Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

KR101672874B1 - Apparatus for detecting radiation portable and method using the same - Google Patents

Apparatus for detecting radiation portable and method using the same Download PDF

Info

Publication number
KR101672874B1
KR101672874B1 KR1020140046157A KR20140046157A KR101672874B1 KR 101672874 B1 KR101672874 B1 KR 101672874B1 KR 1020140046157 A KR1020140046157 A KR 1020140046157A KR 20140046157 A KR20140046157 A KR 20140046157A KR 101672874 B1 KR101672874 B1 KR 101672874B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
radiation
signal
temperature
current
analog
Prior art date
Application number
KR1020140046157A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20150120205A (en
Inventor
박종원
임용곤
김영길
이존휘
Original Assignee
아주대학교산학협력단
한국해양과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 아주대학교산학협력단, 한국해양과학기술원 filed Critical 아주대학교산학협력단
Priority to KR1020140046157A priority Critical patent/KR101672874B1/en
Publication of KR20150120205A publication Critical patent/KR20150120205A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101672874B1 publication Critical patent/KR101672874B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/20Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/208Circuits specially adapted for scintillation detectors, e.g. for the photo-multiplier section
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T7/00Details of radiation-measuring instruments
    • G01T7/005Details of radiation-measuring instruments calibration techniques

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

휴대용 방사선 검출장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 방사선 검출장치는 방사선을 감지하여 전류신호로 변환하여 출력하는 센서부; 상기 센서부에서 출력되는 전류신호를 증폭한 후 날카롭게 변형시켜 신호의 피크값을 유지시켜주는 아날로그 신호 처리부; 상기 센서부의 온도를 측정하는 온도감지부; 상기 아날로그 신호 처리부에서 출력된 신호를 디지털 신호로 변환하고 상기 디지털 신호를 분석하여 방사선 검출 여부를 파악하되, 온도 구간별로 미리 설정된 보상값에 의거하여 구간별 온도 보상을 실시하는 방사선 검출부; 및 상기 방사선 검출 결과를 출력하는 결과 표시부를 포함한다.A portable radiation detection apparatus is disclosed. A portable radiation detecting apparatus according to an embodiment of the present invention includes a sensor unit for detecting radiation and converting the radiation signal into a current signal and outputting the current signal; An analog signal processing unit for amplifying a current signal output from the sensor unit and then sharpening the current signal to maintain a peak value of the signal; A temperature sensing unit for measuring a temperature of the sensor unit; A radiation detector for converting a signal output from the analog signal processor into a digital signal, analyzing the digital signal to determine whether radiation is detected, and performing temperature compensation for each section based on a compensation value preset for each temperature interval; And a result display unit for outputting the radiation detection result.

Description

휴대용 방사선 검출장치 및 그 방법{APPARATUS FOR DETECTING RADIATION PORTABLE AND METHOD USING THE SAME}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a portable radiation detection apparatus,

본 발명은 휴대용 방사선 검출장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 온도 변화에 따른 오차를 제거하기 위한 온도보상 알고리즘이 적용된 휴대용 방사선 검출장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a portable radiation detection apparatus and a method thereof, and more particularly, to a portable radiation detection apparatus and a method thereof, to which a temperature compensation algorithm for eliminating an error according to a temperature change is applied.

해운 물류의 안전 및 보안이 세계적으로 강화되면서 이와 관련한 기술들이 지속적으로 연구되고 있다. 특히, 수입 컨테이너와 같은 컨테이너 화물을 검색하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있는데, 이러한 연구내용 중에는 X선을 이용한 3차원 컨테이너 검색장치와 같은 규모가 큰 장치도 있고 휴대용 방사선 검출장치와 같은 규모가 작은 장치도 있다. As the safety and security of shipping logistics is strengthened worldwide, the related technologies are being continuously studied. Particularly, researches for retrieving container cargoes such as import containers are being actively carried out. Among these studies, there are large-scale devices such as a three-dimensional container search device using X-rays and small-scale devices such as portable radiation detecting devices There is also.

본 발명은 이들 중 휴대용 방사선 검출장치에 관한 것으로서, 종래에는 일반적으로 센서의 신호를 저장하는 프로세서와 저장된 데이터를 분석하고 출력하기 위한 프로세서를 별도로 사용함으로써, 신호처리가 빠른 반면 추가적인 파워소비를 일으키고 디버깅 및 유지보수가 어렵다는 단점이 있었다. 또한 종래에는 온도 변화에 따른 오차를 보정하기 위해 미리 설정된 샘플 소스를 활용함으로써 샘플이 항상 필요하고 온도가 변할 때마다 다시 보정해주어야 하는 단점이 있었다. 즉, 종래에는 온도의 변화에 실시간으로 대처할 수 없는 문제가 있었다. The present invention relates to a portable radiation detection apparatus, and in the related art, a processor for storing a signal of a sensor and a processor for analyzing and outputting stored data are separately used in the related art, so that signal processing is fast, And maintenance is difficult. In addition, conventionally, there has been a disadvantage that a sample is always required by using a sample source set in advance to correct an error according to a temperature change, and must be corrected every time the temperature changes. That is, conventionally, there has been a problem that it is impossible to cope with a change in temperature in real time.

따라서 본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해, 신호 처리와 분석 및 출력을 하나의 프로세서에서 처리하는 휴대용 방사선 검출 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a portable radiation detection apparatus and method for processing signal processing, analysis, and output in a single processor.

또한, 본 발명은 온도 변화에 따른 오차를 제거하기 위해, 온도 구간별로 서로 다르게 설정된 보상값에 의거하여 구간별 온도 보상을 실시하는 휴대용 방사선 검출 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다. The present invention also provides a portable radiation detection apparatus and method for performing temperature compensation for each section on the basis of compensation values set differently for different temperature intervals in order to eliminate errors caused by temperature changes.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서 제공하는 휴대용 방사선 검출 장치는 방사선을 감지하여 전류신호로 변환하여 출력하는 센서부; 상기 센서부에서 출력되는 전류신호를 증폭한 후 날카롭게 변형시켜 신호의 피크값을 유지시켜주는 아날로그 신호 처리부; 상기 센서부의 온도를 측정하는 온도감지부; 상기 아날로그 신호 처리부에서 출력된 신호를 디지털 신호로 변환하고 상기 디지털 신호를 분석하여 방사선 검출 여부를 파악하되, 온도 구간별로 미리 설정된 보상값에 의거하여 구간별 온도 보상을 실시하는 방사선 검출부; 및 상기 방사선 검출 결과를 출력하는 결과 표시부를 포함한다. In order to achieve the above object, a portable radiation detecting apparatus provided in the present invention includes a sensor unit for detecting radiation and converting it into a current signal and outputting the current signal; An analog signal processing unit for amplifying a current signal output from the sensor unit and then sharpening the current signal to maintain a peak value of the signal; A temperature sensing unit for measuring a temperature of the sensor unit; A radiation detector for converting a signal output from the analog signal processor into a digital signal, analyzing the digital signal to determine whether radiation is detected, and performing temperature compensation for each section based on a compensation value preset for each temperature interval; And a result display unit for outputting the radiation detection result.

상기 센서부는 방사선과의 상호작용에 의거하여 발광현상을 일으키는 물질로 구성되어 방사선을 빛으로 변환하는 방사선 검출센서; 및 상기 방사선 검출센서를 통해 출력되는 미세한 빛을 전류로 변환시켜서 출력하는 광전자 증배관을 포함하고, 상기 아날로그 신호 처리부는 상기 센서부에서 출력되는 전류신호를 전압펄스로 증폭시키는 전치 증폭기; 상기 전치 증폭기를 거친 신호를 증폭시키는 증폭기; 상기 증폭기를 거친 신호를 가우시안 신호로 변환시키는 신호 변환기; 상기 신호 변환기에서 발생되는 신호의 피크를 다음 단에서 읽을 때까지 유지시키는 피크 홀더; 및 상기 신호 변환기에서 신호가 발생되는 시점을 인식하여 이를 알리기 위한 신호를 다음 단에 전달하는 펄스 검출기를 포함하고, 상기 방사선 검출부는 상기 아날로그 신호 처리부에서 출력된 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기(ADC); 및 미리 설정된 동작 프로그램에 의거하여, 상기 아날로그 디지털 변환기(ADC)의 동작을 제어하고, 상기 아날로그 디지털 변환기(ADC)로부터 디지털 데이터를 읽어와서 분석하는 데이터 분석기를 포함하는 것이 바람직하다.Wherein the sensor unit comprises a radiation detecting sensor for converting radiation into light, the radiation detecting sensor being made of a substance that causes a light emission phenomenon based on interaction with radiation; And a photomultiplier for converting a minute light output through the radiation detection sensor into a current and outputting the current, wherein the analog signal processor includes: a preamplifier amplifying a current signal output from the sensor unit with a voltage pulse; An amplifier for amplifying the signal through the preamplifier; A signal converter for converting a signal passed through the amplifier into a Gaussian signal; A peak holder for holding a peak of a signal generated in the signal converter until the next peak; And a pulse detector for recognizing a time point at which a signal is generated by the signal converter and transmitting a signal for notifying the time point to the next stage, wherein the radiation detector includes an analog-to-digital converter for converting the signal output from the analog signal processor into a digital signal, (ADC); And a data analyzer for controlling the operation of the analog-to-digital converter (ADC) based on a predetermined operation program and for reading and analyzing the digital data from the analog-to-digital converter (ADC).

상기 데이터 분석기는 상기 펄스 검출기에서 출력되는 신호의 라이징 엣지(rising edge)에 상기 아날로그 디지털 변환기(ADC)의 데이터를 읽어오고, 상기 디지털 데이터의 크기를 방사선 에너지 단위로 변환한 후 각 에너지에 대한 빈도수를 분석하여 방사선 물질 여부를 결정하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 상기 데이터 분석기는 X축을 방사선 에너지로 하고, Y축을 빈도수로 하는 방사선 스펙트럼을 구현하고, 그 스펙트럼으로부터 방사선의 종류와 세기를 확인할 수 있다. The data analyzer reads the data of the ADC from a rising edge of a signal output from the pulse detector, converts the magnitude of the digital data into a radiation energy unit, It is preferable to determine whether or not the radiation is a substance. To this end, the data analyzer can implement a radiation spectrum with the X-axis as the radiation energy and the Y-axis as the frequency, and confirm the type and intensity of the radiation from the spectrum.

또한 상기 데이터 분석기는 상기 피크홀더를 초기화시켜주기 위한 신호를 발생하며, 상기 방사선 검출부의 보상값은 상기 방사선 검출센서를 구성하는 물질의 온도 특성에 의거하여 온도 구간별로 서로 다르게 설정할 수 있다. Also, the data analyzer generates a signal for initializing the peak holder, and the compensation value of the radiation detector may be set differently for each temperature interval based on the temperature characteristic of the material constituting the radiation detection sensor.

한편, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서 제공하는 방사선 검출 방법은 방사선에 반응하여 빛을 발생시키는 단계; 상기 빛을 전류신호로 변환하는 단계; 상기 전류신호를 증폭한 후 날카롭게 변형시켜 신호의 피크값을 유지시켜주는 아날로그 신호 처리 단계; 상기 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계; 상기 디지털 신호를 분석하여 데이터 크기별 빈도수를 측정하되, 상기 디지털 데이터 크기를 방사선 에너지 단위로 변환하여 X축을 방사선 에너지 크기로 하고, Y축을 빈도수로 하는 방사선 스펙트럼을 구현하는 단계; 온도 구간별로 미리 설정된 보상값에 의거하여 현재 온도를 반영한 온도 보상을 실시하여 상기 방사선 스펙트럼을 보정하는 단계; 및 상기 보정된 방사선 스펙트럼에 의거하여 방사선 검출 여부 및 검출된 방사선의 종류와 세기를 확인하는 단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a radiation detecting method comprising: generating light in response to radiation; Converting the light into a current signal; An analog signal processing step of amplifying the current signal and then sharpening the signal to maintain a peak value of the signal; Converting the analog signal into a digital signal; Analyzing the digital signal to measure a frequency of each data size, converting the digital data size to a radiation energy unit, implementing a radiation spectrum with the X-axis as the radiation energy size and the Y-axis as the frequency; Correcting the radiation spectrum by performing temperature compensation based on a current temperature based on a compensation value preset for each temperature interval; And checking the presence or absence of radiation detection and the type and intensity of the detected radiation based on the corrected radiation spectrum.

상기 상기 방사선 스펙트럼 보정 단계는 방사선에 반응하는 물질의 온도 특성에 의거하여 온도 구간별로 서로 다르게 설정된 보상값에 의거하여 상기 스펙트럼을 보정하며, 현재 온도를 감지하는 단계; 상기 현재 온도가 포함되는 온도 구간에 대응된 보상값을 검출하는 단계; 및 상기 보상값을 방사선 에너지 크기에 적용하여 상기 스펙트럼을 보정하는 단계를 포함할 수 있다. Wherein the step of correcting the radiation spectrum comprises the steps of: correcting the spectrum based on a compensation value set differently for each temperature interval based on a temperature characteristic of a material reacting with radiation, and sensing a current temperature; Detecting a compensation value corresponding to a temperature interval including the current temperature; And correcting the spectrum by applying the compensation value to a radiation energy magnitude.

본 발명은 신호 처리와 분석 및 출력의 하나의 프로세서에서 처리하도록 함으로써 전력의 낭비를 줄이고, 디버깅 및 유지보수가 용이한 장점이 있다. 또한, 본 발명은 온도 구간별로 서로 다르게 설정된 보상값에 의거하여 구간별 온도 보상을 실시함으로써 별도의 샘플 사용 없이 온도변화에 실시간으로 대응할 수 있는 효과가 있다. The present invention is advantageous in that a single processor of signal processing, analysis, and output processes it, thereby reducing the waste of power and facilitating debugging and maintenance. Also, according to the present invention, temperature compensation is performed for each section on the basis of compensation values that are set differently for each temperature interval, so that it is possible to cope with temperature changes in real time without using a separate sample.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 휴대용 방사선 검출 장치에 대한 개략적인 블록도이다.
도 2는 도 1에 예시된 휴대용 방사선 검출 장치에 포함된 센서부에 대한 개략적인 블록도이다.
도 3은 도 2에 예시된 센서부에 포함된 감마 검출 센서를 구성하는 물질의 온도 변화에 따른 동작 특성을 나타낸 그래프이다.
도 4는 도 1에 예시된 휴대용 방사선 검출 장치에 포함된 아날로그 신호 처리부에 대한 개략적인 블록도이다.
도 5는 도 4에 예시된 증폭기의 바람직한 동작 특성을 표로 나타낸 도면이다.
도 6은 도 2에 예시된 감마선 검출 센서의 출력 신호의 예를 도시한 도면이다.
도 7은 도 6에 예시된 감마선 검출 센서의 출력 신호를 CR 회로와 RC 회로로 구현된 신호 변환기에서 가우시안 형태로 변환한 결과의 예를 도시한 도면이다.
도 8은 도 4에 예시된 신호 변환기에 대한 회로도이다.
도 9는 도 4에 예시된 피크홀더에 대한 회로도이다.
도 10은 도 4에 예시된 펄스 검출기에 대한 회로도이다.
도 11은 도 1에 예시된 휴대용 방사선 검출 장치에 포함된 방사선 검출부에 대한 개략적인 블록도이다.
도 12는 본 발명의 일실시 예에 따른 방사선 검출 방법에 대한 개략적인 처리 흐름도이다.
도 13은 도 12에 예시된 온도 보상에 의한 방사선 스펙트럼 보정 단게에 대한 개략적인 처리 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 온도 보상을 알고리즘을 적용하기 전과 후를 비교하기 위한 도면이다.
도 15는 도 14에 예시된 예를 근거로, 본 발명에 개시된 온도보상 알고리즘 적용 전과 후를 비교한 결과를 표로 나타낸 도면이다.
1 is a schematic block diagram of a portable radiation detecting apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic block diagram of a sensor unit included in the portable radiation detecting apparatus illustrated in FIG.
FIG. 3 is a graph illustrating the operating characteristics of a material constituting the gamma detection sensor included in the sensor unit illustrated in FIG. 2 according to temperature changes.
FIG. 4 is a schematic block diagram of an analog signal processing unit included in the portable radiation detecting apparatus illustrated in FIG. 1; FIG.
5 is a table showing preferred operating characteristics of the amplifier illustrated in FIG.
FIG. 6 is a diagram showing an example of an output signal of the gamma ray detection sensor illustrated in FIG. 2. FIG.
FIG. 7 is a diagram showing an example of a result of converting the output signal of the gamma ray detecting sensor illustrated in FIG. 6 into a Gaussian form in a signal converter implemented by a CR circuit and an RC circuit.
8 is a circuit diagram of the signal converter illustrated in FIG.
Fig. 9 is a circuit diagram for the peak holder illustrated in Fig. 4. Fig.
10 is a circuit diagram for the pulse detector illustrated in FIG.
FIG. 11 is a schematic block diagram of a radiation detection unit included in the portable radiation detection apparatus illustrated in FIG. 1; FIG.
12 is a schematic processing flowchart of a radiation detection method according to an embodiment of the present invention.
13 is a schematic process flow chart for the radiation spectrum correction step by temperature compensation illustrated in Fig.
14 is a diagram for comparing temperature compensation before and after applying the algorithm according to an embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a table showing results of comparison between before and after application of the temperature compensation algorithm disclosed in the present invention, based on the example illustrated in FIG. 14. FIG.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 설명하되, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 한편 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 또한 상세한 설명을 생략하여도 본 기술 분야의 당업자가 쉽게 이해할 수 있는 부분의 설명은 생략하였다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, which will be described in detail to facilitate a person skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and like parts are denoted by similar reference numerals throughout the specification. And a detailed description thereof will be omitted to omit descriptions of portions that can be readily understood by those skilled in the art.

명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification and claims, where a section includes a constituent, it does not exclude other elements unless specifically stated otherwise, but may include other elements.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 휴대용 방사선 검출 장치에 대한 개략적인 블록도이다. 도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시 예에 따른 휴대용 방사선 검출 장치는 센서부(100), 아날로그 신호 처리부(200), 방사선 검출부(300), 온도 센서(400) 및 결과 표시부(500)를 포함한다. 1 is a schematic block diagram of a portable radiation detecting apparatus according to an embodiment of the present invention. 1, a portable radiation detecting apparatus according to an embodiment of the present invention includes a sensor unit 100, an analog signal processing unit 200, a radiation detecting unit 300, a temperature sensor 400, and a result display unit 500 do.

센서부(100)는 방사선을 감지하여 전류신호로 변환하여 출력한다. The sensor unit 100 senses radiation, converts the radiation into a current signal, and outputs the current signal.

아날로그 신호 처리부(200)는 방사선 검출을 위핸 처리 과정 중 발생하는 아날로그 신호들을 처리한다. 즉, 아날로그 신호 처리부(200)는 센서부(100)에서 출력되는 전류신호를 증폭한 후 날카롭게 변형시켜 신호의 피크값을 유지시켜 주는 역할을 한다. The analog signal processing unit 200 processes analog signals that occur during the processing for detecting radiation. That is, the analog signal processing unit 200 amplifies the current signal output from the sensor unit 100 and then sharpens the signal to maintain the peak value of the signal.

방사선 검출부(300)는 아날로그 신호 처리부(200)에서 출력된 신호를 디지털 신호로 변환하고 상기 디지털 신호를 분석하여 방사선 검출 여부를 파악하되, 온도 구간별로 미리 설정된 보상값에 의거하여 구간별 온도 보상을 실시한다. 이를 위해 방사선 검출부(300)는 사전에 각종 동작 프로그램을 저장하는 것이 바람직하며, 상기 보상값도 미리 저장할 수 있다. The radiation detector 300 converts the signal output from the analog signal processor 200 into a digital signal, analyzes the digital signal to determine whether or not the radiation is detected, and performs temperature compensation on a per- Conduct. For this, the radiation detector 300 preferably stores various operation programs in advance, and the compensation value may be stored in advance.

온도 센서(400)는 센서부(100)의 온도를 감지하여 방사선 검출부(300)로 전달함으로써 상기 온도 보상시 실시간 온도를 반영할 수 있도록 한다. The temperature sensor 400 senses the temperature of the sensor unit 100 and transmits the sensed temperature to the radiation detecting unit 300 to reflect the real time temperature during the temperature compensation.

결과 표시부(500)는 방사선 검출 결과를 출력한다. The result display unit 500 outputs the radiation detection result.

도 2는 도 1에 예시된 휴대용 방사선 검출 장치에 포함된 센서부(100)에 대한 개략적인 블록도이다. 도 2를 참조하면 센서부(100)는 감마선 검출 센서(110) 및 광전자 증배관(120)을 포함한다. 2 is a schematic block diagram of a sensor unit 100 included in the portable radiation detection apparatus illustrated in FIG. Referring to FIG. 2, the sensor unit 100 includes a gamma ray detection sensor 110 and a photomultiplier 120.

감마선 검출 센서(110)는 방사선, 특히, 감마선이 입사하였을 때 상호 작용에 의거하여 발광현상을 일으키는 물질(예컨대, NaI(T1) 신틸레이터)로 구성되어 입력되는 방사선을 빛으로 변환하여 출력한다. 이 때, 상기 발광현상을 일으키는 물질은 온도에 따라 방출되는 빛의 세기가 변하므로 이를 고려하지 않을 경우 오차가 발생할 수 있다. 따라서 정확한 방사선 검출 결과를 도출하기 위해 이러한 변화를 고려해야 한다. 본 발명에서는 이를 위해, 온도 변화에 따른 동작 특성을 고려하여 온도 구간별로 구간별 보상값을 다르게 설정하고, 방사선 검출 결과에 현재 온도에 대응되는 보상값을 적용함으로서 온도 변화에 따른 오차를 최소화하도록 한다. The gamma ray detection sensor 110 is composed of a material (for example, a NaI (T1) scintillator) that causes a luminescence phenomenon based on interaction with radiation, particularly, a gamma ray. At this time, since the intensity of light emitted according to the temperature changes depending on the temperature of the material causing the luminescence phenomenon, an error may occur if the material is not taken into consideration. Therefore, these changes must be considered to derive accurate radiation detection results. In the present invention, the compensation value corresponding to the current temperature is applied to the radiation detection result by setting the compensation value for each interval differently according to the temperature interval in consideration of the operating characteristic according to the temperature change, thereby minimizing the error according to the temperature variation .

감마선 검출을 위해 주로 사용되는 NaI(T1) 신틸레이터의 경우 도 3에 예시된 바와 같이 특정온도(약 30)에서 최대로 빛을 출력하고, 상기 온도(약 30)를 기준으로 온도가 낮아지거나 높아지면서 빛의 출력이 점차로 약해진다. 따라서, 본 발명에 따르면, NaI(T1) 신틸레이터를 발광물질로 사용하는 휴대용 방사선 검출 장치의 경우, 도 3의 예에서와 같이, 온도 구간을 [0-20]구간(G1), [20-30]구간(G2), [30-40]구간(G3), [40-60]구간(G4)로 구분하고, 각 구간별로 그래프의 기울기를 반영한 보상값을 미리 설정하여 방사선 검출 결과 출력 전에 그 보상값에 의거한 온도 보상을 실시할 수 있다. 예를 들어, [0-20]구간(G1)에서는 보상값을 0.28%로 설정하고, [20-30]구간(G2)에서는 보상값을 0.23%로 설정하고, [30-40]구간(G3)에서는 보상값을 0.3%로 설정하고, [40-60]구간(G4)에서는 보상값을 0.35%로 설정한 후, 방사선 검출 결과 출력전에 현재 온도를 측정하여 해당되는 보상값을 적용하여 방사선 검출 결과(예컨대, 방사선 스펙트럼)를 보정할 수 있는 것이다. 이 때, 도 3은 본 발명의 일 실시 예를 설명하기 위한 것일 뿐 이로 인해 본 발명이 한정되지는 않는다. 즉, 발광물질이 NaI(T1) 신틸레이터가 아닌 다른 물질인 경우 그 동작 특성에 따라 온도 구간이 다르게 설정될 수 있으며, 그 기울기 변화에 따라 보상값도 다르게 설정하는 것이 가능한 것이다.In the case of a NaI (T1) scintillator mainly used for gamma ray detection, as shown in FIG. 3, light is output at a maximum temperature (about 30) and the temperature is lowered or higher The output of the light gradually weakens. Therefore, according to the present invention, in the case of a portable radiation detecting apparatus using a NaI (T1) scintillator as a light emitting material, the temperature interval is divided into [0-20] sections G1, 30], [30-40], and [40-60] sections, and a compensation value reflecting the slope of the graph is previously set for each section, It is possible to perform temperature compensation based on the compensation value. For example, the compensation value is set to 0.28% in the [0-20] section G1, the compensation value is set to 0.23% in the [20-30] section G2, ), The compensation value is set to 0.3%, the compensation value is set to 0.35% in the range [40-60] (G4), the current temperature is measured before the output of the radiation detection result, And the result (e.g., the radiation spectrum) can be corrected. At this time, FIG. 3 is only for explaining one embodiment of the present invention, and thus the present invention is not limited thereto. That is, when the light emitting material is a material other than the NaI (T1) scintillator, the temperature interval may be set differently according to the operation characteristics thereof, and the compensation value may be set differently according to the slope change.

광전자 증배관(120)은 감마선 검출 센서(110)에서 출력되는 미세한 빛을 전류로 변환시켜서 출력한다. 이를 위해 광전자 증배관은 입사창, 광전음극(Photocathode), 다이노드(Dynode), 애노드(Anode)들이 진공으로 밀봉된 튜브 형태로 구성되며, 감마선 검출 센서(110)에서 출력된 빛이, 입사창을 통해 입사된 후, 광전음극을 거치면서 광전자를 발생시키고, 이렇게 발생된 광전자들은 다이노드를 거치면서 점차 증폭되어 애노드에 모여 전류의 형태로 출력되는 것이다. The photomultiplier tube 120 converts the minute light output from the gamma ray detection sensor 110 into a current and outputs the current. To this end, the photomultiplier tube is configured in the form of a tube sealed with a vacuum tube, an incident window, a photocathode, a dynode, and anodes, and the light output from the gamma- And then photoelectrons are generated by passing through a photoelectric cathode. The photoelectrons thus generated are gradually amplified while passing through the dynode, and are gathered at the anode and output in the form of current.

도 4는 도 1에 예시된 휴대용 방사선 검출 장치에 포함된 아날로그 신호 처리부(200)에 대한 개략적인 블록도이다. 도 4를 참조하면, 아날로그 신호 처리부(200)는 전치 증폭기(Preamplifier)(210), 증폭기(Amplifier)(220), 신호 변환기(Pulse Shaper)(230), 피크 홀더(Peak Holder)(240), 펄스 검출기(Pulse Detector)(250)를 포함한다. FIG. 4 is a schematic block diagram of an analog signal processing unit 200 included in the portable radiation detecting apparatus illustrated in FIG. 4, the analog signal processing unit 200 includes a preamplifier 210, an amplifier 220, a pulse shaper 230, a peak holder 240, And a pulse detector (Pulse Detector) 250.

전치 증폭기(Preamplifier)(210)는 도 2의 광전자 증배관(120)에서 출력되는 전류의 세기가 매우 약하기 때문에 이를 전압펄스로 증폭시켜 출력한다. The preamplifier 210 amplifies the current output from the optoelectronic amplifier 120 of FIG. 2 by a voltage pulse and outputs the amplified current.

증폭기(Amplifier)(220)는 전치 증폭기(210)를 거친 신호를 다시 증폭시켜 출력한다. 이는 전치 증폭기(210)를 거쳐 출력된 신호의 크기가 매우 작아서 가우시안 신호로 변환이 어려울 뿐 아니라 펄스의 발생 여부를 판단하기가 어렵기 때문이다. 한편, 핵종에서 발생하는 감마선은 일정한 주기를 가지고 발생하는 것이 아니라 확률적으로 발생하므로, 많은 양의 핵종이 가까이에 있는 경우 그 발생 주기가 함께 빨라진다. 따라서, 증폭기(220)는 반응 속도가 상기 발생주기를 따라 빨라져야 하며, 정확한 방사선 검출을 위해서 신호의 피크값을 정확하게 전달해야 하는 특성을 만족해야 한다. 이를 위해, 대역폭(Bandwidth)이 1.5GHz이고, 슬류레잇(Slewrate)이 350V/us인 특성을 만족하는 증폭기(220)를 채택하는 것이 바람직하며, 도 5에는 이러한 조건을 만족하는 증폭기(예를 들어, LMH6624)의 동작 특성을 표로 나타내었다. 도 5는 선택 가능한 바람직한 증폭기의 예를 나타낸 것 뿐, 본 발명이 이로 인해 제한되지는 않는다. The amplifier 220 amplifies the signal through the preamplifier 210 and outputs the amplified signal. This is because the amplitude of the signal output through the preamplifier 210 is very small and thus it is difficult to convert the signal into a Gaussian signal and it is difficult to determine whether a pulse is generated. On the other hand, gamma rays generated from nuclides occur stochastically rather than with a constant period, so that when a large amount of nuclei are present near the nucleus, the cycle of occurrence is accelerated. Accordingly, the amplifier 220 must satisfy the characteristic that the reaction rate must be faster along the generation period, and the peak value of the signal must be accurately transmitted for accurate radiation detection. For this purpose, it is desirable to employ an amplifier 220 having a bandwidth of 1.5 GHz and a slew rate of 350 V / us. In FIG. 5, an amplifier (for example, , LMH6624) are shown in the table. Figure 5 shows an example of a preferred amplifier that is selectable, but the invention is not limited thereby.

신호 변환기(Pulse Shaper)(230)는 증폭기(220)를 거친 신호를 가우시안 신호로 변환시켜준다. 이와 같이 신호를 변환하는 이유는, 도 2의 감마선 검출 센서(110)에서 출력된 신호의 경우 도 6에 예시된 바와 같이 하나의 펄스가 끝나기 전에 다른 펄스가 발생하면서 파일-업(Pile-up) 현상이 발생하여 정상적인 핵종 분석이 불가능하기 때문이다. 즉, 신호 변환기(230)는 증폭기(220)를 거쳐 입력되는 도 2의 감마선 검출 센서(110)의 출력 신호를 도 7에 예시된 바와 같은 가우시안 형태의 신호로 변환함으로써, 그 신호를 보다 빠르게 측정할 수 있도록 하고, 외부의 노이즈를 제거함으로써 정상적인 핵종 분석이 가능하도록 한다. 이를 위해 신호 변환기(230)는 CR회로와 RC회로를 포함하여 구현되며, 저항과 캐패시터의 크기를 변경해 시정수를 조절함으로써, 증폭기(220)를 거쳐 입력되는 신호를 가우시안 형태의 신호로 변환한다. 이러한 신호 변환기(230)의 예가 도 8에 예시되어 있다. A pulse transformer 230 transforms the signal passed through the amplifier 220 into a Gaussian signal. In the case of the signal output from the gamma ray detection sensor 110 of FIG. 2, the signal is converted as follows. As illustrated in FIG. 6, when a pulse is generated before the end of one pulse, And it is impossible to analyze normal nuclides. That is, the signal converter 230 converts the output signal of the gamma ray detection sensor 110 of FIG. 2, which is input via the amplifier 220, into a Gaussian signal as illustrated in FIG. 7, And eliminates external noise, thereby enabling normal nuclide analysis. To this end, the signal converter 230 includes a CR circuit and an RC circuit. The signal converter 230 converts a signal input through the amplifier 220 into a Gaussian signal by adjusting the time constant by changing the size of the resistor and the capacitor. An example of such a signal converter 230 is illustrated in FIG.

피크 홀더(Peak Holder)(240)는 신호 변환기(230)에서 발생되는 신호의 피크를 다음 단에서 읽을 때까지 유지시킨다. 즉, 상기 피크값을 방사선 검출부(300)의 ACD(도 11의 )에서 읽을 때까지 유지시킨다. 이를 위해, 피크 홀더(240)는 캐패시터를 포함하며, 상기 캐패시터의 용량 크기에 의거하여 반응속도 및 피크값 유지시간이 결정된다. 따라서 캐패시터의 용량 크기를 적절히 설정하는 것이 중요하다. 예를 들어, 캐패시터의 용량이 큰 경우 빠른 신호에 즉각 반응하지 못할 뿐만 아니라 입력된 신호의 피크보다 작은 값이 유지되고, 반대로 캐패시터의 용량이 작은 경우 피큭밧을 유지하지 못하고 베이스라인(baseline)으로 빠르게 떨어지기 때문에 다음 단에서 정확한 값을 읽을 수 없다. 따라서, 피크가 변하지 않고 오래 유지될 수 있도록 하기 위해서는, 고 에너지의 빠른 신호들의 피크를 모두 잡아낼 수 있는 범위 내에서 가장 큰 용량을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 피크 홀더(240)의 예가 도 9에 예시되어 있다. Peak Holder 240 maintains a peak of the signal generated in signal converter 230 until it is read at the next stage. That is, the peak value is maintained until it is read by the ACD of the radiation detector 300 (FIG. 11). To this end, the peak holder 240 includes a capacitor, and the reaction rate and peak value holding time are determined based on the capacitance magnitude of the capacitor. Therefore, it is important to appropriately set the capacitance of the capacitor. For example, when the capacitance of the capacitor is large, it does not immediately respond to a fast signal, but also maintains a value smaller than the peak of the input signal. Conversely, when the capacitance of the capacitor is small, Because it drops quickly, the correct value can not be read in the next step. Therefore, in order to ensure that the peak remains unchanged for a long time, it is desirable to use the largest capacity within a range capable of capturing all peaks of high-energy fast signals. An example of such a peak holder 240 is illustrated in FIG.

펄스 검출기(Pulse Detector)(250)는 신호가 발생했을 때를 인식하여 이를 알려주는 회로를 말하는 것으로서, 신호 변환기(230)에서 신호가 발생되는 시점을 인식하여 이를 알리기 위한 신호를 다음 단(방사선 검출부(300)의 ACD(도 11의 )에 전달한다. 이로 인해, 펄스 검출기(250)는 방사선 검출부(300)의 ACD(도 11의 )를 활성화시키는 역할을 한다. 이를 위해, 펄스 검출기(250)는 미리 설정된 자연 방사선의 전압과 상기 신호 변환기에서 발생된 신호의 전압을 비교하는 비교기로 구성되며, 상기 비교기의 비교 결과 상기 신호 변환기에서 발생된 신호의 전압이 더 높은 경우 그 전압을 출력한다. 이러한 펄스 검출기(250)의 예가 도 10에 예시되어 있다. A pulse detector (pulse detector) 250 is a circuit for recognizing when a signal is generated and informing it of the signal. A signal for notifying when the signal is generated in the signal converter 230 and informing the signal is transmitted to the next stage The pulse detector 250 serves to activate the ACD of the radiation detector 300. For this purpose, the pulse detector 250 generates an ACD (shown in FIG. And a comparator which compares a voltage of a natural radiation ray set in advance with a voltage of a signal generated by the signal converter and outputs the voltage when the voltage of the signal generated by the signal converter is higher as a result of the comparison of the comparator. An example of the pulse detector 250 is illustrated in FIG.

도 11은 도 1에 예시된 휴대용 방사선 검출 장치에 포함된 방사선 검출부(300)에 대한 개략적인 블록도이다. 도 11을 참조하면 방사선 검출부(300)는 아날로그 디지털 변환기(Analog Digital Convertor, 이하 라 칭함)(310) 및 데이터 분석기(320)를 포함한다. 11 is a schematic block diagram of a radiation detector 300 included in the portable radiation detection apparatus illustrated in FIG. Referring to FIG. 11, the radiation detector 300 includes an analog digital converter (hereinafter referred to as an analog digital converter) 310 and a data analyzer 320.

ADC(310)는 도 1의 아날로그 신호 처리부(200)에서 출력된 신호를 디지털 신호로 변환한다. 즉, 도 4의 피크 홀더(240)에서 출력되는 피크값을 디지털 신호로 변환한다. The ADC 310 converts the signal output from the analog signal processing unit 200 of FIG. 1 into a digital signal. That is, the peak value output from the peak holder 240 of FIG. 4 is converted into a digital signal.

데이터 분석기(320)는 미리 설정된 동작 프로그램에 의거하여, ADC(310)의 동작을 제어하고, ADC(310)로부터 디지털 데이터를 읽어 와서 방사선 검출을 위한 분석을 수행한다. 이를 위해, 데이터 분석기(320)는 도 4의 펄스 검출기(250)에서 출력되는 신호의 라이징 엣지(rising edge)에 ADC(310)의 데이터를 읽어온다. 즉, 데이터 분석기(320)는 상기 라이징 엣지(rising edge)에, 미리 설정된 인터럽트 서비스 함수(ISR: Interrupt Service Routine)을 실행시켜 ADC(310)의 데이터를 읽어오되, 하나 이상의 데이터를 배열에 저장해서 한 번에 읽어올 수 있다. 한편, ADC(310)의 데이터를 읽어온 후에는 도 4의 피크홀더(240)를 초기화시켜주기 위한 신호를 발생시킨다. 그러면 도 4의 피크홀더(240)는 상기 초기화 신호에 응답하여 유지시키고 있던 피크값을 초기화 한다. The data analyzer 320 controls the operation of the ADC 310 based on a preset operation program, reads the digital data from the ADC 310, and performs analysis for radiation detection. To this end, the data analyzer 320 reads the data of the ADC 310 at the rising edge of the signal output from the pulse detector 250 of FIG. That is, the data analyzer 320 reads the data of the ADC 310 by executing a preset interrupt service routine (ISR) on the rising edge, and stores one or more data in an array You can read it all at once. On the other hand, after the data of the ADC 310 is read, a signal for initializing the peak holder 240 of FIG. 4 is generated. Then, the peak holder 240 of FIG. 4 initializes the peak value held in response to the initialization signal.

또한 데이터 분석기(320)는 ADC(310)로부터 읽어온 디지털 데이터를 분석하여 방사선 물질 여부를 결정하는데, 이를 위해, 상기 디지털 데이터의 크기별 빈도수를 측정하되, 상기 디지털 데이터 크기를 방사선 에너지 단위로 변환하고 각 에너지에 대한 빈도수를 분석하여 방사선 물질 여부를 결정한다. 이를 위해 데이터 분석기(320)는 X축을 방사선 에너지로 하고, Y축을 빈도수로 하는 방사선 스펙트럼을 구현하고, 그 스펙트럼으로부터 방사선의 종류와 세기를 확인하는 것이 바람직하다. In addition, the data analyzer 320 analyzes the digital data read from the ADC 310 to determine whether it is a radiation material. To this end, the frequency of the digital data is measured, and the digital data size is converted into radiation energy units The frequency of each energy is analyzed to determine whether it is a radiation substance. To this end, the data analyzer 320 preferably implements a radiation spectrum with the X-axis as the radiation energy and the Y-axis as the frequency, and confirms the type and intensity of the radiation from the spectrum.

한편, 상기 디지털 데이터에 포함된 온도 변화에 따른 오차를 보상하기 위해, 데이터 분석기(320)는 미리 설정된 온도 보상 알고리즘을 수행하는데, 이는 도 2의 감마선 검출 센서(110)에 대한 설명시 언급한 바와 같이 발광물질의 온도 특성에 의거하여 온도 구간별로 서로 다르게 설정된 보상값에 의거하여 상기 온도 보상 알고리즘을 수행하는 것이 바람직하다. 또한 데이터 분석기(320)는 상기 온도 보상 알고리즘을 지속적으로 수행하는 것이 아니라, 방사선이 누적될 만큼의 시간을 고려하여 미리 설정한 보상주기(예컨대, 4초)마다 실시하는 것이 바람직하다. The data analyzer 320 performs a predetermined temperature compensation algorithm in order to compensate for the error according to the temperature change included in the digital data. The data analyzer 320 performs the temperature compensation algorithm described in the description of the gamma ray detection sensor 110 of FIG. 2 It is preferable to perform the temperature compensation algorithm on the basis of the compensation value set differently for each temperature section based on the temperature characteristic of the light emitting material. In addition, the data analyzer 320 preferably performs the temperature compensation algorithm every predetermined compensation period (for example, 4 seconds) in consideration of the time for accumulating the radiation, instead of continuously executing the temperature compensation algorithm.

도 12는 본 발명의 일실시 예에 따른 방사선 검출 방법에 대한 개략적인 처리 흐름도이다. 도 1 및 도 12를 참조하면 본 발명의 일 실시 예에 따른 휴대용 방사선 검출 장치를 이용한 방사선 검출 방법은 다음과 같다. 12 is a schematic processing flowchart of a radiation detection method according to an embodiment of the present invention. 1 and 12, a radiation detection method using a portable radiation detection apparatus according to an embodiment of the present invention is as follows.

먼저, 센서부(100)에서 방사선, 즉, 감마선을 검출한다(S100). 이 때, 센서부(100)에 포함된 발광물질이 감마선에 반응하여 빛을 발생시키면, 뒷단에 연결된 광전자 증배관(도 2의 )에서 그 빛을 전류 신호로 변환하여 출력한다. First, the sensor unit 100 detects radiation, that is, gamma rays (S100). At this time, if the light emitting material contained in the sensor unit 100 reacts with the gamma rays to generate light, the light is converted into a current signal by the photoelectrically-converting apparatus (shown in FIG.

그러면 아날로그 신호 처리부(200)에서는 그 전류신호를 분석 가능한 신호로 변형한다(S200). 즉 상기 전류신호가 미약하므로 이를 증폭하고, 그 신호에 포함된 잡음을 제거하여 분석 가능한 신호로 변형하는 것이다. 이를 위해 아날로그 신호 처리부(200)는 상기 전류신호를 증폭한 후 날카롭게 변형시켜 신호의 피크값을 유지시킨다. Then, the analog signal processor 200 transforms the current signal into an analytical signal (S200). That is, since the current signal is weak, it is amplified and the noise included in the signal is removed to transform it into an analytical signal. To this end, the analog signal processor 200 amplifies the current signal and then sharpens the current signal to maintain the peak value of the signal.

상기 아날로그 형태의 피크값을 전달받은 방사선 검출부(300)는 그 신호를 디지털 신호로 변환한 후(S300), 상기 디지털 신호를 분석하여 데이터 크기별 빈도수를 측정하되, 상기 디지털 데이터 크기를 방사선 에너지 단위로 변환하여 X축을 방사선 에너지 크기로 하고, Y축을 빈도수로 하는 방사선 스펙트럼을 구현한다(S400). 한편, 이 때 생성된 방사선 스펙트럼은 발광물질의 온도 특성에 따라 오차를 포함할 수 있으므로, 방사선 검출부(300)는 상기 발광물질의 온도 특성에 따라 온도 구간별로 미리 설정된 보상값에 의거하여 현재 온도를 반영한 온도 보상을 실시하여 상기 방사선 스펙트럼을 보정한다(S500). 이 때, 상기 방사선 스펙트럼 보정 단계(S500)는 방사선에 반응하는 물질의 온도 특성에 의거하여 온도 구간별로 서로 다르게 설정된 보상값에 의거하여 상기 스펙트럼을 보정하는 것이 바람직하다. 또한, 방사선이 누적될 만큼의 시간을 고려하여 미리 설정한 보상주기(예컨대, 4초)마다 실시하는 것이 바람직하다. After receiving the analog peak value, the radiation detector 300 converts the signal into a digital signal (S300), analyzes the digital signal to measure the frequency of the digital signal, (S400). The X-axis is converted into the radiation energy and the Y-axis is converted into the frequency spectrum. Since the radiation spectrum generated at this time may include an error depending on the temperature characteristic of the light emitting material, the radiation detecting unit 300 may calculate the current temperature based on the compensation value preset for each temperature interval according to the temperature characteristic of the light emitting material. The reflected radiation spectrum is corrected by performing temperature compensation (S500). At this time, it is preferable that the radiation spectrum correction step (S500) corrects the spectrum based on the compensation value set differently for each temperature interval based on the temperature characteristic of the material reacting with radiation. In addition, it is preferable to perform the compensation every predetermined compensation period (for example, 4 seconds) in consideration of the time for accumulating the radiation.

그리고 상기 보정된 방사선 스펙트럼에 의거하여 방사선 검출 여부 및 검출된 방사선의 종류와 세기를 확인한다(S600).Then, based on the corrected radiation spectrum, whether or not the radiation is detected and the type and intensity of the detected radiation are confirmed (S600).

도 13은 도 12에 예시된 온도 보상에 의한 방사선 스펙트럼 보정 단계(S500)에 대한 개략적인 처리 흐름도이다. 도 1 및 도 13을 참조하면, 온도 보상에 의한 방사선 스펙트럼 보정 단계(S500)는 상기 보상주기 마다 실시하기 위해, 대응된 시간만큼 대기하는 과정(S510)을 먼저 거친다. 그리고 상기 대기 시간이 경과하면 발광물질을 포함하는 센서부(100)의 현재온도(Cr.tmp)를 측정한다(S520). 상기 현재 온도(Cr.tmp)가 포함되는 온도 구간에 대응된 보상값을 검출하기 위해, 상기 현재 온도(Cr.tmp)와 발광물질의 피크온도(Pk.tmp)와 비교한다(S530). 도 2를 참조한 설명에서 예로 들어 설명한 바와 같이 발광물질이 NaI(T1) 신틸레이터인 경우, 그 피크 온도(Pk.tmp)가 30이므로, 상기 과정(S530)은 현재온도(Cr.tmp)가 30 보다 높은지 낮은지를 비교할 것이다. 상기 비교 결과 현재온도(Cr.tmp)가 피크 온도(Pk.tmp) 보다 낮은 경우 저온 보상값을 산출하고(S540), 현재온도(Cr.tmp)가 피크 온도(Pk.tmp) 보다 높은 경우 고온 보상값을 산출한다(S550). 상기 예에서와 같이 발광물질이 NaI(T1) 신틸레이터이고 현재 온도가 25인 경우, 도 2를 참조한 설명의 예를 참고하면, 보상값이 0.23%이므로, 상기 과정(S540)은 피크 온도(Pk.tmp)와 현재온도(Cr.tmp)의 차이값(5)에 상기 보상값(0.23)을 곱하여 저온 보상값(5*0.23)을 산출한다. 한편, 발광물질이 NaI(T1) 신틸레이터이고 현재 온도가 34인 경우, 도 2를 참조한 설명의 예를 참고하면, 보상값이 0.3%이므로, 상기 과정(S550)은 피크 온도(Pk.tmp)와 현재온도(Cr.tmp)의 차이값(4)에 상기 보상값(0.3)을 곱하여 고온 보상값(4*0.3)을 산출한다.13 is a schematic process flow chart for the step S500 of correcting the radiation spectrum by the temperature compensation illustrated in FIG. Referring to FIG. 1 and FIG. 13, in the step S500 of correcting the radiation spectrum by temperature compensation, a step S510 of waiting for a corresponding time is performed first for each compensation period. When the waiting time has elapsed, the current temperature (Cr.tmp) of the sensor unit 100 including the light emitting material is measured (S520). The current temperature Cr.tmp is compared with the peak temperature Pk.tmp of the light emitting material in order to detect a compensation value corresponding to the temperature range including the current temperature Cr.tmp at operation S530. 2, when the light emitting material is a NaI (T1) scintillator, the peak temperature (Pk.tmp) is 30, and thus the process (S530) Higher or lower. If the current temperature Cr.tmp is lower than the peak temperature Pk.tmp, the low temperature compensation value is calculated in step S540. If the current temperature Cr.tmp is higher than the peak temperature Pk.tmp, The compensation value is calculated (S550). Referring to FIG. 2, if the light emitting material is a NaI (T1) scintillator and the current temperature is 25, the compensation value is 0.23%, so that the process S540 determines whether the peak temperature Pk (5 * 0.23) by multiplying the difference value (5) between the current temperature (Crtmp) and the current temperature (Crtmp) by the compensation value (0.23). If the light emitting material is a NaI (T1) scintillator and the current temperature is 34, referring to the example described with reference to FIG. 2, the compensation value is 0.3%, so the process (S550) (4 * 0.3) by multiplying the difference value (4) between the current temperature (Cr.tmp) and the current temperature (Cr.tmp) by the compensation value (0.3).

이와 같이 온도 구간별 보상값을 산출하였으면 그에 의거하여 방사선 스펙트럼을 보정한다(S560). 이와 같이 온도 보상에 의해 방사선 스펙트럼을 보정한 예가 도 14 및 도 15에 예시되어 있다. After calculating the compensation value for each temperature interval, the radiation spectrum is corrected on the basis of the compensation value for each temperature interval (S560). An example in which the radiation spectrum is corrected by temperature compensation is illustrated in Figs. 14 and 15. Fig.

도 14의 (a)는 온도 보상 전의 방사선 스펙트럼을 나타내고, (b)는 온도 보상 후의 방사선 스펙트럼을 나타낸다. 도 14의 (a)를 참조하면, 온도에 따라 방사선 스펙트럼의 위치가 이동하는 모습을 보이고 있다. 한편, 도 14의 (b)를 참조하면, 온도가 변하더라도 방사선 스펙트럼의 위치가 이동하지 않고 고정되어 있음을 알 수 있다. 도 15는 도 14에 예시된 예를 근거로, 본 발명에 개시된 온도보상 알고리즘 적용 전과 후를 비교한 결과를 표로 나타낸 도면이다. 도 15를 참조하면, 온도보상 알고리즘 적용 전과, 적용 후의 방사선 에너지 값의 위치 변화를 수치상으로 확인할 수 있다. Fig. 14 (a) shows the radiation spectrum before temperature compensation, and Fig. 14 (b) shows the radiation spectrum after temperature compensation. Referring to FIG. 14 (a), the position of the radiation spectrum is shifted according to the temperature. On the other hand, referring to FIG. 14 (b), it can be seen that, even if the temperature changes, the position of the radiation spectrum is fixed without being shifted. FIG. 15 is a table showing results of comparison between before and after application of the temperature compensation algorithm disclosed in the present invention, based on the example illustrated in FIG. 14. FIG. Referring to FIG. 15, changes in the position of the radiation energy values before and after application of the temperature compensation algorithm can be confirmed numerically.

상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. In the above-described exemplary system, the methods are described on the basis of a flowchart as a series of steps or blocks, but the present invention is not limited to the order of the steps, and some steps may occur in different orders .

또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will also be understood by those skilled in the art that the steps shown in the flowchart are not exclusive and that other steps may be included or that one or more steps in the flowchart may be deleted without affecting the scope of the invention.

Claims (19)

휴대용 방사선 검출 장치에 있어서,
방사선을 감지하여 전류신호로 변환하여 출력하는 센서부;
상기 센서부에서 출력되는 전류신호를 증폭한 후 가우시안 형태로 변형시켜 신호의 피크값을 유지시켜주는 아날로그 신호 처리부;
상기 센서부의 온도를 측정하는 온도감지부;
상기 아날로그 신호 처리부에서 출력된 신호를 디지털 신호로 변환하고 상기 디지털 신호를 분석하여 방사선 검출 여부를 파악하되, 온도 구간별로 미리 설정된 보상값에 의거하여 구간별 온도 보상을 실시하는 방사선 검출부; 및
상기 방사선 검출 결과를 출력하는 결과 표시부;
를 포함하고,
상기 방사선 검출부의 보상값은
상기 센서부에 포함된 방사선을 감지하는 물질의 온도 특성에 의거하여 온도 구간별로 서로 다르게 설정되고
상기 센서부는 NaI(T1) 신틸레이터를 포함하고,
상기 방사선 검출부의 보상값은
0°C이상 20°C미만의 온도 구간에서는 0.28%로, 20°C이상 30°C미만의 온도 구간에서는 0.23%로, 30°C이상 40°C미만의 온도 구간에서는 0.3%로, 40°C이상 60°C미만의 온도 구간에서는 0.35%로 설정되는 것을 특징으로 하는 휴대용 방사선 검출 장치.
In a portable radiation detection apparatus,
A sensor unit that detects radiation and converts the radiation signal into a current signal and outputs the current signal;
An analog signal processing unit for amplifying a current signal output from the sensor unit and transforming the current signal into a Gaussian form to maintain a peak value of the signal;
A temperature sensing unit for measuring a temperature of the sensor unit;
A radiation detector for converting a signal output from the analog signal processor into a digital signal, analyzing the digital signal to determine whether radiation is detected, and performing temperature compensation for each section based on a compensation value preset for each temperature interval; And
A result display unit for outputting the radiation detection result;
Lt; / RTI >
The compensation value of the radiation detector is
And is set differently according to a temperature interval based on a temperature characteristic of a substance that senses radiation contained in the sensor unit
Wherein the sensor unit includes a NaI (T1) scintillator,
The compensation value of the radiation detector is
0.2% in the temperature range from 0 ° C to less than 20 ° C, 0.23% in the temperature range from 20 ° C to less than 30 ° C, 0.3% in the temperature range from 30 ° C to less than 40 ° C, C and 0.35% in a temperature interval of less than 60 ° C.
제1항에 있어서, 상기 센서부는
방사선과의 상호작용에 의거하여 발광현상을 일으키는 물질로 구성되어 방사선을 빛으로 변환하는 방사선 검출센서; 및
상기 방사선 검출센서를 통해 출력되는 미세한 빛을 전류로 변환시켜서 출력하는 광전자 증배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 방사선 검출 장치.
The apparatus of claim 1, wherein the sensor unit
A radiation detecting sensor composed of a substance that causes a luminescence phenomenon based on interaction with radiation and converts the radiation into light; And
And a photomultiplier for converting the minute light output through the radiation detection sensor into a current and outputting the current.
삭제delete 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 방사선은
감마선인 것을 특징으로 하는 휴대용 방사선 검출 장치.
3. A method according to claim 1 or 2,
Gamma ray. ≪ / RTI >
제1항에 있어서, 상기 아날로그 신호 처리부는
상기 센서부에서 출력되는 전류신호를 전압펄스로 증폭시키는 전치 증폭기;
상기 전치 증폭기를 거친 신호를 증폭시키는 증폭기;
상기 증폭기를 거친 신호를 가우시안 신호로 변환시키는 신호 변환기;
상기 신호 변환기에서 발생되는 신호의 피크를 다음 단에서 읽을 때까지 유지시키는 피크 홀더; 및
상기 신호 변환기에서 신호가 발생되는 시점을 인식하여 이를 알리기 위한 신호를 다음 단에 전달하는 펄스 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 방사선 검출 장치.
The apparatus of claim 1, wherein the analog signal processor
A preamplifier for amplifying a current signal output from the sensor unit by a voltage pulse;
An amplifier for amplifying the signal through the preamplifier;
A signal converter for converting a signal passed through the amplifier into a Gaussian signal;
A peak holder for holding a peak of a signal generated in the signal converter until the next peak; And
And a pulse detector for detecting a point of time when a signal is generated in the signal converter and transmitting a signal for informing the point of time to the next stage.
제5항에 있어서, 상기 증폭기는
대역폭(Bandwidth)이 1.5GHz이고, 슬류레잇(Slewrate)이 350V/us인 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 휴대용 방사선 검출 장치.
6. The apparatus of claim 5, wherein the amplifier
A band width of 1.5 GHz, and a slew rate of 350 V / us.
제5항에 있어서, 상기 신호 변환기는
CR회로와 RC회로를 포함하여 구현되며,
시정수 조절에 의해 상기 증폭기를 거쳐 입력되는 신호를 가우시안 형태의 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 휴대용 방사선 검출 장치.
6. The apparatus of claim 5, wherein the signal converter
It is implemented with a CR circuit and an RC circuit,
Wherein the signal inputted through the amplifier is converted into a Gaussian signal by controlling the time constant.
제5항에 있어서, 상기 피크 홀더는
상기 발생된 신호의 피크값을 유지시키기 위한 캐패시터를 포함하며,
상기 캐패시터의 용량 크기에 의거하여 반응속도 및 피크값 유지시간이 결정되는 것을 특징으로 하는 휴대용 방사선 검출 장치.
6. The apparatus of claim 5, wherein the peak holder
And a capacitor for maintaining a peak value of the generated signal,
Wherein the reaction rate and the peak value holding time are determined based on the capacity of the capacitor.
제5항에 있어서, 상기 펄스 검출기는
미리 설정된 자연 방사선의 전압과 상기 신호 변환기에서 발생된 신호의 전압을 비교하는 비교기로 구성되며,
상기 비교기의 비교 결과 상기 신호 변환기에서 발생된 신호의 전압이 더 높은 경우 그 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 휴대용 방사선 검출 장치.
6. The apparatus of claim 5, wherein the pulse detector
And a comparator for comparing a voltage of a natural radiation preset in advance with a voltage of a signal generated in the signal converter,
And outputs the voltage when the voltage of the signal generated in the signal converter is higher as a result of the comparison of the comparator.
제5항에 있어서, 상기 방사선 검출부는
상기 아날로그 신호 처리부에서 출력된 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기(ADC); 및
미리 설정된 동작 프로그램에 의거하여, 상기 아날로그 디지털 변환기(ADC)의 동작을 제어하고, 상기 아날로그 디지털 변환기(ADC)로부터 디지털 데이터를 읽어와서 분석하는 데이터 분석기를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 방사선 검출 장치.
6. The apparatus of claim 5, wherein the radiation detector
An analog-to-digital converter (ADC) for converting the signal output from the analog signal processor into a digital signal; And
And a data analyzer for controlling the operation of the analog-to-digital converter (ADC) based on a preset operation program and for reading and analyzing the digital data from the analog-to-digital converter (ADC).
제10항에 있어서, 상기 데이터 분석기는
상기 펄스 검출기에서 출력되는 신호의 라이징 엣지(rising edge)에 상기 아날로그 디지털 변환기(ADC)의 데이터를 읽어오고, 상기 피크홀더를 초기화시켜주기 위한 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 휴대용 방사선 검출 장치.
11. The apparatus of claim 10, wherein the data analyzer
Reads data of the analog-to-digital converter (ADC) at a rising edge of a signal output from the pulse detector, and generates a signal for initializing the peak holder.
제11항에 있어서, 상기 데이터 분석기는
상기 라이징 엣지(rising edge)에, 미리 설정된 인터럽트 서비스 함수(ISR: Interrupt Service Routine)을 실행시켜 상기 아날로그 디지털 변환기(ADC)의 데이터를 읽어오되, 하나 이상의 데이터를 배열에 저장해서 한 번에 읽어오는 것을 특징으로 하는 휴대용 방사선 검출 장치.
12. The apparatus of claim 11, wherein the data analyzer
The interruption service routine (ISR) is executed on the rising edge to read the data of the analog-to-digital converter (ADC), and one or more data is stored in the array and read at a time Wherein the radiation detector comprises:
제10항에 있어서, 상기 데이터 분석기는
상기 아날로그 디지털 변환기로부터 읽어온 디지털 데이터를 분석하여 데이터 크기별 빈도수를 측정하되, 상기 디지털 데이터 크기를 방사선 에너지 단위로 변환하고 각 에너지에 대한 빈도수를 분석하여 방사선 물질 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 휴대용 방사선 검출 장치.
11. The apparatus of claim 10, wherein the data analyzer
Wherein the digital data read from the analog-to-digital converter is analyzed to determine a frequency of the data size, and the digital data size is converted into a radiation energy unit and the frequency of each energy is analyzed to determine whether a radiation material is present. Detection device.
제13항에 있어서, 상기 데이터 분석기는
X축을 방사선 에너지로 하고, Y축을 빈도수로 하는 방사선 스펙트럼을 구현하고, 그 스펙트럼으로부터 방사선의 종류와 세기를 확인하는 것을 특징으로 하는 휴대용 방사선 검출 장치.
14. The apparatus of claim 13, wherein the data analyzer
Wherein a radiation spectrum having the X-axis as the radiation energy and the Y-axis as the frequency is implemented, and the type and intensity of the radiation are confirmed from the spectrum.
삭제delete 방사선 검출 방법에 있어서,
방사선에 반응하여 빛을 발생시키는 단계;
상기 빛을 전류신호로 변환하는 단계;
상기 전류신호를 증폭한 후 가우시안 형태로 변형시켜 신호의 피크값을 유지시켜주는 아날로그 신호 처리 단계;
상기 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계;
상기 디지털 신호를 분석하여 데이터 크기별 빈도수를 측정하되, 상기 디지털 데이터 크기를 방사선 에너지 단위로 변환하여 X축을 방사선 에너지 크기로 하고, Y축을 빈도수로 하는 방사선 스펙트럼을 구현하는 단계;
온도 구간별로 미리 설정된 보상값에 의거하여 현재 온도를 반영한 온도 보상을 실시하여 상기 방사선 스펙트럼을 보정하는 단계; 및
상기 보정된 방사선 스펙트럼에 의거하여 방사선 검출 여부 및 검출된 방사선의 종류와 세기를 확인하는 단계;
를 포함하고,
상기 방사선 스펙트럼을 보정하는 단계는
방사선에 반응하는 물질의 온도 특성에 의거하여 온도 구간별로 서로 다르게 설정된 보상값에 의거하여 상기 스펙트럼을 보정하고,
방사선을 감지하여 전류신호로 변환하여 출력하는 동작은 NaI(T1) 신틸레이터를 포함하는 센서부에 의하여 수행되고,
상기 보상값은
0°C이상 20°C미만의 온도 구간에서는 0.28%로, 20°C이상 30°C미만의 온도 구간에서는 0.23%로, 30°C이상 40°C미만의 온도 구간에서는 0.3%로, 40°C이상 60°C미만의 온도 구간에서는 0.35%로 설정되는 것을 특징으로 하는 방사선 검출 방법.
In the radiation detection method,
Generating light in response to radiation;
Converting the light into a current signal;
An analog signal processing step of amplifying the current signal and then transforming the current signal into a Gaussian form to maintain a peak value of the signal;
Converting the analog signal into a digital signal;
Analyzing the digital signal to measure a frequency of each data size, converting the digital data size to a radiation energy unit, implementing a radiation spectrum with the X-axis as the radiation energy size and the Y-axis as the frequency;
Correcting the radiation spectrum by performing temperature compensation based on a current temperature based on a compensation value preset for each temperature interval; And
Determining whether the radiation is detected and the type and intensity of the detected radiation based on the corrected radiation spectrum;
Lt; / RTI >
The step of calibrating the radiation spectrum
The spectrum is corrected on the basis of the compensation value set differently for each temperature section based on the temperature characteristic of the material reacting with radiation,
The operation of detecting radiation and converting it into a current signal and outputting the radiation is performed by a sensor unit including a NaI (T1) scintillator,
The compensation value
0.2% in the temperature range from 0 ° C to less than 20 ° C, 0.23% in the temperature range from 20 ° C to less than 30 ° C, 0.3% in the temperature range from 30 ° C to less than 40 ° C, C < / RTI > and less than < RTI ID = 0.0 > 60 C. ≪ / RTI >
삭제delete 제16항에 있어서, 상기 방사선 스펙트럼 보정 단계는
현재 온도를 감지하는 단계;
상기 현재 온도가 포함되는 온도 구간에 대응된 보상값을 검출하는 단계; 및
상기 보상값을 방사선 에너지 크기에 적용하여 상기 스펙트럼을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 검출 방법.
17. The method of claim 16, wherein the step of calibrating the radiation spectrum
Sensing a current temperature;
Detecting a compensation value corresponding to a temperature interval including the current temperature; And
And applying the compensation value to a radiation energy magnitude to correct the spectrum.
제18항에 있어서, 상기 방사선 스펙트럼 보정 단계는
방사선이 누적될 만큼의 시간을 고려하여 미리 설정한 보상주기마다 실시하는 것을 특징으로 하는 방사선 검출 방법.
19. The method of claim 18, wherein the step of calibrating the radiation spectrum
Wherein said step of performing the radiation detection is performed every predetermined compensation period in consideration of the time for accumulating the radiation.
KR1020140046157A 2014-04-17 2014-04-17 Apparatus for detecting radiation portable and method using the same KR101672874B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140046157A KR101672874B1 (en) 2014-04-17 2014-04-17 Apparatus for detecting radiation portable and method using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140046157A KR101672874B1 (en) 2014-04-17 2014-04-17 Apparatus for detecting radiation portable and method using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150120205A KR20150120205A (en) 2015-10-27
KR101672874B1 true KR101672874B1 (en) 2016-11-29

Family

ID=54428503

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140046157A KR101672874B1 (en) 2014-04-17 2014-04-17 Apparatus for detecting radiation portable and method using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101672874B1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10795031B2 (en) 2016-04-28 2020-10-06 Horiba, Ltd. Radiation detection system and signal processor for radiation detection
KR101871608B1 (en) * 2016-12-23 2018-06-28 가톨릭대학교 산학협력단 Real Time Dose Monitoring Equipment Using Scintillation Gas During Electron Beam Therapy
KR102176101B1 (en) * 2018-05-11 2020-11-10 테크밸리 주식회사 Monitoring system for radiation dose

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001141830A (en) 1999-11-16 2001-05-25 Hitachi Ltd Temperature-compensated type optical transmission form apparatus for measuring radiation and measurement system thereof
JP2007033392A (en) 2005-07-29 2007-02-08 Sii Nanotechnology Inc Radiation analyzer and radiation analysis method, and x-ray measuring device using the same
JP2013088380A (en) * 2011-10-21 2013-05-13 Furukawa Co Ltd Portable radiation detector

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001141830A (en) 1999-11-16 2001-05-25 Hitachi Ltd Temperature-compensated type optical transmission form apparatus for measuring radiation and measurement system thereof
JP2007033392A (en) 2005-07-29 2007-02-08 Sii Nanotechnology Inc Radiation analyzer and radiation analysis method, and x-ray measuring device using the same
JP2013088380A (en) * 2011-10-21 2013-05-13 Furukawa Co Ltd Portable radiation detector

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150120205A (en) 2015-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8797522B2 (en) Light quantity detection method and device therefor
US7825371B2 (en) Multichannel analyzer and method for real-time correction of peak shift
EP3279624B1 (en) Light quantity detection device, and immunoanalysis device and charged particle beam device using same
US9091772B2 (en) Scintillation detector gain control
US7081626B2 (en) Apparatus and method for temperature correction and expanded count rate of inorganic scintillation detectors
US9841508B2 (en) Dose rate measuring device
US8115176B2 (en) Detector for the measurement of ionizing radiation
US9817135B2 (en) Performance stabilization for scintillator-based radiation detectors
KR101672874B1 (en) Apparatus for detecting radiation portable and method using the same
KR20080015497A (en) Environmental radiation monitoring system that is capable of measuring dose rate of natural and artificial radioisotope
US9817136B2 (en) Radiation monitoring device
CN102221703A (en) Diagnosis of radiometric detectors
JP3709340B2 (en) Radiation measurement equipment
CN104614757B (en) The method and system of photoelectric conversion module gain in a kind of demarcation gamma camera
KR101808577B1 (en) Neutrons, gamma rays, x-ray radiation detection and integrated control system for the detection
KR101524453B1 (en) A Scintillation Detector with Temperature Compensation Funtion and Control Method thereof
CN104459758A (en) Method for stabilizing spectrum of ray detection spectrometer
KR102663201B1 (en) Apparatus for radiation measurement and operation method thereof
EP3885798A1 (en) An xrf analyzer with improved resolution by using micro-reset
KR101821714B1 (en) Stack monitoring system
JP2018054342A (en) Radiation measurement device
KR101713212B1 (en) Apparatus and method for measuring gas long distance to separate, and computer-readable recording medium with program therefor
EP3203268A1 (en) A method and apparatus for x-ray detection system gain calibration using a pulser
WO2014015639A1 (en) Spectrum stabilization method for ray detection spectrometer
KR20160050348A (en) The radiation detection method and apparatus in full-digital method

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right