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Meßgerät zum Integrieren einer von einem Momentandosismesser erfaßten
Bestrahlung Die bekannten Einrichtungen zur unmittelbaren Bestimmung der Integraldosis
einer Bestrahlung haben den Nachteil, daß das Anzeigegerät ein hochempfindliches
elektrisches Meßgerät, vorzugsweise ein Elektrometer ist, dessen bewegliches Organ
nur äußerst geringe Verstellkräfte auszuüben vermag. Infolgedessen ist es nicht
ohne weiteres möglich, ein solches Gerät mit einem verstellbaren Grenzkontakt auszurüsten,
der dazu dienen soll, um nach Erreichen der gewünschten Integraldosis die zur Bestrahlung
dienende Einrichtung selbsttätig abzuschalten.
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Andererseits sind Einrichtungen zur Bestimmung der Integraldosis bekanntgeworden,
bei denen ein Kondensator unter dem Einfluß des in einer Meßkammer entstehenden
Ionisationsstromes abwechselnd geladen und entladen wird, wobei die Umschaltung
von einem empfindlichen elektrostatischen Relais gesteuert wird. Die Integraldosis
kann in diesem Falle durch ein von dem Relais gesteuertes Zählwerk absatzweise angezeigt
werden. Zur Ermittelung der Momentandosis kann dabei eine Stoppuhr benutzt werden,
mit der man die Zeitdauer einer Umschaltperiode bestimmt.
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Ferner ist vorgeschlagen worden, den Ionisationsstrom zu verstärken
und dann zur Bestimmung der Momentan- und Integraldosis ein Kompensationsverfahren
für eine von dem Ionisationsstrom in einem Widerstand erzeugte Spannung zu benutzen,
wobei die Kompensation an einem Nullgalvanometer kontrolliert und von Hand mittels
eines regelbaren Potentiometerwiderstandes eingestellt werden muß. An einem entsprechend
geeichten, die Kompensationsspannung messenden Voltmeter kann dann die Momentandosis
und an einem parallel dazu geschalteten Gleichstromzähler bei entsprechender Eichung
die Integraldosis abgelesen werden.
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Die vorliegende Erfindung geht demgegenüber von der Voraussetzung
aus, daß es zur dauernden Überwachung der Stärke der Bestrahlung erforderlich ist,
ein Meßgerät vorzusehen, an dessen Anzeigeorgan jederzeit unmittelbar der jeweilige
Betrag der Momentandosis abgelesen werden kann. Unter der Voraussetzung, daß die
Momentandösis sich während der Bestrahlungszeit nicht ändert, kann man dann so vorgehen,
daß man die erforderliche Bestrahlungszeit aus dem Betrag der gewünschten Integraldosis
und dem gewählten Betrag der Momentandosis errechnet. Hat man z. B. mit Hilfe eines
Momentandosismessers die Dosis je Minute gemessen, so erhält man die Bestrahlungszeit
in Minuten als Quotient aus der gewünschten Integraldosis und der gemessenen Momentandosis.
Die Bestrahlungszeit kann dann mit einer gewöhnlichen Uhr bestimmt werden, die
vorzugsweise
mit einer Kontakteinrichtung versehen wird, die nach einer in Minuten bezifferten
Skala einstellbar ist, so daß die Be-, strahlung nach Ablauf der eingestellten Zef;:
selbsttätig unterbrochen wird.
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Dieses Verfahren hat aber eine Reihe von Nachteilen. Es erfordert
nicht nur eine Ablesung der Momentandosis, sondern außerdem eine Rechnung, bei der
leicht Fehler gemacht werden können. Wenn es erforderlich ist, die Bestrahlung vorzeitig
zu unterbrechen, so muß die bis dahin abgelaufene Zeit besonders notiert und der
Grenzkontakt bei späterer Wiederaufnahme der Bestrahlung entsprechend der restlichen
Zeit neu: eingestellt werden. Es ist aber häufig erwünscht, die Momentandosis nicht
während der ganzen Bestrahlungszeit gleichzuhalten. In solchem Fall muß jedesmal
beim Wechsel der Momentandosis eine neue Berechnung und Einstellung des Grenzkontaktes
erfolgen.
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Diese Übelstände werden nun dadurch vermieden, daß unter Verwendung
eines gemäß obigem an sich hierfür bekannten Laufwerkes zum Antrieb eines längs
einer in Einheiten der Integraldosis geteilten Skala sich bewegenden Organs das
integrierende Meßgerät gemäß der Erfindung durch eine von dem - Momentandosismesser
an sich unbeeinfiußte Kraftquelle angetrieben wird und seine Geschwindigkeit entsprechend
dem am Momentandosismesser angezeigten, an einer Skala'ablesbaren Wert von Hand
eingestellt wird. Da ein solches Laufwer46 unschwer so gebaut werden kann, daß es
die zum unmittelbaren Betätigen einer Kontakteinrichtung erforderlichen Kräfte auszuüben
vermag, so kann es mit einer einstellbaren Grenzkontaktvorrichtung üblicher Bauart
ausgerüstet werden, die zum selbsttätigen Abschalten der Bestrahlungseinrichtung
dient.
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Gegenüber den bekannten, mit empfindlichen elektrostatischen Meßgeräten
arbeitenden Einrichtungen hat das Meßgerät gemäß der Erfindung den Vorteil, daß
das Integriergerät als einfaches, auch gegen. verhältnismäßig rauhe Behandlung wenig
empfindliches Zusatzgerät zu dem an sich in der Regel bereits vorhandenen Dosismesser
ausgebildet werden kann.
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Die Regelung der Geschwindigkeit des Laufwerkes kann in der Weise
erfolgen, daß die dem Laufwerk zugeführte Antriebsenergie verändert wird. Zu diesem
Zweck kann man z. B. das Laufwerk mit einem Elektromotor, vorzugsweise mit einem
Elektrizitätszählertriebwerk, kuppeln, wobei die Antriebskraft in an sich bekannter
Weise, z. B. durch einen regelbaren Widerstand, verändert werden kann. Man kann
aber auch ein Triebwerk verwenden, das an sich mit gleichbleibender Geschwindigkeit
läuft. Das Triebwerk wird dann mit dem Laufwerk über ein regelbares Übersetzungsgetriebe
gekuppelt, wobei das @JtTbersetzungsverhältnis entsprechend der Momenfandosis von
Hand eingestellt wird. Als Übersetzungsgetriebe kann z. B. ein Reibradgetriebe verwendet
werden, wobei in an sich bekannter Weise eines der Reibräder verschiebbar angeordnet
ist. Besonders zweckmäßig ist eine Einrichtung, bei der das Laufwerk über eine an
sich bekannte Einrichtung zur periodischen Kupplung mit einem mit gleichbleibender
Geschwindigkeit laufenden Triebwerk verbunden ist, wobei die Zeitdauer des Einschaltens
der Kupplung im Verhältnis zur Dauer einer Schaltperiode nach einer in Einheiten
der Momentandosis bezifferten Skala von Hand eingestellt werden kann.
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Zur weiteren Vereinfachung kann die Einrichtung gemäß der Erfindung
derart mit dem Momentandosismesser zusammengebaut werden, daß dessen Skala unmittelbar
zum Einstellen der Geschwindigkeit des Laufwerks benutzt wird. Zu diesem Zweck kann
der <Einstellzeiger des Geschwindigkeitsreglers parallel bzw. konzentrisch zu
der Zeigerachse des Momentandosismessers, vorzugsweise diesem gegenüberstehend,
angeordnet werden, so daß die Bedienung sich darauf beschränkt, den Einstellzeiger
stets in Übereinstimmung mit dem Zeiger des Momentandosismessers zu halten.
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Das Meßgerät nach der Erfindung hat somit auch den Vorteil, daß bei
einer Unterbrechung der Bestrahlung oder beim Übergang auf einen anderen betrag
der Momentandosis keine Neueinstellung des Grenzkontaktes erforderlich ist, sondern
nur gegebenenfalls eine Nachstellung des Geschwindigkeitsreglers in Übereinstimmung
mit der jeweiligen Anzeige des Momentandosismessers.
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In den Fig. i und a der Zeichnung sind zwei verschiedene Ausführungsbeispiele
der Erfindung schematisch dargestellt.
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In Fig. i ist i die Triebscheibe eines Ferrariszählersystems und a
die Triebwicklung, die über einen regelbaren Widerstand 3 an die Klemmen q. einer
Wechselstromquelle angeschlossen ist. Über ein Sehneckengetriebe 5 und eine Zahnradübersetzung
6 treibt das Zählersystem eine Welle 7 an, auf der ein Kontaktarm, zweckmäßig mittels
einer Reibungskupplung, befestigt ist. Gleichachsig zu der Welle 7 ist ein zweiter
Kontaktarm g gelagert, der als Zeiger ausgebildet und mittels eines Drehknopfes
io auf einer Skala i i eingestellt werden kann. Der Verstellgriff 12 des Widerstandes
3 ist ebenfalls mit einem Zeiger versehen, der auf einer Skala 13 verschiebbar
ist. Diese trägt eine Einteilung in Einheiten r/Minute der Momentandosis, entsprechend
der
jeweiligen Geschwindigkeit ,des Zählertriebwerkes. Dabei- ist vorausgesetzt, daß
die Spannung der Stromquelle gleichbleibt. Gegebenenfalls muß also noch eine besondere
Einrichtung zum Regeln oder selbsttätigen Konstanthalten der Betriebsspannung vorgesehen
werden.
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Zur Benutzung der beschriebenen Einrichtung wird der Zeiger 9 auf
den der gewünschten Integraldosis entsprechenden Teilstrich der Skala i i eingestellt
und der Kontaktarm 8, falls er an einer anderen Stelle stehen sollte, auf die dem
Teilstrich Null entsprechende Anfangsstellung zurückgedreht. Sodann wird der VerstellgrifE
12 des Widerstandes 2 entsprechend der Anzeige des nicht besonders gezeichneten
Momentandosismessers auf der Skala 13 eingestellt.
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Wenn nun bei Beginn der Bestrahlung mittels eines ebenfalls nicht
gezeichneten Schalters die Klemmen d. mit einer Wechselstromquelle verbunden werden,
so beginnt die Triebscheibe i zu laufen, und der Kontaktarm 8 dreht sich mit einer
dem eingestellten Betrage der Momentandosis entsprechenden Geschwindigkeit, bis
er den fest eingestellten Kontakt 9 berührt. Durch den Stromschluß kann in an sich
bekannter Weise ein Relais betätigt werden, das zum Abschalten der Bestrahlungseinrichtung
dient.
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Zweckmäßig wird der Schalter, der die Klemmen 4. mit der Stromquelle
verbindet, mit dem Schalter zum Inbetriebsetzen der Bestrahlungseinrichtung gekuppelt,
so daß das Triebwerk i selbsttätig mit dem Beginn der Bestrahlungszeit zu laufen
anfängt. Sollte die Bestrahlung vorzeitig von Hand abgeschaltet werden, so würde
in diesem Falle auch das die Integraldosis anzeigende Laufwerk stillstehen und nach
Wiedereinschalten der Bestrahlungseinrichtung wieder weiterlaufen. Wenn die Momentandosis
während der Bestrahlung geändert wird, so genügt eine entsprechende Nachstellung
des Zeigers 12.
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Bei der in Fig. 2 perspektivisch dargestellten Anordnung wird das
Laufwerk von einem mit gleichbleibender Geschwindigkeit laufenden Uhrwerk 14 angetrieben.
Statt eines mechanischen Uhrwerkes kann auch ein an eine Wechselstromquelle gleichbleibender
Frequenz angeschlossener Synchronmotor verwendet werden. Auf der von dem Uhrwerk
14. angetriebenen Welle 15 ist ein Arm 16 befestigt, an dem ein oder mehrere Klinkenhebel
17 drehbar gelagert sind, die außer je einer Klinke 18 noch eine Rolle i9 tragen.
Das zugehörige Klinkenrad 2o ist gleichachsig mit der Welle gelagert und steht durch
ein Zahnradübersetzungsgetriebe 21 mit einer Welle 22 in Verbindung. Ebenfalls gleichachsig
mit der Welle 15 sind zwei Scheiben 23 und 24. angeordnet, die auf dem halben Umfang
ausgespart sind. Die Scheibe 23 steht fest, während die Scheibe 24 auf einer Achse
25 befestigt ist, die mittels des Drehknopfes 26 eingestellt werden kann. Die jeweilige
Stellung der Scheibe 24 gegenüber der Scheibe 23 kann mit Hilfe des ebenfalls auf
der Achse 25 befestigten Zeigers 27 an der Skala 28 abgelesen werden. Durch eine
Reibungskupplung 29 ist mit der Welle 22 eine Welle 30 gekuppelt, auf der
ein Kontaktarm 31 befestigt ist. Der zugehörige Kontakt ist auf einem Arm 32 angebracht,
der als Zeiger ausgebildet und auf einer gleichachsig zu der Welle 30 liegenden
Welle 33 befestigt ist. Mittels eines Drehknopfes 34. kann die Welle 33 gedreht
und damit der Zeiger 32 auf einer Skala 35 verstellt werden. Das Übersetzungsverhältnis
des Zahnradgetriebes 21 ist so bemessen, daß die Welle 15 und damit der Arm 16 eine
große Anzahl von Umdrehungen machen muß, bis sich der Kontakt 31 von seiner Anfangsstellung
aus über die ganze Skala bewegt. Die Skala 28 ist in »r/Min.« und die Skala 35 in
»r« geeicht. Dabei ist der Zeiger 27 so auf der Welle befestigt, daß seine Einstellung
auf der Skala 28 dem jeweiligen Betrage des Winkels x entspricht, über den die Ausnehmungen
der beiden Scheiben 23 und 2.4 sich zu einer Lücke 37 ergänzen, in die sich die
Rolle i9 einlegen kann.
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Die beschriebene Einrichtung wird in der Weise benutzt, daß ebenso
wie in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. i der Zeiger 32 auf die gewünschte Integraldosis
eingestellt und der Kontaktarm 31 in die z. B. durch einen Anschlag 36 gegebene
Anfangsstellung gedreht wird, wobei die Reibungskupplung 29 gleitet. Sodann wird
der Zeiger 27 entsprechend der Anzeige des Momentandosismessers eingestellt und
das Uhrwerk 14. durch eine nicht gezeichnete Einschaltvorrichtung in Gang gesetzt,
die zweckmäßig mit der Vorrichtung zum Einschalten der Bestrahlung in geeigneter
Weise, z. B. elektromagnetisch, gekuppelt ist.
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In der Zeichnung ist der Fall dargestellt, daß die Rolle i9 in die
Lücke 37 eingefallen ist und dementsprechend die Klinke mit dem Klinkenrad 2o in
Eingriff steht. Dreht sich nun der Arm 16 in die gestrichelte Stellung weiter, so
bleibt der Klinkeneingriff so lange, nämlich während des Drehwinkels a, erhalten,
als sich die Lücke 37 erstreckt. Während der übrigen Zeit einer Umdrehung aber wird
die Klinke 18 durch die von den Rändern der Kurvenscheiben 23 und 24 gesteuerte
Rolle 19 aus der Verzahnung des Klinkenrades 2o herausgehoben. Die Welle 22 wird
daher absatzweise
bewegt, und zwar bei jeder Umdrehung der Welle
i5 um einen Winkel a, dessen Größe dem jeweiligen Betrage der eingestellten Momentandosis
entspricht. Da die Geschwindigkeit der Welle 15 konstant ist, so entspricht die
Anzahl der Umdrehungen der Bestrahlungszeit, die Drehung des mit der Welle 22 gekuppelten
Kontaktarmes 31 also dem Produkt aus der Zeit und der Momentandosis, d. h. der Integraldosis.
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Im übrigen ist der Vorgang bei der Bestrahlung der gleiche, wie er
bereits bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. i erläutert wurde. Der Vorteil gegenüber
der Anordnung mit einem Zählertriebwerk nach Fig. i liegt darin, daß die Anzeige
unabhängig von der Spannung einer Stromquelle ist.
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Die in Fig. 2 schematisch dargestellte Einrichtung kann konstruktiv
so ausgebildet werden, daß der Zeiger 27 sich unmittelbar auf der Skala des Momentandosismessers
verschieben läßt. Dabei könnte die Einstellung des Zeigers 27, wenn es gewünscht
wird, auch selbsttätig vorgenommen werden, indem eine an sich bekannte sogenannte
Nachlaufvorrichtung benutzt wird, die bewirkt, daß die z. B. gleichachsig zu der
Zeigerachse des Momentandosismessers gelagerte Welle 25 durch eine Hilfskraft selbsttätig
der jeweiligen Stellung des Zeigers des Momentandosismessers nachgedreht wird.