Development of Enhanced DAP(Dose Area Product)

성능이 향상된 면적선량계(DAP) 개발

Abstract

In this paper, we propose enhanced DAP(Dose Area Product). The development of enhanced DAP proposed in this paper has optimized the area dose meter that was developed previously. The development of enhanced DAP performed Optimized design of charge integrator and ADC circuit, optimization of line transceiver for RS-485 communication, optimization of display circuit, and optimization of PC-based control program for interlocking and aging. As a result of evaluating the performance of the proposed system in an accredited testing laboratory, Radiation dose dependence and Radiation quality dependence were measured to be 4.2%, which is below ${\pm}15%$ of international standard. Energy range/Tube voltage was confirmed in the range of 30~150kV. The sensitivity difference between sensor field and sensor field area dose sensitivity was measured to be 4.3%, and it was confirmed that it operates normally under ${\pm}15%$ of international standard. In order to measure the reproducibility of the area dosimeter, it was confirmed that it was 0% and it was operated normally at less than 2% of IEC60580 recommendation. Digital resolution was confirmed to be a minimum unit of $0.01{\mu}Gy{\cdot}m^2$ within the error range for the reference dose per hour.

본 논문에서는 성능이 향상된 면적선량계(DAP)를 제안한다. 본 논문에서 제안한 성능이 향상된 면적선량계는 기존에 개발되었던 면적선량계를 최적화하였다. 성능이 향상된 면적선량계는 전하 적분기 및 ADC 회로의 최적화 설계, RS-485 통신용 Line transceiver의 최적화 설계, Display 회로의 최적화 설계, 연동 및 에이징을 위한 PC 기반 제어 프로그램 최적화 등을 수행하였다. 제안된 시스템의 성능을 평가하기 위하여 공인시험기관에서 실험한 결과는 Radiation dose dependence와 Radiation quality dependence는 4.2%의 측정 불확도가 측정되어 국제 표준인 ${\pm}15%$ 이하에서 정상동작 됨이 확인되었다. Energy range/Tube voltage는 30~150kV 구간에서 반응이 확인되었다. 센서필드간 감도차이와 센서필드간 면적선량 감도차이는 4.3%의 측정 불확도가 측정되어 국제 표준인 ${\pm}15%$ 이하에서 정상동작 됨이 확인되었다. 면적선량계의 재현성을 측정하기 위하여 10회 반복하여 측정한 결과 0%로 확인되어서 IEC60580 권고 사항인 2% 이하에서 정상동작 됨이 확인되었다. Digital resolution은 시간당 기준선량에 대해 오차 범위 내에서 $0.01{\mu}Gy{\cdot}m^2$의 최소단위로 측정되는 것을 확인되었다.

Fig. 1. Optimized Charge Integrator and ADC Circuit. 그림 1. 최적화된 전하 적분기 및 ADC 회로

Fig. 2. Optimized Line Transceiver Circuit for RS-485 Communication. 그림 2. 최적화된 RS-485 통신용 Line transceiver 회로

Fig. 3. Optimized Bias Voltage Generator Circuit. 그림 3. 최적화된 바이어스 전압 발생부 회로

Fig. 4. Optimized Power Supply Circuit. 그림 4. 최적화된 전원부 회로

Fig. 5. Optimized POE-PD Power Supply, Connector Circuit. 그림 5. 최적화된 POE-PD 전원부, 연결부 회로

Fig. 6. Optimized Ethernet PHY Circuit. 그림 6. 최적화된 Ethernet용 PHY 회로

Fig. 7. Optimized PC Based Control Program. 그림 7. 최적화된 PC 기반 제어 프로그램

Table 1. Experimental Results of Enhanced DAP. 표 1. 성능이 향상된 면적선량계 실험 결과