(57)【要約】【課題】ノイズ成分を除去し、放射線測定を正確に行うことのできる放射線測定装置を得る。【解決手段】合成回路４２は、アナログ信号パルスと、このパルスを一定時間遅延させたパルスとを合成したアナログ信号パルスを出力する。ゲート生成回路４３は、アナログ信号パルスの発生タイミングから一定時間と同程度の遅延タイミングで発生し、一定時間よりも長い時間継続するゲート信号を生成する。合成ゲート回路４４は、合成回路４２の出力とゲート生成回路４３のゲート信号を合成し、第２波高弁別回路４５は、この合成出力のうち、所定の波高条件を満たすパルスを弁別する。ダブルカウント除去回路４６は、第２波高弁別回路４５によって発生するダブルカウントを除去する。【選択図】図３
2014001951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線検出器から出力されるアナログ信号パルスを入力して所定の波高条件を満たすパルスを弁別して出力する第１の波高弁別手段と、
前記アナログ信号パルスを入力して所定の波形条件を満たすパルスを弁別して出力する波形弁別手段と、
前記第１の波高弁別手段と前記波形弁別手段の出力に基づいて前記アナログ信号パルスの波形が正常か否かを判定するパルス波形判定手段と、
前記アナログ信号パルスと当該アナログ信号パルスを一定時間遅延させたパルスとを合成したアナログ信号パルスを出力する信号合成手段と、
前記放射線検出器から出力されるアナログ信号パルスの発生タイミングから前記一定時間と同程度の遅延タイミングで発生し、かつ、当該一定時間よりも長い時間継続するゲート信号を生成するゲート生成手段と、
前記ゲート信号の区間の前記信号合成手段の出力のうち、所定の波高条件を満たすパルスを弁別して出力する第２の波高弁別手段と、
前記第２の波高弁別手段によって発生するダブルカウントを除去するダブルカウント除去手段と、
前記パルス波形判定手段の出力と前記ダブルカウント除去手段との出力に基づいてノイズ除去を行うノイズ除去手段とを備え、
前記ノイズ除去手段の出力パルス数に基づいて前記放射線検出器で検出される放射線の測定を行うことを特徴とする放射線測定装置。
【請求項２】
ゲート信号の時間幅Ｗ２が放射線検出器から出力されるアナログ信号パルス幅W１に対してＷ１≦Ｗ２＜２Ｗ１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。
【請求項３】
ダブルカウント除去手段は、第２の波高弁別手段の出力が入力されるタイミングで一定時間の２倍の時間継続する信号を出力し、かつ、当該信号が出力されている間は、前記第２の波高弁別手段の出力を受け付けないことを特徴とする請求項１または請求項２記載の放射線測定装置。
【請求項４】
放射線検出器から出力されるアナログ信号パルスのピーク波高値を取得するピークホールド手段を備え、
第２の波高弁別手段の波高弁別レベルを前記ピーク波高値に基づいて決定することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の放射線測定装置。
【請求項５】
波高弁別レベルは、アナログ信号パルスのピーク波高値よりも高く、かつ、信号合成手段の出力するピーク波高値よりも低い値であることを特徴とする請求項４記載の放射線測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電所、核燃料関連施設等の施設において放射線管理に用いられる放射線監視装置を構成する放射線測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、放射線測定装置は放射線検出器から出力されるパルス状の放射線検出信号を処理し、その入力繰り返し周波数であるパルスの計数率から放射線量率、もしくは放射性物質濃度を算出している。
【０００３】
放射線検出器の出力は、微小パルスであるため、ノイズの混入による誤計数およびそれに伴う誤警報の発報が課題である。このため、放射線測定装置では、放射線検出器からの出力信号を電気回路により増幅および整形し、検出器の時定数と著しく異なる周波数の信号はバンドパスフィルタの機能によりノイズを除去する処理を行っている。
【０００４】
さらに、波高弁別器を利用する場合は、一定の波高値（この波高値を波高弁別レベルとする）以上のパルスを真の放射線検出信号とし、波高弁別レベルに達しない信号をノイズとし除去することが行われている。入力信号の波高が波高弁別レベルよりも大きい場合、波高弁別器はロジックパルスを出力する。このため、波高弁別レベルより小さい信号はノイズとして除去される。波高弁別レベルを観測されるノイズの波高値より有意に高く設定することで、波高弁別によるノイズ除去が可能である。また、一般に、放射線検出器の出力パルス波高は放射線のエネルギーと比例するため、測定対象である放射線のエネルギー範囲にあわせた、波高の上下限を設定し、波高弁別レベルの下限値と上限値の範囲のパルスのみを計測する方法も利用されている。波高弁別レベルの上下限を設定した場合、ノイズによって発生する巨大パルスを除去できる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、一般に放射線検出器から出力されるパルスの波形は、検出器ごとに固有の形状を持つため、この性質を利用し、パルス幅等の波形情報から入力パルスの真偽を判定することも行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
放射線測定装置に入力するノイズのうち、単極性のものは上記の処理によってほぼ除去できるが、正負両極性に振動するノイズは除去できない。ノイズが振動していた場合、正常なパルスに似た波形が周期的に入力されるため、放射線測定装置からは、波高弁別レベルを超えるパルスが周期的に入力していると判断できる。このため、振動ノイズを除去する方法として、正常パルスと逆極性側に波高弁別レベルを設け、信号の振動を検知し除去する方法が行われている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２１５９０７号公報
【特許文献２】特開平１−３５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
放射線検出器の出力パルスを増幅する増幅器は、その周波数特性によりローパス・ハイパスフィルタとなり、放射線検出器から出力される正常なパルス波形の周波数から大きく異なる周波数を持つ信号を除去することが出来る。しかし、上記フィルタのみでは、正常信号に近い周波数を持つノイズを除去することは出来ない。例えば図１に示す様に、同図の波形ａの正常信号に対して、同図の波形ｂおよびｃは正常パルスに対してパルス幅が大きく異なるため、除去することが出来る。しかし、同図の波形ｄは正極側のみに注目すると正常パルスとほぼ同じパルス幅であるため、除去することが出来ない。
【０００９】
また、放射線検出器から出力される正常パルスは単極性（ここでは正極性とする）であるため、振動ノイズに対しては特許文献１、２のように負極側に波高弁別レベルを設定することにより除去可能であるが、図２に示す様に振動ノイズがオフセットしていた場合、負極側の波高弁別レベルを下回らないため、除去することが出来ず誤計数してしまう。
【００１０】
さらに、正常信号に両極性に振動するノイズが重畳した場合、特許文献２の方式では、振動検知後の信号は全て除去するため、正常信号も同時に除去されてしまい、数え落しが発生するという問題があった。
【００１１】
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、ノイズ成分を正確に除去し、放射線測定を正確に行うことのできる放射線測定装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係る放射線測定装置は、放射線検出器から出力されるアナログ信号パルスを入力して所定の波高条件を満たすパルスを弁別して出力する第１の波高弁別手段と、アナログ信号パルスを入力して所定の波形条件を満たすパルスを弁別して出力する波形弁別手段と、第１の波高弁別手段と波形弁別手段の出力に基づいてアナログ信号パルスの波形が正常か否かを判定するパルス波形判定手段と、アナログ信号パルスとアナログ信号パルスを一定時間遅延させたパルスとを合成したアナログ信号パルスを出力する信号合成手段と、放射線検出器から出力されるアナログ信号パルスの発生タイミングから一定時間と同程度の遅延タイミングで発生し、かつ、一定時間よりも長い時間継続するゲート信号を生成するゲート生成手段と、ゲート信号の区間の信号合成手段の出力のうち、所定の波高条件を満たすパルスを弁別して出力する第２の波高弁別手段と、第２の波高弁別手段によって発生するダブルカウントを除去するダブルカウント除去手段と、パルス波形判定手段の出力とダブルカウント除去手段との出力に基づいてノイズ除去を行うノイズ除去手段とを備え、ノイズ除去手段の出力パルス数に基づいて放射線検出器で検出される放射線の測定を行うようにしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の放射線測定装置は、アナログ信号パルスとアナログ信号パルスを一定時間遅延させたパルスとを合成し、さらに、この遅延させる一定時間よりも長い時間継続するゲート信号を合成して、ゲート信号の区間のパルスのうち、所定の波高条件を満たすパルスを弁別して出力すると共に、ダブルカウントを除去するようにしたので、ノイズ成分を正確に除去することができ、その結果、放射線測定を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】正常信号とノイズ信号の波形を示す説明図である。
【図２】振動ノイズがオフセットしている場合を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１による放射線測定装置を示す構成図である。
【図４】この発明の実施の形態１による放射線測定装置の振動ノイズ除去を示すタイミングチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１による放射線測定装置の正常パルスに重畳した振動ノイズを除去する動作を示すタイミングチャートである。
【図６】この発明の実施の形態１による放射線測定装置のノイズ除去動作を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態２による放射線測定装置を示す構成図である。
【図８】この発明の実施の形態２による放射線測定装置の振動ノイズ除去を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態１．
図３は、この発明の実施の形態１による放射線測定装置を示す構成図である。
図示の放射線測定装置は、放射線検出器１、増幅器２、波形判定部３、振動ノイズ除去部４、ノイズ除去回路５、レートメータ回路６、工学値演算回路７を備えている。放射線検出器１は、放射線を検出してその値をアナログ信号パルスとして出力する検出器であり、増幅器２は、この放射線検出器１からの出力を増幅する回路である。波形判定部３は、増幅器２の出力に対して正常な波形であるか否かを判定するブロックであり、第１波高弁別回路３１、波形弁別回路３２、パルス波形判定回路３３を備えている。第１波高弁別回路３１は、増幅器２で増幅されたアナログ信号パルスを入力して所定の波高条件を満たすパルスを弁別して出力する第１の波高弁別手段である。波形弁別回路３２は、増幅器２で増幅されたアナログ信号パルスを入力して所定の波形条件を満たすパルスを弁別して出力する波形弁別手段である。パルス波形判定回路３３は、第１波高弁別回路３１の出力と波形弁別回路３２の出力とをＡＮＤ演算して、アナログ信号パルスの波形が正常か否かを判定するパルス波形判定手段である。
【００１６】
振動ノイズ除去部４は、増幅器２の出力に対して振動ノイズの除去を行うブロックであり、遅延回路４１、合成回路４２、ゲート生成回路４３、合成ゲート回路４４、第２波高弁別回路４５、ダブルカウント除去回路４６を備えている。遅延回路４１は、増幅器２の出力を入力し、所定時間遅延させて合成回路４２に出力する回路である。合成回路４２は、増幅器２の出力と遅延回路４１の出力とを合成したアナログ信号を出力する信号合成手段である。ゲート生成回路４３は、第１波高弁別回路３１の出力に基づいて、遅延回路４１の遅延時間よりも長い時間（望ましくは２倍程度の時間）のゲート信号を出力するゲート生成手段である。合成ゲート回路４４は、合成回路４２の出力に対してゲート生成回路４３のゲート信号を合成して出力する回路である。第２波高弁別回路４５は、予め設定した波高弁別レベル２に基づいて、合成ゲート回路４４から出力されたアナログ信号がこの波高弁別レベル以上であるかを判定する回路であり、合成ゲート回路４４と共に、第２の波高弁別手段を構成している。ダブルカウント除去回路４６は、第２波高弁別回路４５によって発生するダブルカウントの除去を行うダブルカウント除去手段である。
【００１７】
ノイズ除去回路５は、波形判定部３の出力と振動ノイズ除去部４の出力とのＡＮＤ演算を行い、ノイズ除去を行うノイズ除去手段である。レートメータ回路６は、ノイズ除去回路５から出力されるパルスに対して、単位時間当たりの計数である計数率（計数値を計測時間で割ったもの）を演算する回路である。工学値演算回路７は、予め校正試験にて求めておいた計数率から線量率または放射能濃度への換算係数を現時点の計数率に乗じて工学値を演算する回路である。
【００１８】
図４および図５は、放射線測定装置の振動ノイズ除去部４におけるノイズ除去動作を概念的に示す各部のタイミングチャートである。図４および図５中の（ａ）〜（ｇ）は、それぞれ図３中の出力信号（ａ）〜（ｇ）に対応している。すなわち、（ａ）は、増幅器２から出力されるアナログ信号、（ｂ）は、遅延回路４１から出力されるアナログ信号、（ｃ）は、合成回路４２から出力されるアナログ信号、（ｄ）は、ゲート生成回路４３から出力されるロジック信号、（ｅ）は、合成ゲート回路４４から出力されるアナログ信号、（ｆ）は、第２波高弁別回路４５から出力されるロジック信号、（ｇ）は、ダブルカウント除去回路４６から出力されるロジック信号をそれぞれ示している。なお、図４には振動ノイズ除去部４の動作を説明するため、正常パルスおよび振動ノイズの場合を、図５には振動ノイズが重畳した正常パルスの場合を示している。
【００１９】
ここで、正常パルスとは、図１の波形ａに示す様に、放射線検出器１が放射線を検出した結果として出力されるアナログの信号であり、単一の単極性ピークを持つパルスであり、そのパルス幅は放射線検出器１の種類と増幅器２の回路定数によって決まるものである。また、振動ノイズとは、図１の波形ｄに示す様に、正負両極性を持つ波が複数回継続するものであって、誘導ノイズなどに起因する。ノイズの振幅は変動するものの、実用上は時間的に隣り合う波の振幅差はほぼ無視できる。振動ノイズのうち特に問題となるのが、振動の半周期が正常パルスに近い時間幅、すなわち、周波数が正常パルスと同程度であり、振幅が正常パルスの波高値と近い場合である。以下、このような波形の振動波を振動ノイズとする。
【００２０】
図３において、放射線検出器１が放射線を検出した結果として得られるアナログの信号パルスは、増幅器２に入力される。増幅器２では放射線検出器１から出力されるアナログ信号を増幅して出力する。増幅器２の出力信号は、２つに分岐され、一方は正常パルスから大きく異なる波形を除去するため、波形判定部３へ入力され、もう一方は入力信号中の振動成分を除去するため、振動ノイズ除去部４へ入力される。
【００２１】
波形判定部３に入力された信号はさらに２つに分岐し、第１波高弁別回路３１および波形弁別回路３２へそれぞれ入力される。第１波高弁別回路３１は、シングルチャンネル波高分析器であり、入力パルスの波高値が所定の範囲内である場合、ロジック値としてＨｉｇｈの信号を出力し、入力パルスの波高値が所定の範囲外である場合、ロジック値としてＬｏｗの信号を出力する。波形弁別回路３２は、入力パルス信号のパルス幅が所定の範囲内である場合、ロジック値として所定の時間幅のＨｉｇｈの信号を出力し、入力パルスのパルス幅が所定の範囲外である場合、ロジック値としてＬｏｗの信号を出力する。ここで、所定の時間幅とは、図１の波形ａに示されるような正常パルスの幅に対して、２倍程度の時間幅である。
【００２２】
第１波高弁別回路３１および波形弁別回路３２からの出力信号はパルス波形判定回路３３に入力され、両者のＡＮＤ演算が行われる。すなわち、波高値が計測対象放射線のエネルギー範囲、かつパルス幅が正常パルスの範囲内の場合、正常パルスと判定される。正常パルスと判定された場合、パルス波形判定回路３３はロジック値としてＨｉｇｈの信号を出力し、正常パルスと判定されなかった場合ロジック値としてＬｏｗの信号を出力する。このロジック値が波形判定部３の処理結果となる。
【００２３】
振動ノイズ除去部４へ入力された信号は、さらに２つに分岐され、１つはそのまま合成回路４２へ入力され、もう１つは遅延回路４１を経て合成回路４２に入力される。遅延回路４１は入力されたアナログ信号を所定の時間幅だけ遅延させて出力する。ここで、遅延回路４１の信号遅延時間Ｗ１は正常パルスのパルス幅に設定しておく。合成回路４２は２つの入力信号の合成信号を出力するため、図４の信号列（ｃ）に示すように、正常波形が入力された場合はピークが２つ並ぶ形となる。
【００２４】
ゲート生成回路４３は、第１波高弁別回路３１からのロジック信号を時間Ｗ１だけ遅延させ、時間幅Ｗ２に亘り出力する。ここで、Ｗ２はＷ１の２倍弱とする。２倍を超えた場合、ゲート信号が連続するため、２倍を僅かに下回るようにしておく。合成ゲート回路４４はゲート生成回路４３の出力信号がＯＮの区間のみ、合成回路４２から入力される信号を出力する。これにより、合成ゲート回路４４からは、図４（１）の（ｅ）に示す様に、合成波形（ｃ）において遅延時間Ｗ１の区間の波形が除去され、遅延回路４１により遅延されたアナログ信号のみが出力される。これにより、放射線検出器１において正常なパルスが出力された場合、合成ゲート回路４４の出力は単極のパルスとなる。
【００２５】
第２波高弁別回路４５は、合成ゲート回路４４から出力されるアナログ信号に対して波高値が所定の範囲内である場合にロジック値としてＨｉｇｈの信号を出力し、波高値が所定の範囲外である場合ロジック値としてＬｏｗの信号を出力する。図４（ｆ）に示されるように、放射線検出器１において正常なパルスが出力された場合はロジック値としてのＨｉｇｈ信号が１つのみ出力される。
【００２６】
ダブルカウント除去回路４６は、第２波高弁別回路４５から出力されるロジック値を受け取る。ロジック値としてＨｉｇｈ信号が入力された場合、図４（１）の（ｇ）に示す様に、入力されたＨｉｇｈ信号の幅にかかわらず、時間幅Ｗ３のＨｉｇｈ信号を出力する。ここで、Ｗ３はＷ１の２倍に設定する。なお、ダブルカウント除去回路４６は、Ｈｉｇｈ信号が入力されて時間幅Ｗ３のＨｉｇｈ信号を出力する場合は、次のＨｉｇｈ信号を受け付けないようにしておくことで、第２波高弁別回路４５から出力される２つのロジック信号が１つにまとまり、１つの正常パルスを２つあると誤計数しまうダブルカウントが除去できる。このロジック信号が振動ノイズ除去部４の処理結果となる。
ここで、図４（１）の（ａ）および（ｇ）に示す様に、振動ノイズ除去部４から出力されるロジック値Ｈｉｇｈの信号の数は、放射線検出器１が放射線を検出した結果として得られる正常なアナログの信号パルスの数と等しくなる。
【００２７】
波形判定部３および振動ノイズ除去部４の処理結果は、ノイズ除去回路５へ入力される。ノイズ除去回路５では、２つの入力信号のＡＮＤ演算が行わる。波形判定部３において、波高値およびパルス幅が正常波形の範囲内と判定された場合、波形判定部３はロジック値としてＨｉｇｈ信号を出力するため、ノイズ除去回路５から出力されるロジック信号の数は、放射線検出器１が放射線を検出した結果として得られる正常なアナログの信号パルスの数と等しくなる。
ノイズ除去回路５から出力されるロジック値Ｈｉｇｈ信号はレートメータ回路６に入力され、計数率演算が行われた後、さらに工学値演算回路７にて放射線量率または放射能濃度等の工学値が出力される。
【００２８】
次に、放射線検出器１から正常パルスが出力されず、図４（２）の（ａ）に示す振動ノイズが増幅器２に入力された場合の動作を説明する。
増幅器２では混入した振動ノイズを増幅して出力する。増幅器２の出力信号は、２つに分岐され、一方は正常パルスから大きく異なる波形を除去するため、波形判定部３へ入力され、もう一方は入力信号中の振動成分を除去するため、振動ノイズ除去部４へ入力される。
【００２９】
波形判定部３に入力された信号はさらに２つに分岐し、第１波高弁別回路３１および波形弁別回路３２へ、それぞれ入力される。振動ノイズは振幅が所定の範囲内であるため、第１波高弁別回路３１はロジック値としてＨｉｇｈの信号を出力する。また、振動ノイズの半周期は正常パルスと近い時間幅を持つため、波形弁別回路３２は入力パルスのパルス幅が所定の範囲内であると判断して、ロジック値としてＨｉｇｈの信号を出力する。第１波高弁別回路３１および波形弁別回路３２からの出力信号がパルス波形判定回路３３に入力され、両者のＡＮＤ演算が行われた結果、正常パルスと判定され、ロジック値としてＨｉｇｈの信号を出力する。よって波形判定部３の処理結果はロジック値としてＨｉｇｈの信号となる。
【００３０】
振動ノイズ除去部４へ入力された信号は、さらに２つに分岐され、１つはそのまま合成回路４２へ入力され、もう１つは遅延回路４１を経て合成回路４２に入力される。遅延回路４１は入力されたアナログ信号を所定の時間幅だけ遅延させて出力する。ここで、遅延回路４１の信号遅延時間Ｗ１は正常パルスのパルス幅に設定しておく。合成回路４２は２つの入力信号の合成信号を出力するが、２つの入力信号である図４（２）の（ａ）と図４（２）の（ｂ）は互いに半波長ずれた正弦波とみなすことが出来るため、これらの合成波は正極側と負極側の振幅成分が打ち消しあい、出力は０となる。しかし、図４（２）の信号（ｃ）に示すように、振動ノイズの開始から時間幅Ｗ１の領域については、入力された振動ノイズの波形が打ち消されずにそのまま残り、振動ノイズの終端部から時間幅Ｗ１の領域については、遅延された振動ノイズの終端部の波形が打ち消されずにそのまま残ってしまう。
【００３１】
合成回路４２の出力信号は合成ゲート回路４４に入力される。ゲート生成回路４３は、第１波高弁別回路３１の出力信号を時間Ｗ１だけ遅延させ、幅Ｗ２に亘り出力する。ここで、Ｗ２はＷ１の２倍弱とする。Ｗ２がＷ１の２倍を超えた場合、ゲート信号が連続するため、Ｗ２はＷ１≦Ｗ２＜２Ｗ１となるようにしておく。
合成ゲート回路４４はゲート生成回路４３の出力信号がＯＮの区間のみ、合成回路４２から入力される信号を出力する。これにより、合成ゲート回路４４からは、図４（１）の（ｅ）に示す様に、合成波形（ｃ）において遅延時間Ｗ１の区間の波形が除去され、遅延回路４１により遅延されたアナログ信号のみが出力される。これにより、図４（２）の信号（ｃ）のうち、振動ノイズの開始から時間幅Ｗ１の領域に残っていた振動ノイズの波形は除去され、図４（２）の（ｅ）に示す様に、振動ノイズの終端から時間幅Ｗ１の領域に残ってしまう負極側出力以外の出力は０になる。
第２波高弁別回路４５は、合成ゲート回路４４から出力されるアナログ信号に対して波高値が所定の範囲内である場合にロジック値としてＨｉｇｈの信号を出力し、波高値が所定の範囲外である場合ロジック値としてＬｏｗの信号を出力する。ここで、図４（２）の（ｅ）は、波高弁別レベル２を超えないため、ロジック値としてＬｏｗの信号が出力される。
【００３２】
ダブルカウント除去回路４６には、ロジック値としてＨｉｇｈ信号が入力されないため、ダブルカウント除去回路４６はロジック値としてＬｏｗ信号を出力する。そのため、振動ノイズ除去部４の処理結果はロジック値としてＬｏｗの信号となる。
【００３３】
波形判定部３および振動ノイズ除去部４の処理結果は、ノイズ除去回路５へ入力される。ノイズ除去回路５で、２つの入力信号のＡＮＤ演算が行われた結果、ノイズ除去回路５からはロジック値としてＨｉｇｈの信号は出力されない。このため、振動ノイズは計数されず、振動ノイズを除去することが出来る。
【００３４】
次に、放射線検出器１から正常パルスが出力されず、図４（３）の（ａ）に示す振動ノイズが増幅器２に入力された場合の動作を説明する。
図４（２）の（ａ）に示す振動ノイズとの違いは、振動ノイズの終端が図４（２）の（ａ）では負極側の振動であるのに対して、図４（３）の（ａ）では正極側の振動である点のみである。そのため、波形判定部３での判定結果は正常パルスとなり、ロジック値としてＨｉｇｈの信号が出力される。また、振動ノイズ除去部４では、合成ゲート回路４４以降の処理結果が異なる。
【００３５】
合成ゲート回路４４の出力は、振動ノイズの振幅が正極側となるため、図４（３）の（ｅ）に示すように、図４（２）の（ｅ）とは異なり、振動ノイズの終端から時間幅Ｗ１の領域において正極側に振動する波形が打ち消されずに残ってしまう。そのため、第２波高弁別回路４５において、図４（３）の（ｅ）の波高値が波高弁別レベル２を超えるため、図４（３）の（ｆ）に示す様に、ロジック値としてＨｉｇｈの信号が出力される。
波形判定部３での判定結果が正常パルスであるため、ノイズ除去回路５からは図４（３）の（ｇ）に示す様に、ロジック値として時間幅Ｗ３のＨｉｇｈ信号が出力される。これにより、レートメータ回路６へロジック値Ｈｉｇｈ信号が入力されるため、放射線検出器１が放射線を検出した結果として得られる正常なアナログの信号パルスと誤計数される。
【００３６】
ただし、図４（３）の（ａ）に示す波形は、図４（２）の（ａ）に示す振動ノイズの直後に、放射線検出器１が放射線を検出した結果として得られる正常なアナログの信号パルスが入力した場合と原理的に区別できない。このため、放射線検出器１が放射線を検出した結果として得られる正常なアナログの信号パルスを誤って除去する危険性を排除するため、ノイズ除去の対象とはならない。
【００３７】
次に、図５に示す様に、放射線検出器１が放射線を検出した結果として得られる正常なアナログの信号パルスに振動ノイズが重畳した場合について説明する。図５の（１）〜（３）の３パターンは、正常パルスと重畳する振動パルスの位相差による違いを説明するため、典型的な３つの位相差を示している。図５（１）が同位相の場合、図５（２）が１／４位相ずれている場合、図５（３）が１／２位相ずれている場合である。
【００３８】
振動ノイズが同位相で重畳した場合、増幅器２からは図５（１）の（ａ）に示す信号が出力される。振動ノイズの振幅に対して、正常パルスの領域のみ振幅が大きくなっているため、合成回路４２からは、図５（１）の（ｃ）に示す信号が出力される。これに対して合成ゲート回路４４での信号処理を行った結果として、図５（１）の（ｅ）に示す信号が出力される。図５（１）の（ｅ）の信号では、正常パルスに起因する２つの連続するピーク波形が現れる。また、図４（２）の（ｃ）に示す振動ノイズのみの場合と同じく振動ノイズの終端から時間幅Ｗ１の領域に負極側の振動成分が残っているが、これは後段の第２波高弁別回路４５により除去される。第２波高弁別回路４５からは、図５（１）の（ｆ）に示すように、ロジック値として２つのＨｉｇｈ信号が連続して出力されるが、後段のダブルカウント除去回路４６により、２つのＨｉｇｈ信号のうち２番目のＨｉｇｈ信号が除去され、１つのＨｉｇｈ信号が出力される。このため、放射線検出器１が放射線を検出した結果として得られる正常なアナログの信号パルスの数と同じ数のＨｉｇｈ信号が後段のレートメータ回路６に入力され計数される。
【００３９】
図５（２）に示す様に、位相が１／４ずれた場合においても、合成ゲート回路４４の出力信号には正常パルスに起因する２つの連続するピーク波形が現れる。第２波高弁別回路４５からは、図５（２）の（ｆ）に示すように、ロジック値として２つのＨｉｇｈ信号が連続して出力されるが、後段のダブルカウント除去回路４６により、２つのＨｉｇｈ信号のうち２番目のＨｉｇｈ信号が除去され、１つのＨｉｇｈ信号が出力される。このため、放射線検出器１が放射線を検出した結果として得られる正常なアナログの信号パルスの数と同じ数のＨｉｇｈ信号が後段のレートメータ回路６に入力され計数される。
【００４０】
図５（３）に示す様に、位相が１／２ずれた場合においても、合成ゲート回路４４の出力信号には正常パルスに起因する２つの連続するピーク波形が現れる。しかし、同位相および１／４位相ずれた場合と異なり、１／２位相ずれた場合は、２つの連続するピーク波形は重なっており、第２波高弁別回路４５からは、図５（３）の（ｆ）に示すように、ロジック値として１つのＨｉｇｈ信号が連続して出力される。
【００４１】
仮に、振動ノイズの振幅が小さく、２つの連続するピーク波形が重なっていない場合でも、後段のダブルカウント除去回路４６により、２つのＨｉｇｈ信号のうち２番目のＨｉｇｈ信号が除去され、１つのＨｉｇｈ信号が出力される。このため、放射線検出器１が放射線を検出した結果として得られる正常なアナログの信号パルスの数と同じ数のＨｉｇｈ信号が後段のレートメータ回路６に入力され計数される。
【００４２】
以上のように、実施の形態１では、入力信号に対して波高および波形判定を行うことにより放射線検出器１からの正常パルスと大きく形状の異なるノイズ信号を除去可能である。さらに、放射線検出器１からの正常パルスに近い周波数を持つ振動に対しては、入力信号とそれを正常パルスのパルス幅Ｗ１分遅延させた信号とを合成することにより、振動成分の山と谷が互いに振幅を打ち消しあうことで、振動成分のみを除去できる特徴を持つ。ここで、信号入力から遅延時間Ｗ１内に残る元々の信号成分は、信号入力からＷ１ほど遅らせたゲート信号を利用することで信号取得時間をずらすため出力されない。さらにゲートをかけた出力信号に対して第２の波高弁別を行い、出力されるロジック信号の幅をパルス幅Ｗ１の２倍に整形することで、振動ノイズ成分を除去することが可能である。
【００４３】
図６は、以上説明した放射線測定装置のノイズ除去処理を示すフローチャートである。
増幅器２の出力が波形判定部３の第１波高弁別回路３１と波形弁別回路３２に入力され（ステップＳＴ１）、これら第１波高弁別回路３１および波形弁別回路３２で入力パルス波高が所定の範囲内であるか、また、入力パルス幅が所定の範囲内であるかを判定する（ステップＳＴ２ａ，ＳＴ２ｂ）。パルス波形判定回路３３は、これら第１波高弁別回路３１および波形弁別回路３２の出力が共にＨＩＧＨであった場合に正常パルスと判定する（ステップＳＴ３）。一方、ステップＳＴ２ａ，ＳＴ２ｂで所定の範囲内ではなかった場合はノイズと判定される。
【００４４】
また、増幅器２の出力が振動ノイズ除去部４に入力され（ステップＳＴ１）、遅延回路４１および合成回路４２によって遅延合成処理が行われる（ステップＳＴ５）。また、ゲート生成回路４３では第１波高弁別回路３１の出力に基づいてゲート信号を生成し（ステップＳＴ６）、このゲート信号を用いて合成ゲート回路４４では合成回路４２からの出力を合成する。第２波高弁別回路４５では、合成ゲート回路４４の出力に基づいて、ゲート区間の合成信号波形が所定の範囲内であるかを判定し（ステップＳＴ７）、所定の範囲内であった場合はダブルカウント除去回路４６によってダブルカウント除去が行われる（ステップＳＴ８）。一方、ステップＳＴ７において、所定の範囲内でなかった場合はノイズと判定される。
【００４５】
パルス波形判定回路３３からの出力とダブルカウント除去回路４６からの出力はノイズ除去回路５においてＡＮＤ演算が行われ、正常なパルスとして出力される。なお、レートメータ回路６の動作や工学値演算回路７の動作については公知であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
【００４６】
以上説明したように、実施の形態１の放射線測定装置によれば、放射線検出器から出力されるアナログ信号パルスを入力して所定の波高条件を満たすパルスを弁別して出力する第１の波高弁別手段と、アナログ信号パルスを入力して所定の波形条件を満たすパルスを弁別して出力する波形弁別手段と、第１の波高弁別手段と波形弁別手段の出力に基づいてアナログ信号パルスの波形が正常か否かを判定するパルス波形判定手段と、アナログ信号パルスとアナログ信号パルスを一定時間遅延させたパルスとを合成したアナログ信号パルスを出力する信号合成手段と、放射線検出器から出力されるアナログ信号パルスの発生タイミングから一定時間と同程度の遅延タイミングで発生し、かつ、一定時間よりも長い時間継続するゲート信号を生成するゲート生成手段と、ゲート信号の区間の信号合成手段の出力のうち、所定の波高条件を満たすパルスを弁別して出力する第２の波高弁別手段と、第２の波高弁別手段によって発生するダブルカウントを除去するダブルカウント除去手段と、パルス波形判定手段の出力とダブルカウント除去手段との出力に基づいてノイズ除去を行うノイズ除去手段とを備え、ノイズ除去手段の出力パルス数に基づいて放射線検出器で検出される放射線の測定を行うようにしたので、ノイズ成分の除去を確実に行うことができ、放射線測定を正確に行うことができる。
【００４７】
また、実施の形態１の放射線測定装置によれば、ゲート信号は一定時間の２倍を僅かに下回る時間継続する信号であるようにしたので、正常パルスを正しく検出することができ、ノイズ除去を確実に行うことができる。
【００４８】
また、実施の形態１の放射線測定装置によれば、ダブルカウント除去手段は、第２の波高弁別手段の出力が入力されるタイミングで一定時間の２倍の時間継続する信号を出力し、かつ、この信号が出力されている間は、第２の波高弁別手段の出力を受け付けないようにしたので、第２の波高弁別手段によってパルスのダブルカウントが発生した場合でも、これを確実に除去することができる。
【００４９】
実施の形態２．
図７は、実施の形態２の放射線測定装置を示す構成図である。また、図８は、実施の形態２における信号処理の動作を概念的に示すタイミングチャートである。
【００５０】
実施の形態２の放射線測定装置は、振動ノイズ除去部４ａにおいて、ピークホールド回路４７を備え、第２波高弁別回路４５ａの波高弁別レベルがこのピークホールド回路４７の出力によって決定される点が実施の形態１とは異なる点である。すなわち、ピークホールド回路４７は、増幅器２から出力されるアナログ信号パルスのピーク波高値をホールドする回路である。また、第２波高弁別回路４５ａは、ピークホールド回路４７で得られたピーク波高値に基づいてその波高弁別レベルを決定するよう構成されている。その他の構成については、図３に示した実施の形態１と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
実施の形態２では、増幅器２からの信号は振動ノイズ除去部４ａへ入力された後３つに分岐され、そのうちの２つは実施の形態１と同じく１つはそのまま合成回路４２へ入力され、もう１つは遅延回路４１を経て合成回路４２に入力されるが、残りの１つはピークホールド回路４７へ入力されること、および第２波高弁別回路４５ａの波高弁別レベルが可変であることのみが実施の形態１と異なる。
【００５２】
放射線検出器１が放射線を検出した結果として得られる正常なアナログの信号パルスは図８（１）の（ａ）に示す通り、放射線検出器１の信号出力特性と増幅器２の回路定数により、パルスの立上り時間と立下り時間が異なり、立下り時間の方が長くなるため、図８（１）の（ｃ）に示す通り、合成回路４２の出力信号に現れる２つの連続したピークのうち、２番目のピークの方は、入力パルスの立ち下がり成分が加算されるため、入力パルスの波高値よりも波高値が高くなる（入力パルス波高値Ｖｐ＜合成回路４２の出力パルス波高値Ｖｐ’）。
【００５３】
そのため、図８（１）の（ｅ）に示す様に、合成ゲート回路４４から出力されるパルス波形の波高値Ｖｐ’は、入力パルスの波高値Ｖｐよりも高くなる。
一方、図８（２）の（ｃ）に示す様に、振動ノイズは、立上り時間と立下り時間が同じであるため、合成信号の最大波高値は入力信号の最大波高値Ｖｐと同じ高さとなる。そこで、第２波高弁別回路４５ａの波高弁別レベルが可変であることを利用し、図８（ｅ）に示すように、第２波高弁別回路４５ａの波高弁別レベルＶｐ’’を入力パルスのピーク波高値Ｖｐより若干高い電圧レベルである波高弁別レベル３に設定する。
【００５４】
ここでは、ピークホールド回路４７の出力を利用する。ピークホールド回路４７は、図８（ａ）に示す様に、入力パルスのピーク波高値Ｖｐに相当する電圧を出力するので、電圧Ｖｐを第２波高弁別回路４５ａに入力し、Ｖｐに対し一定の割合を加算した波高値Ｖｐ’’を波高弁別レベル３を設定する。すなわち、Ｖｐ＜Ｖｐ’’＜Ｖｐ’となるＶｐ’’を波高弁別レベル３に設定する。
こうすることで、入力信号が正常パルスの場合は波高弁別レベル３を超えるため、図８（１）の（ｆ）に示す様に第２波高弁別回路４５ａからロジック値としてＨｉｇｈ信号が出力されるが、入力信号が振動パルスの場合は波高弁別レベル３を超えないため、図８（２）の（ｆ）に示す様に第２波高弁別回路４５ａからはロジック値としてＨｉｇｈ信号が出力されない。このため、振動ノイズは計数されず、振動ノイズを除去することが可能である。
【００５５】
さらに、図８（２）の（ｅ）に示す通り、振動ノイズに対しては終端の振動成分の極性にかかわらず、合成信号の最大波高値が入力信号の最大波高値と同じ高さとなることから、実施の形態１において除去できなかった、波長が（ｎ＋１／２）λ（ただしλは振動性ノイズの１波長、ｎは整数）の振動ノイズにおける最後尾の正極性信号の除去が可能となる。
【００５６】
以上説明したように、実施の形態２の放射線測定装置によれば、放射線検出器から出力されるアナログ信号パルスのピーク波高値を取得するピークホールド手段を備え、第２の波高弁別手段の波高弁別レベルをピーク波高値に基づいて決定するようにしたので、精度の高いノイズ除去を行うことができる。
【００５７】
また、実施の形態２の放射線測定装置によれば、波高弁別レベルは、アナログ信号パルスのピーク波高値よりも高く、かつ、信号合成手段の出力するピーク波高値よりも低い値であるようにしたので、振動ノイズを正確に除去することができる。
【００５８】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１  放射線検出器、２  増幅器、３  波形判定部、４，４ａ  振動ノイズ除去部、５  ノイズ除去回路、６  レートメータ回路、７  工学値演算回路、３１  第１波高弁別回路、３２  波形弁別回路、３３  パルス波形判定回路、４１  遅延回路、４２  合成回路、４３  ゲート生成回路、４４  合成ゲート回路、４５，４５ａ  第２波高弁別回路、４６  ダブルカウント除去回路、４７  ピークホールド回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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