(57)【要約】【課題】サーベイメータ等の放射線測定装置において、大きな平滑化度合いをもって線量率を表示している場合に、線量率の急上昇等を速やかに判定できるようにする。【解決手段】第１演算部７６は比較的長い平均期間Ｔをもって移動平均値（線量率）を演算する。第２演算部７８は比較的短い時定数τをもって積分値（線量率）を演算する。移動平均値が表示されている状況下において、アラーム判定部８２は積分値に基づいて線量異常を判定する。表示切替判定部８４は測定開始期間内において積分値に基づいて一定線量率状態を判定する。復帰判定部８６は積分値に基づいて線量率復帰を判定する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を検出し、検出パルス列を出力する検出部と、
第１の応答性を生じさせる第１の時間条件に従って、前記検出パルス列に基づいて第１の線量率を求める第１の演算部と、
前記第１の応答性よりも時間的に短い第２の応答性を生じさせる第２の時間条件に従って、前記検出パルス列に基づいて第２の線量率を求める第２の演算部と、
少なくとも前記第１の線量率を表示する表示部と、
前記第１の線量率の演算及び表示と並行して前記第２の演算部によりバックグランド演算された第２の線量率に基づいて異常を判定する判定部と、
前記異常が判定された場合に前記異常を報知する報知手段と、
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記載の装置において、
前記第１の演算部は、前記第１の時間条件としての平均時間に従って前記検出パルス列に対して移動平均処理を適用することにより前記第１の線量率を求める演算部であり、
前記第２の演算部は、前記第２の時間条件としての時定数に従って前記検出パルス列に対して積分処理を適用することにより前記第２の線量率を求める演算部であり、
前記平均時間は前記時定数の３倍よりも大きい、
ことを特徴とする放射線測定装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の装置において、
前記判定部は、前記第１の線量率が表示されている状況下で前記バックグランド演算された第２の線量率が上昇して当該第２の線量率が第１の閾値を超えた場合に、前記異常を判定する、
ことを特徴とする放射線測定装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の装置において、
前記判定部は、測定開始期間内において前記第１の線量率が表示されている状況下で前記バックグランド演算された第２の線量率が第２の閾値を超えた場合に、表示態様変更を判定し、
前記表示部は、前記表示態様変更が判定された場合に前記第１の線量率の表示態様を初期表示態様から通常表示態様へ変更する、
ことを特徴とする放射線測定装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置において、
前記判定部は、前記第１の線量率が表示されている状況下で前記バックグランド演算された第１の線量率が下降して第３の閾値を下回った場合に、前記第１の演算部をリセットする、
ことを特徴とする放射線測定装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置において、
前記検出部は、
第１のサイズを有する第１の検出器と、
前記第１のサイズよりも小さな第２のサイズを有する第２の検出器と、
を有し、
主感度方向に前記第１の検出器と前記第２の検出器とが並んで配置された、
ことを特徴とする放射線測定装置。
【請求項７】
請求項６記載の装置において、
前記第１の演算部及び前記第２の演算部は、前記第１の検出器からの第１の検出パルス列及び前記第２の検出器からの第２の検出パルス列の両方に基づいて線量率演算を行う合算機能と、前記第２の検出パルス列に基づいて線量率演算を行う非合算機能と、を有する、ことを特徴とする放射線測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は放射線測定装置に関し、特に、互いに異なる応答性を有する複数の線量率演算部を備える放射線測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線測定装置としては、サーベイメータ、モニタリングポスト、個人線量計、等が知られている。以下においてはそれらの中でサーベイメータを取り上げる。
【０００３】
サーベイメータは、一般に、環境放射線を測定して線量率（通常、１時間当たりの線量）を演算する装置である（例えば特許文献１を参照）。従来のサーベイメータは、複数の時定数の中からユーザーによって選択された時定数に従い、線量率の演算を行っている。すなわち、放射線の測定では、放射線の偶発的な発生に起因する統計的な揺らぎつまり統計的変動が認められる。統計的誤差を少なくして測定結果の信頼性を高めるために、時間的に平滑化又は平均化された線量率が演算されている。
【０００４】
かつてはアナログ回路としてのＲＣ積分回路によって平滑化処理（積分処理）が行われてたが、近時は、デジタル処理により平滑化処理が実現されており、その場合においても、それまでと同様に時定数の選択によって、平滑化度合い（換言すれば応答性）が切り換えられている。例えば、３秒、１０秒、３０秒といった複数の時定数が用意されており、放射線の検出頻度（計数率）との関係から、所望の時定数がユーザーにより選択される。
【０００５】
なお、以上のような時定数に従う平滑化処理により線量率を演算する放射線測定装置においては、一般に、線量率が一定とみなせるような状況下で計測開始から時定数の３倍の時間を経過した時点以降において線量率を読み取ることが推奨されている。それ以前においては、大きな統計的誤差が生じている可能性があるからである。
【０００６】
通常、計数率が低い場合には大きな（時間的に長い）時定数が選択され、計数率が高い場合には小さな（時間的に短い）時定数が選択される。一般に、大きな時定数が選択された場合、測定結果の信頼性が高まるものの、線量変化が生じた時点からその線量変化が表示値として顕著に現れるまでの時間が長くなる。つまり応答遅れが大きくなる。逆に、小さな時定数が選択された場合、特に計数率が低い状況で測定結果の信頼性が低くなるものの、応答遅れは小さくなる。
【０００７】
線量率を移動平均処理により求めることも可能である。つまり、平均期間内の線量総和を当該平均期間で割る演算を個々の時刻ごとに繰り返すものである。この場合にも、平均時間を大きくすれば計数率の統計的変動の影響を受けにくいが、応答遅れという問題が生じ、一方、平均時間を小さくすれば計数率の統計的変動の影響を受けやすくなるが、応答遅れという問題を軽減できる。なお、移動平均処理において、現時点から過去にかけての複数の計数値に対してそれぞれ重みを乗算した上で加算処理を行うことも可能である。その場合には、重み関数如何によっては、その移動平均処理は、上記の時定数に従う平滑化処理に類似したものとなる。
【０００８】
なお、特許文献２には、互いに異なる２つの時定数を用いて得られる２つの測定値の差に基づいて、使用する時定数を決定する放射線測定装置が開示されている。特許文献３にも２つの時定数を同時に利用する放射線計測装置が開示されている。しかし、特許文献２，３は、バックグランドでの線量異常等の判定を開示するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許５０４２３８３号明細書
【特許文献２】特開２００９−２７０８５０号公報
【特許文献３】特開２０１１−１８５８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
放射線測定装置において、平滑化についての時間条件として長い時間（時定数、平均期間）が選択されている場合、信頼性の高い測定結果を得られるが、線量が急激に上昇したような場合、そのような異常事態をユーザーが直ちに認識することはできない。一方、線量の変動を速やかに認識できるようにするために、上記時間条件として短い時間を選択すると、特に低線量率状況下において、測定結果の信頼性が大きく低下してしまう。
【００１１】
本発明の目的は、遅い応答性をもって線量率を演算、表示している場合においても、線量の急激な上昇等を速やかに検知してそのような事態に速やかに対処できるようにすることにある。あるいは、本発明の目的は、低い線量率から高い線量率まで計測を行うことが可能な実用性の高い放射線測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る放射線測定装置は、放射線を検出し、検出パルス列を出力する検出部と、第１の応答性を生じさせる第１の時間条件に従って、前記検出パルス列に基づいて第１の線量率を求める第１の演算部と、前記第１の応答性よりも時間的に短い第２の応答性を生じさせる第２の時間条件に従って、前記検出パルス列に基づいて第２の線量率を求める第２の演算部と、少なくとも前記第１の線量率を表示する表示部と、前記第１の線量率の演算及び表示と並行して前記第２の演算部によりバックグランド演算された第２の線量率に基づいて異常を判定する判定部と、前記異常が判定された場合に前記異常を報知する報知手段と、を含むことを特徴とするものである。
【００１３】
上記構成によれば、時間的に長い第１の応答性をもって第１の線量率を演算、表示している状況下で、線量が急激に高まった場合、その変化が第１の線量率として顕著に現れるタイミングが遅れたとしても、時間的に短い応答性をもってバックグランド演算された第２の線量率に基づいてそのような異常を速やかに判定し、その異常を早々に報知することが可能である。各時間条件は例えば平均期間又は時定数である。平均期間は移動平均演算のための計算式における分母に相当し、時定数は積分特性を決定する係数である。２つの演算部の両方が移動平均演算を行うものであってもよいし、またそれら両方が積分演算を行うものであってもよい。第１の演算部を移動平均演算部として構成し、第２の演算部を積分演算部として構成してもよい。時定数を手動で又は自動的に切り換えられるように構成するのが望ましい。平均期間についても可変設定できるように構成するのが望ましい。
【００１４】
望ましくは、前記第１の演算部は、前記第１の時間条件としての平均期間に従って前記検出パルス列に対して移動平均処理を適用することにより前記第１の線量率を求める演算部であり、前記第２の演算部は、前記第２の時間条件としての時定数に従って前記検出パルス列に対して積分処理を適用することにより前記第２の線量率を求める演算部であり、前記平均期間は前記時定数の３倍よりも大きい。
【００１５】
上記構成によれば、時間的に長い応答性をもってつまり大きな平滑化度合いをもって線量率を演算する場合には移動平均処理が利用され、時間的に短い応答性をもってつまり小さな平滑化度合いをもって線量率を演算する場合には積分処理が利用される。移動平均処理では演算結果に対して影響を与える時間長は有限となるが、積分処理では演算結果値に対して影響を与える時間長は理論上無限である。但し、実際上、積分処理においては一般に演算結果に対して影響が実質的に及ぶ時間長として時定数の３倍を考えればよいことが知られている。よって、第１の時間条件である平均期間が第２の時間条件である時定数の３倍よりも大きければ、第１の応答性の方が第２の応答性よりも時間的に遅い応答性であると言える。なお、一般に、平滑化期間として比較的長い期間を設定する場合には移動平均処理を利用するのが望ましく、平滑化期間として比較的短い期間を設定する場合には時定数に基づく積分処理を利用するのが望ましい。
【００１６】
望ましくは、前記判定部は、前記第１の線量率が表示されている状況下で前記バックグランド演算された第２の線量率が上昇して当該第２の線量率が第１の閾値を超えた場合に、前記異常を判定する。この構成によれば、第１線量率を表示している状況にあっても、それよりも応答性の良好な演算で求められた第２の線量率に基づいて異常を速やかに判定することが可能である。よって、統計的誤差の少ない線量率の表示と異常事態の迅速かつ確実な報知とを両立させることが可能である。異常の報知として、音、光等の出力の他、表示態様の変更等があげられる。
【００１７】
望ましくは、前記判定部は、測定開始期間内において前記第１の線量率が表示されている状況下で前記バックグランド演算された第２の線量率が第２の閾値を超えた場合に、表示態様変更を判定し、前記表示部は、前記表示態様変更が判定された場合に前記第１の線量率の表示態様を初期表示態様から通常表示態様へ変更する。計数率が低い状況においては、表示される第１の線量率の信頼性は測定開始時点から比較的長い期間（一般に平均期間）を経ないと高くならない。統計的誤差を無視し得ないからである。一方、線量率がある程度高い状況においては、そのような長い期間を経ない段階でも、表示される第１の線量率について一定の信頼性を期待できる。そこで、そのような信頼性を期待できる状況になった場合に第１の線量率の表示態様を変化させれば、そのような事態をユーザーにおいて認識することが可能となる。なお、測定開始直後に定められる一定期間としての測定開始期間内においては、測定開始後から平均期間を段階的に増大させるのが望ましい。
【００１８】
望ましくは、前記判定部は、前記第１の線量率が表示されている状況下で前記バックグランド演算された第１の線量率が下降して第３の閾値を下回った場合に、前記第１の演算部をリセットする。この構成によれば、実際の線量率が既に下がっているにもかかわらず、応答性の遅れによって見かけ上、第１の線量率として高い数値が表示されてしまう問題、つまり実際値と表示値とが大きく乖離してしまう問題を解消又は軽減できる。リセットされた場合、第１の演算部は望ましくはリセット後の検出データに基づいて移動平均演算を実行する。つまり、リセット前の検出データを移動平均演算で利用しないことにより、平滑化による残存の影響を断ち切るものである。もっとも、演算上の都合等から過去の一部の検出データを利用するようにしてもよい。
【００１９】
望ましくは、前記検出部は、第１のサイズを有する第１の検出器と、前記第１のサイズよりも小さな第２のサイズを有する第２の検出器と、を有し、主感度方向に前記第１の検出器と前記第２の検出器とが並んで配置される。このような重合配置によればスペースの利用効率を高められ、検出部を小型化できる。
【００２０】
望ましくは、前記第１の演算部及び前記第２の演算部は、前記第１の検出器からの第１の検出パルス列及び前記第２の検出器からの第２の検出パルス列の両方に基づいて線量率演算を行う合算機能と、前記第２の検出パルス列に基づいて線量率演算を行う非合算機能と、を有する。通常、通常（低）線量率状況において合算機能が利用され、高線量率状況において非合算機能が利用される。前者によれば、感度を高められる。特に、重合配置において、前側の検出器が後側の検出器での放射線の検出の邪魔をしてしまうという悪影響を緩和することができる。後者によれば感度の引き下げにより、時間軸上において多数のパルスが連なって数え落としが生じる問題を解消又は軽減できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、遅い応答性をもって線量率を演算及び表示している場合においても、線量率の急激な上昇等を速やかに検知してそのような事態に速やかに対処できる。あるいは、低い線量率から高い線量率まで計測を行うことが可能な実用性の高い放射線測定装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るサーベイメータの好適な実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示したサーベイメータが有する検出部の構成を示す図である。
【図３】図１に示したサーベイメータが有する機能を示すブロック図である。
【図４】移動平均処理と時定数に基づく積分処理とを説明するための図である。
【図５】移動平均値表示モードが選択された場合における表示例を示す図である。
【図６】積分値表示モードが選択された場合における表示例を示す図である。
【図７】図３に示した制御部が有する機能を示すブロック図である。
【図８】移動平均値の時間変化と積分値の時間変化とを示す図である。
【図９】移動平均値表示モード及び積分値表示モードにおける動作内容を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１には、本発明に係る放射線測定装置の好適な実施形態が示されている。本実施形態に係る放射線測定装置はサーベイメータである。図１にはその斜視図が示されている。
【００２５】
図１において、サーベイメータ１０は、ユーザーの手で保持されるポータブル型（可搬型）の放射線測定装置であり、環境放射線を測定して線量率を演算、表示する機能を有する。サーベイメータ１０は、大別して、本体１２と先端部１４とからなる。図１においては、サーベイメータ１０が弾性材料からなるジャケット（カバー）により覆われている。本体１２は、Ｘ方向に伸長したおよそ平板形の形態を有し、より詳しくは本体１２はＸＹ面に沿って広がった平べったい形態を有している。本体１２は表示部１６及び入力部２０を有しており、それらの手前側が把持部としてのグリップ部１８である。なお、Ｘ方向及びＹ方向に直交するＺ方向は本体１２における厚み方向である。
【００２６】
先端部１４は屈曲部２２を介して本体１２に対して一体的に連結されている。本体１２における中心軸はＸ軸であり、それに対して傾斜した軸として主感度方向Ｄが定義されている。その主感度方向Ｄに沿って先端部１４が屈曲している。本実施形態に係るサーベイメータ１０は放射線としてのγ線を検出するものである。なお、α線やβ線等を測定する装置に対して、本発明に係る構成が適用されてもよい。また、固定設置型の放射線測定装置に対して本発明に係る構成が適用されてもよい。
【００２７】
図２には、先端部１４の内部が模式的に示されている。先端部１４の内部には検出部２４が配置されている。主感度方向Ｄは、校正時において校正用線源が置かれる方向であり、それはＸ軸に対して傾斜している。検出部２４は、第１センサ２６及び第２センサ２８を有している。それらはいずれもシリコン半導体センサにより構成されており、第１センサ２６は例えば１０×１０ｍｍの有感面積を有し、第２センサ２８は３×３ｍｍの有感面積を有している。すなわち、第１センサ２６は大きなサイズをもったセンサであり、第２センサ２８は小さなサイズをもったセンサである。それらの中心軸を主感度方向Ｄに一致させた状態で、主感度方向Ｄに沿って２つのセンサ２６，２８が並んでおり、それらは重合状態を構成している。第１センサ２６の前面側には第１フィルタ３０が設けられ、第２センサ２８の前面側には第２フィルタ３２が設けられている。それらのフィルタ３０，３２はエネルギー感度特性を調整するためのものである。ちなみに、第１センサ２６は第２センサ２８の支持基板として機能している。
【００２８】
後に説明するように、第１センサ２６から出力された検出パルス列と第２センサ２８から出力された検出パルス列はそれぞれ独立して処理される。このため後述する２つの測定回路が並列的に設けられている。
【００２９】
低線量率状況下においては、２つのセンサ２６，２８を用いて取得された２つの計数値が合算されて、その合算値に基づいて線量率が演算される。一方、高線量率状況下においては、小さい方の第２センサ２８を用いて取得された計数値に基づいて線量率が演算されている。本実施形態によれば、低線量率状況下において検出感度を高められ、高線量率状況下において数え落としという問題を解消又は軽減できる。なお、第１センサ２６から見て第２センサ２８が遮蔽体として振る舞うが、上記の合算によれば、第２センサ２８に起因して第１センサ２６で生じる感度低下を補填し得る。図２に示したように、２つのセンサ２６，２８を主感度方向に重合配置することにより有限なスペースを効率的に利用して、検出部２４を小型化することが可能である。
【００３０】
図３には、図１に示したサーベイメータが有する機能がブロック図として示されている。
【００３１】
上述したように、検出部２４は、第１センサ２６と第２センサ２８とにより構成されている。それらによってγ線１００が検出される。検出部２４の後段には第１測定回路３４及び第２測定回路３６が設けられている。それらの測定回路３４，３６は並列的に設けられており、互いに同一の構成を有する。以下においては第１測定回路３４を代表してその構成を説明する。
【００３２】
第１測定回路３４は、プリアンプ３８、リニアアンプ４０、波高弁別回路４２、波形整形回路４４等を有している。第１センサ２６から出力されたパルスは、プリアンプ３８を経由して、リニアアンプ４０において増幅される。波高弁別回路４２はコンパレータにより構成され、一定の波高値以上のパルスが波高弁別回路４２を通過する。波高弁別回路４２から出力されたパルスは、波形整形回路４４において波形整形処理され、その処理後のパルスがカウンタ４８に送られている。カウンタ４８は、一定時間間隔においてパルス数を計数するものである。なお、第１測定回路３４が有するエネルギー補正回路等が図示省略されている。第２測定回路３６から出力されたパルス列はカウンタ５０に送られ、カウンタ５０において一定時間間隔でそのパルス列がカウントされている。
【００３３】
制御部４６はマイコン（マイクロコンピュータ）等により構成されるものであり、制御部４６は演算機能、制御機能等を備えている。本実施形態において、制御部４６は、上述したカウンタ４８、５０の他、ＣＰＵ５２及びメモリ５４等を有している。ＣＰＵ５２は、所定のプログラムによって動作するものであり、本実施形態においては、後に詳述するように、ＣＰＵ５２が移動平均演算及び時定数に基づく積分演算を実行する。
【００３４】
例えば、カウンタ４８で計数された計数値が所定値以下の場合、低線量率が判定され、その場合においてはカウンタ４８で計数された計数値及びカウンタ５０で計数された計数値とが合算され、その合算値に基づいて線量率が演算される。そのような場合において２つの計数値の両方又は一方に対して必要な換算処理が適用される。一方、例えば、カウンタ４８で計数された計数値が所定値よりも大きい場合、高線量率が判定され、そのような場合にはカウンタ５０で計数された計数値に基づいて線量率が演算される。線量率の高低の判定にあたっては、カウンタ５０での計数値を参照するようにしてもよいし、２つのカウンタ４８，５０で計数された両計数値を参照するようにしてもよい。
【００３５】
カウンタ４８，５０は、本実施形態において、所定時間Δｔ毎に計数値を演算しており、本実施形態においてΔｔは例えば２００ｍｓである。もっとも、そのような時間条件は適宜変更することができる。
【００３６】
上述したようにＣＰＵ５２においては、移動平均演算及び積分演算が並列的に実行される。本実施形態において、移動平均演算における平均期間Ｔとして例えば３００ｓが設定されている。もちろんそのような時間条件を変更できるようにしてもよい。
【００３７】
時定数に基づく積分演算を行わせるために、複数の時定数の中からユーザーにより任意の時定数を選択できるように構成されている。そのような時定数として、本実施形態においては、３ｓ、１０ｓ、３０ｓといった複数の時定数が用意されている。ユーザーが時定数を切り替えるのではなく、自動的に最適な時定数が選択されるように構成することも可能である。
【００３８】
いずれの時定数が選択された場合であっても、移動平均演算における平均時間の長さはかなり大きく、線量変化時点から演算結果に変化が生じるまでの応答性つまりレスポンスは遅いものとなる。一方、比較的に短い時定数に基づく積分演算においては、長い平均期間を用いた移動平均処理の場合に比べて、良好なレスポンス、すなわち早い応答性を得ることが可能である。
【００３９】
本実施形態に係るサーベイメータは線量率の表示に関して２つの表示モードを有している。移動平均値表示モード及び積分値表示モードである。移動平均値表示モードにおいては、移動平均演算で求められた移動平均値（線量率）が表示され、積分値表示モードにおいては積分演算で求められた積分値（線量率）が表示される。ユーザーにより状況に応じて所望の表示モードを選択することが可能である。例えば、数十秒に一発くらいしかγ線が検出されない状況においては、比較的長い時間条件で線量率を演算、表示する移動平均値表示モードが選択される。一方、γ線の検出頻度がある程度高いような状況においては、比較的短い時間条件で線量率を演算、表示する積分値表示モードが選択される。その場合には検出頻度に適合した時定数が選択される。
【００４０】
２つの表示モードの内でいずれかの表示モードを選択可能である。但し、線量率演算に関しては、二種類の演算が並列的に常時実行されている。すなわち、ＣＰＵ５２において移動平均演算と積分演算とが並列的に実行されている。これにより、後に説明するように、移動平均値表示モードが選択されている状況下において、すなわちレスポンスの悪い表示が行われている状況下において、線量が急激に上昇したような異常事態を、バックグランド演算された非表示の積分値によって判定し、そのような異常事態を速やかにユーザーに報知することが可能である。
【００４１】
表示部１６には、後に図５及び図６で示すように測定結果が表示される。移動平均値表示モードが選択されている場合、移動平均値としての線量率が数値によって表示される。積分値表示モードが選択されている場合、積分値としての線量率が数値及び模擬的なメータとして表示される。
【００４２】
入力部２０は本実施形態において複数のボタンにより構成され、ユーザーは入力部２０を利用して表示モードを選択することができ、また時定数を選択することが可能である。発光器５８は１又は複数のＬＥＤ等により構成されるものであり、異常事態が判定された場合において発光器５８が点滅を行う。ブザー５６は異常事態が判定された場合においてブザー音を出力するものである。符号６２は外部との通信ラインを示しており、例えば赤外線を用いて外部装置との間で通信を行うことが可能である。この他、制御部４６には、イヤホンを接続するポートやＵＳＢコネクタ用ポート等が設けられているが、それらについては図示省略されている。
【００４３】
バッテリ６０は、一次電池又は二次電池により構成されるものであり、図３に示される各構成に対してバッテリ６０からの電力が供給されている。
【００４４】
次に、図４を用いて移動平均処理及び積分処理を説明する。図４の下段にはカウント値の時間的な変化が示されている。横軸は時間軸であり、縦軸はカウント値を示している。現在から過去に遡って一定の期間Ｔが平均期間である。Δｔは計数期間を示しており、それは上述の通り例えば２００ｍｓである。上記の平均期間Ｔは例えば３００ｓである。ちなみに、時間軸上における所定時間Ｔａ毎に計数値の総和を求め、それを記憶しておくようにしてもよい。例えばＴａは６０ｓである。
【００４５】
符号１０２で示すブロックは移動平均演算を示している。(1)式に示されているように、平均期間Ｔ内におけるカウント値ｒjの総和が平均期間Ｔで割られ、これにより線量内の線量率Ｒjが演算される。これは移動平均値に相当するものである。
【００４６】
一方、符号１０４で示すブロックは時定数に基づく積分演算を示している。それは(2)式で示されている内容の演算を行うものである。ここにおいて、Ｒiは現在の線量率であり、それは積分値に相当する。Ｒi-1は前回の積分値である。ｒiは現在のカウント値である。Ｘは、時定数τとサンプリング間隔Δｔとによって定義される係数である。この時定数τをユーザによって切り替えることが可能であり、これにより積分特性が切り替わる。なお、本実施形態において、移動平均値の表示更新レートは６０ｓである。もっとも、その表示更新レートをユーザーにより可変設定できるように構成してもよい。積分値の表示更新レートはΔｔであってもよいし、時定数に応じて定められるようにしてもよい。
【００４７】
図５には移動平均値表示モードが選択された場合の表示例が示されている。符号６４は移動平均値としての線量率を表しており、それは数値表示である。符号６６は計測開始以降における線量率最大値を示している。符号６８は標準偏差を示している。
【００４８】
図６には、積分値表示モードが選択された場合における表示例が示されている。符号７０は数値表示であり、それは積分値としての線量率を示している。符号７２は模擬的なアナログメーターであり、それは積分値としての線量率を示している。その下段には測定開始以降の最大線量率７３が示されている。符号７４は標準偏差を示している。図５及び図６に示した表示例は一例に過ぎないものである。例えば移動平均値表示モードにおいて模擬的なアナログメータを表示するようにしてもよい。
【００４９】
図７には、図３に示した制御部の機能がブロック図として示されている。それぞれのブロックはソフトウェアの機能として実現されるものである。
【００５０】
第１演算部７６は移動平均演算を実行するモジュールである。その演算のために平均期間Ｔが参照される。現在までに取得された係数値列に基づいて、第１演算部７６が移動平均演算を実行し、移動平均値としての線量率が求められる。それを示すデータ１０６が表示処理部８０へ送られる。表示処理部８０は、例えば図５に示した表示画面を生成し、それを示す信号１１２を表示部へ出力する。
【００５１】
第２演算部７８は積分演算を実行するモジュールである。すなわち、第２演算部７８は
計数値列に基づいて積分演算を実行することにより、積分値としての線量率を演算する。それを示すデータ１０８が表示処理部８０へ送られている。第２演算部７８は積分演算にあたってユーザーにより選択された時定数τを参照する。表示処理部８０は、積分値を示すデータ１０８に基づき、例えば図６に示す表示画面を構成し、それを表す信号１１２を表示部へ出力する。
【００５２】
表示処理部８０には表示制御信号１１０が入力されている。表示処理部８０はその表示制御信号１１０に従って表示処理を実行する。表示制御信号１１０は例えば表示モード等を指定する信号である。移動平均値表示モードが選択された場合、表示処理部８０は表示部の画面上に移動平均値が表示されるようにし、一方、積分値表示モードが選択されている場合には表示処理部８０が表示部の画面上に積分値が表示されるように表示処理を実行する。ちなみに、測定開始時点から３００ｓが経過するまでの測定開始期間においては、移動平均値に多分に統計的誤差が含まれる可能性があるため、表示処理部８０はそのような期間内において移動平均値を青色の点滅で表示するようにしている。すなわち、スタンバイ状態が初期表示態様をもって表現されている。但し、後に説明するように、表示切替が判定された場合、測定開始期間内であっても、移動平均値の表示態様が初期表示態様から通常表示態様に切り替えられる。通常表示態様は黒色での定常的表示である。
【００５３】
本実施形態においては、演算された積分値が、アラーム判定部８２、表示切替判定部８４及び復帰判定部８６に送られている。以下、それぞれの判定部について説明する。
【００５４】
アラーム判定部８２は、表示モードにかかわらず、積分値が所定の閾値Ｋ１を超えた場合に、線量上昇があったとみなしてアラーム判定を行う。すなわち、線量が急激に高まった異常事態が生じた場合に、アラーム判定部８２がその異常状態を速やかに判定する。よって、平均値表示モードが選択されており、移動平均値が表示されているような場合であっても、良好な応答性をもってバックグランド演算された積分値に基づいて異常事態を判定できるから、それを速やかにユーザーに報知することが可能である。アラーム判定部８２から出力されるアラーム信号１１４は表示処理部８０に送られており、また上述した発光器及びブザーへ送られている。表示処理部８０は、例えば、アラーム信号１１４が生成された場合、移動平均値の表示態様を変更する。常時表示から点滅表示に切り替えると共に、表示色の切り替えを行う。もちろん、表示態様を維持しつつＬＥＤ点滅及びブザー動作だけが行われるようにしてもよい。
【００５５】
バックグランド演算として積分演算を実行する場合、その演算で使用する時定数としては、それまでにユーザーにより選択された時定数が用いられている。但し、事前に選択されたいずれかの時定数（例えば１０ｓ）が固定的に利用されてもよい。
【００５６】
表示切替判定部８４は、測定開始期間内において機能するものであり、その期間内において、移動平均値表示モードが選択されている場合であって、積分値が所定の閾値Ｋ２を超えた場合に、表示態様を初期表示態様から通常表示態様に変化させる。これにより、ユーザーは、移動平均値が表示されている場合において、表示値がある程度信頼できるものに至ったことを認識することが可能である。なお、積分値表示モードが選択されている場合、この表示切替判定部８４は実質的に機能しない。
【００５７】
復帰判定部８６は、アラーム判定がなされた以降において、積分値が所定の閾値Ｋ３を下回った場合に線量率復帰を判定するモジュールである。復帰が判定された場合、復帰信号１１８が第１演算部７６へ出力される。これにより第１演算部７６において実行されていた移動平均演算がリセットされる。具体的には、リセット以降のデータに基づいて、最初から移動平均演算が実行されることになり、逆に言えば、リセット以前のデータの参照や影響が遮断されることにより、過去データが移動平均値に不必要に反映されてしまうという問題を解消することが可能である。ちなみに、そのようなリセットが生じると、測定開始期間同様の動作が実行され、平均期間が段階的に増大され、最終的に通常の平均期間Ｔが設定される。
【００５８】
以上説明した判定部８２，８４，８６の作用を図８に基づいて更に説明する。
【００５９】
図８には発明説明のために線量率変化が誇張して描かれている。符号１２０は積分値の変化を示しており、符号１２２は移動平均値の変化を示している。現在、積分値表示モードが選択されているものと仮定する。上述したように、選択された表示モードにかかわらず、移動平均値に加えて積分値も同時に繰り返し演算される。測定開始時点ｔ０以降の期間Ｔ１が測定開始期間（初期期間）であり、例えば期間Ｔ１は３００ｓである。その期間内においては、移動平均値の表示態様が初期表示態様となり、すなわち青色表現かつ点滅状態をもって移動平均値が表示される。但し、積分値が所定の閾値Ｋ２を超えた場合、その時点ｔ１において表示態様が初期表示態様から通常表示態様へ切り替わる。これにより、ユーザーはある程度の線量率が生じており、表示された移動平均値の信頼性についてある程度の期待できることを認識することが可能である。閾値Ｋ２に基づく表示切替判定は上述したように期間Ｔ１以内において実行される。
【００６０】
図示の例では、その後において、積分値及び移動平均値が高まっている。但し、移動平均値演算での平均期間としてかなり長い期間が設定されているため、応答性の面においては積分値と移動平均値との間に相違が認められる。つまり、積分値の変化に対する移動平均値の変化の遅れを指摘できる。図示の例において、積分値が閾値Ｋ１よりも上回った時点ｔ２において、異常が判定される。仮に移動平均値を閾値Ｋ１と比較した場合には時刻ｔ３において異常を判定できることになるが、積分値を閾値Ｋ１と比較すれば、それより早い段階で速やかに異常を判定することが可能である。しかも、移動平均値の表示それ自体は継続して行うことが可能であり、統計的誤差の少ない表示を継続することが可能である。
【００６１】
図８に示す例では、線量率が増大した後に下降している。本実施形態においては、移動平均値が表示されている状況下において、積分値が閾値Ｋ３よりも下回った時点ｔ４において、復帰が判定される。その時点ｔ４で、移動平均演算がリセットされ、過去のデータを用いることなく、リセット時点以降のデータに基づいて移動平均値が算出される。すなわち測定開始期間と同様の処理が再び実行されることになる。
【００６２】
上記のリセットを行わない場合には、符号１２２Ａで示すように、移動平均値は積分値に遅れて下降することになる。これに対し、積分値に基づいてリセット処理を行えば、符号１２２Ｂで示すように、過去のデータの影響を受けずに新たに移動平均値を演算することが可能である。これによれば、実際の線量率あるいは積分値に近い値として、移動平均値を求めることが可能となる。また、積分値に基づいて復帰を判定することにより、時刻ｔ４のタイミングで、時刻ｔ５よりも早期に復帰を判定することが可能である。ちなみに、各閾値に基づく判定にあたってはヒステリシス特性をもたせるようにしてもよい。本実施形態においては、閾値Ｋ１と閾値Ｋ３とが別々の閾値として構成されていたが、それらを統合してもよい。
【００６３】
図９には、２つの表示モードにおける動作内容が示されている。上段１２４は移動平均値表示モードを示しており、下段１２６は積分値表示モードを示している。
【００６４】
移動平均値表示モードにおいては、符号１２８で示されるように、移動平均演算が実行される他、バックグランド演算として積分演算も実行される。符号１３０で示されるように、測定開始期間内においては、初期表示態様をもって移動平均値が表示され、すなわち青色での点滅表示として移動平均値が表示される。但し、積分値が一定線量率に到達した場合には上述したように表示態様が通常表示態様へ移行する。また、移動平均値表示モードにおいて、符号１３２で示されるように、異常判定時においては移動平均値の表示が継続されるが、その場合において表示態様の変更があってもよい。符号１３４は異常判定時の他の動作を示しており、本実施形態においては、表示モードにかかわらず、ＬＥＤが点灯状態となり、またブザー音が出力される。
【００６５】
一方、積分値表示モードにおいては、符号１２８で示されるように、積分演算が実行される他、バックグランド演算として移動平均演算も実行される。移動平均値は記憶される。その移動平均値を制御に利用するようにしてもよい。符号１３２で示されるように、異常判定時においては、積分値の表示が継続される。図９に示す内容は一例に過ぎないものである。
【００６６】
以上のように、本実施形態に係るサーベイメータによれば、レスポンスの遅い表示モードが選択されている場合において、レスポンスの良好なバックグランド演算により線量率を演算し、それに基づいて各種の判定を行うことが可能である。具体的には、積分値に基づいて線量異常を早期に判定することが可能である。また積分値に基づいて測定開始期間内における安定状態形成をユーザーに認識させることが可能である。更に、移動平均値が表示されている場合においても積分値に基づいて復帰を早々に判定できる。その場合、移動平均演算がリセットされ、表示値の変化の遅れを解消又は軽減できる。このように、本実施形態によれば、応答性の違いを巧妙に利用した実用性の高いサーベイメータを提供することが可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１０  サーベイメータ、１２  本体、１４  先端部、１６  表示部、１８  グリップ部、２０  入力部、２４  検出部、２６  第１センサ、２８  第２センサ、７６  第１演算部（移動平均演算部）、７８  第２演算部（積分演算部）、８０  表示処理部、８２  アラーム判定部、８４  表示切替判定部、８６  復帰判定部。
【図１】
2015021939.tif 000003
【図２】
2015021939.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015021939.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2015021939.tif 000009
【図８】
2015021939.tif 000010
【図９】
2015021939.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成26年12月10日(2014.12.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を検出し、検出パルス列を出力する検出部と、
第１の応答性を生じさせる第１の時間条件に従って、前記検出パルス列に基づいて第１の線量率を求める第１の演算部と、
前記第１の応答性よりも時間的に短い第２の応答性を生じさせる第２の時間条件に従って、前記検出パルス列に基づいて第２の線量率を求める第２の演算部と、
少なくとも前記第１の線量率を表示する表示部と、
前記第１の線量率の演算及び表示と並行して前記第２の演算部によりバックグランド演算された第２の線量率に基づいて線量率上昇の異常を判定する判定部と、
前記異常が判定された場合に前記異常を報知する報知手段と、
を含み、
前記第１の演算部は、前記第１の時間条件としての平均期間に従って前記検出パルス列に対して移動平均処理を適用することにより前記第１の線量率を求める演算部、又は、前記第１の時間条件としての時定数に従って前記検出パルス列に対して積分処理を適用することにより前記第１の線量率を求める演算部であり、
前記第２の演算部は、前記第２の時間条件としての平均期間に従って前記検出パルス列に対して移動平均処理を適用することにより前記第２の線量率を求める演算部、又は、前記第２の時間条件としての時定数に従って前記検出パルス列に対して積分処理を適用することにより前記第２の線量率を求める演算部である、
ことを特徴とする放射線測定装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記第１の演算部は、前記第１の時間条件としての平均時間に従って前記検出パルス列に対して移動平均処理を適用することにより前記第１の線量率を求める演算部であり、
前記第２の演算部は、前記第２の時間条件としての時定数に従って前記検出パルス列に対して積分処理を適用することにより前記第２の線量率を求める演算部であり、
前記平均時間は前記時定数の３倍よりも大きい、
ことを特徴とする放射線測定装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の装置において、
前記判定部は、前記第１の線量率が表示されている状況下で前記バックグランド演算された第２の線量率が上昇して当該第２の線量率が異常判定用閾値を超えた場合に、前記異常を判定する、
ことを特徴とする放射線測定装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の装置において、
前記判定部は、測定開始期間内において前記第１の線量率が表示されている状況下で前記バックグランド演算された第２の線量率が表示態様変更判定用閾値を超えた場合に、表示態様変更を判定し、
前記表示部は、前記表示態様変更が判定された場合に前記第１の線量率の表示態様を初期表示態様から通常表示態様へ変更する、
ことを特徴とする放射線測定装置。
【請求項５】
請求項３記載の装置において、
前記判定部は、前記第１の線量率が表示されている状況下で前記バックグランド演算された第２の線量率が前記異常用判定閾値を超えた後に下降してリセット用閾値を下回った場合に、前記第１の演算部をリセットする、
ことを特徴とする放射線測定装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置において、
前記検出部は、
第１のサイズを有する第１の検出器と、
前記第１のサイズよりも小さな第２のサイズを有する第２の検出器と、
を有し、
主感度方向に前記第１の検出器と前記第２の検出器とが並んで配置された、
ことを特徴とする放射線測定装置。
【請求項７】
請求項６記載の装置において、
前記第１の演算部及び前記第２の演算部は、前記第１の検出器からの第１の検出パルス列及び前記第２の検出器からの第２の検出パルス列の両方に基づいて線量率演算を行う合算機能と、前記第２の検出パルス列に基づいて線量率演算を行う非合算機能と、を有する、ことを特徴とする放射線測定装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
上記構成によれば、時間的に長い第１の応答性をもって第１の線量率を演算、表示している状況下で、線量が急激に高まった場合、その変化が第１の線量率として顕著に現れるタイミングが遅れたとしても、時間的に短い応答性をもってバックグランド演算された第２の線量率に基づいてそのような線量率上昇の異常を速やかに判定し、その異常を早々に報知することが可能である。各時間条件は平均期間又は時定数である。平均期間は移動平均演算のための計算式における分母に相当し、時定数は積分特性を決定する係数である。２つの演算部の両方が移動平均演算を行うものであってもよいし、またそれら両方が積分演算を行うものであってもよい。第１の演算部を移動平均演算部として構成し、第２の演算部を積分演算部として構成してもよい。時定数を手動で又は自動的に切り換えられるように構成するのが望ましい。平均期間についても可変設定できるように構成するのが望ましい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
望ましくは、前記判定部は、前記第１の線量率が表示されている状況下で前記バックグランド演算された第２の線量率が上昇して当該第２の線量率が第１の閾値（異常判定用閾値）を超えた場合に、前記異常を判定する。この構成によれば、第１線量率を表示している状況にあっても、それよりも応答性の良好な演算で求められた第２の線量率に基づいて異常を速やかに判定することが可能である。よって、統計的誤差の少ない線量率の表示と異常事態の迅速かつ確実な報知とを両立させることが可能である。異常の報知として、音、光等の出力の他、表示態様の変更等があげられる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
望ましくは、前記判定部は、測定開始期間内において前記第１の線量率が表示されている状況下で前記バックグランド演算された第２の線量率が第２の閾値（表示態様変更判定用閾値）を超えた場合に、表示態様変更を判定し、前記表示部は、前記表示態様変更が判定された場合に前記第１の線量率の表示態様を初期表示態様から通常表示態様へ変更する。計数率が低い状況においては、表示される第１の線量率の信頼性は測定開始時点から比較的長い期間（一般に平均期間）を経ないと高くならない。統計的誤差を無視し得ないからである。一方、線量率がある程度高い状況においては、そのような長い期間を経ない段階でも、表示される第１の線量率について一定の信頼性を期待できる。そこで、そのような信頼性を期待できる状況になった場合に第１の線量率の表示態様を変化させれば、そのような事態をユーザーにおいて認識することが可能となる。なお、測定開始直後に定められる一定期間としての測定開始期間内においては、測定開始後から平均期間を段階的に増大させるのが望ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
望ましくは、前記判定部は、前記第１の線量率が表示されている状況下で前記バックグランド演算された第２の線量率が前記異常判定用閾値を超えてから下降して第３の閾値（リセット用閾値）を下回った場合に、前記第１の演算部をリセットする。この構成によれば、実際の線量率が既に下がっているにもかかわらず、応答性の遅れによって見かけ上、第１の線量率として高い数値が表示されてしまう問題、つまり実際値と表示値とが大きく乖離してしまう問題を解消又は軽減できる。リセットされた場合、第１の演算部は望ましくはリセット後の検出データに基づいて移動平均演算を実行する。つまり、リセット前の検出データを移動平均演算で利用しないことにより、平滑化による残存の影響を断ち切るものである。もっとも、演算上の都合等から過去の一部の検出データを利用するようにしてもよい。