(57)【要約】【課題】  装置毎に特性のバラツキを補償するための調整をする必要がなく、温度特性のバラツキも自動補償することができ、信頼性の高い放射線測定装置を提供する。【解決手段】  放射線検出器１に結合コンデンサ２を介してベースラインレストアラ回路３とパルス計数回路４とを接続し、上記放射線検出器１から出力される信号パルスを上記パルス計数回路４で計数して放射線のレベルを測定する放射線測定装置において、上記ベースラインレストアラ回路３は、上記結合コンデンサ２に中和電流を分流させ、上記結合コンデンサ２の電荷を中和する中和電流発生回路１５、１６と、上記中和電流の上記結合コンデンサ２への分流量を制御する制御増幅器１７、１８と、上記パルス計数回路４の入力電圧を監視して上記制御増幅器の動作基準点を設定し、上記分流量を調整し得るようにされた演算増幅器２２とで構成される。【選択図】図１
2007071760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線検出器に結合コンデンサを介してベースラインレストアラ回路とパルス計数回路とを接続し、上記放射線検出器から出力される信号パルスを上記パルス計数回路で計数して放射線のレベルを測定する放射線測定装置において、上記ベースラインレストアラ回路は、上記結合コンデンサに中和電流を分流させ、上記結合コンデンサの電荷を中和する中和電流発生回路と、上記中和電流の上記結合コンデンサへの分流量を制御する制御増幅器と、上記パルス計数回路の入力電圧を監視して上記制御増幅器の動作基準点を設定し、上記分流量を調整し得るようにされた演算増幅器とを備えたことを特徴とする放射線測定装置。
【請求項２】
上記中和電流発生回路は、上記結合コンデンサと上記パルス計数回路とを接続する入力信号線と電源との間に接続されたダイオードを有し、上記制御増幅器は上記入力信号線と電源間に接続され、上記ダイオードの電流を制御する差動増幅器を有し、上記演算増幅器は入力側が上記入力信号線に接続され、出力側が上記差動増幅器の制御端子に接続された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】
放射線検出器に結合コンデンサを介してベースラインレストアラ回路とパルス計数回路とを接続し、上記放射線検出器から出力される信号パルスを上記パルス計数回路で計数して放射線のレベルを測定する放射線測定装置において、上記ベースラインレストアラ回路は、上記結合コンデンサと上記パルス計数回路とを接続する入力信号線に入力側が接続された演算増幅器と、上記演算増幅器の出力側にアノードが接続され、カソードが上記入力信号線に接続された第１のダイオードと、アノードが上記演算増幅器の入力側に接続され、カソードが上記演算増幅器の出力側に接続された第２のダイオードとを備え、上記結合コンデンサに流入させる中和電流を上記演算増幅器によって制御することを特徴とする放射線測定装置。
【請求項４】
放射線検出器に結合コンデンサを介してベースラインレストアラ回路とパルス計数回路とを接続し、上記放射線検出器から出力される信号パルスを上記パルス計数回路で計数して放射線のレベルを測定する放射線測定装置において、上記ベースラインレストアラ回路は、上記結合コンデンサと上記パルス計数回路とを接続する入力信号線に入力側が接続された演算増幅器と、上記演算増幅器の出力側にカソードが接続され、アノードが上記入力信号線に接続された第１のダイオードと、カソードが上記演算増幅器の入力側に接続され、アノードが上記演算増幅器の出力側に接続された第２のダイオードとを備え、上記結合コンデンサに流入させる中和電流を上記演算増幅器によって制御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】
この発明は、放射線検出器より出力される信号パルスを計数して放射線のレベルを測定する放射線測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来の放射線測定装置の構成を示すブロック図である。この図に示すように、放射線測定装置は、放射線検出器１と、結合コンデンサ２と、ベースラインレストアラ回路３と、パルス計数回路４とで構成されている。
【０００３】
放射線検出器１の出力には、放射線が入射した時に出力するパルス状の信号パルスとDC成分が重畳されており、このDC成分によるパルス計数回路４の誤動作および破損、焼損を防ぐために結合コンデンサ２が使用されている。
【０００４】
図５は、放射線測定装置において、放射線検出器１が正極性パルスを出力する場合に、ベースラインレストアラ回路３を設ける場合と、設けない場合とを比較してその効果を説明するための動作波形図であリ、同図（ａ）はベースラインレストアラ回路３を設けない場合のものである。正極性パルスE1によって結合コンデンサ２が充電され、パルス計数回路４の出力波形E2は正極性パルスの平均値相当分だけ動作基準点が負側にシフトする。
パルス計数回路４は入力パルスの波高値を弁別して計数するため動作基準点が負側にシフトすると計数誤差が発生する。
【０００５】
図５（ｂ）はベースラインレストアラ回路３を設けた場合のものである。ベースラインレストアラ回路３は結合コンデンサ２の電荷を中和するように作用する。従って、直前のパルスによって結合コンデンサ２が充電される結果、パルスが終了した時点で一時的に基準点が破線E2で示すように、負側にシフトするが次のパルスの開始前にゼロ電位に回復させてパルス計数回路４の誤差発生を抑制するものである。
【０００６】
図６は、従来のベースラインレストアラ回路の構成を示す図である。
図に示すように、ベースラインレストアラ回路３は結合コンデンサ２とパルス計数回路４とを接続する入力信号線PINと回路電源＋VSとの間に、固定抵抗１１及び並列接続されたダイオード１５、１６をダイオードのカソードが入力信号線側となるように接続して結合コンデンサ２への中和電流発生回路を構成すると共に、回路電源−VSと入力信号線PINとの間に接続され、ベース電極に可変抵抗１４が接続されたトランジスタ１７と、回路電源−VSと回路電源＋VSとの間に接続され、ベース電極が固定抵抗１２を介して入力信号線PINに接続されたトランジスタ１８とからなる中和電流制御用の制御増幅器として作用する差動増幅器を備えている。
【０００７】
以下、ベースラインレストアラ回路３の動作について説明する。
放射線検出器１からの信号パルスがない無信号状態ではパルス計数回路４の入力信号線PINの電位は可変抵抗１４によって０Ｖに調整される。
【０００８】
放射線検出器１から正極性の信号パルスが出力されていると、ダイオード１５は逆バイアスされるためOFF、トランジスタ１７、１８で構成される差動増幅器はトランジスタ１８のベースに信号パルスが入力されて正方向に駆動されるためトランジスタ１８はON、１７はOFFの方向にそれぞれ動作する。放射線検出器１から正極性の信号パルスが出力されている期間、結合コンデンサ２は充電されて電荷を蓄積する。
【０００９】
信号パルスが消滅すると、入力信号線PINの電位は結合コンデンサ２の電荷相当分だけ負側に低下する。トランジスタ１７、１８で構成する差動増幅器はトランジスタ１８のベースが負方向に駆動されるためトランジスタ１８はOFF、１７は0Nの方向にそれぞれ動作する。
【００１０】
トランジスタ１７がONするとダイオード１５もONして、ダイオード１５の順方向電流の一部が結合コンデンサ２に分流し先の信号パルスで充電された電荷を中和する動作を行なう。この動作はトランジスタ１７、１８で構成される差動増幅器によって入力信号線PINの電位が０Ｖに回復するまで制御される。可変抵抗１４はトランジスタ１７、１８のベース〜エミッタ特性のバラツキを調整するためのものである。（例えば特許文献１参照）。
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−２０１２９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来の放射線測定装置は以上のように構成されており、トランジスタのベース〜エミッタ特性のバラツキ等を補償するために可変抵抗を使用していたが、この可変抵抗は装置毎に調整する必要があり、かつ調整は特定の温度で行なうので温度特性のバラツキは補償出来なかった。また可変抵抗は可変接触子の接触不良、断線等の要因により部品故障率が比較的高いため、放射線測定装置の信頼性を低下させる恐れがある等の問題点があった。
【００１３】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、装置個別の調整が省略できると共に、温度特性のバラツキも自動補償することができ、信頼性の高い放射線測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明に係る放射線測定装置は、放射線検出器に結合コンデンサを介してベースラインレストアラ回路とパルス計数回路とを接続し、上記放射線検出器から出力される信号パルスを上記パルス計数回路で計数して放射線のレベルを測定する放射線測定装置において、上記ベースラインレストアラ回路は、上記結合コンデンサに中和電流を分流させ、上記結合コンデンサの電荷を中和する中和電流発生回路と、上記中和電流の上記結合コンデンサへの分流量を制御する制御増幅器と、上記パルス計数回路の入力電圧を監視して上記制御増幅器の動作基準点を設定し、上記分流量を調整し得るようにされた演算増幅器とで構成されたものである。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、放射線測定装置のベースラインレストアラ回路の動作基準点を自動的に調整して、無信号時のパルス計数回路の入力電圧を自動的に０Ｖに制御するように構成されているため、装置個別の調整が省略できると共に、温度特性のバラツキも自動補償することができ、信頼性の高い放射線測定装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図にもとづいて説明する。図１は、実施の形態１の構成を示す回路図である。
【００１７】
図に示すように、ベースラインレストアラ回路３は結合コンデンサ２とパルス計数回路４とを接続する入力信号線PINと回路電源＋VSとの間に、固定抵抗１１及び並列的に接続されたダイオード１５、１６をダイオードのカソードが入力信号線側となるように接続して結合コンデンサ２への中和電流発生回路を構成すると共に、回路電源−VSと入力信号線PINとの間に接続されたトランジスタ１７と、回路電源−VSと回路電源＋VSとの間に接続され、ベース電極が固定抵抗１２を介して入力信号線PINに接続されたトランジスタ１８とからなる中和電流制御用の制御増幅器として作用する差動増幅器を備えている。
【００１８】
また、上記差動増幅器の動作基準点を設定すると共に、結合コンデンサ２に分流する中和電流の分流量を調整するための演算増幅器２２を備えている。
演算増幅器２２の入力端子は固定抵抗１９を介して入力信号線PINに接続され、出力端子は固定抵抗１２、２０を介して入力信号線PINに接続されると共に、固定抵抗１２及び２０の接続点がトランジスタ１８のベース電極に接続されている。また、演算増幅器２２の入出力端子間にはコンデンサ２１が接続されている。
【００１９】
次に実施の形態１の動作について説明する。
放射線検出器１からの信号パルスがない無信号状態ではパルス計数回路４の入力信号線PINの電位は抵抗１９を介して演算増幅器２２に入力され０Ｖと比較される。入力信号線PINの電位が正の場合には、演算増幅器２２の出力は負となる。演算増幅器２２の出力は固定抵抗２０を介してトランジスタ１８のベースを負方向に駆動する。
【００２０】
この結果、トランジスタ１７、１８で構成される差動増幅器のトランジスタ１８がOFF、１７が0Nの方向に動作する。トランジスタ１７のコレクタ電流が増加するとダイオード１５の電圧降下が増加して入力信号線PINの電位を下げ０Ｖになった時点で上述した閉ループの動作が停止する。
【００２１】
入力信号線PINの電位が負の場合には、演算増幅器２２の出力は正となるため、固定抵抗２０を介してトランジスタ１８のベースを正方向に駆動する。この結果、トランジスタ１７、１８で構成される差動増幅器のトランジスタ１８がON、トランジスタ１７がOFFの方向に動作する。トランジスタ１７がOFFとなることによりダイオード１５が通常の電圧降下となって入力信号線PINの電位を上昇させ０Ｖに調整する。
【００２２】
演算増幅器２２の演算速度は固定抵抗１９とコンデンサ２１の積で表される時定数で決められる。この時定数は信号パルスが入力されて入力信号線PINの電位が瞬間的に変動しても上述した閉ループがそれに応答しないように適宜の値に選定される。例えば、信号パルスのパルス幅数μＳ以下に対して時定数は１００ｍｓ程度に選定される。
上述した閉ループはトランジスタ１７、１８のベース〜エミッタ特性の初期及び温度変化に伴うバラツキを補償するものであるから、応答速度１００ｍｓ程度でも実用上問題はない。
【００２３】
実施の形態１は上述のように、演算増幅器２２で構成する閉ループによりトランジスタ１７、１８のベース〜エミッタ特性のバラツキを自動的に調整するようにしているため、可変抵抗による調整作業が省略でき、信頼性の高い放射線測定装置を得ることができる。
【００２４】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２を図にもとづいて説明する。図２は、実施の形態２の構成を示す回路図である。
【００２５】
上述した実施の形態１では、トランジスタ１７、１８、ダイオード１５、１６で結合コンデンサ２の電荷を中和する構成に対して、演算増幅器２２によりトランジスタ１７、１８のバラツキを調整するようにしていたが、実施の形態２は結合コンデンサ２の電荷の中和を演算増幅器で行なうようにして、放射線検出器１からの正極性信号パルスを測定するようにした点に特徴がある。
【００２６】
先ず、実施の形態２の構成について説明する。図２に示すように、放射線検出器１と結合コンデンサ２とを入力信号線PINを介してパルス計数回路４と接続する構成は実施の形態１と同様である。
【００２７】
実施の形態２では、演算増幅器２８の入力端子は固定抵抗２５を介して入力信号線PINに接続され、出力端子はアノードが演算増幅器２８の出力端子に接続された第１のダイオード２６と固定抵抗２３を介して入力信号線PINに接続されている。また、演算増幅器２８の入出力端子間にはアノードを入力端子側、カソードを出力端子側にした第２のダイオード２７と固定抵抗２４とが並列接続されている。
【００２８】
放射線検出器１からの信号パルスがない無信号状態ではパルス計数回路４の入力信号線PINの電位は、実用上０Ｖである。放射線検出器１からの正極性の信号パルスが固定抵抗２５を介して演算増幅器２８に入力されると、演算増幅器２８の出力は負電圧となりダイオード２６を逆方向にバイアスしてOFFとする。ダイオード２６がOFFになると演算増幅器２８は入力信号線PINから切り離されるので信号パルスに対して影響しない。
【００２９】
放射線検出器１からの信号パルスが消滅すると、入力信号線PINの電位は結合コンデンサ２の電荷により負電圧となる。この負電圧は固定抵抗２５を介して演算増幅器２８に入力されるため、演算増幅器２８は正電位の出力を発生する。演算増幅器２８の出力はダイオード２６、固定抵抗２３を介して結合コンデンサ２の電荷を中和し、入力信号線PINの電位を０Ｖに制御する。
【００３０】
実施の形態２によれば、無信号時の入力信号線PINの０Ｖ、コンデンサ２の電荷の中和を同一の演算増幅器２８で制御するため回路が簡素化され、信頼性を高めることができる。
【００３１】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３を図にもとづいて説明する。図３は、実施の形態３の構成を示す回路図である。図３において、図２と同一または相当部分には同一符号を付している。図２と異なる点は、第１のダイオード２６及び第２のダイオード２７の向きを逆にして放射線検出器１からの負極性信号パルスを測定するようにした点である。
【００３２】
放射線検出器１からの信号パルスがない無信号状態ではパルス計数回路４の入力信号線PINの電位は、実用上０Ｖである。放射線検出器１からの負極性の信号パルスが固定抵抗２５を介して演算増幅器２８に入力されると、演算増幅器２８の出力は正電圧となりダイオード２６を逆方向にバイアスしてOFFとする。ダイオード２６がOFFになると演算増幅器２８は入力信号線PINから切り離されるので信号パルスに対して影響しない。
【００３３】
放射線検出器１からの信号パルスが消滅すると、入力信号線PINの電位は結合コンデンサ２の電荷により正電圧となる。この正電圧は固定抵抗２５を介して演算増幅器２８に入力されるため、演算増幅器２８は負電位の出力を発生する。演算増幅器２８の出力はダイオード２６、固定抵抗２３を介して結合コンデンサ２の電荷を中和し、入力信号線PINの電位を０Ｖに制御する。
【００３４】
実施の形態３によれば、無信号時の入力信号線PINの０Ｖ、コンデンサ２の電荷の中和を同一の演算増幅器２８で制御するため回路が簡素化され、信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の実施の形態１の構成を示す回路図である。
【図２】この発明の実施の形態２の構成を示す回路図である。
【図３】この発明の実施の形態３の構成を示す回路図である。
【図４】従来の放射線測定装置の構成を示すブロック図である。
【図５】従来の放射線測定装置におけるベースラインレストアラ回路の効果を説明するための波形図である。
【図６】従来の放射線測定装置におけるベースラインレストアラ回路の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  放射線検出器、  ２  結合コンデンサ、  ３  ベースラインレストアラ回路、
４  パルス計数回路、
１１、１２、１３、１９、２０、２３、２４、２５  固定抵抗、
１５、１６、２６、２７  ダイオード、  １７、１８  トランジスタ、
２１  コンデンサ、  ２２、２８  演算増幅器、  PIN  入力信号線。
【図１】
2007071760.tif 000003
【図２】
2007071760.tif 000004
【図３】
2007071760.tif 000005
【図４】
2007071760.tif 000006
【図５】
2007071760.tif 000007
【図６】
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