KR102183877B1 - Signal obtain method for radiation detect system based on waveform analysis, and radiation detect system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 파형분석에 기반한 방사선 검출 시스템의 신호 획득 방법 및 이를 구현하는 방사선 검출 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방사선 검출 시스템에서 신호 획득 시간을 단축하여 방사선 검출속도를 향상시킬 수 있고, 이를 감마선 및 X선 등의 광자계수 기반의 시스템에 활용하여 짧은 시간 내에 입사하는 다수의 방사선을 모두 측정할 수 있어 의료분야의 일반촬영 및 CT, 핵의학 분야 등에 활용하여 진단 능력 향상과 환자에게 피폭되는 선량의 감소를 이룰 수 있으며, 교육 및 산업 분야에 활용하여 신속한 방사선 검출을 통하여 다양한 분야에서 활용할 수 있도록 하는 파형분석에 기반한 방사선 검출 시스템의 신호 획득 방법 및 이를 구현하는 방사선 검출 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a signal acquisition method of a radiation detection system based on waveform analysis and a radiation detection system implementing the same. More particularly, the radiation detection speed can be improved by shortening the signal acquisition time in the radiation detection system. It is used in a system based on photon counts such as X-rays and can measure all of a number of radiation incidents within a short period of time, so it can be used in general imaging, CT, and nuclear medicine in the medical field to improve diagnostic ability and the dose to be exposed to patients. The present invention relates to a method for obtaining a signal of a radiation detection system based on waveform analysis and a radiation detection system implementing the same, which can be used in education and industrial fields, and can be used in various fields through rapid radiation detection.
방사선(放射線, radiation)이 존재하는 환경에서 무색, 무미, 무촉의 방사선을 검출하기 위한 계측장비는 필수적인바 그동안 방사선 계측장비의 개발에 대한 많은 연구들이 있었다. 특히, 방사선을 계측한 이후 측정된 검출신호를 손실 없이 효율적으로 처리하는 것이 중요하다.Measurement equipment for detecting colorless, tasteless, and touchless radiation in an environment in which radiation is present is essential, and there have been many studies on the development of radiation measurement equipment. In particular, it is important to efficiently process the detected signal measured after measuring the radiation without loss.
일반적으로, 엑스레이(x-ray) 장비나 환경 방사선 측정 장비와 같이 방사선을 이용한 방사선 검출 시스템에서는 센서에서 획득한 신호를 증폭기를 거처 아날로그디지털변환기(Analog to Digital Convertor; ADC)에서 디지털화한 후 컴퓨터 및 기타 정보 저장 장치로 전송되어 확인하도록 구성된다.In general, in a radiation detection system using radiation such as x-ray equipment or environmental radiation measurement equipment, a signal obtained from a sensor is digitized by an analog to digital converter (ADC) through an amplifier and It is configured to be sent to other information storage devices for verification.
이러한 방사선 검출 시스템(radiation detect system)에서 방사선의 에너지 측정은 센서에서 발생된 신호의 파형을 모두 합산하여 나타내는 방법(free running ADC), 외부 및 내부 트리거와 연동하여 센서에서 발생된 신호의 최대 지점을 측정하는 방법이 있다.In such a radiation detection system, the energy of radiation is measured by summing all the waveforms of the signals generated from the sensor (free running ADC), interlocking with external and internal triggers to determine the maximum point of the signal generated from the sensor. There is a way to measure it.
하지만, 상술한 방법으로 측정할 경우에 많은 측정 시간이 요구되어 빠른 측정을 하는데 있어 많은 제한이 따른다. 즉, 신호의 파형을 모두 합산하는 방법은 신호의 파형 길이에 따른 측정 시간이 요구되며, 도 1에서 나타난 바와 같이, 트리거와 연동하여 측정하는 방법은 신호 발생 후 최대 지점에 도달하기까지의 시간이 요구되는 문제점이 있다.However, in the case of measurement by the above-described method, a lot of measurement time is required, and thus, there are many limitations in performing fast measurement. That is, the method of summing all the waveforms of the signal requires a measurement time according to the length of the signal, and as shown in FIG. 1, the method of measuring in conjunction with a trigger requires the time to reach the maximum point after the signal is generated. There is a required problem.
본 발명의 목적은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 방사선 검출 시스템에서 신호 획득 시간을 단축하여 방사선 검출속도 향상을 통해 환자에 대한 피폭선량을 감소시킬 수 있으며, 원자력발전소에서 환경 방사선 측정시 오염 확산도를 줄일 수 있도록 하는 파형분석에 기반한 방사선 검출 시스템의 신호 획득 방법 및 이를 구현하는 방사선 검출 시스템을 제공함에 있다.An object of the present invention is to solve all the problems described above, and it is possible to reduce the exposure dose to the patient by improving the radiation detection speed by shortening the signal acquisition time in the radiation detection system, and when measuring environmental radiation at a nuclear power plant. An object of the present invention is to provide a signal acquisition method of a radiation detection system based on waveform analysis to reduce contamination diffusion and a radiation detection system implementing the same.
또한, 본 발명의 다른 목적은 감마선 및 X선 등의 광자계수 기반의 시스템에 활용하여 짧은 시간 내에 입사하는 다수의 방사선을 모두 측정할 수 있어 의료분야의 일반촬영 및 CT, 핵의학 분야 등에 활용하여 진단 능력 향상과 환자에게 피폭되는 선량의 감소를 이룰 수 있으며, 교육 및 산업 분야에 활용하여 신속한 방사선 검출을 통하여 다양한 분야에서 활용할 수 있도록 하는 파형분석에 기반한 방사선 검출 시스템의 신호 획득 방법 및 이를 구현하는 방사선 검출 시스템을 제공함에 있다.In addition, another object of the present invention is to be utilized in a system based on photon counts such as gamma rays and X-rays to measure all of a plurality of radiation incidents within a short time, so that it can be used in general imaging, CT, and nuclear medicine in the medical field. Signal acquisition method and implementation of a radiation detection system based on waveform analysis that can improve diagnostic ability and reduce radiation dose to patients, and can be utilized in various fields through rapid radiation detection by utilizing it in education and industrial fields. To provide a radiation detection system.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 방사선 검출 시스템에서 방사선 에너지로 사용하는 신호를 획득하기 위한 방법으로서, 방사선 검출 시스템의 검출 센서에서 발생하는 신호 발생 파형에서 복수의 클럭을 획득하는 클럭 획득 단계; 및, 상기 획득된 복수의 클럭에 기반하여 방사선 에너지로 사용할 신호를 추출하여 방사선에너지를 얻는 방사선에너지 획득 단계;를 포함하며, 상기 클럭 추출 단계 이후 발생하는 검출 센서의 신호를 제거하는 후속 신호 제거 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is a method for obtaining a signal used as radiation energy in a radiation detection system, comprising: a clock acquisition step of obtaining a plurality of clocks from a signal generation waveform generated by a detection sensor of a radiation detection system ; And, obtaining radiation energy by extracting a signal to be used as radiation energy based on the obtained plurality of clocks to obtain radiation energy; including, a subsequent signal removing step of removing a signal from a detection sensor generated after the clock extraction step. It characterized in that it further includes;
또한, 상기 클럭 획득 단계에서 획득되는 복수의 클럭은, 상기 검출 센서의 신호 발생 파형으로부터 얻어지는 내부 클럭 및 외부 클럭으로 이루어지고, 상기 방사선에너지 획득 단계는, 상기 내부 클럭과 외부 클럭 각각에 대하여 두 지점을 연결한 신호의 기울기를 방사선에너지로 획득하며, 상기 후속 신호 제거 단계는, 상기 클럭 획득 단계에서 신호 발생 파형으로부터 내부 클럭 및 외부 클럭을 획득하여 상기 방사선에너지 획득 단계로 전송한 후, 상기 검출 센서에서 발생하는 후속 신호 발생 파형은 그라운드와 연결되는 스위치를 통해 제거되도록 이루어진다.In addition, the plurality of clocks obtained in the clock acquisition step are composed of an internal clock and an external clock obtained from a signal generation waveform of the detection sensor, and the radiation energy acquisition step includes two points for each of the internal clock and the external clock. The slope of the signal connected to is obtained as radiation energy, and in the subsequent signal removing step, an internal clock and an external clock are obtained from the signal generation waveform in the clock obtaining step and transmitted to the radiation energy obtaining step, and the detection sensor The subsequent signal generation waveform generated in is made to be removed through a switch connected to the ground.
이와 함께, 검출 센서의 신호 발생 파형으로부터 방사선에너지를 획득하기 위한 방사선 검출 시스템으로서, 방사선을 검출하여 신호 파형을 발생시키는 검출 센서부; 상기 검출 센서부에서 발생된 신호 발생 파형에서 복수의 클럭을 추출하는 클럭 추출부; 상기 클럭 추출부에서 추출된 복수의 클럭에 기반하여 방사선 에너지로 사용할 신호를 획득하는 방사선에너지 획득부; 및, 상기 방사선에너지 획득부에서 방사선에너지로 사용할 신호로 획득한 신호 이외의 검출 센서의 신호를 제거하는 후속 신호 제거부;를 포함한다.In addition, a radiation detection system for obtaining radiation energy from a signal generation waveform of a detection sensor, comprising: a detection sensor unit configured to detect radiation to generate a signal waveform; A clock extraction unit for extracting a plurality of clocks from the signal generation waveform generated by the detection sensor unit; A radiation energy acquisition unit that acquires a signal to be used as radiation energy based on a plurality of clocks extracted from the clock extraction unit; And a subsequent signal removing unit for removing a signal from a detection sensor other than a signal obtained as a signal to be used as radiation energy by the radiation energy obtaining unit.
또한, 상기 클럭 추출부는, 신호 발생 파형으로부터 내부 클럭 및 외부 클럭을 추출하도록 이루어지고, 상기 방사선에너지 획득부는, 상기 클럭 추출부로부터 전송받은 내부 클럭과 외부 클럭 각각에 대하여 두 지점을 연결한 신호의 기울기를 구하여 방사선에너지로 사용하도록 이루어지며, 상기 후속 신호 제거부는, 상기 클럭 추출부에서 신호 발생 파형으로부터 내부 클럭 및 외부 클럭을 획득하여 상기 방사선에너지 획득부로 전송한 후, 상기 검출 센서에서 발생하는 후속 신호 발생 파형을 접지 제거하도록 그라운드와 연결된 스위치로 이루어진다.In addition, the clock extraction unit is configured to extract an internal clock and an external clock from a signal generation waveform, and the radiation energy acquisition unit is a signal obtained by connecting two points for each of the internal clock and the external clock transmitted from the clock extraction unit. The slope is obtained and used as radiation energy, and the subsequent signal removal unit acquires an internal clock and an external clock from the signal generation waveform from the clock extraction unit and transmits the obtained signal to the radiation energy acquisition unit, and the subsequent signal generated by the detection sensor It consists of a switch connected to the ground to remove the signal generation waveform to the ground.
이상의 설명에서 분명히 알 수 있듯이, 본 발명의 파형분석에 기반한 방사선 검출 시스템의 신호 획득 방법 및 이를 구현하는 방사선 검출 시스템은, 신호 발생 파형의 내부 클럭과 외부 클럭을 기반으로 방사선에너지를 획득할 수 있어 신호 획득 시간을 단축하여 방사선 검출속도를 향상킬 수 있고, 방사선 검출속도의 향상으로 환자에 대한 피폭선량을 감소시킬 수 있으며, 원자력발전소에서 환경 방사선 측정시 오염 확산도를 줄일 수 있는 효과를 가져다준다.As can be seen from the above description, the signal acquisition method of the radiation detection system based on the waveform analysis of the present invention and the radiation detection system implementing the same can obtain radiation energy based on the internal clock and the external clock of the signal generation waveform. By shortening the signal acquisition time, the radiation detection speed can be improved, the exposure dose to the patient can be reduced by improving the radiation detection speed, and it has the effect of reducing the degree of contamination diffusion when measuring environmental radiation at a nuclear power plant.
또한, 방사선 검출속도의 향상으로 환자에 대한 피폭선량을 감소시킬 수 있는 효과가 있고, 아울러 방사선 검출속도의 향상으로 원자력발전소에서 환경 방사선 측정시 오염 확산도를 줄일 수 있는 효과를 나타낸다.In addition, the improvement of the radiation detection speed has the effect of reducing the exposure dose to the patient, and the improvement of the radiation detection speed has the effect of reducing the degree of contamination diffusion when measuring environmental radiation in a nuclear power plant.
이와 함께, 고속의 방사선 검출기 개발에 사용될 수 있고, 고속의 신호처리를 가능하게 하여 감마선을 검출하는 분야에 적용가능할 뿐만아니라, X선 광자를 계수하여 측정하는 분야에 적용 가능하며, 이러한 X선 광자 계수 기반의 검출기는 의료 산업에서 현재 많은 연구가 진행되고 있는 부분이며，의료뿐만아니라 X선 기반의 산업용 검출 시스템 개발 분야로의 적용이 가능하고, 방사선 검출기 개발뿐만아니라 고속의 신호를 처리하는 분야의 발전 및 활성화에 크게 기여할 수 있는 아주 유용한 발명이다.Along with this, it can be used for the development of high-speed radiation detectors, and is applicable to the field of detecting gamma rays by enabling high-speed signal processing, as well as to the field of counting and measuring X-ray photons. The count-based detector is a part of the medical industry currently undergoing a lot of research, and it can be applied not only to medical, but also to the development of X-ray-based industrial detection systems, and not only to develop a radiation detector, but also to process high-speed signals. It is a very useful invention that can greatly contribute to development and activation.
도 1은 종래 외부 및 내부 트리거와 연동하여 센서에서 발생된 신호의 최대 지점을 측정하는 방법을 개략적으로 나타내는 그래프.
도 2는 본 발명에 따른 파형분석에 기반한 방사선 검출 시스템의 신호 획득 과정을 나타내는 플로차트.
도 3은 본 발명에 따른 파형분석에 기반한 방사선 검출 시스템의 신호 획득 방법을 통해 서로 다른 방사선에너지를 측정하는 경우를 나타내는 그래프.
도 4는 본 발명에 따른 검출 센서의 파형으로부터 방사선에너지를 획득하기 위한 방사선 검출 시스템의 구성을 블록화하여 개략적으로 나타내는 블록도.1 is a graph schematically showing a method of measuring a maximum point of a signal generated from a sensor in conjunction with a conventional external and internal trigger.
2 is a flowchart showing a signal acquisition process of the radiation detection system based on waveform analysis according to the present invention.
3 is a graph showing the case of measuring different radiation energies through a signal acquisition method of a radiation detection system based on waveform analysis according to the present invention.
4 is a block diagram schematically showing the configuration of a radiation detection system for obtaining radiation energy from a waveform of a detection sensor according to the present invention.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement the present invention.
우선, 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.First of all, in adding reference numerals to elements in the drawings, it should be noted that the same elements are assigned the same numerals as possible even if they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
첨부도면 중 도 2는 본 발명에 따른 파형분석에 기반한 방사선 검출 시스템의 신호 획득 과정을 나타내는 플로차트이고, 도 3은 본 발명에 따른 파형분석에 기반한 방사선 검출 시스템의 신호 획득 방법을 통해 서로 다른 방사선에너지를 측정하는 경우를 나타내는 그래프이다.In the accompanying drawings, FIG. 2 is a flowchart showing a signal acquisition process of the radiation detection system based on waveform analysis according to the present invention, and FIG. 3 is a different radiation energy through the signal acquisition method of the radiation detection system based on waveform analysis according to the present invention. It is a graph showing the case of measuring.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 파형분석에 기반한 방사선 검출 시스템의 신호 획득 방법 및 이를 구현하는 방사선 검출 시스템은, 방사선 검출 시스템의 검출 센서에서 발생하는 신호 발생 파형에서 복수의 클럭을 획득하는 클럭 획득 단계(S100)와, 상기 클럭 추출 단계(S100)에서 획득된 복수의 클럭에 기반하여 방사선 에너지로 사용할 신호를 추출하여 방사선에너지를 얻는 방사선에너지 획득 단계(S200)를 포함하며, 상기 클럭 추출 단계(S100) 이후 발생하는 검출 센서의 신호를 제거하는 후속 신호 제거 단계(300)를 더 포함한다.As shown in FIGS. 2 and 3, a method for obtaining a signal of a radiation detection system based on waveform analysis according to the present invention and a radiation detection system implementing the same include a plurality of signal generation waveforms generated by a detection sensor of the radiation detection system. A clock acquisition step (S100) of obtaining a clock, and a radiation energy acquisition step (S200) of extracting a signal to be used as radiation energy based on a plurality of clocks obtained in the clock extraction step (S100) to obtain radiation energy, and , Further comprising a subsequent
상기 클럭 획득 단계(S100)에서 획득되는 복수의 클럭은 상기 방사선 검출 시스템의 검출 센서의 신호 발생 파형으로부터 얻어지는 내부 클럭 및 외부 클럭으로 이루어진다.The plurality of clocks obtained in the clock acquisition step S100 are composed of an internal clock and an external clock obtained from a signal generation waveform of a detection sensor of the radiation detection system.
또한, 상기 내부 클럭 및 외부 클럭은 ADC(Analog to Digital Convertor)에서 디지털화한 후 후술하는 신호 측정 단계(S200)의 FPGA(Field Programming Gate Array)로 전송하여 방사선에너지를 얻게 된다.In addition, the internal clock and the external clock are digitized by an analog to digital converter (ADC) and then transmitted to a field programming gate array (FPGA) of the signal measurement step S200 to be described later to obtain radiation energy.
계속해서, 상기 클럭 획득 단계(S100)에서 신호 발생 파형으로부터 내부 클럭 및 외부 클럭을 획득하여 방사선에너지 획득 단계(S200)로 전송한 직후, 상기 검출 센서에서 발생하는 후속 신호 발생 파형은 스위치 등으로 그라운드와 연결되어 제거되도록 이루어진다(S300).Subsequently, immediately after acquiring an internal clock and an external clock from the signal generation waveform in the clock acquisition step S100 and transmitting it to the radiation energy acquisition step S200, the subsequent signal generation waveform generated by the detection sensor is grounded by a switch or the like. It is made to be connected and removed (S300).
다음으로, 상기 방사선에너지 획득 단계(S200)는 상기 클럭 획득 단계(S100)에서 획득된 복수의 클럭, 즉 내부 클럭과 외부 클럭 각각에 대하여 두 지점을 연결한 신호의 기울기를 방사선에너지로 얻게 된다.Next, in the radiation energy acquisition step (S200), a slope of a signal obtained by connecting two points with respect to a plurality of clocks acquired in the clock acquisition step (S100), that is, an internal clock and an external clock, is obtained as radiation energy.
한편, 본 발명에 따른 파형분석에 기반한 방사선 검출 시스템의 신호 획득 방법은, 검출 센서의 신호 발생 파형을 대역필터(band pass filter)를 통해 소정 대역으로 필터링하고, 필터링된 소정 대역의 입력신호를 증폭부를 거쳐 필요한 크기의 신호로 증폭하며, 증폭부를 통과한 신호를 전송하는 중에 잡음이 남아있을 수 있으므로 증폭 후 잡음제거부를 통해 어느 범위 이하의 신호를 제거한 파형을 ADC(Analog to Digital Convertor)로 전송하는 것을 더 포함할 수 있다.On the other hand, the signal acquisition method of the radiation detection system based on waveform analysis according to the present invention filters the signal generation waveform of the detection sensor into a predetermined band through a band pass filter, and amplifies the filtered input signal of the predetermined band. After amplification, the signal is amplified into a signal of the required size through the negative, and noise may remain while transmitting the signal that has passed through the amplification part. After amplification, the signal from which the signal below a certain range is removed is transmitted to the ADC (Analog to Digital Convertor). It may further include.
다음으로, 도 4는 본 발명에 따른 검출 센서의 파형으로부터 방사선에너지를 획득하기 위한 방사선 검출 시스템의 구성을 블록화하여 개략적으로 나타내는 블록도로써, 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 검출 센서의 파형으로부터 방사선에너지를 획득하기 위한 방사선 검출 시스템에 대해 상세히 설명한다.Next, FIG. 4 is a block diagram schematically showing the configuration of a radiation detection system for obtaining radiation energy from the waveform of the detection sensor according to the present invention. Referring to FIG. 4, the waveform of the detection sensor according to the present invention A radiation detection system for obtaining radiation energy from a will be described in detail.
본 발명에 따른 검출 센서의 파형으로부터 방사선에너지를 획득하기 위한 방사선 검출 시스템은, 검출 센서의 신호 발생 파형으로부터 방사선에너지를 획득하기 위한 방사선 검출 시스템으로서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 방사선을 검출하여 신호 파형을 발생시키는 파형 검출 센서부(100)와, 상기 파형 검출 센서부에서 발생된 신호 발생 파형에서 복수의 클럭을 추출하는 클럭 추출부(200)와, 상기 클럭 추출부(200)에서 추출된 복수의 클럭에 기반하여 방사선 에너지로 사용할 신호를 획득하는 방사선에너지 획득부(300)와, 상기 방사선에너지 획득부(300)에서 방사선에너지로 사용할 신호로 획득한 신호 이외의 검출 센서의 신호를 제거하는 후속 신호 제거부(400)를 포함한다.A radiation detection system for obtaining radiation energy from a waveform of a detection sensor according to the present invention is a radiation detection system for obtaining radiation energy from a signal generation waveform of a detection sensor, as shown in FIG. A waveform
상기 파형 검출 센서부(100)는, 방사선 검출 시스템에서 방사선의 파형을 검출하는데 사용되는 공지의 검출 센서를 채용할 수 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.Since the waveform
그리고, 상기 클럭 추출부(200)는, 신호 발생 파형으로부터 내부 클럭 및 외부 클럭을 디지털화하는 ADC(Analog to Digital Convertor)로 이루어진다.In addition, the
다음으로, 상기 방사선에너지 획득부(300)는, 상기 클럭 추출부(200)로부터 전송받은 내부 클럭과 외부 클럭 각각에 대하여 두 지점을 연결한 신호의 기울기를 구하여 방사선에너지로 획득하는 FPGA(Field Programming Gate Array)로 이루어진다.Next, the radiation
계속해서, 상기 후속 신호 제거부(400)는, 상기 클럭 추출부(200)에서 내부 클럭 및 외부 클럭에 대한 신호를 상기 방사선에너지 획득부(300)로 전송한 직후, 상기 파형 검출 센서부(100)에서 발생하는 후속 신호 발생 파형을 제거하도록 그라운드와 연결된 스위치로부 이루어질 수 있다.Subsequently, the subsequent
한편, 본 발명에 따른 검출 센서의 파형으로부터 방사선에너지를 획득하기 위한 방사선 검출 시스템은, 상기 파형 검출 센서부(100)의 신호 발생 파형을 소정 대역으로 필터링하는 대역필터부(band pass filter)(510)와, 상기 대역필터부(510)에서 필터링된 소정 대역의 입력신호를 필요한 크기의 신호로 증폭하는 증폭부(520); 및 상기 증폭부(520)를 통과한 신호를 전송하는 중에 잡음이 남아있을 수 있으므로 증폭 후 어느 범위 이하의 신호를 제거한 파형을 클럭 추출부(200)로 전송하는 잡음제거부(530)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the radiation detection system for obtaining radiation energy from the waveform of the detection sensor according to the present invention includes a
이러한 본원발명의 파형분석에 기반한 방사선 검출 시스템의 신호 획득 방법 및 이를 구현하는 방사선 검출 시스템은, 신호 획득 시간이 단지 몇 클럭만에 이루어질 수 있는 획기적인 신호 단축 방법으로 활용될 수 있으며, 이에 따라 빠른 속도의 방사선 검출이 가능하여 하나의 방사선을 처리할 동안 다른 방사선이 입사하여 발생할 수 있는 신호의 중첩 현상을 방지할 수 있으며, 이에 따라 광자계수 기반의 방사선 검출기 개발에 사용되어 빠른 속도로 수많은 방사선 검출이 가능하게 된다.The signal acquisition method of the radiation detection system based on the waveform analysis of the present invention and the radiation detection system implementing the same can be utilized as an innovative signal reduction method in which the signal acquisition time can be achieved in only a few clocks. Radiation detection is possible to prevent overlapping of signals that may occur when other radiations are incident while processing one radiation, and accordingly, it is used in the development of a radiation detector based on the photon coefficient to detect numerous radiations at high speed. It becomes possible.
정리하여, 본 발명에 따른 파형분석에 기반한 방사선 검출 시스템의 신호 획득 방법 및 이를 구현하는 방사선 검출 시스템에 의하면, 신호 발생 파형의 내부 클럭과 외부 클럭을 기반으로 방사선에너지를 획득할 수 있어 신호 획득 시간을 단축하여 방사선 검출속도를 향상킬 수 있고, 방사선 검출속도의 향상으로 환자에 대한 피폭선량을 감소시킬 수 있으며, 원자력발전소에서 환경 방사선 측정시 오염 확산도를 줄일 수 있는 이점이 있다.In summary, according to the signal acquisition method of the radiation detection system based on the waveform analysis according to the present invention and the radiation detection system implementing the same, it is possible to acquire radiation energy based on the internal clock and the external clock of the signal generation waveform. The radiation detection speed can be improved by shortening the radiation detection speed, the exposure dose to the patient can be reduced by the improvement of the radiation detection speed, and there are advantages of reducing the degree of contamination diffusion when measuring environmental radiation in a nuclear power plant.
또한, 고속의 방사선 검출기 개발에 사용될 수 있고, 고속의 신호처리를 가능하게 하여 감마선을 검출하는 분야에 적용가능할 뿐만아니라, X선 광자를 계수하여 측정하는 분야에 적용 가능하며, 이러한 X선 광자 계수 기반의 검출기는 의료 산업에서 현재 많은 연구가 진행되고 있는 부분이며，의료뿐만아니라 X선 기반의 산업용 검출 시스템 개발 분야로의 적용이 가능하고, 방사선 검출기 개발뿐만아니라，고속의 신호를 처리하는 분야에서 사용가능한 이점이 있다.In addition, it can be used for the development of high-speed radiation detectors, and is applicable to the field of detecting gamma rays by enabling high-speed signal processing, as well as to the field of counting and measuring X-ray photons. The base detector is a part where a lot of research is currently underway in the medical industry, and it can be applied not only to medical but also to the field of developing X-ray-based industrial detection systems, and not only in the development of radiation detectors, but also in the field of processing high-speed signals. There are advantages available.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정과 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그리고, 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is only illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs can make various modifications, changes, and substitutions within the scope not departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical idea of the present invention, but are for illustration, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings. . In addition, the scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.
S100 : 클럭 획득 단계, S200 : 방사선에너지 획득 단계
S300 : 후속 신호 제거 단계, 100 : 파형 검출 센서부
200 : 클럭 추출부, 300 : 방사선에너지 획득부
400 : 후속 신호 제거부, 510 : 대역필터부
520 : 증폭부, 530 : 잡음제거부S100: clock acquisition step, S200: radiation energy acquisition step
S300: subsequent signal removal step, 100: waveform detection sensor unit
200: clock extraction unit, 300: radiation energy acquisition unit
400: subsequent signal removal unit, 510: band filter unit
520: amplification unit, 530: noise reduction unit
Claims (4)
방사선 검출 시스템의 검출 센서에서 발생하는 신호 발생 파형에서 복수의 클럭을 획득하는 클럭 획득 단계; 및,
상기 획득된 복수의 클럭에 기반하여 방사선 에너지로 사용할 신호를 추출하여 방사선에너지를 얻는 방사선에너지 획득 단계;를 포함하며,
상기 클럭 추출 단계 이후 발생하는 검출 센서의 신호를 제거하는 후속 신호 제거 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파형분석에 기반한 방사선 검출 시스템의 신호 획득 방법.
As a method for obtaining a signal used as radiation energy in a radiation detection system,
A clock acquisition step of acquiring a plurality of clocks from a signal generation waveform generated by a detection sensor of a radiation detection system; And,
Radiation energy acquisition step of obtaining radiation energy by extracting a signal to be used as radiation energy based on the obtained plurality of clocks; and
And a subsequent signal removal step of removing a signal from a detection sensor generated after the clock extraction step. The method of obtaining a signal of a radiation detection system based on waveform analysis, further comprising.
상기 클럭 획득 단계에서 획득되는 복수의 클럭은, 상기 검출 센서의 신호 발생 파형으로부터 얻어지는 내부 클럭 및 외부 클럭으로 이루어지고,
상기 방사선에너지 획득 단계는, 상기 내부 클럭과 외부 클럭 각각에 대하여 두 지점을 연결한 신호의 기울기를 방사선에너지로 획득하며,
상기 후속 신호 제거 단계는, 상기 클럭 획득 단계에서 신호 발생 파형으로부터 내부 클럭 및 외부 클럭을 획득하여 상기 방사선에너지 획득 단계로 전송한 후, 상기 검출 센서에서 발생하는 후속 신호 발생 파형은 그라운드와 연결되는 스위치를 통해 제거되도록 이루어짐을 특징으로 하는 파형분석에 기반한 방사선 검출 시스템의 신호 획득 방법.
The method of claim 1,
The plurality of clocks obtained in the clock acquisition step are composed of an internal clock and an external clock obtained from a signal generation waveform of the detection sensor,
In the obtaining of radiation energy, a slope of a signal connecting two points for each of the internal clock and the external clock is obtained as radiation energy,
In the step of removing the subsequent signal, an internal clock and an external clock are obtained from the signal generation waveform in the clock acquisition step and transmitted to the radiation energy acquisition step, and the subsequent signal generation waveform generated by the detection sensor is a switch connected to the ground. A method of obtaining a signal of a radiation detection system based on waveform analysis, characterized in that it is removed through
방사선을 검출하여 신호 파형을 발생시키는 검출 센서부;
상기 검출 센서부에서 발생된 신호 발생 파형에서 복수의 클럭을 추출하는 클럭 추출부;
상기 클럭 추출부에서 추출된 복수의 클럭에 기반하여 방사선 에너지로 사용할 신호를 획득하는 방사선에너지 획득부; 및,
상기 방사선에너지 획득부에서 방사선에너지로 사용할 신호로 획득한 신호 이외의 검출 센서의 신호를 제거하는 후속 신호 제거부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 검출 시스템.
A radiation detection system for obtaining radiation energy from a signal generation waveform of a detection sensor,
A detection sensor unit that detects radiation and generates a signal waveform;
A clock extraction unit for extracting a plurality of clocks from the signal generation waveform generated by the detection sensor unit;
A radiation energy acquisition unit that acquires a signal to be used as radiation energy based on a plurality of clocks extracted from the clock extraction unit; And,
And a subsequent signal removal unit for removing a signal from a detection sensor other than a signal obtained as a signal to be used as radiation energy by the radiation energy acquisition unit.
상기 클럭 추출부는, 신호 발생 파형으로부터 내부 클럭 및 외부 클럭을 추출하도록 이루어지고,
상기 방사선에너지 획득부는, 상기 클럭 추출부로부터 전송받은 내부 클럭과 외부 클럭 각각에 대하여 두 지점을 연결한 신호의 기울기를 구하여 방사선에너지로 사용하도록 이루어지며,
상기 후속 신호 제거부는, 상기 클럭 추출부에서 신호 발생 파형으로부터 내부 클럭 및 외부 클럭을 획득하여 상기 방사선에너지 획득부로 전송한 후, 상기 검출 센서에서 발생하는 후속 신호 발생 파형을 접지 제거하도록 그라운드와 연결된 스위치로 이루어짐을 특징으로 하는 방사선 검출 시스템.The method of claim 3,
The clock extraction unit is configured to extract an internal clock and an external clock from a signal generation waveform,
The radiation energy acquisition unit is configured to obtain a slope of a signal connecting two points for each of the internal clock and the external clock transmitted from the clock extraction unit and use it as radiation energy,
The subsequent signal removal unit is a switch connected to the ground to remove the subsequent signal generation waveform generated from the detection sensor after obtaining an internal clock and an external clock from the signal generation waveform in the clock extraction unit and transmitting the obtained signal to the radiation energy acquisition unit. Radiation detection system, characterized in that consisting of.
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