処理を行わない。
【００３７】
演算器動作周期P10〜P11間は、なんらかの外来ノイズにより放射線センサ１０１とノイズセンサ１０２及び衝撃センサが反応し、信号１０８及び信号１０９及び信号１１０が出力されていて、それぞれ増幅器５０１と増幅器５０２及び増幅器５０３で増幅され信号５１０と信号５１１及び信号５１２が出力されている。信号５１０と信号５１１及び信号５１２は電圧比較器５０４と電圧比較器５０５及び電圧比較器５０６でパルス化され、パルス４０５とパルス４０６及びパルス４０７が出力されている。マルチバイブレータ回路７０１は、パルス４０６が出力されることでパルス長を延長した信号７０３を出力していて、信号７０３出力中にパルス４０６を受信しているので更に信号７０３を延長出力している。マルチバイブレータ回路７０２は、パルス４０７が出力されることでパルス長を延長した信号７０４を出力している。信号７０３と信号７０４は放射線カウンタ４０８のカウントイネーブル信号となっていて、信号７０４がHレベルのとき放射線カウンタ４０８はカウント動作を実施せず放射線カウンタ４０８の値は「２」のまま変化しないため、演算処理を行わない。尚、便宜上解りやすく表記するために各種カウンタの値は「０」を始点として表記した。
【００３８】
図８は、本発明の第五の発明に関する好適な実施形態で、全体構成を示す概念図であり、図１に示す装置の外来電磁波に起因したノイズに対する誤動作防止に着目した、携帯型個人線量計である。図８に示す装置は、電源１００、放射線センサ１０１、ノイズセンサ１０２、信号処理部２０４、表示器１０５、共鳴器１０６、から構成される。尚、この構成以外に外部との通信を行う通信部など必要に応じて回路を追加することも可能である。電源１００は、各構成のセンサや回路を動作させる電源であり、携帯型個人線量計の場合、電池などを使って回路に電力供給される。放射線センサ１０１は、例えば半導体検出器で構成されるものであり、この放射線センサ１０１によって外来放射線が検出され、信号１０８を出力する。ノイズセンサ１０２は、外来電磁波を検出し、信号１０９を出力するものである。信号１０８及び信号１０９はそれぞれ信号処理部２０４に接続される。尚、この装置は図１に示す装置から衝撃センサ１０３を除いたものであり、衝撃検知を目的とした内部回路も取り除くことにより小型で安価な線量計を実現できる。尚、図１と同じ構成を要するものは同符号としている。
【００３９】
図９は図８に示す信号処理部２０４を詳細に図示した装置全体構成図である。尚、図１に関連する構成と同じ構成を要するものは同符号としている。
図９において、信号処理部２０４は、増幅器５０１と電圧比較器５０４で構成される信号変換部４０１、増幅器５０２と電圧比較器５０５で構成される信号変換部４０２、放射線カウンタ４０８、ノイズカウンタ４０９と、演算器４０４、メモリ４１２にて構成される。
【００４０】
演算器４０４は、プログラムを周期毎に繰り返し行うものであり、一般的なマイクロプロセッサーである。メモリ４１２はプログラムを実行する上で作業データを退避することなどに使用されるものであり、放射線線量を演算するために図９ａに示すような領域を備えている。図９ａにおいて、演算期４０４は放射線カウンタ４０８の値を退避する退避メモリ１と、ノイズカウンタ４０９の値を退避する退避メモリ２とを、メモリ４１２上の特定アドレス番地に配置し、周期毎に得られた放射線カウンタ４０８の値を退避メモリ１に退避し、周期毎に得られたノイズカウンタ４０９の値を退避メモリ２に退避する。メモリ４１２は演算期４０４の内部に備えられた例を示したが、演算期４０４の外に備えて接続しても良い。
【００４１】
動作を詳細に説明する。放射線センサ１０１が出力する信号１０８は増幅器５０１によって増幅され、増幅された信号５１０の電圧を電圧比較器５０４によって基準電圧と電圧比較され、信号５１０の電圧が基準電圧を超えることでその信号成分に相当するパルス４０５が出力され、放射線カウンタ４０８によってパルス４０５が計数される。ノイズセンサ１０２が出力する信号１０９は増幅器５０２によって増幅され、増幅された信号５１１の電圧を電圧比較器５０５によって基準電圧と電圧比較され、信号５１１の電圧が基準電圧を超えることでその信号成分に相当するパルス４０６が出力され、放射線カウンタ４０９によってパルス４０６が計数される。
【００４２】
図１０を使って、第五の発明におけるノイズ除去演算を行う処理ステップを説明する。尚、図４の動作と同じ処理を行うものに関しては同符号としている。図１０において、プログラムスタートからA点までの動作を説明する。処理６０１は放射線カウンタ４０８及びノイズカウンタ４０９のカウンタ値を読み込む処理を行う。処理６０１ａは退避メモリ１と退避メモリ２を読み込む。判断６０２、判断６０３、及び処理６０５の流れを総括して説明する。放射線カウンタの値と退避メモリ１の値を比較した結果、その値が等しくなく、かつノイズカウンタの値と退避メモリ２の値が等しい場合、すなわち、このような場合はノイズを受信した痕跡がなく放射線を受けた痕跡が残っていると判断し、放射線線量演算処理６０５を行い、放射線カウンタの値と退避メモリ１の値を比較した結果、その値が等しくなく、ノイズカウンタの値と退避メモリ２の値が異なる場合、何らかのノイズによりカウンタが誤計数したと判断し、放射線線量演算処理６０５は行われず、放射線カウンタの値と退避メモリ１の値を比較した結果、その値が等しい場合は、演算器４０４の動作一周期の間で放射線を受信しなかったと判断し、放射線線量演算処理６０５は行われない。
【００４３】
次に図１０のA点からB点までの動作について説明する。判断６０６では、処理６０１で得たノイズカウンタ４０９の値が桁上がりに達しているか否かを判断し、桁上がりに達している場合は、処理６０７に進み、ノイズカウンタ４０９の値を初期化すると共に初期化した値を退避メモリ２へ退避する。ノイズカウンタ４０９の値が桁上がりに達していない場合は、処理６０８に進み、処理６０１で得たノイズカウンタ４０９の値を退避メモリ２へ退避する。
【００４４】
次に図１０のB点からC点までの動作について説明する。処理６１２では処理６０１で得た放射線カウンタ４０８の値を退避メモリ１に退避する。
こうすることで、放射線を本当に受信したのか、もしくは外来ノイズよって引き起こされた誤検出なのかの判断が可能となり、その判断条件で放射線線量の演算を実施するか否かを振り分けることができ、より精度の良い高信頼な放射線測定が可能となる。
【００４５】
図１１は、本発明の第六の発明に関する好適な実施形態で、全体構成を示す概念図であり、図１に示す装置の衝撃に起因したノイズに対する誤動作防止に着目した、携帯型個人線量計である。図１１に示す装置は、電源１００、放射線センサ１０１、ノイズセンサ１０２、信号処理部３０４、表示器１０５、共鳴器１０６、から構成される。尚、この構成以外に外部との通信を行う通信部など必要に応じて回路を追加することも可能である。電源１００は、各構成のセンサや回路を動作させる電源であり、携帯型個人線量計の場合、電池などを使って回路に電力供給される。放射線センサ１０１は、例えば半導体検出器で構成されるものであり、この放射線センサによって外来放射線が検出され、信号１０８を出力する。ノイズセンサ１０２は、外来電磁波を検出し、信号１０９を出力するものである。信号１０８及び信号１０９はそれぞれ信号処理部３０４に接続される。尚、この装置は図１に示す装置からノイズセンサ１０２を除いたものであり、外来電磁波ノイズを除去することを目的とした内部回路も取り除くことにより小型で安価な線量計を実現できる。尚、図１と同じ構成を要するものは同符号としている。
【００４６】
図１２は図１１に示す信号処理部３０４を詳細に図示した装置全体構成図である。尚、図１に関連する構成と同じ構成を要するものは同符号としている。
図１２において、信号処理部３０４は、増幅器５０１と電圧比較器５０４で構成される信号変換部４０１、増幅器５０３と電圧比較器５０６で構成される信号変換部４０３、放射線カウンタ４０８、衝撃カウンタ４１０と、演算器４０４、メモリ４１３にて構成される。
【００４７】
演算器４０４は、プログラムを周期毎に繰り返し行うものであり、一般的なマイクロプロセッサーである。メモリ４１３はプログラムを実行する上で作業データを退避することなどに使用されるものであり、放射線線量を演算するために図１２ａに示すような領域を備えている。図１２ａにおいて、演算期４０４は放射線カウンタ４０８の値を退避する退避メモリ１と、衝撃カウンタ４１０の値を退避する退避メモリ３とを、メモリ４１３上の特定アドレス番地に配置し、周期毎に得られた放射線カウンタ４０８の値を退避メモリ１に退避し、周期毎に得られた衝撃カウンタ４１０の値を退避メモリ３に退避する。尚、メモリ４１３は演算期４０４の内部に備えられた例を示したが、演算期４０４の外に備えて接続しても良い。
【００４８】
動作を詳細に説明する。放射線センサ１０１が出力する信号１０８は増幅器５０１によって増幅され、増幅された信号５１０の電圧を電圧比較器５０４によって基準電圧と電圧比較され、信号５１０の電圧が基準電圧を超えることでその信号成分に相当するパルス４０５が出力され、放射線カウンタ４０８によってパルス４０５が計数される。衝撃センサ１０３が出力する信号１１０は増幅器５０３によって増幅され、増幅された信号５１２の電圧を電圧比較器５０６によって基準電圧と電圧比較され、信号５１２の電圧が基準電圧を超えることでその信号成分に相当するパルス４０７が出力され、衝撃カウンタ４１０によってパルス４０７が計数される。
【００４９】
図１３を使って、第六の発明におけるノイズ除去演算を行う処理ステップを説明する。尚、図４の動作と同じ処理を行うものに関しては同符号としている。図１３において、プログラムスタートからA点までの動作を説明する。処理６０１は放射線カウンタ４０８及び衝撃カウンタ４１０のカウンタ値を読み込む処理を行う。処理６０１ａは退避メモリ１と退避メモリ３を読み込む。判断６０２、判断６０４、及び処理６０５の流れを総括して説明する。放射線カウンタの値と退避メモリ１の値を比較した結果、その値が等しくなく、かつ衝撃カウンタの値と退避メモリ３の値が等しい場合、すなわち、このような場合はノイズを受信した痕跡がなく放射線を受けた痕跡が残っていると判断し、放射線線量演算処理６０５を行い、放射線カウンタの値と退避メモリ１の値を比較した結果、その値が等しくなく、衝撃カウンタの値と退避メモリ３の値が異なる場合、何らかのノイズによりカウンタが誤計数したと判断し、放射線線量演算処理６０５は行なわれず、放射線カウンタの値と退避メモリ１の値を比較した結果、その値が等しい場合は、演算器４０４の動作一周期の間で放射線を受信しなかったと判断し、放射線線量演算処理６０５は行われない。
【００５０】
次に図１３のA点からＣ点までの動作について説明する。判断６０９では、処理６０１で得た衝撃カウンタ４１０の値が桁上がりに達しているか否かを判断し、桁上がりに達している場合は、処理６１０に進み、衝撃カウンタ４１０の値を初期化すると共に初期化した値を退避メモリ３へ退避する。衝撃カウンタ４１０の値が桁上がりに達していない場合は、処理６１１に進み、処理６０１で得た衝撃カウンタ４１０の値を退避メモリ３へ退避する。処理６１２では処理６０１で得た放射線カウンタ４０８の値を退避メモリ１に退避する。
【００５１】
こうすることで、放射線を本当に受信したのか、もしくは衝撃が起因となるノイズよって引き起こされた誤検出なのかの判断が可能となり、その判断条件で放射線線量の演算を実施するか否かを振り分けることができ、より精度の良い高信頼な放射線測定が可能となる。
総じて望ましくは、ノイズセンサ１０２と衝撃センサ１０３の両方の機能を兼ね備えた１つのセンサを使用することが良く、外来電磁波ノイズと衝撃ノイズの両方を検知するセンサを使うことで、増幅器,電圧比較器,カウンタの資産を削減することが可能で、高性能でかつ小型な放射線測定装置を実現できる。
【産業状の利用可能性】
【００５２】
本発明によれば、電波や振動衝撃などに起因するノイズを除外して放射線を高精度に測定することが可能となり、放射線測定全ての分野及びノイズ除去方法に関する幅広い利用可能性が望める。特に携帯型個人線量計への利用価値は大きい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の請求項１に関する実施の形態を示す図
【図２】本発明の請求項２に関する実施の形態を示す図
【図３】本発明の請求項２に関する実施の形態を示す詳細図
【図３ａ】本発明の作業メモリ領域を示す図
【図４】本発明の請求項３に関する実施の形態を示すフローチャート図
【図５】本発明に関する実施の形態を示す動作タイミングチャート図
【図６】本発明の請求項４に関する実施の形態を示す図
【図７】本発明に関する実施の形態を示す動作タイミングチャート図
【図８】本発明の請求項５に関する実施の形態を示す図
【図９】本発明の請求項５に関する実施の形態を示す図
【図９ａ】本発明の請求項５に関する作業メモリ領域を示す図
【図１０】本発明の請求項５に関する実施の形態を示すフローチャート図
【図１１】本発明の請求項６に関する実施の形態を示す図
【図１２】本発明の請求項６に関する実施の形態を示す図
【図１２ａ】本発明の請求項６に関する作業メモリ領域を示す図
【図１３】本発明の請求項６に関する実施の形態を示すフローチャート図
【符号の説明】
【００５４】
１００…電源
１０１…放射線センサ
１０２…ノイズセンサ
１０３…衝撃センサ
１０４、２０４、３０４…信号処理部
１０５…表示器
１０６…共鳴器
１０８…信号
１０９…信号
１１０…信号
４０１、４０２、４０３…信号変換部
４０４…演算器
４０５、４０６、４０７…パルス
４０８…放射線カウンタ
４０９…ノイズカウンタ
４１０…衝撃カウンタ
４１１、４１２、４１３…メモリ
５０１、５０２、５０３…増幅器
５０４、５０５、５０６…電圧比較器
５１０、５１１、５１２…信号
６０１、６０５、６０７、６０８、６１０、６１１、６１２…処理
６０２、６０３、６０４…判断
７００…放射線カウンタ
７０１、７０２…マルチバイブレータ回路
７０３、７０４…信号
Ｐ０〜Ｐ１２…演算器動作周期
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線測定装置及びノイズ除去方法に関し、特に外来電磁波や振動衝撃に起因するノイズ除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
個人線量計などの放射線測定装置においては、半導体センサによって放射線が検出され、その検出信号を計数し線量として表示する技術が一般的である。
半導体センサやそれを搭載している基板などが外来電磁波を受けると、それに起因してノイズが発生し誤動作の原因となる。また、物理的な衝撃が加わると、半導体センサやそれを取り巻く回路の物理的な歪に起因してノイズが発生し、誤動作の原因となる。
【特許文献１】特開平２００１−５１０６２号公報（第４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
信頼性の高い測定を確保するために、外来電磁波や振動衝撃によって起こる線量誤計数を低減することが不可欠であり、外来電磁波に対しては装置にシールドを施すことが有効であるが、シールドを施す工数が費やされることや装置をより小型にするためには限界があり、より確実なノイズ除去方法が要望されている。また、振動衝撃に対しては装置内に衝撃吸収材などを入れることも想定できるが、その効果は十分とは言えず、かつ装置の小型化や安価品を製作することの大きな障害となっている。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的はノイズを除去して高信頼な放射線測定を行うことと、ノイズ除去方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を解決するために、第一の発明は、放射線を検出する放射線センサと、電磁的ノイズを検出するノイズセンサと、衝撃を検出する衝撃センサと、前記ノイズセンサからの信号、もしくは前記衝撃センサからの信号の少なくとも一方が認められたときには、前記放射線センサから出力される信号を無効扱いとする信号処理部と、を含むことを特徴とする。
【０００５】
第二の発明は、第一の発明で説明した構成において、
前記信号処理部は、
前記放射線センサから出力される信号を受信し、その信号の強度が閾値を超えることでパルス出力を行う第一の信号変換部と、そのパルス出力の数をデジタル計数に変換する放射線カウンタと、
前記ノイズセンサから出力される信号を受信し、その信号の強度が閾値を超えることでパルス出力を行う第二の信号変換部と、そのパルス出力の数をデジタル計数に変換するノイズカウンタと、
前記衝撃センサから出力される信号を受信し、その信号の強度が閾値を超えることでパルス出力を行う第三の信号変換部と、そのパルス出力の数をデジタル計数に変換する衝撃カウンタと、
前記放射線カウンタ、及び前記ノイズカウンタ、及び前記衝撃カウンタが示す計数に従って放射線線量の統計演算を行う演算器とを備え、当該演算器は作業用記憶手段を備えることを特徴とする。
【０００６】
第三の発明は、第二の発明で説明した構成において、
前記演算器は、周期毎に演算処理を繰り返し、
前記放射線カウンタの値を退避する放射線カウンタ記憶手段と、
前記ノイズカウンタの値を退避するノイズカウンタ記憶手段と、
前記衝撃カウンタの値を退避する衝撃カウンタ記憶手段と、
を備え、
一周期前に退避した前記放射線カウンタ記憶手段の値を放射線カウンタ前回値、現在の周期で得られた前記放射線カウンタ値を放射線カウンタ今回値とし、
前記一周期前に退避した前記ノイズカウンタ記憶手段の値をノイズカウンタ前回値、現在の周期で得られた前記ノイズカウンタの値をノイズカウンタ今回値とし、
前記一周期前に退避した前記衝撃カウンタ記憶手段の値を衝撃カウンタ前回値、現在の周期で得られた前記衝撃カウンタの値を衝撃カウンタ今回値とし、
前記放射線カウンタ前回値と前記放射線カウンタ今回値とで比較を行い、及び前記ノイズカウンタ前回値と前記ノイズカウンタ今回値とで比較を行い、及び前記衝撃カウンタ前回値と前記衝撃カウンタ今回値とで比較を行い、
前記放射線カウンタ前回値と前記放射線カウンタ今回値が異なり、かつ前記ノイズカウンタ前回値と前記ノイズカウンタ今回値が等しく、かつ前記衝撃カウンタ前回値と前記衝撃カウンタ今回値が等しい場合は、放射線線量演算処理を実行し、
前記放射線カウンタ前回値と前記放射線カウンタ今回値が異なり、前記ノイズカウンタ前回値と前記ノイズカウンタ今回値が異なるか、又は前記衝撃カウンタ前回値と前記衝撃カウンタ今回値が異なる場合は、前記放射線線量演算処理を実行せず、
前記放射線カウンタ前回値と前記放射線カウンタ今回値が等しい場合は、前記放射線線量演算処理を実行せず、
前記ノイズカウンタ今回値が定められた値に達した場合には、前記ノイズカウンタの値を現在の周期タイミングで初期化すると共に、初期化した値を前記ノイズカウンタ記憶手段に退避し、
前記衝撃カウンタ今回値が定められた値に達した場合には、前記衝撃カウンタの値を現在の周期タイミングで初期化すると共に、初期化した値を前記衝撃カウンタ記憶手段に退避し、
前記ノイズカウンタ今回値が、定められた値に達していない場合は、前記ノイズカウンタ今回値を前記ノイズカウンタ記憶手段に退避し、
前記衝撃カウンタ今回値が、定められた値に達していない場合は、前記衝撃カウンタ今回値を前記衝撃カウンタ記憶手段に退避し、
前記放射線カウンタ今回値を周期毎に放射線カウンタ記憶手段に退避する、
ことを特徴とする。
【０００７】
第四の発明は、第一の発明で説明した構成において、
前記信号処理部は、
前記放射線センサから出力される信号を受信し、その信号強度が閾値を超えることで第一のパルスを出力する第一の信号変換部と、そのパルス出力の数をデジタル計数に変換する放射線カウンタと、
前記ノイズセンサから出力される信号を受信し、その信号の強度が閾値を超えることで第二のパルスを出力する第二の信号変換部と、
前記第二のパルスが入力されると出力に一定時間幅で1発の第一の延長パルスを出力し、当該第一の延長パルス出力中に再度前記第二のパルスが入力されると、前記第一の延長パルスをさらに一定時間だけ出力する第一のマルチバイブレータ回路と、
前記衝撃センサから出力される信号を受信し、その強度が閾値を超えることで第三のパルスを出力する第三の信号変換部と、
前記第三のパルスが入力されると出力に一定時間幅で1発の第二の延長パルスを出力し、当該第二の延長パルス出力中に再度前記第三のパルスが入力されると、前記第二の延長パルスをさらに一定時間だけ出力する第二のマルチバイブレータ回路と、
を備え、前記放射線カウンタは、前記第一の延長パルス又は前記第二の延長パルスが入力された場合、前記第一のパルスの数を計数せず、
前記放射線カウンタが示す計数に従って放射線線量の統計演算を行う演算器とを備え、当該演算器は作業用記憶手段を備えることを特徴とする。
【０００８】
第五の発明は、放射線を検出する放射線センサと、電磁的ノイズを検出するノイズセンサと、前記ノイズセンサからの信号が認められたときには、前記放射線センサから出力される信号を無効扱いとする信号処理部と、を含むことを特徴とする。
第六の発明は、放射線を検出する放射線センサと、衝撃を検出する衝撃センサと、前記衝撃センサからの信号が認められたときには、放射線センサから出力される信号を無効扱いとする信号処理部と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成によれば、外来電磁波や振動衝撃などに起因してノイズが発生しても、ノイズセンサもしくは衝撃センサが出力する信号に基づいてノイズに起因する放射線の誤検出を防ぐことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施形態について図を基に説明する。
図１は、本発明の第一の発明に関する好適な実施形態を示しており、全体構成を示す概念図である。例えば、図１に示す装置は携帯型個人線量計である。
図１に示す装置は、電源１００、放射線センサ１０１、ノイズセンサ１０２、衝撃センサ１０３、信号処理部１０４、表示器１０５、共鳴器１０６、から構成される。尚、この構成以外に外部との通信を行う通信部など必要に応じて回路を追加することも可能である。電源１００は、各構成のセンサや回路を動作させる電源であり、携帯型個人線量計の場合、電池などを使って回路に電力供給される。放射線センサ１０１は、例えば半導体検出器で構成されるものであり、この放射線センサによって外来放射線が検出され、信号１０８を出力する。ノイズセンサ１０２は、外来電磁波を検出し、信号１０９を出力するものである。衝撃センサ１０３は、振動や衝撃を検出し、信号１１０を出力するものである。信号１０８及び信号１０９及び信号１１０はそれぞれ信号処理部１０４に接続される。
【００１１】
図２は、第二の発明に関する好適な実施形態を示しており、図１に示す信号処理部１０４の内部構成を示した装置全体構成図である。図２において、信号処理部１０４は、信号変換部４０１、信号変換部４０２、信号変換部４０３、放射線カウンタ４０８、ノイズカウンタ４０９、衝撃カウンタ４１０及び演算器４０４とで構成され、信号１０８は信号変換部４０１に、信号１０９は信号変換部４０２に、信号１１０は信号変換部４０３にそれぞれ接続される。尚、図１と同じ構成を要するものは同符号としている。
【００１２】
図３は図２に示す信号変換部４０１と、信号変換部４０２と、信号変換部４０３とを更に詳細に図示した装置全体構成図である。尚、図１,図２と同じ構成を要するものは同符号としている。
図３において、信号変換部４０１は増幅器５０１、電圧比較器５０４で構成され、放射線センサ１０１が出力する信号１０８を受信し、その信号を増幅器５０１によって増幅し、増幅された信号５１０の電圧を電圧比較器５０４によって基準電圧と電圧比較し、信号５１０の電圧が基準電圧を超えることでその信号成分に相当するパルス４０５を出力する。
【００１３】
信号変換部４０２は増幅器５０２、電圧比較器５０５で構成され、ノイズセンサ１０２が出力する信号１０９を受信し、その信号を増幅器５０２によって増幅し、増幅された信号５１１の電圧を電圧比較器５０５によって基準電圧と電圧比較し、信号５１１の電圧が基準電圧を超えることでその信号成分に相当するパルス４０６を出力する。
信号変換部４０３は増幅器５０３、電圧比較器５０６で構成され、衝撃センサ１０３が出力する信号１１０を受信し、その信号を増幅器５０３によって増幅し、増幅された信号５１２の電圧を電圧比較器５０６によって基準電圧と電圧比較し、信号５１２の電圧が基準電圧を超えることでその信号成分に相当するパルス４０７を出力する。
【００１４】
放射線カウンタ４０８はパルス４０５を受信しその数の計数を行い、放射線カウンタ４０９はパルス４０６を受信しその数の計数を行い、放射線カウンタ４１０はパルス４０７を受信しその数の計数を行い、各々のカウンタは演算器４０４に接続される。
演算器４０４は、プログラムを周期毎に繰り返し行うものであり、一般的なマイクロプロセッサーである。メモリ４１１はプログラムを実行する上で作業データを退避することなどに使用されるものであり、放射線線量を演算するために図３ａに示すような領域を備えている。図３ａにおいて、演算期４０４は放射線カウンタ４０８の値を退避する退避メモリ１と、ノイズカウンタ４０９の値を退避する退避メモリ２と、衝撃カウンタ４１０の値を退避する退避メモリ３とを、メモリ４１１上の特定アドレス番地に配置し、周期毎に得られた放射線カウンタ４０８の値を退避メモリ１に退避し、周期毎に得られたノイズカウンタ４０９の値を退避メモリ２に退避し、周期毎に得られた衝撃カウンタ４１０の値を退避メモリ３に退避する。メモリ４１１は演算期４０４の内部に備えられた例を示したが、演算期４０４の外に備えて接続しても良い。
【００１５】
図４は、本発明におけるノイズ除去演算を行う処理ステップを示しており、図３に示す装置の信号処理部の動作フローチャートである。図４において、プログラムスタートからA点までの動作を説明する。処理６０１は放射線カウンタ４０８及びノイズカウンタ４０９及び衝撃カウンタ４１０のカウンタ値を読み込む処理を行う。処理６０１ａは退避メモリ１と退避メモリ２と退避メモリ３を読み込む。判断６０２、判断６０３、判断６０４及び処理６０５の流れを総括して説明する。放射線カウンタの値と退避メモリ１の値を比較した結果、その値が等しくなく、かつノイズカウンタの値と退避メモリ２の値が等しく、かつ衝撃カウンタの値と退避メモリ３の値が等しい場合、すなわち、このような場合はノイズを受信した痕跡がなく放射線を受けた痕跡が残っていると判断し、放射線線量演算処理６０５を行い、放射線カウンタの値と退避メモリ１の値を比較した結果、その値が等しくなく、ノイズカウンタの値と退避メモリ２の値が異なるか、又は衝撃カウンタの値と退避メモリ３の値が異なる場合は、何らかのノイズによりカウンタが誤計数したと判断し、放射線線量演算処理６０５は行われず、放射線カウンタの値と退避メモリ１の値を比較した結果、その値が等しい場合は、演算器４０４の動作一周期の間で放射線を受信しなかったと判断し、放射線線量演算処理６０５は行われない。
【００１６】
次に図４のA点からB点までの動作について説明する。判断６０６では、処理６０１で得たノイズカウンタ４０９の値が桁上がりに達しているか否かを判断し、桁上がりに達している場合は、処理６０７に進み、ノイズカウンタ４０９の値を初期化すると共に初期化した値を退避メモリ２へ退避する。ノイズカウンタ４０９の値が桁上がりに達していない場合は、処理６０８に進み、処理６０１で得たノイズカウンタ４０９の値を退避メモリ２へ退避する。
【００１７】
次に図４のB点からC点までの動作について説明する。判断６０９では、処理６０１で得た衝撃カウンタ４１０の値が桁上がりに達しているか否かを判断し、桁上がりに達している場合は、処理６１０に進み、衝撃カウンタ４１０の値を初期化すると共に初期化した値を退避メモリ３へ退避し、処理６１２に進む。カウンタ値が桁上がりに達していない場合は、処理６１１に進み、処理６０１で得た衝撃カウンタ４１０の値を退避メモリ３へ退避し処理６１２へ進む。処理６１２では処理６０１で得た放射線カウンタ４０８の値を退避メモリ１に退避する。
【００１８】
こうすることで、放射線を本当に受信したのか、もしくは外来ノイズや衝撃によって引き起こされた誤検出なのかの判断が可能となり、その判断条件で放射線線量の演算を実施するか否かを振り分けることができ、より精度の良い高信頼な放射線測定が可能となる。
尚、判断６０３及び判断６０４に記載の比較判断で、判定値に閾値を設ける方法もある。また、判定値の閾値を可変設定できるようにしておくと、ノイズ受信頻度の大きさで放射線線量演算処理を実施するか否かを制御できるため、好都合である。
【００１９】
図５は図３に示す装置に示す動作を示すタイミングチャートである。このタイミングチャートは放射線を受信した場合とノイズを受信した場合を模擬する全体動作を説明するものである。図５において、演算器動作周期P0〜P2間は信号１０８、信号１０９、信号１１０が出力されてないため放射線は未検出で、かつ電波や衝撃に起因されるノイズも検出されていない。放射線カウンタ４０８、ノイズカウンタ４０９、衝撃カウンタそれぞれの値は「０」である。従って、放射線カウンタに変化が無いため演算器動作周期P0〜P2では演算処理を行わない。
【００２０】
演算器動作周期P2〜P3間は、なんらかの外来ノイズにより放射線センサ１０１とノイズセンサ１０２が反応し、信号１０８及び信号１０９が出力されていて、それぞれ増幅器５０１と増幅器５０２とで増幅され信号５１０と信号５１１が出力されている。信号５１０と信号５１１は電圧比較器５０４と電圧比較器５０５でパルス化されパルス４０５及びパルス４０６が出力されている。パルス４０５とパルス４０６が出力されることで、放射線カウンタ４０８とノイズカウンタ４０９は計数し、各々「１」となる。放射線カウンタ４０８の値がP2〜P3の間に「０」から「１」へ変化しているので、なんらかの放射線を検出した可能性があるが、ノイズカウンタ４０９の値も「０」から「１」へ変化しているので、演算器動作周期P2〜P3間での放射線カウンタ４０８が行った計数は、ノイズが起因する誤計数と判断し放射線線量演算処理を行わない。
【００２１】
演算器動作周期P4〜P5間は、なんらかの外来衝撃により放射線センサ１０１と衝撃センサ１０３が反応し、信号１０８及び信号１１０が出力されていて、それぞれ増幅器５０１と増幅器５０３とで増幅され信号５１０と信号５１２が出力されている。信号５１０と信号５１２は電圧比較器５０４と電圧比較器５０６でパルス化されパルス４０５及びパルス４０７が出力されている。パルス４０５とパルス４０７が出力されることで、放射線カウンタ４０８の値は「１」から「２」へ変化し、衝撃カウンタ４１０の値は、「０」から「１」へと変化する。放射線カウンタ４０８の値がP4〜P5の間に「1」から「２」へ変化しているので、なんらかの放射線を検出した可能性があるが、衝撃カウンタ４１０の値が「０」から「１」へ変化しているので、演算器動作周期P4〜P5間での放射線カウンタ４０８が行った計数は、ノイズが起因する誤計数であると判断し放射線線量演算処理を行わない。
【００２２】
演算器動作周期P5〜P6間は、放射線の検出により放射線センサ１０１が反応し、信号１０８が出力されていて、その信号は増幅器５０１で増幅され信号５１０が出力されている。信号５１０は電圧比較器５０４でパルス化されパルス４０５が出力されている。パルス４０５が出力されることで、放射線カウンタ４０８の値は「２」から「３」へ変化する。放射線カウンタ４０８の値が演算器動作周期P5〜P6の間に「２」から「３」へ変化し、ノイズカウンタ４０９及び衝撃カウンタ４１０の値に変化がないことから、正規なる放射線を検出した計数と判断し、放射線線量演算処理を行う。
【００２３】
演算器動作周期P6〜P7間は、P5〜P6と同様な考えで、正規なる放射線を検出した計数であるので放射線線量演算処理を行う。演算器動作周期P7〜P10間は放射線カウンタ４０８、ノイズカウンタ４０９、衝撃カウンタ４１０それぞれの値に変化が無いので、演算処理を行わない。
【００２４】
演算器動作周期P10〜P11間は、なんらかの外来ノイズにより放射線センサ１０１とノイズセンサ１０２及び衝撃センサが反応し、信号１０８及び信号１０９及び信号１１０が出力されていて、それぞれ増幅器５０１と増幅器５０２及び増幅器５０３で増幅され信号５１０と信号５１１及び信号５１２が出力されている。信号５１０と信号５１１及び信号５１２は電圧比較器５０４と電圧比較器５０５及び電圧比較器５０６でパルス化されパルス４０５とパルス４０６及びパルス４０７が出力されている。パルス４０５、パルス４０６、パルス４０７が出力されることで、放射線カウンタ４０８とノイズカウンタ４０９及び衝撃カウンタ４１０は計数カウントし、各々＋１カウントアップされる。放射線カウンタ４０８の値が演算器動作周期P10〜P11の間に変化しているので、なんらかの放射線を検出した可能性があるが、ノイズカウンタ４０９及び衝撃カウンタ４１０の値も変化しているので、演算器動作周期P10〜P11間での放射線カウンタ４０８の計数アップは、ノイズが起因する誤計数であると判断し放射線線量演算処理を行わない。尚、便宜上解りやすく表記するために各種カウンタの値は「０」を始点として表記した。
【００２５】
図６は、第四の発明に関する好適な実施形態を示しており、図１に示す信号処理部１０４の内部構成を示した装置全体構成図である。図６において、信号処理部１０４は、信号変換部４０１、信号変換部４０２、信号変換部４０３、放射線カウンタ７００、マルチバイブレータ回路７０１、マルチバイブレータ回路７０２及び演算器４０４によって構成される。尚、図１,図２,図３と同じ構成を要するものは同符号としている。
【００２６】
信号変換部４０１は増幅器５０１、電圧比較器５０４で構成され、放射線センサ１０１が出力する信号１０８を受信し、その信号を増幅器５０１によって増幅し、増幅された信号５１０の電圧を電圧比較器５０４によって、基準電圧と電圧比較し、信号５１０の電圧が基準電圧を超えることでその信号成分に相当するパルス４０５を出力する。
信号変換部４０２は増幅器５０２、電圧比較器５０５で構成され、ノイズセンサ１０２が出力する信号１０９を受信し、その信号を増幅器５０２によって増幅し、増幅された信号５１１の電圧を電圧比較器５０５によって、基準電圧と電圧比較し、信号５１１の電圧が基準電圧を超えることでその信号成分に相当するパルス４０６を出力する。
【００２７】
信号変換部４０３は増幅器５０３、電圧比較器５０６で構成され、衝撃センサ１０２が出力する信号１１０を受信し、その信号を増幅器５０３によって増幅し、増幅された信号５１２の電圧を電圧比較器５０６によって、基準電圧と電圧比較し、信号５１２の電圧が基準電圧を超えることでその信号成分に相当するパルス４０７を出力する。
マルチバイブレータ回路７０１はパルス４０６を受信し、出力に一定時間の延長幅で1発のパルス信号である信号７０３を出力し、信号７０３出力中にパルス４０６を再度受信すると、信号７０３をさらに一定時間だけ出力するマルチバイブレータ回路である。
【００２８】
マルチバイブレータ回路７０２はパルス４０７を受信し、出力に一定時間の延長幅で1発のパルス信号である信号７０４を出力し、信号７０４出力中にパルス４０７を再度受信すると、信号７０４をさらに一定時間だけ出力するマルチバイブレータ回路である。
信号７０３及び信号７０４が出力されているときは何らかのノイズを受信した痕跡を示す信号となり、この信号を使って放射線カウンタ４０８の計数制御を行うことでノイズによる誤カウントを防ぐことが可能となる。
【００２９】
放射線カウンタ７００は、信号７０３及び信号７０４のどちらかが有効のときはパルス４０５をカウントせず、信号７０３及び信号７０４の両方とも無効のときにパルス４０５を計数するカウントイネーブル付きカウンタである。
このように、信号７０３と信号７０４の両方が無効のときに、いわゆるノイズ受信が認められないことをイネーブルとして、パルス４０５の計数を行うことによってノイズ受信によって起こる誤カウントを防ぐことが可能となる。
【００３０】
演算器４０４は、プログラムを周期毎に繰り返し行うものであり、一般的なマイクロプロセッサである。放射線カウンタ７００が示す計数を周期毎に参照し、その値に変化が認められたとき放射線線量を演算処理する。メモリ４１１はプログラムを実行する上で作業データを退避することなどに使用されるものである。図示するメモリ４１１は演算期４０４の内部に備えられた例を示したが、演算期４０４の外に備え接続しても良い。
【００３１】
図７は第四の発明の動作を説明するタイミングチャートである。図６,図７において、演算器動作周期P0〜P2間は信号１０８、信号１０９、信号１１０が出力されてないため放射線は未検出で、かつ電波や衝撃に起因されるノイズも検出されてなく、放射線カウンタ４０８、ノイズカウンタ４０９、衝撃カウンタそれぞれの値は「０」である。放射線カウンタに変化が無いため、演算器動作周期P0〜P2間では演算処理を行わない。
【００３２】
演算期動作周期P2〜P3間は、なんらかの外来ノイズにより放射線センサ１０１とノイズセンサ１０２が反応し、信号１０８及び信号１０９が出力されていて、それぞれ増幅器５０１と増幅器５０２とで増幅され信号５１０と信号５１１が出力されている。信号５１０と信号５１１は電圧比較器５０４と電圧比較器５０５でパルス化されパルス４０５及びパルス４０６が出力されている。パルス４０６が出力されることで、マルチバイブレータ回路７０１はパルス長を延長した信号７０３を出力する。信号７０３がHレベルのとき放射線カウンタ４０８はカウント動作を実施しないため、放射線カウンタ４０８の値は「０」のまま変化しない。演算器４０４は放射線カウンタの値の変化を動作周期毎にチェックし、その値に変化が認められたとき放射線線量演算処理を行う。
【００３３】
演算器動作周期P4〜P5間は、なんらかの外来衝撃により放射線センサ１０１と衝撃センサ１０２が反応し、信号１０８及び信号１１０が出力されていて、それぞれ増幅器５０１と増幅器５０３とで増幅され信号５１０と信号５１２が出力されている。信号５１０と信号５１２は電圧比較器５０４と電圧比較器５０６でパルス化されパルス４０５及びパルス４０７が出力されている。パルス４０７が出力されることで、マルチバイブレータ回路７０２はパルス長を延長した信号７０４を出力する。信号７０４がHレベルのとき放射線カウンタ４０８はカウント動作を実施しないため、放射線カウンタ４０８の値は「０」のまま変化しない。演算器４０４は放射線カウンタの値の変化を周期毎にチェックし、その値に変化が認められたとき放射線線量演算処理を行う。
【００３４】
演算器動作周期P5〜P6間は、放射線の検出により放射線センサ１０１が反応し、信号１０８が出力されていて、その信号は増幅器５０１で増幅され信号５１０が出力されている。信号５１０は電圧比較器５０４でパルス化されパルス４０５が出力されている。信号７０３と信号７０４の両方がLであるため、パルス４０５は放射線カウンタ４０８にカウントされ、値は「１」となる。放射線カウンタ４０８の値がP5〜P6の間に「０」から「１」へ変化したので、この場合は放射線線量演算処理を行う。
【００３５】
演算器動作周期P6〜P7間は、放射線カウンタ４０８のカウント値が「１」から「２」へと変化したので放射線線量演算処理を行う。
【００３６】
演算期動作周期P7〜P10間は放射線カウンタ４０８の値に変化が無いので、演算処理を行わない。
【００３７】
演算器動作周期P10〜P11間は、なんらかの外来ノイズにより放射線センサ１０１とノイズセンサ１０２及び衝撃センサが反応し、信号１０８及び信号１０９及び信号１１０が出力されていて、それぞれ増幅器５０１と増幅器５０２及び増幅器５０３で増幅され信号５１０と信号５１１及び信号５１２が出力されている。信号５１０と信号５１１及び信号５１２は電圧比較器５０４と電圧比較器５０５及び電圧比較器５０６でパルス化され、パルス４０５とパルス４０６及びパルス４０７が出力されている。マルチバイブレータ回路７０１は、パルス４０６が出力されることでパルス長を延長した信号７０３を出力していて、信号７０３出力中にパルス４０６を受信しているので更に信号７０３を延長出力している。マルチバイブレータ回路７０２は、パルス４０７が出力されることでパルス長を延長した信号７０４を出力している。信号７０３と信号７０４は放射線カウンタ４０８のカウントイネーブル信号となっていて、信号７０４がHレベルのとき放射線カウンタ４０８はカウント動作を実施せず放射線カウンタ４０８の値は「２」のまま変化しないため、演算処理を行わない。尚、便宜上解りやすく表記するために各種カウンタの値は「０」を始点として表記した。
【００３８】
図８は、本発明の第五の発明に関する好適な実施形態で、全体構成を示す概念図であり、図１に示す装置の外来電磁波に起因したノイズに対する誤動作防止に着目した、携帯型個人線量計である。図８に示す装置は、電源１００、放射線センサ１０１、ノイズセンサ１０２、信号処理部２０４、表示器１０５、共鳴器１０６、から構成される。尚、この構成以外に外部との通信を行う通信部など必要に応じて回路を追加することも可能である。電源１００は、各構成のセンサや回路を動作させる電源であり、携帯型個人線量計の場合、電池などを使って回路に電力供給される。放射線センサ１０１は、例えば半導体検出器で構成されるものであり、この放射線センサ１０１によって外来放射線が検出され、信号１０８を出力する。ノイズセンサ１０２は、外来電磁波を検出し、信号１０９を出力するものである。信号１０８及び信号１０９はそれぞれ信号処理部２０４に接続される。尚、この装置は図１に示す装置から衝撃センサ１０３を除いたものであり、衝撃検知を目的とした内部回路も取り除くことにより小型で安価な線量計を実現できる。尚、図１と同じ構成を要するものは同符号としている。
【００３９】
図９は図８に示す信号処理部２０４を詳細に図示した装置全体構成図である。尚、図１に関連する構成と同じ構成を要するものは同符号としている。
図９において、信号処理部２０４は、増幅器５０１と電圧比較器５０４で構成される信号変換部４０１、増幅器５０２と電圧比較器５０５で構成される信号変換部４０２、放射線カウンタ４０８、ノイズカウンタ４０９と、演算器４０４、メモリ４１２にて構成される。
【００４０】
演算器４０４は、プログラムを周期毎に繰り返し行うものであり、一般的なマイクロプロセッサーである。メモリ４１２はプログラムを実行する上で作業データを退避することなどに使用されるものであり、放射線線量を演算するために図９ａに示すような領域を備えている。図９ａにおいて、演算期４０４は放射線カウンタ４０８の値を退避する退避メモリ１と、ノイズカウンタ４０９の値を退避する退避メモリ２とを、メモリ４１２上の特定アドレス番地に配置し、周期毎に得られた放射線カウンタ４０８の値を退避メモリ１に退避し、周期毎に得られたノイズカウンタ４０９の値を退避メモリ２に退避する。メモリ４１２は演算期４０４の内部に備えられた例を示したが、演算期４０４の外に備えて接続しても良い。
【００４１】
動作を詳細に説明する。放射線センサ１０１が出力する信号１０８は増幅器５０１によって増幅され、増幅された信号５１０の電圧を電圧比較器５０４によって基準電圧と電圧比較され、信号５１０の電圧が基準電圧を超えることでその信号成分に相当するパルス４０５が出力され、放射線カウンタ４０８によってパルス４０５が計数される。ノイズセンサ１０２が出力する信号１０９は増幅器５０２によって増幅され、増幅された信号５１１の電圧を電圧比較器５０５によって基準電圧と電圧比較され、信号５１１の電圧が基準電圧を超えることでその信号成分に相当するパルス４０６が出力され、放射線カウンタ４０９によってパルス４０６が計数される。
【００４２】
図１０を使って、第五の発明におけるノイズ除去演算を行う処理ステップを説明する。尚、図４の動作と同じ処理を行うものに関しては同符号としている。図１０において、プログラムスタートからA点までの動作を説明する。処理６０１は放射線カウンタ４０８及びノイズカウンタ４０９のカウンタ値を読み込む処理を行う。処理６０１ａは退避メモリ１と退避メモリ２を読み込む。判断６０２、判断６０３、及び処理６０５の流れを総括して説明する。放射線カウンタの値と退避メモリ１の値を比較した結果、その値が等しくなく、かつノイズカウンタの値と退避メモリ２の値が等しい場合、すなわち、このような場合はノイズを受信した痕跡がなく放射線を受けた痕跡が残っていると判断し、放射線線量演算処理６０５を行い、放射線カウンタの値と退避メモリ１の値を比較した結果、その値が等しくなく、ノイズカウンタの値と退避メモリ２の値が異なる場合、何らかのノイズによりカウンタが誤計数したと判断し、放射線線量演算処理６０５は行われず、放射線カウンタの値と退避メモリ１の値を比較した結果、その値が等しい場合は、演算器４０４の動作一周期の間で放射線を受信しなかったと判断し、放射線線量演算処理６０５は行われない。
【００４３】
次に図１０のA点からB点までの動作について説明する。判断６０６では、処理６０１で得たノイズカウンタ４０９の値が桁上がりに達しているか否かを判断し、桁上がりに達している場合は、処理６０７に進み、ノイズカウンタ４０９の値を初期化すると共に初期化した値を退避メモリ２へ退避する。ノイズカウンタ４０９の値が桁上がりに達していない場合は、処理６０８に進み、処理６０１で得たノイズカウンタ４０９の値を退避メモリ２へ退避する。
【００４４】
次に図１０のB点からC点までの動作について説明する。処理６１２では処理６０１で得た放射線カウンタ４０８の値を退避メモリ１に退避する。
こうすることで、放射線を本当に受信したのか、もしくは外来ノイズよって引き起こされた誤検出なのかの判断が可能となり、その判断条件で放射線線量の演算を実施するか否かを振り分けることができ、より精度の良い高信頼な放射線測定が可能となる。
【００４５】
図１１は、本発明の第六の発明に関する好適な実施形態で、全体構成を示す概念図であり、図１に示す装置の衝撃に起因したノイズに対する誤動作防止に着目した、携帯型個人線量計である。図１１に示す装置は、電源１００、放射線センサ１０１、ノイズセンサ１０２、信号処理部３０４、表示器１０５、共鳴器１０６、から構成される。尚、この構成以外に外部との通信を行う通信部など必要に応じて回路を追加することも可能である。電源１００は、各構成のセンサや回路を動作させる電源であり、携帯型個人線量計の場合、電池などを使って回路に電力供給される。放射線センサ１０１は、例えば半導体検出器で構成されるものであり、この放射線センサによって外来放射線が検出され、信号１０８を出力する。ノイズセンサ１０２は、外来電磁波を検出し、信号１０９を出力するものである。信号１０８及び信号１０９はそれぞれ信号処理部３０４に接続される。尚、この装置は図１に示す装置からノイズセンサ１０２を除いたものであり、外来電磁波ノイズを除去することを目的とした内部回路も取り除くことにより小型で安価な線量計を実現できる。尚、図１と同じ構成を要するものは同符号としている。
【００４６】
図１２は図１１に示す信号処理部３０４を詳細に図示した装置全体構成図である。尚、図１に関連する構成と同じ構成を要するものは同符号としている。
図１２において、信号処理部３０４は、増幅器５０１と電圧比較器５０４で構成される信号変換部４０１、増幅器５０３と電圧比較器５０６で構成される信号変換部４０３、放射線カウンタ４０８、衝撃カウンタ４１０と、演算器４０４、メモリ４１３にて構成される。
【００４７】
演算器４０４は、プログラムを周期毎に繰り返し行うものであり、一般的なマイクロプロセッサーである。メモリ４１３はプログラムを実行する上で作業データを退避することなどに使用されるものであり、放射線線量を演算するために図１２ａに示すような領域を備えている。図１２ａにおいて、演算期４０４は放射線カウンタ４０８の値を退避する退避メモリ１と、衝撃カウンタ４１０の値を退避する退避メモリ３とを、メモリ４１３上の特定アドレス番地に配置し、周期毎に得られた放射線カウンタ４０８の値を退避メモリ１に退避し、周期毎に得られた衝撃カウンタ４１０の値を退避メモリ３に退避する。尚、メモリ４１３は演算期４０４の内部に備えられた例を示したが、演算期４０４の外に備えて接続しても良い。
【００４８】
動作を詳細に説明する。放射線センサ１０１が出力する信号１０８は増幅器５０１によって増幅され、増幅された信号５１０の電圧を電圧比較器５０４によって基準電圧と電圧比較され、信号５１０の電圧が基準電圧を超えることでその信号成分に相当するパルス４０５が出力され、放射線カウンタ４０８によってパルス４０５が計数される。衝撃センサ１０３が出力する信号１１０は増幅器５０３によって増幅され、増幅された信号５１２の電圧を電圧比較器５０６によって基準電圧と電圧比較され、信号５１２の電圧が基準電圧を超えることでその信号成分に相当するパルス４０７が出力され、衝撃カウンタ４１０によってパルス４０７が計数される。
【００４９】
図１３を使って、第六の発明におけるノイズ除去演算を行う処理ステップを説明する。尚、図４の動作と同じ処理を行うものに関しては同符号としている。図１３において、プログラムスタートからA点までの動作を説明する。処理６０１は放射線カウンタ４０８及び衝撃カウンタ４１０のカウンタ値を読み込む処理を行う。処理６０１ａは退避メモリ１と退避メモリ３を読み込む。判断６０２、判断６０４、及び処理６０５の流れを総括して説明する。放射線カウンタの値と退避メモリ１の値を比較した結果、その値が等しくなく、かつ衝撃カウンタの値と退避メモリ３の値が等しい場合、すなわち、このような場合はノイズを受信した痕跡がなく放射線を受けた痕跡が残っていると判断し、放射線線量演算処理６０５を行い、放射線カウンタの値と退避メモリ１の値を比較した結果、その値が等しくなく、衝撃カウンタの値と退避メモリ３の値が異なる場合、何らかのノイズによりカウンタが誤計数したと判断し、放射線線量演算処理６０５は行なわれず、放射線カウンタの値と退避メモリ１の値を比較した結果、その値が等しい場合は、演算器４０４の動作一周期の間で放射線を受信しなかったと判断し、放射線線量演算処理６０５は行われない。
【００５０】
次に図１３のA点からＣ点までの動作について説明する。判断６０９では、処理６０１で得た衝撃カウンタ４１０の値が桁上がりに達しているか否かを判断し、桁上がりに達している場合は、処理６１０に進み、衝撃カウンタ４１０の値を初期化すると共に初期化した値を退避メモリ３へ退避する。衝撃カウンタ４１０の値が桁上がりに達していない場合は、処理６１１に進み、処理６０１で得た衝撃カウンタ４１０の値を退避メモリ３へ退避する。処理６１２では処理６０１で得た放射線カウンタ４０８の値を退避メモリ１に退避する。
【００５１】
こうすることで、放射線を本当に受信したのか、もしくは衝撃が起因となるノイズよって引き起こされた誤検出なのかの判断が可能となり、その判断条件で放射線線量の演算を実施するか否かを振り分けることができ、より精度の良い高信頼な放射線測定が可能となる。
総じて望ましくは、ノイズセンサ１０２と衝撃センサ１０３の両方の機能を兼ね備えた１つのセンサを使用することが良く、外来電磁波ノイズと衝撃ノイズの両方を検知するセンサを使うことで、増幅器,電圧比較器,カウンタの資産を削減することが可能で、高性能でかつ小型な放射線測定装置を実現できる。
【産業状の利用可能性】
【００５２】
本発明によれば、電波や振動衝撃などに起因するノイズを除外して放射線を高精度に測定することが可能となり、放射線測定全ての分野及びノイズ除去方法に関する幅広い利用可能性が望める。特に携帯型個人線量計への利用価値は大きい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の請求項１に関する実施の形態を示す図
【図２】本発明の請求項２に関する実施の形態を示す図
【図３】本発明の請求項２に関する実施の形態を示す詳細図
【図３ａ】本発明の作業メモリ領域を示す図
【図４】本発明の請求項３に関する実施の形態を示すフローチャート図
【図５】本発明に関する実施の形態を示す動作タイミングチャート図
【図６】本発明の請求項４に関する実施の形態を示す図
【図７】本発明に関する実施の形態を示す動作タイミングチャート図
【図８】本発明の請求項５に関する実施の形態を示す図
【図９】本発明の請求項５に関する実施の形態を示す図
【図９ａ】本発明の請求項５に関する作業メモリ領域を示す図
【図１０】本発明の請求項５に関する実施の形態を示すフローチャート図
【図１１】本発明の請求項６に関する実施の形態を示す図
【図１２】本発明の請求項６に関する実施の形態を示す図
【図１２ａ】本発明の請求項６に関する作業メモリ領域を示す図
【図１３】本発明の請求項６に関する実施の形態を示すフローチャート図
【符号の説明】
【００５４】
１００…電源
１０１…放射線センサ
１０２…ノイズセンサ
１０３…衝撃センサ
１０４、２０４、３０４…信号処理部
１０５…表示器
１０６…共鳴器
１０８…信号
１０９…信号
１１０…信号
４０１、４０２、４０３…信号変換部
４０４…演算器
４０５、４０６、４０７…パルス
４０８…放射線カウンタ
４０９…ノイズカウンタ
４１０…衝撃カウンタ
４１１、４１２、４１３…メモリ
５０１、５０２、５０３…増幅器
５０４、５０５、５０６…電圧比較器
５１０、５１１、５１２…信号
６０１、６０５、６０７、６０８、６１０、６１１、６１２…処理
６０２、６０３、６０４…判断
７００…放射線カウンタ
７０１、７０２…マルチバイブレータ回路
７０３、７０４…信号
Ｐ０〜Ｐ１２…演算器動作周期
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を検出する放射線センサと、
電磁的ノイズを検出するノイズセンサと、
衝撃を検出する衝撃センサと、
前記ノイズセンサからの信号、もしくは前記衝撃センサからの信号の少なくとも一方が認められたときには、前記放射線センサから出力される信号を無効扱いとする信号処理部と、
を含むことを特徴とする放射線測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、
前記信号処理部は、
前記放射線センサから出力される信号を受信し、その信号の強度が閾値を超えることでパルス出力を行う第一の信号変換部と、そのパルス出力の数をデジタル計数に変換する放射線カウンタと、
前記ノイズセンサから出力される信号を受信し、その信号の強度が閾値を超えることでパルス出力を行う第二の信号変換部と、そのパルス出力の数をデジタル計数に変換するノイズカウンタと、
前記衝撃センサから出力される信号を受信し、その信号の強度が閾値を超えることでパルス出力を行う第三の信号変換部と、そのパルス出力の数をデジタル計数に変換する衝撃カウンタと、
前記放射線カウンタ、及び前記ノイズカウンタ、及び前記衝撃カウンタが示す計数に従って放射線線量の統計演算を行う演算器とを備え、当該演算器は作業用記憶手段を備えること特徴とする放射線測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置におけるノイズ除去演算方法であって、
前記演算器は、周期毎に演算処理を繰り返し、
前記放射線カウンタの値を退避する放射線カウンタ記憶手段と、
前記ノイズカウンタの値を退避するノイズカウンタ記憶手段と、
前記衝撃カウンタの値を退避する衝撃カウンタ記憶手段と、
を備え、
一周期前に退避した前記放射線カウンタ記憶手段の値を放射線カウンタ前回値、現在の周期で得られた前記放射線カウンタ値を放射線カウンタ今回値とし、
前記一周期前に退避した前記ノイズカウンタ記憶手段の値をノイズカウンタ前回値、現在の周期で得られた前記ノイズカウンタの値をノイズカウンタ今回値とし、
前記一周期前に退避した前記衝撃カウンタ記憶手段の値を衝撃カウンタ前回値、現在の周期で得られた前記衝撃カウンタの値を衝撃カウンタ今回値とし、
前記放射線カウンタ前回値と前記放射線カウンタ今回値とで比較を行い、及び前記ノイズカウンタ前回値と前記ノイズカウンタ今回値とで比較を行い、及び前記衝撃カウンタ前回値と前記衝撃カウンタ今回値とで比較を行い、
前記放射線カウンタ前回値と前記放射線カウンタ今回値が異なり、かつ前記ノイズカウンタ前回値と前記ノイズカウンタ今回値が等しく、かつ前記衝撃カウンタ前回値と前記衝撃カウンタ今回値が等しい場合は、放射線線量演算処理を実行し、
前記放射線カウンタ前回値と前記放射線カウンタ今回値が異なり、前記ノイズカウンタ前回値と前記ノイズカウンタ今回値が異なるか、又は前記衝撃カウンタ前回値と前記衝撃カウンタ今回値が異なる場合は、前記放射線線量演算処理を実行せず、
前記放射線カウンタ前回値と前記放射線カウンタ今回値が等しい場合は、前記放射線線量演算処理を実行せず、
前記ノイズカウンタ今回値が定められた値に達した場合には、前記ノイズカウンタの値を現在の周期タイミングで初期化すると共に、初期化した値を前記ノイズカウンタ記憶手段に退避し、
前記衝撃カウンタ今回値が定められた値に達した場合には、前記衝撃カウンタの値を現在の周期タイミングで初期化すると共に、初期化した値を前記衝撃カウンタ記憶手段に退避し、
前記ノイズカウンタ今回値が、定められた値に達していない場合は、前記ノイズカウンタ今回値を前記ノイズカウンタ記憶手段に退避し、
前記衝撃カウンタ今回値が、定められた値に達していない場合は、前記衝撃カウンタ今回値を前記衝撃カウンタ記憶手段に退避し、
前記放射線カウンタ今回値を周期毎に放射線カウンタ記憶手段に退避する、
ことを特徴とする、ノイズ除去演算方法。
【請求項４】
請求項１に記載の装置において、
前記信号処理部は、
前記放射線センサから出力される信号を受信し、その信号強度が閾値を超えることで第一のパルスを出力する第一の信号変換部と、そのパルス出力の数をデジタル計数に変換する放射線カウンタと、
前記ノイズセンサから出力される信号を受信し、その信号の強度が閾値を超えることで第二のパルスを出力する第二の信号変換部と、
前記第二のパルスが入力されると出力に一定時間幅で1発の第一の延長パルスを出力し、当該第一の延長パルス出力中に再度前記第二のパルスが入力されると、前記第一の延長パルスをさらに一定時間だけ出力する第一のマルチバイブレータ回路と、
前記衝撃センサから出力される信号を受信し、その強度が閾値を超えることで第三のパルスを出力する第三の信号変換部と、
前記第三のパルスが入力されると出力に一定時間幅で1発の第二の延長パルスを出力し、当該第二の延長パルス出力中に再度前記第三のパルスが入力されると、前記第二の延長パルスをさらに一定時間だけ出力する第二のマルチバイブレータ回路と、
を備え、前記放射線カウンタは、前記第一の延長パルス又は前記第二の延長パルスが入力された場合、前記第一のパルスの数を計数せず、
前記放射線カウンタが示す計数に従って放射線線量の統計演算を行う演算器とを備え、当該演算器は作業用記憶手段を備えることを特徴とする放射線測定装置。
【請求項５】
放射線を検出する放射線センサと、
電磁的ノイズを検出するノイズセンサと、
前記ノイズセンサからの信号が認められたときには、前記放射線センサから出力される信号を無効扱いとする信号処理部と、
を含むことを特徴とする放射線測定装置。
【請求項６】
放射線を検出する放射線センサと、
衝撃を検出する衝撃センサと、
前記衝撃センサからの信号が認められたときには、放射線センサから出力される信号を無効扱いとする信号処理部と、
を含むことを特徴とする放射線測定装置。
【請求項１】
放射線を検出する放射線センサと、
電磁的ノイズを検出するノイズセンサと、
衝撃を検出する衝撃センサと、
前記ノイズセンサからの信号、もしくは前記衝撃センサからの信号の少なくとも一方が認められたときには、前記放射線センサから出力される信号を無効扱いとする信号処理部と、
を含むことを特徴とする放射線測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、
前記信号処理部は、
前記放射線センサから出力される信号を受信し、その信号の強度が閾値を超えることでパルス出力を行う第一の信号変換部と、そのパルス出力の数をデジタル計数に変換する放射線カウンタと、
前記ノイズセンサから出力される信号を受信し、その信号の強度が閾値を超えることでパルス出力を行う第二の信号変換部と、そのパルス出力の数をデジタル計数に変換するノイズカウンタと、
前記衝撃センサから出力される信号を受信し、その信号の強度が閾値を超えることでパルス出力を行う第三の信号変換部と、そのパルス出力の数をデジタル計数に変換する衝撃カウンタと、
前記放射線カウンタ、及び前記ノイズカウンタ、及び前記衝撃カウンタが示す計数に従って放射線線量の統計演算を行う演算器とを備え、当該演算器は作業用記憶手段を備えること特徴とする放射線測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置におけるノイズ除去演算方法であって、
前記演算器は、周期毎に演算処理を繰り返し、
前記放射線カウンタの値を退避する放射線カウンタ記憶手段と、
前記ノイズカウンタの値を退避するノイズカウンタ記憶手段と、
前記衝撃カウンタの値を退避する衝撃カウンタ記憶手段と、
を備え、
一周期前に退避した前記放射線カウンタ記憶手段の値を放射線カウンタ前回値、現在の周期で得られた前記放射線カウンタ値を放射線カウンタ今回値とし、
前記一周期前に退避した前記ノイズカウンタ記憶手段の値をノイズカウンタ前回値、現在の周期で得られた前記ノイズカウンタの値をノイズカウンタ今回値とし、
前記一周期前に退避した前記衝撃カウンタ記憶手段の値を衝撃カウンタ前回値、現在の周期で得られた前記衝撃カウンタの値を衝撃カウンタ今回値とし、
前記放射線カウンタ前回値と前記放射線カウンタ今回値とで比較を行い、及び前記ノイズカウンタ前回値と前記ノイズカウンタ今回値とで比較を行い、及び前記衝撃カウンタ前回値と前記衝撃カウンタ今回値とで比較を行い、
前記放射線カウンタ前回値と前記放射線カウンタ今回値が異なり、かつ前記ノイズカウンタ前回値と前記ノイズカウンタ今回値が等しく、かつ前記衝撃カウンタ前回値と前記衝撃カウンタ今回値が等しい場合は、放射線線量演算処理を実行し、
前記放射線カウンタ前回値と前記放射線カウンタ今回値が異なり、前記ノイズカウンタ前回値と前記ノイズカウンタ今回値が異なるか、又は前記衝撃カウンタ前回値と前記衝撃カウンタ今回値が異なる場合は、前記放射線線量演算処理を実行せず、
前記放射線カウンタ前回値と前記放射線カウンタ今回値が等しい場合は、前記放射線線量演算処理を実行せず、
前記ノイズカウンタ今回値が定められた値に達した場合には、前記ノイズカウンタの値を現在の周期タイミングで初期化すると共に、初期化した値を前記ノイズカウンタ記憶手段に退避し、
前記衝撃カウンタ今回値が定められた値に達した場合には、前記衝撃カウンタの値を現在の周期タイミングで初期化すると共に、初期化した値を前記衝撃カウンタ記憶手段に退避し、
前記ノイズカウンタ今回値が、定められた値に達していない場合は、前記ノイズカウンタ今回値を前記ノイズカウンタ記憶手段に退避し、
前記衝撃カウンタ今回値が、定められた値に達していない場合は、前記衝撃カウンタ今回値を前記衝撃カウンタ記憶手段に退避し、
前記放射線カウンタ今回値を周期毎に放射線カウンタ記憶手段に退避する、
ことを特徴とする、ノイズ除去演算方法。
【請求項４】
請求項１に記載の装置において、
前記信号処理部は、
前記放射線センサから出力される信号を受信し、その信号強度が閾値を超えることで第一のパルスを出力する第一の信号変換部と、そのパルス出力の数をデジタル計数に変換する放射線カウンタと、
前記ノイズセンサから出力される信号を受信し、その信号の強度が閾値を超えることで第二のパルスを出力する第二の信号変換部と、
前記第二のパルスが入力されると出力に一定時間幅で1発の第一の延長パルスを出力し、当該第一の延長パルス出力中に再度前記第二のパルスが入力されると、前記第一の延長パルスをさらに一定時間だけ出力する第一のマルチバイブレータ回路と、
前記衝撃センサから出力される信号を受信し、その強度が閾値を超えることで第三のパルスを出力する第三の信号変換部と、
前記第三のパルスが入力されると出力に一定時間幅で1発の第二の延長パルスを出力し、当該第二の延長パルス出力中に再度前記第三のパルスが入力されると、前記第二の延長パルスをさらに一定時間だけ出力する第二のマルチバイブレータ回路と、
を備え、前記放射線カウンタは、前記第一の延長パルス又は前記第二の延長パルスが入力された場合、前記第一のパルスの数を計数せず、
前記放射線カウンタが示す計数に従って放射線線量の統計演算を行う演算器とを備え、当該演算器は作業用記憶手段を備えることを特徴とする放射線測定装置。
【請求項５】
放射線を検出する放射線センサと、
電磁的ノイズを検出するノイズセンサと、
前記ノイズセンサからの信号が認められたときには、前記放射線センサから出力される信号を無効扱いとする信号処理部と、
を含むことを特徴とする放射線測定装置。
【請求項６】
放射線を検出する放射線センサと、
衝撃を検出する衝撃センサと、
前記衝撃センサからの信号が認められたときには、放射線センサから出力される信号を無効扱いとする信号処理部と、
を含むことを特徴とする放射線測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図３ａ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図９ａ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１２ａ】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図３ａ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図９ａ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１２ａ】
【図１３】
【公開番号】特開２００７−２８５９１４（Ｐ２００７−２８５９１４Ａ）
【公開日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１１４３００（Ｐ２００６−１１４３００）
【出願日】平成１８年４月１８日（２００６．４．１８）
【出願人】（５９１０８３２４４）富士電機システムズ株式会社 (1,717)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月１８日（２００６．４．１８）
【出願人】（５９１０８３２４４）富士電機システムズ株式会社 (1,717)
【Ｆターム（参考）】
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