JP2000258537A - 信号検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノイズ信号による不具合を解消することがで
きる信号検出装置を得ることを目的とする。 【解決手段】 検出しようとする信号パルスと同極性の
第１の弁別電圧ｄ₃を有する第１の波高弁別器９と、第
１の弁別電圧ｄ₃より高い第２の弁別電圧ｄ₄を有する第
２の波高弁別器１０と、検出しようとする信号パルスの
極性と逆極性の第３の弁別電圧ｄ₅を有する第３の波高
弁別器１１と、第１の波高弁別器９の出力パルスのパル
ス幅を分析し、基準範囲と異なるパルス幅を有す信号を
検出すると出力するパルス幅分析器１２と、第２の波高
弁別器１０、第３の波高弁別器１１およびパルス幅分析
器１２の全ての出力信号をカウントしてノイズ信号の計
数を行う第１のカウンタ１３とにて成るものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば放射線監
視装置等の信号パルスの計数において、ノイズの侵入を
検出し、ノイズによる指示上昇を防止し、また、指示上
昇の原因がノイズであることを検出するための信号検出
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は例えば特公平７−３４４０号公報
に示された従来の信号検出装置の構成を示すブロック
図、図６は図５に示した信号検出装置における各箇所
（Ａ〜Ｆ）の各信号をそれぞれ示す信号波形図である。
図５において、１は入力端子、２はこの入力端子１に接
続された第１の波高弁別器で、基準電圧をｃとして、検
出しようとする信号パルスの極性と同極性の第１の弁別
電圧ｄ₁を有している。３は第１の波高弁別器２の出力
側に接続された遅延回路である。

【０００３】４は入力端子１に接続された第２の波高弁
別器で、検出しようとする信号パルスの極性と逆極性の
第２の弁別電圧ｄ₂を有している。５は第２の波高弁別
器４の出力側に接続された単安定回路、６は遅延回路３
と単安定回路５との出力を入力として動作するアンドゲ
ート、７はアンドゲート６に接続された出力端子であ
る。

【０００４】次に上記のように構成された従来の信号検
出装置の動作について図６を交えて説明する。まず、入
力端子１に、図６のＡに示すような信号パルスとノイズ
パルスとの混在する入力パルス信号が与えられるものと
する。次に、第１の波高弁別器２は、検出しようとする
信号パルスと極性が同一であり、かつ、その波高値があ
らかじめ設定した第１の弁別電圧ｄ₁より高い入力パル
スに対して、図６のＢに示すような出力信号を出力す
る。次に、この信号を遅延回路３にて、ノイズ信号の振
動周期より長い時間Ｔ３だけ遅延させて、図６のＤに示
すような出力信号を発生する。

【０００５】次に、第２の波高弁別器４は、検出しよう
とする信号パルスと極性が逆であり、かつ、その波高値
があらかじめ設定した第２の弁別電圧ｄ₂より大きい入
力パルス信号に対して、図６のＣに示すような出力信号
を発生する。次に、単安定回路５は、常時ハイレベルの
信号を出力しており、Ｃのパルスの立ち上がりを検出す
ると、Ｔ４時間ローレベルの信号と成る。

【０００６】従って、図６のＥに示すように、Ｃのノイ
ズ信号の最後のパルスの立ち上がり後、Ｔ４時間で再び
ハイレベルの信号を出力することとなる。このＴ４時間
とは、ノイズの継続時間より長く設定されており、これ
は様々なノイズ源の経験値により決定される。

【０００７】次に、アンドゲート６にて遅延回路３の信
号と、単安定回路５の信号との論理積信号を、図６のＦ
に示すような出力信号として発生し、出力端子７にて出
力する。このようにして、有害ノイズ信号を除去して、
計測を行うことができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の信号検出装置
は、上記のように構成されているため、検出しようとす
る信号パルスと異なる極性を有するようなノイズ信号は
除去できるものの、例えば、検出しようとする信号パル
スと同極性で、規定電圧を大幅に越えるノイズ信号や、
パルス幅が規定の範囲を外れているようなノイズ信号な
どの有害ノイズ信号は、上記従来の信号検出装置では除
去できない。よって、信号検出の信頼性が低下するとい
う問題点があった。

【０００９】また、遅延回路３および単安定回路５な
ど、ノイズ信号の振動周期に応じて設定する値が必要な
回路を利用するため、これらの適正な設定が困難とな
り、設定値によってはノイズを完全に除去できなくな
り、信号検出の信頼性が低下するという問題点があっ
た。

【００１０】この発明は上記のような問題点を解消する
ためなされたもので、ノイズの除去の精度を向上し、信
号検出を精度よく行うことができる信号検出装置を提供
することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明に係る請求項１
の信号検出装置は、被検出信号パルスを一定周期毎に計
数する信号検出装置において、周期におけるノイズ信号
を計数するノイズ検出手段を備え、周期の内、ノイズ検
出手段のカウント値が無害ノイズ信号を規定するための
基準値より多く検出された場合、その周期の信号には有
害ノイズ信号の侵入があったと判断するものである。

【００１２】また、この発明に係る請求項２の信号検出
装置は、請求項１において、有害ノイズ信号の侵入があ
ったと判断された周期は、信号の計数対象から除くもの
である。

【００１３】また、この発明に係る請求項３の信号検出
装置は、請求項１または請求項２において、有害ノイズ
信号の侵入があったと判断された場合、そのことを外部
に知らせる警報出力部を備えたものである。

【００１４】また、この発明に係る請求項４の信号検出
装置は、ノイズ信号を計数するノイズ検出手段を備えた
信号検出装置において、ノイズ検出手段が、検出しよう
とする信号パルスと同極性の第１の弁別電圧を有し、第
１の弁別電圧より高いときに出力する第１の波高弁別器
と、第１の弁別電圧より高い第２の弁別電圧を有し、第
２の弁別電圧より高いときに出力する第２の波高弁別器
と、検出しようとする信号パルスの極性と逆極性の第３
の弁別電圧を有し、第３の弁別電圧より高い時に出力す
る第３の波高弁別器と、第１の波高弁別器の出力パルス
のパルス幅を分析し、基準範囲と異なるパルス幅を有す
信号を検出すると出力するパルス幅分析器と、第２の波
高弁別器、第３の波高弁別器およびパルス幅分析器の全
ての出力信号をカウントしてノイズ信号の計数を行う第
１のカウンタとにて成るものである。

【００１５】また、この発明に係る請求項５の信号検出
装置は、請求項４において、第１の波高弁別器を、シン
グルチャネル波高弁別器にて形成するものである。

【００１６】また、この発明に係る請求項６の信号検出
装置は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の信
号検出装置のノイズ検出手段を、請求項４または請求項
５に記載の信号検出装置のノイズ検出手段にて行うもの
である。

【００１７】また、この発明に係る請求項７の信号検出
装置は、請求項６において、第１の波高弁別器のカウン
トを行う第２のカウンタと、第１のカウンタの値が基準
値より少ない場合、第２のカウンタの値を正常計数率と
し、第１のカウンタの値が基準値より大きい場合、第２
のカウンタの前回周期の値を正常計数率として出力する
演算器とを備えたものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
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の信号検出装置の構成を示すブロック図、図２は
図１に示した信号検出装置における各箇所（Ｈ〜Ｌ）の
各信号をそれぞれ示す信号波形図、図３および図４は図
１に示した信号検出装置の演算器の動作を説明するため
のフローチャートを示す図である。

【００１９】図において、８は入力端子、９はこの入力
端子８に接続された第１の波高弁別器で、基準電圧をｃ
として、検出しようとする信号パルスの極性と同極性の
第１の弁別電圧ｄ₃を有し、第１の弁別電圧ｄ₃より高い
信号を入力した時に出力が反転し、その信号が基準電圧
ｃに戻ると出力が復帰する。この第１の弁別電圧ｄ
₃は、信号検出装置が検出しようとする信号のレベルに
より設定されるものである。

【００２０】１０は入力端子８に接続された第２の波高
弁別器で、第１の弁別電圧ｄ₃より大きい第２の弁別電
圧ｄ₄を有し、第２の弁別電圧ｄ₄より高い信号を入力し
た時に出力が反転し、その信号が再び第２の弁別電圧ｄ
₄に戻ると出力が復帰する。この第２の弁別電圧ｄ₄は、
信号検出装置が検出しようとする信号では、これ以上の
レベルを示すことがないと考えることから設定されてい
るものである。

【００２１】１１は入力端子８に接続された第３の波高
弁別器で、検出しようとする信号パルスの極性と逆極性
の第３の弁別電圧ｄ₅を有し、第３の弁別電圧ｄ₅より逆
極性側に高い信号を入力した時に出力が反転し、その信
号が再び第３の弁別電圧ｄ₅に戻ると出力が復帰する。

【００２２】１２は第１の波高弁別器９に接続されたパ
ルス幅分析器で、第１の波高弁別器９にて出力された信
号のパルス幅が、基準の範囲のＴ₁より大きくＴ₂より小
さい範囲内に入っていない場合は、信号を出力する。こ
のパルス幅の基準の範囲Ｔ₁、Ｔ₂は、信号検出装置が検
出しようとする信号では、これ範囲から外れるパルス幅
を有することがないと考えることから設定されているも
のである。１３は第２の波高弁別器１０、第３の波高弁
別器１１、および、パルス幅分析器１２の全ての出力信
号をカウントしてノイズ信号の計数を行う第１のカウン
タである。

【００２３】１４は第１の波高弁別器９の出力信号をカ
ウントする第２のカウンタ、１５は第１のカウンタ１３
および第２のカウンタ１４に接続されている演算器で、
宇宙線など無害ノイズ信号で、ノイズ信号として検出さ
れると一般的に考えられるものを参照に、統計的に定め
ることができる規定周期における無害ノイズ信号の計数
値が基準値Ａとして規定されており、入力パルス信号か
ら検出されたノイズ信号が基準値Ａより多く検出された
場合、その周期の信号には有害ノイズ信号の侵入があっ
たと判断する。

【００２４】１６はこの演算器１５に接続されたメモリ
で、演算器１５が必要とするデータおよび演算器１５の
演算結果が記憶されている。１７は演算器１５に接続さ
れた計数率出力端子、１８は演算器１５に接続された警
報出力部としての警報出力端子である。

【００２５】上記にて示したノイズ信号とは、例えば放
射線監視装置等の信号パルスの計数を行う場合であれ
ば、放射線監視装置における、モータのスイッチングサ
ージ、電気溶接ノイズ等の有害ノイズ信号や、自然界に
存在する宇宙線などの無害ノイズ信号等で、本来信号検
出装置が検出するべき放射線の信号でないものを指す。

【００２６】次に上記のように構成された実施の形態１
の信号検出装置の動作について図２ないし図４を交えて
説明する。まず、入力端子８に、図２のＨに示すよう
な、通常信号パルスとノイズパルスとが混在する入力パ
ルス信号ｈ₁〜ｈ₇の各信号が与えられるものとする。次
に、第１の波高弁別器９は、入力パルス信号が第１の弁
別電圧ｄ₃を越えたところで出力が反転し、波高が基準
電圧ｃに戻ると出力が復帰するように形成されているた
め、第１の波高弁別器９より高い入力パルス信号ｈ₁、
ｈ₃〜ｈ₆に対して、図２のＩに示すような出力信号
ｉ₁、ｉ₃〜ｉ₆を出力する。

【００２７】そして、第１の波高弁別器９から出力され
る出力信号は、第２のカウンタ１４にて周期的にカウン
トされる。次に、第２の波高弁別器１０は、入力パルス
信号が第２の弁別電圧ｄ₄を越えたところで出力が反転
し、波高が第２の弁別電圧ｄ₄に戻ると出力が復帰する
ように形成されているため、第２の弁別電圧ｄ₄より高
い入力パルスｈ₃に対して、図２のＪに示すような出力
信号ｊ₃を出力する。

【００２８】次に、第３の波高弁別器１１は、入力パル
ス信号が検出しようとする信号パルスと逆極性側に、第
３の弁別電圧ｄ₅を越えたところで出力が反転し、波高
が第３の弁別電圧ｄ₅に戻ると出力が復帰するように形
成されているため、第３の弁別電圧ｄ₅より高い入力パ
ルスｈ₇に対して、図２のＫに示すような出力信号ｋ₇を
出力する。

【００２９】次に、パルス幅分析器１２は、第１の波高
弁別器９の出力信号ｉ₁、ｉ₃〜ｉ₆のパルス幅を分析し
て、基準の範囲であるＴ₁より大きくＴ₂より小さい範囲
と異なる出力信号ｉ₅、ｉ₆に対して、図２のＬに示すよ
うな出力信号ｌ₆、ｌ₇を出力する。

【００３０】次に、第１のカウンタ１３は第２の波高弁
別器１０、第３の波高弁別器１１およびパルス幅分析器
１２の、図２のＪ、Ｋ、およびＬに示す出力信号を周期
的にカウントしてノイズ信号の計数を行う。次に、演算
器１５は、第１のカウンタ１３のカウント値Ｎ₁および
第２のカウンタ１４のカウント値Ｎ₂をそれぞれ読み込
む（図３のステップＳ₁およびステップＳ₂）。

【００３１】次に、カウント値Ｎ₁が無害ノイズ信号を
規定するための規定値Ａより多いか否かを判断する（図
３のステップＳ₃）。そして、カウント値Ｎ₁が基準値よ
り多い場合は、有害ノイズ信号の侵入があったと判断す
る。そして、この有害ノイズ信号の侵入のあった周期は
信号の計数対象から除き、前回の有害ノイズ信号の侵入
がなかった際のカウント値Ｎ₂の値から演算され保存さ
れている計数率をメモリ１６から抽出し、計数率出力端
子１７に出力する（図３のステップＳ₄）。

【００３２】また、カウント値Ｎ₁が規定値Ａより少な
い場合は、有害ノイズ信号の侵入がなかったと判断す
る。そして、この周期のカウント値Ｎ₂の値から演算さ
れる計数率を、計数率出力端子１７に出力するととも
に、この計数率をメモリ１６に保存する（図３のステッ
プＳ₅）。

【００３３】また、上記同様に演算器１５にて判断し、
有害ノイズ信号の侵入があったと判断された場合、有害
ノイズ信号の侵入があったことを外部に知らせるための
警報を警報出力端子１８に出力する（図４のステップＳ
₆）ようにしてもよい。

【００３４】上記のように構成された実施の形態１の信
号検出装置によれば、入力パルス信号の周期に、有害ノ
イズ信号の侵入の有無を判断することができ、侵入があ
ると判断された場合、その周期を信号計数から除いて行
うようにしたため、信頼性の高い検出を行うことができ
る。

【００３５】また、ノイズ信号の検出を、検出しようと
する信号と逆極性のものだけではなく、ノイズ信号の波
高値、ノイズ信号の幅などからも判別することができる
ため、より一層正確な検出を行うことができる。このよ
うな信号検出装置は、特に信頼性の高い計数が要求され
る、例えば、放射線監視装置や原子炉核計装装置にとっ
て特に有益になる。

【００３６】また、有害ノイズ信号の侵入があったと判
断された場合、図３および図４に示した処理を同時に行
い、前回の有害ノイズ信号の侵入がなかった際のカウン
ト値を利用するとともに、外部にノイズ信号の侵入の警
報を知らせるようにしてもよいことは言うまでもない。

【００３７】また、上記実施の形態１では、第１の波高
弁別器９について特に規定してないが、例えば、第１の
波高弁別器９をシングルチャネル波高弁別器にて形成す
ることが考えられる。このようにシングルチャネル波高
弁別器にて形成すれば、無害ノイズ信号の一部である、
自然のバックブランドのレベルの極めて高い信号を最初
から除去することができるため、第１のカウンタ１４の
カウントする値自体に、ノイズ信号がカウントされるこ
とが少なくなり、より一層ノイズ信号の除去が可能なカ
ウントを行うことができる。

【００３８】尚、この場合演算器１５にて設定される基
準値Ａは、第１の波高弁別器をシングルチャネル波高弁
別器とすることにより除去されるノイズ信号分を考慮に
入れ設定される必要がある。

【００３９】

【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１によ
れば、被検出信号パルスを一定周期毎に計数する信号検
出装置において、周期におけるノイズ信号を計数するノ
イズ検出手段を備え、周期の内、ノイズ検出手段のカウ
ント値が無害ノイズ信号を規定するための基準値より多
く検出された場合、その周期の信号には有害ノイズ信号
の侵入があったと判断するので、確実に有害ノイズ信号
の侵入を判断することができる信号検出装置を提供する
ことが可能となる。

【００４０】また、この発明の請求項２によれば、請求
項１において、有害ノイズ信号の侵入があったと判断さ
れた周期は、信号の計数対象から除くので、有害ノイズ
信号を信号の計数から確実に除去でき、有害ノイズ信号
による指示上昇を防止することができる信号検出装置を
提供することが可能となる。

【００４１】また、この発明の請求項３によれば、請求
項１または請求項２において、有害ノイズ信号の侵入が
あったと判断された場合、そのことを外部に知らせる警
報出力部を備えたので、有害ノイズ信号の原因究明を優
先して行うことができる信号検出装置を提供することが
可能となる。

【００４２】また、この発明の請求項４によれば、ノイ
ズ信号を計数するノイズ検出手段を備えた信号検出装置
において、ノイズ検出手段が、検出しようとする信号パ
ルスと同極性の第１の弁別電圧を有し、第１の弁別電圧
より高いときに出力する第１の波高弁別器と、第１の弁
別電圧より高い第２の弁別電圧を有し、第２の弁別電圧
より高いときに出力する第２の波高弁別器と、検出しよ
うとする信号パルスの極性と逆極性の第３の弁別電圧を
有し、第３の弁別電圧より高い時に出力する第３の波高
弁別器と、第１の波高弁別器の出力パルスのパルス幅を
分析し、基準範囲と異なるパルス幅を有す信号を検出す
ると出力するパルス幅分析器と、第２の波高弁別器、第
３の波高弁別器およびパルス幅分析器の全ての出力信号
をカウントしてノイズ信号の計数を行う第１のカウンタ
とにて成るので、検出しようとする信号と同一の極性お
よび逆極性を有するノイズ信号を検出することができる
信号検出装置を提供することが可能となる。

【００４３】また、この発明の請求項５によれば、請求
項４において、第１の波高弁別器を、シングルチャネル
波高弁別器にて形成するので、検出しようとする信号検
出において自然界に存在するノイズ信号の一部の除去を
あらかじめ行うことができる信号検出装置を提供するこ
とが可能となる。

【００４４】また、この発明の請求項６によれば、請求
項１ないし請求項３のいずれかに記載の信号検出装置の
ノイズ検出手段を、請求項４または請求項５に記載の信
号検出装置のノイズ検出手段にて行うので、ノイズ信号
を確実に除去して信号検出を行うことができる信号検出
装置を提供することが可能となる。

【００４５】また、この発明の請求項７によれば、請求
項６において、第１の波高弁別器のカウントを行う第２
のカウンタと、周期の第１のカウンタの値が基準値より
少ない場合、第２のカウンタの値をこの周期の正常計数
率とし、周期の第１のカウンタの値が基準値より大きい
場合、第２のカウンタの前回周期の値を正常計数率とし
て出力する演算器とを備えたので、有害ノイズ信号検出
時にも検出値を出力することができる信号検出装置を提
供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による信号検出装置
の構成を示すブロックである。

【図２】 図１に示した信号検出装置の各部における信
号波形を示した図である。

【図３】 図１に示した信号検出装置の演算器の演算手
順を説明するためのフロー図である。

【図４】 図１に示した信号検出装置の演算器の演算手
順を説明するためのフロー図である。

【図５】 従来の信号検出装置の構成を示すブロックで
ある。

【図６】 図６に示した信号検出装置の各部における信
号波形を示した図である。

【符号の説明】

８ 入力端子、９ 第１の波高弁別器、１０ 第２の波
高弁別器、１１ 第３の波高弁別器、１２ パルス幅分
析器、１３ 第１のカウンタ、１４ 第２のカウンタ、
１５ 演算器、１６ メモリ、１７ 計数率出力端子、
１８ 警報出力端子。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検出信号パルスを一定周期毎に計数す
   る信号検出装置において、上記周期におけるノイズ信号
   を計数するノイズ検出手段を備え、上記周期の内、上記
   ノイズ検出手段のカウント値が無害ノイズ信号を規定す
   るための基準値より多く検出された場合、その周期の信
   号には有害ノイズ信号の侵入があったと判断することを
   特徴とする信号検出装置。
2. 【請求項２】 有害ノイズ信号の侵入があったと判断さ
   れた周期は、信号の計数対象から除くことを特徴とする
   請求項１に記載の信号検出装置。
3. 【請求項３】 有害ノイズ信号の侵入があったと判断さ
   れた場合、そのことを外部に知らせる警報出力部を備え
   たことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の信
   号検出装置。
4. 【請求項４】 ノイズ信号を計数するノイズ検出手段を
   備えた信号検出装置において、上記ノイズ検出手段が、
   検出しようとする信号パルスと同極性の第１の弁別電圧
   を有し、上記第１の弁別電圧より高いときに出力する第
   １の波高弁別器と、上記第１の弁別電圧より高い第２の
   弁別電圧を有し、上記第２の弁別電圧より高いときに出
   力する第２の波高弁別器と、検出しようとする信号パル
   スの極性と逆極性の第３の弁別電圧を有し、上記第３の
   弁別電圧より高い時に出力する第３の波高弁別器と、上
   記第１の波高弁別器の出力パルスのパルス幅を分析し、
   基準範囲と異なるパルス幅を有す信号を検出すると出力
   するパルス幅分析器と、上記第２の波高弁別器、上記第
   ３の波高弁別器および上記パルス幅分析器の全ての出力
   信号をカウントして上記ノイズ信号の計数を行う第１の
   カウンタとにて成ることを特徴とする信号検出装置。
5. 【請求項５】 第１の波高弁別器を、シングルチャネル
   波高弁別器にて形成することを特徴とする請求項４に記
   載の信号検出装置。
6. 【請求項６】 請求項１ないし請求項３のいずれかに記
   載の信号検出装置のノイズ検出手段を、請求項４または
   請求項５に記載の信号検出装置のノイズ検出手段にて行
   うことを特徴とする信号検出装置。
7. 【請求項７】 第１の波高弁別器のカウントを行う第２
   のカウンタと、第１のカウンタの値が基準値より少ない
   場合、上記第２のカウンタの値を正常計数率とし、上記
   第１のカウンタの値が基準値より大きい場合、上記第２
   のカウンタの前回周期の値を正常計数率として出力する
   演算器とを備えたことを特徴とする請求項６に記載の信
   号検出装置。