DE2152933A1 - IRRADIATION DEVICE - Google Patents
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Description
Bestrahlungsgerät Die Erfindung betrifft ein Bestrahlungsgerät mit mindestens einer Gasentladungslampe und einer Einrichtung zur Regelung für deren Betrieb, insbesondere für kosmetische Zwecke. Irradiation device The invention relates to an irradiation device with at least one gas discharge lamp and a device for regulating it Business, in particular for cosmetic purposes.
Es ist bereits ein Bestrahlungsgerät für kosmetische Zwecke bekannt, bei dem zwei Quecksilberdampfhochdrucklampen mit unter-' schiecllichen elektrischen Leistungen vorgesehen sind. Dabei ist die Quecksilberhochdrucklampe mit der höheren elektrischen Leistung mit einem Filter versehen, das nur den dem UV-A-Bereich zugeordneten Spektralbereich der Wellenlängen von 5 150 bis 3 600 .91E durchläßt, während die Quecksilberhochdrucklampe mit der niedrigeren elektrischen Leistung ohne Filter betrieben wird und demgemäß die gesamte Uv-Strahlung im Wellenlängenbereich von etwa 2 800 iE bis ca. 4000 iE liefert. Bei diesem Gerät werden die für elektrisch verschiedenen Leistungen ausgelegten Quecksilberdampfhochdrucklampen während ihres Betriebes unterschiedlich lange eingeschaltet, um auf diese Weise über die als Produkt aus Bestrahlungsleistung und Bestrahlungszeit definierte Bestrahlungsdosis eine für die Bräunung der nenschlichen Haut geeignete, dem Sonnenlicht entsprechende Wirkung zu erzielen, wobei die Anteile von UT-A : IJV-B : UV-C im Verhältnis von etwa 200 : 1 : 0 s-ehen.An irradiation device for cosmetic purposes is already known, with two high-pressure mercury vapor lamps with different electrical ones Services are provided. The high pressure mercury lamp is the higher provided electrical power with a filter that is only assigned to the UV-A range The spectral range of wavelengths from 5 150 to 3 600 .91E passes, while the High pressure mercury lamp with lower electrical power without filter is operated and accordingly the entire UV radiation in the wavelength range of supplies around 2,800 iE to approx. 4,000 iE. With this device the for electric high pressure mercury vapor lamps designed for different outputs during their Operation switched on for different lengths of time in order to use this as a product radiation dose defined from radiation power and radiation time Suitable for tanning human skin, appropriate to sunlight To achieve effect, the proportions of UT-A: IJV-B: UV-C in the ratio of about 200: 1: 0 s-marriages.
Dieses die Gesamtbestrahlungsdosis, insbesondere über den Faktor "Zeit" steuernde Bestrahlungsgerät erfordert unfangreichl Steuerungsmittel und hat wegen des verwendeten Filters außerdem einen schlechten Wirkungsgrad.This is the total radiation dose, in particular via the "time" factor Controlling irradiation device requires extensive control means and has because of the filter used also has a poor efficiency.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bestrahlungsgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, ohne mit den genannten Nacht eilen behaftet zu sein und das es darüberhinaus noch ermöglicht, das Verhältnis der Anteile der UV-A und UV-B-Strahlung in weiten Bereichen gewünscht verändern und regeln zu können.The invention is based on the object of providing an irradiation device To create the type mentioned at the outset, without rushing with the aforementioned night afflicted and that, moreover, enables the ratio of the proportions of the To be able to change and regulate UV-A and UV-B radiation as desired in a wide range.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß als Entladungslampe eine Mischdampflampe mit insbesondere einer Quecksilber- und Metallhalogenidfüllung, vorzugsweise Zinnjodid vorgesellen ist, deren Strahlungscharakteristik im W -Bereich in Abhangigkeit von der Wandtemperatur des Entladungsgefäßes einstellbar ist, wobei die Mischdampflampe bei einer Wandtemperatur des Entladungsgefäßes von oberhalb 5000 C die Charakteristi einer Metallhalogenlampe und unterhalb von 5000 C die Charakteristik einer Quecksilberhochdrucklampe aufweist. Auf diese Weise kann eine für therapeutische oder kosmetische Zwecke geeignete Strahlung in einem einzigen Entladungsgefäß erzeugt und in einfacher Art das Verhältnis von UV-A : UV-B-Strahlung dem jeweiligen Anwendungsfall entsprechend angepaßt eingestellt werden. Diese beliebige Einstellbarkeit der Strahlungsanteile ist vor allem bei der Bestrahlung zwecks Bräunung der menschlichen Haut von Vorteil, da deren Empfindlichkeit vom Hauttyp, Alter und Geschlecht der Person und auch von der Jahreszeit abhängt, die demgemäß unterschiedlich ist. Außerdem bildet die menschliche Haut im Laufe der Behandlungszeit ein Filter gegen die UV-B-Strahlung in Form einer Hornhautverdickung, der nur durch einen erhöhten UV-B Anteil in der Gesamtstrahlung wirkungsvoll begegnet werden kann.According to the invention, the object is achieved in that as a discharge lamp a mixed vapor lamp with, in particular, a mercury and metal halide filling, is preferably preceded by tin iodide, the radiation characteristics of which are in the W range can be set as a function of the wall temperature of the discharge vessel, wherein the mixed vapor lamp at a wall temperature of the discharge vessel from above 5000 C the characteristics of a metal halogen lamp and below 5000 C the characteristics a high pressure mercury lamp. That way one can be for therapeutic radiation suitable for cosmetic purposes is generated in a single discharge vessel and in a simple way the ratio of UV-A: UV-B radiation for the respective application adjusted accordingly. This arbitrary adjustability of the radiation components is especially beneficial for irradiation for the purpose of tanning the human skin, as their sensitivity to the skin type, age and gender of the person and also from depends on the season, which is accordingly different. It also educates human In the course of the treatment period, the skin has a filter against UV-B radiation in the form of a Corneal thickening, which is only caused by an increased UV-B component in the total radiation can be effectively countered.
Die Einstellung der Wandtemperatur des Entladungsgefäßes erfolgt nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in vo?'teilhafter Weise dadurch, daß die Kathode der IIischdan.pflarnpe mit einen Vorschaltgerät und einem Stromregler zur Wahl der in der IIisondampflampe umgesetzten elektrischen Leistung verbunden ist.The wall temperature of the discharge vessel is set after an embodiment of the invention in vo? 'Partial manner in that the Cathode of the IIischdan.pflarnpe with a ballast and a current regulator for Choice of the electrical power converted in the IIisondampflampe is connected.
Dadurch ist die die Strahlungscharakteristik bestimmende Wandtemperatur des Entladungsgefäßes mit der in einfacher Weise regelbaren elektrischen Betriebs leistung der Mischdampflampe in weiten Bereichen beliebig vorwählbar und einstellbar.This is the wall temperature that determines the radiation characteristics of the discharge vessel with the easily controllable electrical operation The power of the mixed vapor lamp can be preselected and adjusted as required over a wide range.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung gemäß dem Gattungsbegriff besteht darin, das Entladungsgefäß in den Kühllluftstrom eines Gebläses oder Ventilators mit regelbarer Leistung zur Beeinflussung der äußeren Wärmeabfuhr anzuordnen. Bei dieser Ausführungsform mit ebenfalls von der Wandtemperatur des Entladungsgefäßes abhängiger Strahlungscharakteristik können die Wandtemperatur und damit die verschiedenen Betriebs zustände der Mischdampflampe mit der in einfacher Weise regelbaren Kühlleistung gewünscht und in einem besonders weitem Bereich frei wählbar eingestellt werden.Another embodiment of the invention according to the generic term consists in placing the discharge vessel in the cooling air flow of a blower or ventilator to be arranged with adjustable power to influence the external heat dissipation. at this embodiment also depends on the wall temperature of the discharge vessel Depending on the radiation characteristics, the wall temperature and thus the various Operating states of the mixed vapor lamp with the easily controllable cooling capacity desired and freely selectable in a particularly wide range.
Nach dem gleichen Prinzip arbeitet ein weiteres besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel des Bestrahlungsgerätes gemäß der eingangs genannten Art. Hierbei wird im Gegensatz zur vorbeschriebenen Anordnung nicht die gesamte sondern nur ein Teil der Außenfläche des Entladungsgefäßes mit Kühlluft beaufschlagt.Another particularly advantageous one works on the same principle Embodiment of the irradiation device according to the type mentioned. Here In contrast to the arrangement described above, it is not the entire but only one Part of the outer surface of the discharge vessel is acted upon with cooling air.
Dafür ist an Entladungsgefäß ein Ansatz einstückig angeformt, der außen mit einer Heizwicklung versehen ist.For this purpose, an attachment is formed in one piece on the discharge vessel, the is provided with a heating coil on the outside.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der in den zugehörigen Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiele erläutert werden.Further advantageous details of the invention emerge from the following Description of the embodiments shown in the accompanying drawings explained.
Es zeigen: Fig. 1 ein Bestrahlungsgerät mit zugehöriger Schaltung, Fig. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel und Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel.1 shows an irradiation device with an associated circuit, FIG. 2 shows another embodiment and FIG. 3 shows another embodiment.
In der Fig. 1 ist mit 1 ein insbesondere aus Quarz hergestelltes; Entladungsgefäß einer Mischdampflampe bezeichnet, in dem sich zwei vorzugsweise aus Wolfram bestehende Elektroden 2, 3 befZnden. Außerdem sind in das Entladungsgefäß 1 Quecksilber 4 in flüssiger Form und ein Metallhalogen 5, insbesondere Zinnjodid in fester Form eingebracht. Die Elektrode 2 der Mischdampflampe ist direkt und die Elektrode 3 über ein Vorschaltgerät 6 und einen Stromregler 7, der z.B. als Phasenanschnittsteuergerät mit bidirektionalen Stromrichtern ausgebildet werden kann, an das Stromversorgungsnetz angeschlossen.In Fig. 1, 1 is a particular made of quartz; Discharge vessel of a mixed vapor lamp referred to, in which two are preferably Tungsten electrodes 2, 3 are located. They are also in the discharge vessel 1 mercury 4 in liquid form and a metal halogen 5, in particular tin iodide introduced in solid form. The electrode 2 of the mixed vapor lamp is direct and the Electrode 3 via a ballast 6 and a current regulator 7, e.g. as a phase control device can be formed with bidirectional converters to the power supply network connected.
Nach einer kurzen Einbrennzeit von etwa 3 Minuten hat die Entladung ihren stationären Zustand und damit die Mischdampflampe den Nennbetrieb erreicht, wobei an der Mischdampflampe und am Vorschaltgerät 6 die Nennspannungen anliegen. In dieser Betriebsweise arbeitet die Mischdampflampe als Metallhalogendampflampe, da infolge der dabei umgesetzten elektrischen Leistung die Innenwandung des Entladungsgefäßes 1 eine Temperatur von wesentlich über 5000C, insbesondere 8500C aufweist. Diese hohe spezifische Wandbelastung bewirkt in der Mischdampflampe einen so großen Metallhalogendampfdruck, daß die Metallhalogenzusätze vollstandig verdampfen und demzufolge das Spektrum der Entladung vorwiegend durch diese Metallhalogenzusätze bestimmt und ein nahezu; kontinuierliches Spektrum ohne kurzwellige Strahlung im W-C und mit sehr kleinem W-B Anteil abgestrahlt wird.After a short burn-in time of around 3 minutes, the discharge has finished their steady state and thus the mixed vapor lamp reaches nominal operation, the nominal voltages being applied to the mixed vapor lamp and to the ballast 6. In this operating mode, the mixed vapor lamp works as a metal halide lamp, because as a result of the electrical power converted in the process, the inner wall of the discharge vessel 1 has a temperature of significantly above 5000C, in particular 8500C. These A high specific wall load causes such a high metal halide vapor pressure in the mixed vapor lamp that that the metal halide additives evaporate completely and consequently the spectrum the discharge mainly determined by these metal halide additives and a nearly; continuous spectrum without short-wave radiation in the W-C and with very small W-B portion is radiated.
Bei einer Verminderung des Lampenstromes durch den Stromregler 7 oder eine zusätzliche Impedanz unter seinen Nennwert sinken die spezifische Wandbelastung und damit auch die Temperatur der Innenwand des Entladungsgefäßes 1 ab. Dadurch kondensiert der Metallhalogendampf teilweise, wodurch der Einfluß des Metallhalogendampfes auf das Spektrum der Strahlung kleiner wird, der Einfluß des Quecksilberhochdruckbogens an der spektralen Verteilung des Lichtes zunimmt, und die Linienstrahlung im UV-B-Bereich stärker hervortritt. Dabei verschieben sich nicht nur die Strahlungsanteile im W-B und UV-A-Bereich relativ zueinander, sondern der Absolutwert der Strahlung im W-B-Bereich wird erhöht.When the lamp current is reduced by the current regulator 7 or an additional impedance below its nominal value decreases the specific wall load and thus also the temperature of the inner wall of the discharge vessel 1. Through this condenses the Metal halide partially, eliminating the influence of the metal halide vapor on the spectrum of the radiation becomes smaller, the influence of the high-pressure mercury arc increases in the spectral distribution of the light, and the line radiation in the UV-B range is more prominent. Thereby shift not only the radiation components in the W-B and UV-A range relative to one another, but the absolute value of the radiation in the W-B range is increased.
Die untere Grenze für den über die Stromstärke mittels Regler 7 einstellbaren Leistungsumsatz, von dem die Temperatur der Innenwand des Entladungsgefäßes 1 im wesentlichen abhängt, wird festgelegt durch den die Bogenspannung bestimmenden quecksilberdampfdruck. Dieser minimale Stromstärkenwert für die untere Grenze ist dabei so zu wählen, daß die Innenrand des Entladungsgefäßes 5 1 die Temperatur von 4000C nicht unterschreitet, da oberhalb dieser Temperatur das im Entladungsgefäß 1 befindliche Quecksilber restlos verdampft ist.The lower limit for the adjustable via the current intensity using controller 7 Power conversion, of which the temperature of the inner wall of the discharge vessel 1 in is determined by the mercury vapor pressure which determines the arc voltage. This minimum current value for the lower limit is to be chosen so that the inner edge of the discharge vessel 5 1 does not fall below the temperature of 4000C, since the mercury in the discharge vessel 1 is completely above this temperature has evaporated.
Innerhalb dieses angegebenen Bereiches, in dem die Temperatur der Innenwand des Entladungsgefäßes 1 und damit die Partialdrücke der an der Entladung beteiligten Dämpfe durch elektrische Maßnahmen geregelt wird, können die Strahlungsanteile von W-A : W-B relativ zueinander von etwa 20 : 1 an der unteren Grenze bis etwa 200 : 1 an der oberen Grenze eingestellt und auch während des Betriebes verändert werden.Within this specified range in which the temperature of the Inner wall of the discharge vessel 1 and thus the partial pressures of the discharge the vapors involved is regulated by electrical measures, the radiation components can be reduced from W-A: W-B relative to each other from about 20: 1 at the lower limit to about 200: 1 set at the upper limit and also changed during operation will.
Diese über die Temperatur der Innenwand des Entladungsgefäßes 1 1 geregelte Verschiebung der abzustrahlenden Strahlungsanteile relativ zueinander kann auch durch entsprechende Kühlung des Entladungsgefäßes 1 von außen erreicht werden (Fig. 2). Dabei sind für die durch Zwangskühlung erfolgende äußere Wärmeabfuhr Ventilatoren 8, 9 oder ein Gebläse mit regelbarer Kühlleistung vorzusehen, um die Temperatur der Wandung des Entladungsgefäßes 1 definiert zu becinflußen. Diese Beeinflussung erfolgt nun derart, daß der durch hohe Wandtemperatur charakterisierte Nennbetrieb, wobei die Mischdampflampe als Netallhalogendampflampe arbeitet ohne Zwangskühlung bei reiner konvektiver Kühlung eingestellt wird und durch die regelbare Zwangskühlung die Abkühlung der Wand des Entladungsgefäßes 1 entsprechend durchgeführt wird. Diese regelbare Zwangskühlung hat das Kondensieren des Metallhalogendampfes an der Innenwand des Entladungsgefäßes 1 zur Folge, wodurch die gewünschte Verschiebung des Spektrums nach kürzeren Wellenlängen hin bewirkt wird.This over the temperature of the inner wall of the discharge vessel 1 1 Controlled shift of the radiation components to be emitted relative to one another can also be achieved by appropriate cooling of the discharge vessel 1 from the outside (Fig. 2). Thereby are for the external heat dissipation which takes place by means of forced cooling Provide fans 8, 9 or a blower with adjustable cooling capacity to the The temperature of the wall of the discharge vessel 1 is to be influenced in a defined manner. This influencing happens now such that the one characterized by high wall temperature Nominal operation, whereby the mixed vapor lamp works as a metal halogen vapor lamp without Forced cooling is set with pure convective cooling and through the controllable Forced cooling, the cooling of the wall of the discharge vessel 1 is carried out accordingly will. This controllable forced cooling has the condensation of the metal halide vapor on the inner wall of the discharge vessel 1 result, whereby the desired displacement of the spectrum towards shorter wavelengths is effected.
Eine weitere Möglichkeit, die Partialdrücke der Dämpfe in der Mischdampflampe zu steuern, besteht darin, an das Entladungsgefäß 1 einen Ansatz anzubringen. Dieser Ansatz, der in Fig. 3 mit 10 bezeichnet ist, wird durch die Entladung nur schwach geheizt und nimmt deshalb eine niedrigere Temperatur an, als die den Bogen begrenzenden Teile der Innenwand. Da der Dampfdruck in einem geschlossenen Raum bei vernachlässigbar kleinen Diffusionswiderständen durch die kälteste Stelle der Wandung bestimmt ist, kann die Temperatur der Wandung des Ansatzes 10, und damit der Dampfdruck des Metallhalogenids 4 durch eine zusätzliche Heizung 11, die um die Außenfläche des Ansatzes 10 gelegt ist, definiert erhöht werden, wodurch die Charakteristik der Entladung des Quecksilberhochdruckbogens zu der des Metallhalogendampfbogens verschoben wird. Eine Änderung der Anteile UV : W-B : UV-A im Verhältnis von 1 : 1 : 1 bis 0 : 1 : 1000 können auf diese Weise erreicht werden.Another possibility, the partial pressures of the vapors in the mixed vapor lamp to control, consists in attaching an approach to the discharge vessel 1. This Approach, which is designated in Fig. 3 with 10, is only weak by the discharge heated and therefore assumes a lower temperature than that delimiting the arc Parts of the inner wall. Because the vapor pressure in an enclosed space is negligible small diffusion resistance is determined by the coldest part of the wall, can be the temperature of the wall of the approach 10, and thus the vapor pressure of the metal halide 4 by an additional heater 11, which is placed around the outer surface of the extension 10 is defined to be increased, thereby increasing the discharge characteristic of the high pressure mercury arc to that of the metal halide arc. A change in the proportions of UV : W-B: UV-A in a ratio of 1: 1: 1 to 0: 1: 1000 can be used in this way can be achieved.
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