JPH0579150B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は原子力発電所等の放射線計測システム
の線形線量率計に係り、特に誤計測がなく精度よ
り線量率測定に好適な自動レンジ切替型線量率計
に関する。

〔従来の技術〕

従来の放射線測定装置としては、たとえば特開
昭57−106885号公報に記載のように、放射線検出
器からの広範囲の電流信号を対数増幅する計測シ
ステムが知られている。しかしこの対数増幅器の
増幅誤差については配慮されていなかつた。一方
で特開昭57−10685号公報の従来例に記載のよう
に、手動レンジ切替手段を有する直流増幅器によ
る計測システムではレンジ切替時の信号に対して
配慮されていなかつた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は微少電流を対数増幅するさいの
誤差について配慮されていない一方、増幅器の手
動レンジ切替時の信号の変動に対して配慮されて
おらず、測定精度が悪い一方でレンジ切替時には
測定できない等の問題があつた。特にレンジ切替
えをリレー等で行なつた場合には、機械的動作に
よる歪電流や容量変化に伴なう電流のため計測線
量率が変動するうえ、その変動により計測値が警
報レベルに達して誤警報を発生する可能性がある
等の問題点があつた。

本発明の目的は側伝値の精度を上げるために対
数増幅器ではなく線形増幅器を用いるとともに、
自動的にレンジ切替えが可能でレンジ切替時に異
常な線量率出力と誤警報出力を行なうことのない
自動レンジ切替型線形線量率計を提供するにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、線形線量率計による線量率が一定
値（判定値）以上になつた場合には線量率計内部
のプログラムにより判断し、現在のレンジ切替信
号をオフすると同時に１つ上のレンジ切替信号を
オンさせ、放射線検出器の出力の微少電流信号を
増幅する増幅器のゲインを下げることによりレン
ジを１つ上げるとともに、線量率が一定値（判定
値）以下になつた場合には同様に増幅器のゲイン
を上げることによりレンジを１つ下げるようにし
て自動的なレンジ切替えを行ない、このさい上記
２つのレンジ切替えの判定値を異なる値として上
のレンジに切替える判定値よりも下のレンジに切
替える判定値を小さくすることによりヒステリシ
スを持たせ、さらにレンジ切替時には線量率計の
計測値の表示および警報出力を一定時間だけ同一
値に保持させたのち、再びレンジ切替後の増幅器
の出力信号を入力して線量率を計測し続けるよう
にし、かつ上記のレンジ切替時の計測値の保持時
間を増幅器のレンジ切替後の帰還抵抗Ｒとコンデ
ンサＣによる時定数Ｃ・Ｒの定数倍とすることに
より達成される。

〔作用〕

上記自動レンジ切替型線形線量率計によれば、
放射線検出器からの信号を増幅する増幅器の帰還
抵抗を切替えることにより計測値を精度よく増幅
できると同時に、その切替えを計測値と判定値の
比較結果に応じて実行することにより自動レンジ
切替えを可能とし、このさいレンジ切替えの判定
値を各レンジごとに上のレンジに切替える時と下
のレンジに切替える時と別にしてヒステリシスを
持たせているので、レンジ切替時にそれぞれ切替
る２つのレンジ間でチヤタリングすることが防止
され、さらにレンジ切替時の線量率計内のプログ
ラムによりレンジ切替前の線量率の計測値に一定
時間だけ保持しているので、レンジ切替時に発生
する増幅器４の出力の異常信号の影響を除去して
計測値の異常な誤出力および誤表示を防止可能に
するとともに不要な警報を出力することもなくな
り、かつレンジ切替時の計測値の保持時間を各レ
ンジごとに上のレンジに切替える時と下のレンジ
に切替える時と２種類の値をそれぞれ予め線量率
計の記憶部に格納しておくことにより、レンジ切
替時の計測値の保持時間を最短にすることができ
るとともに、レンジ切替えのさいの帰還抵抗の切
替えによるサージ等の吸収および増幅器の安定化
のために帰還抵抗Ｒと並列に設けたコンデンサＣ
に応じて上記保持時間を時定数Ｃ・Ｒの定数倍と
することにより、レンジ切替時の動作を最適化で
きる。

〔実施例〕

以下に本発明の一実施例を第１図ないし第４図
により説明する。

第１図は本発明による自動レンジ切替型線形線
量率計の一実施例を示す全体構成図である。第１
図において、１は線形線量率計、２は放射線検出
器、３は前置増幅器、４は増幅器、５は帰還抵抗
（R1〜Rn）、６はレンジ切替信号、７は前置増幅
器出力信号、８は電源線、９は高低圧電源、１０
はデータバスである。

第１図の電離箱等の放射線検出器２は10^-12A
程度の微少電流信号を出力し、その信号は前置増
幅器３に入力されて増幅器４により増幅されたの
ち、その出力信号７は線形線量率計１に入力す
る。その前置増幅器３の増幅器４にはレンジのゲ
インを決定する帰還抵抗R1〜Rnが設けられ、こ
れより離れた場所にある線形線量率計１からのレ
ンジ切替信号６によりリレーRyが駆動されて、
帰還抵抗R1〜Rnの１つが選択される。また増幅
器４には帰還抵抗R1〜Rnと並列にレンジ切替時
のサージ吸収と増幅器の安定化のためのコンデン
サＣが設けられる。その帰還抵抗（値）R1〜Rn
はたとえばR1／10＝R2、R2／10＝R3、……の
ようにそれぞれ１／10倍の抵抗値とすることによ
り、増幅器４のゲインを１／10倍ずつを低下させ
ることができる。

一方の線形線量率計１は中央処理部BPU、主
記憶部MEM、内部バスコントロール部BC、デ
イジタル出力部DO1、DO2、アナログ入力部AI、
アナログ出力部AO、データバス１０から構成さ
れる。上記の前置増幅器３により増幅された計測
信号（出力信号）７はアナログ入力部AIにより
入力され、中央処理部BPUにより線量率（mR／
ｈ）に換算され、アナログ出力部AOを経由して
表示されるとともに、主記憶部MEMに格納され
た警報判定値より大きいか否かを判定し、大きい
場合にはデイジタル出力部DO2より外部へ警報
を出力する。

また高低圧電源９は線形線量率計１に電力を供
給するとともに、放射線検出器２の駆動用電力お
よび前置増幅器３の増幅器４の動作用電力を電源
線８を経由して供給する。

つぎにレンジ切替えについては、前置増幅器３
の増幅器４のたとえば帰還抵抗R1によるレンジ
１のゲインは帰還抵抗R2（＝R1／10）によるレ
ンジ２のゲインの10倍であり、帰還抵抗R1のレ
ンジ１では線量率０〜10mR／ｈ、帰還抵抗R2の
レンジ２では線量率０〜100mR／ｈとなるよう
に調整すると、線量率０〜10mR／ｈの最小のレ
ンジ１では帰還抵抗R1のレンジ切替リレーRyを
オンさせて、前置増幅器３の出力信号７の電圧０
〜10Vの線量率０〜10mR／ｈに対応するように
できる。これより線形線量率計１では入力電圧信
号（前置増幅器出力信号）７の電圧０〜10Vを線
量率０〜10mR／ｈへ次式の１次関数により変換
できる。

（線量率）＝Ｇ×（入力電圧）＋Ｂ ……(1) ただしＧ、Ｂはレンジごとに決定する変換定数
である。

また線形線量率計１では入力電圧信号（前置増
幅器出力信号）７が上昇してたとえば電圧9V以
上になつた場合にはレンジ２の帰還抵抗R2のレ
ンジ切替リレーRyをオンさせて入力信号電圧０
〜10Vの線量率０〜100mR／ｈに対応するように
させるとともに、(1)式の１次関数の変換定数Ｇ、
Ｂをレンジ２用の値とする。このレンジ１からレ
ンジ２へのレンジ切替時には前置増幅器３のレン
ジ２の帰還抵抗R2とコンデンサＣによる時定数
Ｃ・R2の定数倍（たとえば５倍）を保持時間τ
（＝５・Ｃ・R2）として、この保持時間τだけ線
形線量率計１による線量率の計測値の表示および
警報出力をレンジ１の状態に保持させる。同じく
レンジ２において入力電圧信号（前置増幅器出力
信号）７が低下してたとえば電圧0.8V以下にな
つた場合には同様にしてレンジ１に切替えるとと
もに、このレンジ２からレンジ１へのレンジ切替
時にはレンジ１の帰還抵抗R1とコンデンサＣに
よる時定数Ｃ・R1の定数倍（たとえば５倍）の
保持時間τ（＝５・Ｃ・R1）だけ計測値をレンジ
２の状態に保持させる。

第２図は第１図の線形線量計１の処理動作フロ
ーチヤートである。第２図において、処理ブロツ
クＡでは電離箱等の放射線検出器２の微少電流信
号を前置増幅器３により増幅した入力電圧信号Ｖ
をアナログ入力部AIにより入力し、処理ブロツ
クＢでは(1)式により当該レンジの線量率（mR／
ｈ）に換算し、処理ブロツクＣでは警報判定値よ
り大きいかどうかを判定する。処理ブロツクＤ，
Ｅではそれぞれ当該レンジ最大値の90％以上、当
該レンジ最大値の８％以下の値になつたかどうか
を内部プログラムにより判定し、当該レンジ最大
値の90％未満では８％より大きければ処理ブロツ
クＦで線量率をアナログ出力部AOを経由して表
示および出力するとともに、処理ブロツクＧでは
警報判定値より大きい場合にはデイジタル出力部
DO2より外部へ警報を出力する。この線量率の
表示および出力、警報の出力はアナログ出力部
AO、デイジタル出力部DO2にホールド回路を設
けているので、処理ブロツクＦ，Ｇの処理を行な
わなければ、前回の出力が保持される。また処理
ブロツクＤ，Ｅの判定で、それぞれ当該レンジ最
大値の90％以上、当該レンジ最大値の８％以下で
あれば、ブロツクＨ，Ｉではそれぞれ１つ上、１
つ下のレンジのレンジ切替信号６を前置増幅器３
の帰還抵抗５のレンジ切替リレーRyに出力して
レンジを１つ上げるか、レンジを１つ下げてレン
ジ切替えを行ない、処理ブロツクＪではレンジ切
替時の線量率の表示および出力、警報の出力の保
持時間τをレンジ切替後のレンジの帰還抵抗Ｒを
用いてコンデンサＣとによる時定数CRの定数倍
（たとえば５倍）として算出し、処理ブロツクＫ
では実際のレンジ切替後の出力を保持時間τだけ
遅延させることにより、レンジ切替前の出力保持
を実現する。

第３図は第１図（第２図）の線量率増加時のレ
ンジ切替動作特性の説明図である。第３図におい
て、放射線検出器２を照射する放射線の線量率
（mR／ｈ）が時間的に直線増加する場合には、
まず前置増幅器３はレンジ１で動作して前置増幅
器出力信号電圧Ｖが直線増加し、電圧最大値の90
％のレンジ１からレンジ２へのレンジ切替点Ｍよ
り前置増幅器３の出力信号電圧はレンジ２の帰還
抵抗R2による時定数Ｃ・R2で本来の前置増幅器
３の出力信号電圧値まで低下したのち、さらに線
量率の直線増加にともない前置増幅器出力信号電
圧は直線増加してレンジ２からレンジ３へのレン
ジ切替点Ｎよりレンジ３の帰還抵抗R3による時
定数Ｃ・R3で低下したのち直線増加に戻る。こ
のような前置増幅器３の出力信号電圧を線形線量
率計１の入力電圧信号として(1)式によりせ量率の
演算を行なうと、レンジ切替点Ｍ，Ｎの後の前置
増幅器出力信号電圧が時定数Ｃ・R2、Ｃ・R3等
で低下する領域において異常に高い出力線量率１
１の領域が発生する。このため時定数Ｃ・R2、
Ｃ・R3等の定数倍（たとえば５倍）の保持時間
τだけレンジ切替前の出力線量率１２を保持する
ようにして、異常な出力線量率１１の出力を防止
することができる。

第４図は第１図（第２図）の線量率減少時のレ
ンジ切替動作特性の説明図である。第４図におい
て、放射線検出器２を照射する線量率が時間的に
直線減少する場合には、まず前置増幅器３はたと
えばレンジ３で動作して前置増幅器出力信号電圧
Ｖが直線減少し、電圧最大値の８％のレンジ３か
らレンジ２へのレンジ切替点Ｐより前置増幅器の
出力電圧はレンジ２の帰還抵抗R2による時定数
Ｃ・R2で本来の前置増幅器３の出力信号電圧値
まで上昇したのち、さらに線量率の直線減少にと
もない前置増幅器出力信号電圧は直線減少してレ
ンジ２からレンジ１へのレンジ切替点Ｑよりレン
ジ１の帰還抵抗R1による時定数Ｃ・R1で上昇し
たのち直線減少に戻る。このような前置増幅器３
の出力信号電圧を入力電圧信号として(1)式により
線量率の演算を行なうと、レンジ切替点Ｐ，Ｑの
後の前置増幅器出力信号電圧が時定数Ｃ・R2、
Ｃ・R3等で上昇する領域において異常に低い出
力線量率１１の領域が発生するので、このときも
時定数Ｃ・R2、Ｃ・R1等の定数倍（５倍）の保
持時間τだけレンジ切替前の出力線量率１２を保
持することにより、異常な出力線量率１１の出力
を防止することができる。

以上のように本実施例によれば、線形線量率計
１で線量率が一定値以上または一定値以下になつ
たことを線量率計内部のプログラムにより判断
し、放射線検出器２の微少電流信号を増幅する増
幅器の帰還抵抗を自動的に切替えて精度よい計測
値をうることが可能である。またレンジ切替えの
判定値を各レンジごとに上のレンジと下のレンジ
に切替える時の値を別にしてヒステリシスをもた
せることによりそれぞれ切替る２つのレンジ間で
チヤタリングするのを防止できる。また線形線量
率計内のプログラムによりレンジ切替時に線量率
の計測値をレンジ切替前の値に一定時間だけ保持
することにより、レンジ切替時に発生する増幅器
からの異常な信号による異常な計測値の誤表示・
出力および誤警報出力を防止できる。かつレンジ
切替時の計測値の保持時間を各レンジごとに上の
レンジと下のレンジに切替える場合の２種の値を
それぞれ予め線量率計の記憶部MEMに格納して
おくことにより、レンジ切替時の計測値の保持時
間を最短にすることができる。さらにレンジ切替
時の保持時間を増幅器帰還抵抗の切替えによるサ
ージ等の吸収および増幅器安定化のために帰還抵
抗と並列に設けたコンデンサによる時定数Ｃ・Ｒ
の定数倍とすることにより、レンジ切替時の動作
を最適化できる。

〔発明の効果〕

本発明の自動レンジ切替型線形線量率計によれ
ば、レンジ切替時の線量率の異常な計測値の表
示・出力および誤警報出力をなくすことができ
て、精度よい測定を行ないつつレンジ切替時の応
答を高めることができる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自動レンジ切替型線形線
量率計の一実施例を示す全体構成図、第２図は第
１図の処理フローチヤート、第３図は第１図の線
量率増加時の動作特性図、第４図は第１図の線量
率減少時の動作特性図である。 １……線形線量率計、２……放射線検出器、３
……前置増幅器、４……増幅器、５……帰還抵
抗、６……レンジ切替信号、７……前置増幅器出
力信号、８……電源線、９……高低圧電源、１０
……データバス、１１……異常出力線量率、１２
……保持出力線量率。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 放射線検出器よりの微少信号を一定レンジご
   とに最適ゲインで増幅して線量率を計測する放射
   線計測システムにおいて、計測された線量率値に
   より最適レンジを決定して該レンジに自動的に切
   り替える手段と、該レンジ切替時に出力線量率値
   をレンジ切替前の値に所定時間保持する手段を設
   けたことを特徴とする自動レンジ切替型線形線量
   率計。 ２ 上記微少信号を一定レンジごとに増幅する前
   置増幅器の帰還抵抗と並列にコンデンサを設け、
   上記レンズ切替時の出力線量率値の保持時間を上
   記コンデンサ容量とレンジ切替後の上記帰還抵抗
   値による時定数の定数倍とする手段を設けたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の自動レ
   ンジ切替型線形線量率計。