Lade-Ablesegerät für Dosimeter
Für die Aufladung von Dosimetern wird ein Ladegerät benötigt. Das aufgeladene Dosimeter wird durch die ionisierende Wirkung der Strahlung, welcher es ausgesetzt wird, entladen. Der Grad der Entladung ist ein Mass für die aufgenommene Strahlungsdosis. Besitzt das Dosimeter ein eingebautes Ablesesystem, so kann diese Messung direkt vorgenommen werden, andernfalls muss das Dosimeter in ein Ablesegerät eingeführt werden, welches mit einem geeigneten Ablesesystem ausgerüstet ist. In diesem Fall sind Ladegerät und Ablesesystem normalerweise zu einem Lade-Ablesegerät zusammengebaut.
Als Anzeigesystem bzw. Ablesesystem dient im allgemeinen ein Quarzfadenelektrometer, dessen Faden optisch auf einer Skala abgebildet wird, wozu eine Lichtquelle notwendig ist.
Bei Verwendung einer künstlichen Lichtquelle ist man vom Umgebungslicht unabhängig, und die Ablesung kann auch in der Dunkelheit erfolgen.
Bei einem kombinierten Lade-Ablesegerät der oben erwähnten Art müssen folgende Schaltmanipulationen durchgeführt werden: 1. Einschalten der Beleuchtung und eventuell zu gleich Einschaltung des Hochspannungsgerätes für die Erzeugung der Ladespannung.
2. Einstecken des abzulesenden Dosimeters und Ab lesen der Ladespannung.
3. Einschaltung des Ladespannungserzeugers, falls dies nicht bereits unter 1. erfolgt ist.
4. Herstellung der Verbindung zwischen Ladespan nungserzeuger und Dosimeter zwecks Aufladung desselben.
5. Unterbrechung der unter 4. hergestellten Ver bindung und Entnahme des aufgeladenen Dosi meters.
6. Ausschaltung des Ladespannungserzeugers und der Beleuchtung.
Diese Schaltmanipulationen lassen sich prinzipiell mit zwei Schaltern durchführen. Es ist dann aber darauf zu achten, dass diese beiden Schalter in der angegebenen Reihenfolge betätigt werden, da sonst das Ableseresultat des zu messenden Dosimeters verloren gehen kann. Für das Einschalten der Beleuchtung und des Ladespannungserzeugers kann ein Kippschalter und für die vorübergehende Verbindung zwischen Ladespannungserzeuger und Dosimeter ein Druckkontakt Verwendung finden. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit einer Fehlbedienung herabgesetzt, jedoch nicht ausgeschlossen. Es kann insbesondere vorkommen, dass das Ausschalten des Lade-Ablesegerätes vergessen wird, was bei einem batteriebetriebenen Gerät zur vorzeitigen Erschöpfung der Batterie führen kann, so dass das Gerät nicht mehr betriebsbereit ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lade Ablesegerät für Dosimeter, mit Ablesesystem, Skalabeleuchtung, Ladespannungserzeuger und Ladestutzen, bei dem die obengenannten Nachteile bezüglich Fehlbedienung und Ausschaltung des Gerätes vermieden sind. Dies wird dadurch erzielt, dass für die Bedienung des Gerätes eine selbsttätig in die Ausgangslage zurückkehrende, zwei Stufen aufweisende Schalteinrichtung vorgesehen ist, deren erste Stufe die Einschaltung der Elektrometerbeleuchtung und des Ladespannungserzeugers bewirkt und deren zweite Stufe zusätzlich eine elektrische Verbindung zwischen dem Ausgang des Ladespannungserzeugers und einer mit dem Elektrometer ständig verbundene Bodenelektrode des Ladestutzens herstellt.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Ausführungsform mit einer als Druckknopfschalter ausgebildeten Schalteinrichtung und
Fig. 2 ein Kraftwegdiagramm.
In der Fig. 1 bedeutet 1 eine zweistufige Schalteinrichtung in der Ausbildung als Druckknopftaste, 2 ein Quarzfadenelektrometer mit zugehöriger elektrischer Beleuchtung 3, 4 einen Hochspannungserzeuger und 5 einen Ladestutzen für die Aufnahme eines zu messenden und/oder aufzuladenden Dosimeters 6, welches die Form eines Füllhalters hat.
Der Quarzfaden 7 des Elektrometers 2 wird mittels einer Optik 8 auf eine durchsichtige Skalenplatte 9 abgebildet und die Lage dieser Abbildung bezüglich der Skala 9 mittels einer Optik 10 abgelesen.
Das Dosimeter 6 weist einen hochisolierten Ladestift 11 auf, über den seine Aufladung erfolgen bzw. der Grad der Entladung gemessen werden kann. Dazu muss das Dosimeter 6 so weit in den Ladestutzen 5 eingeführt werden, dass der Ladestift 11 die Bodenelektrode 12 des Ladestutzens 5 berührt, wie dies durch die gestrichelt dargestellte Lage 13 des Dosimeters 6 angedeutet ist. Die Bodenelektrode 12 ist über eine Leitung 14 mit dem Messsystem des Elektrometers 2 ständig verbunden.
Die Beleuchtung 3 des Elektrometers 2 und der Ladespannungserzeuger 4 erhalten ihre Betriebsspannung über eine Leitung 15 von einer Batterie 16, deren einer Pol an Masse gelegt ist. Die Ladespannung wird dem Ladespannungserzeuger 4 über ein Potentiometer 17 und eine Leitung 18 entnommen.
Diese kann über einen Kontakt 19 mit der Bodenelektrode 12 des Ladestutzens 5 und damit auch über die Leitung 14 mit dem Elektrometer 2 in Verbindung gebracht werden. Durch Einstellen des Potentiometers 17 und Ablesen am Elektrometer 2 kann die gewünschte Ladespannung einreguliert werden.
In der in der Zeichnung dargestellten Ruhelage der Schalteinrichtung 1 ist die Leitung 15 durch zwei in einem Isolierkörper 20 eingegossene Schleifkontakte 21, 22, die in diesem Falle auf einer Isolierhülse 23 aufliegen, unterbrochen. Die Isolierhülse 23 befindet sich unterhalb einer in der Zeichnung im Schnitt dargestellten Kontakthülse 24. Diese und die bereits erwähnte Isolierhülse 23 sind auf einer Schaltstange 25 angeordnet, die mit einem eine Auslösefläche 26 aufweisenden Auslösezylinder 27 fest verbunden ist. Dieser ist an seinem oberen Ende mit einem Schaft 28 fest verbunden, der zu einem in einem Schaltergehäuse 29 geführten Druckknopf 30 ausgebildet ist.
Im Schaltergehäuse 29 ist ferner eine Steuerhülse 31 mit zwei einander gegenüberliegenden Steuerungsnuten 32 längsverschiebbar gelagert, welche Steuerhülse 31 unter der Wirkung einer Druckfeder 33 nach oben gegen einen Absatz 34 im Schaltergehäuse 29 gedrückt gehalten ist und in ihrem Innern den Auslösezylinder 27 aufnimmt. Zwischen dem oberen Teil der Steuerhülse 31 und dem Druckknopf 30 ist eine zweite Druckfeder 35 vorgesehen, die stärker als die Druckfeder 33 ist und die Teile 23 bis 28 samt dem Druckknopf 30 in einer oberen Endlage gedrückt hält, in welcher, wie in der Zeichnung dargestellt, der Auslösezylinder 27 gegen den Boden 36 der Steuerhülse 31 drückt.
Die beiden einander gegenüberliegenden Steuerungsnuten 32 weisen je eine erste Stufe 37, die dadurch gegeben ist, dass die Nut ein Stück nach rechts verläuft und dann wieder senkrecht geführt ist, und eine zweite Stufe 38, die durch das obere Ende der Nut gegeben ist, auf.
In der Wand des Schaltergehäuses 29 sind zwei einander gegenüberliegende, zu dessen Längsachse querliegende Langlöcher 39 vorgesehen. Durch diese und durch die Steuerungsnuten 32 der Steuerhülse 31 greift ein Steuerstift 40 hindurch. An seinen aus dem Schaltergehäuse etwas hervortretenden Enden sind die beiden Enden einer Zugfeder 41 befestigt, die um das Schaltergehäuse 29 herumgeführt ist.
Die Steuerhülse 31 und der Auslösezylinder 27 samt allen mit ihm fest verbundenen Teilen sind im Schaltergehäuse durch nicht dargestellte Mittel so geführt, dass sie bezüglich dem Schaltergehäuse in Längsrichtung verschiebbar, hingegen nicht verdrehbar sind.
Wenn der Druckknopf 30 betätigt wird, bewegen sich die Steuerhülse 31 und der Auslösezylinder 27, entgegen der Wirkung der Druckfeder 33, gemeinsam nach abwärts. Diese Bewegung kann aber nur so lange fortgesetzt werden, bis die erste Stufe 37 der Steuerungsnut 32 auf den Steuerstift 40 auftrifft.
Eine Fortsetzung der Abwärtsbewegung ist nur möglich, wenn auf den Druckknopf 30 eine Kraft ausgeübt wird, die ein Mehrfaches der normalen Betätigungskraft beträgt. In diesem Fall wird bei durch den Steuerstift 40 festgehaltener Steuerhülse 31 und unter Zusammendrücken der Druckfeder 35 vorerst der Auslösezylinder 27 allein weiter nach abwärts bewegt. Dadurch wird die Auslösefläche 26 mit dem Steuerstift 40 in Wirkverbindung gebracht und erreicht, dass der Steuerstift 40, entgegen der Wirkung der Zugfeder 41, in den Langlöchern 39 nach rechts verschoben wird.
Sobald der Steuerstift 40 von der ersten Stufe 37 der Steuerungsnut 32 sich genügend entfernt hat, bewegt sich zuerst die Steuerhülse 31 unter der Wirkung der Druckfeder 35 rasch nach abwärts, bis sie auf dem Auslösezylinder 27 wieder zum Aufliegen kommt, worauf die Steuerhülse 31 und der Auslösezylinder 27 gemeinsam so weit weiter nach abwärts bewegt werden können, bis die zweiten Stufen 38 der Steuerungsnuten 32 auf den Steuerstift 40 auftreffen.
In der Fig. 2 ist der prinzipielle Verlauf der auf den Druckknopf 30 auszuübenden Kraft P in Funktion des vom Druckknopf 30 zurückgelegten Weges s dargestellt. Daraus ist ersichtlich, dass ausgehend von der Ruhelage s = o bis zum Auftreffen der ersten Stufe 37 auf den Steuerstift 40 eine verhältnismässig kleine Kraft benötigt wird, dass die erste Stufe 37 nur durch eine kurzzeitig wirkende, verhältnismässig grosse Druckkraft PD überwunden werden kann, und dass bis zum Auftreffen der zweiten Stufe 38 auf den Steuerstift 40 wiederum nur eine kleine Kraft aufzuwenden ist. Bei der Betätigung des Druckknopfes 30 spürt somit die Bedienungsperson eindeutig einen Druckpunkt.
Bei der selbsttätigen Rückkehr des Druckknopfes 30 von dem durch die zweite Stufe 38 gegebenen Endanschlag in die Ruhelage ist ein solcher Druckpunkt hingegen nicht vorhanden, d. h. die die Rückstellung des Druckknopfes 30 bewirkende Federkraft nimmt in diesem Fall vom Endwert Pe stetig auf den Ruhewert PO ab.
Die Schleifkontakte 21, 22 werden über die Kontakthülse 24 miteinander elektrisch verbunden, sobald die Schaltstange 25 so weit nach unten bewegt worden ist, dass die Schleifkontakte 21, 22 auf der Kontakthülse 24 zum Aufliegen kommen. Dieser Schaltzustand bleibt über die beiden Schaltstufen erhalten und bewirkt, dass sowohl die Beleuchtung 3 als auch der Hochspannungserzeuger 4 eingeschaltet werden. Nach dem Überschreiten der ersten Stufe 37 wird bis zur zweiten Stufe 38 zusätzlich ein zweiter Kontakt geschlossen, mittels dem der Ausgang des Ladespannungserzeugers 4 mit der Bodenelektrode 12 des Ladestutzens 5, d. h. mit dem Dosimeter 6, falls dieses im Ladestutzen 5 richtig eingesetzt ist, elektrisch verbunden wird, wobei gleichzeitig auch das Elektrometer 2 angeschlossen wird, da dieses über die Leitung 14 mit der Bodenelektrode 12 ständig verbunden ist.
Als zweiter Kontakt kann z. B. der Kontakt 19 dienen, der auf einem um eine Achse 42 drehbar gelagerten doppelarmigen Hebel 43 angeordnet ist, welcher durch die Schaltstange 25 im Gegenuhrzeigersinn gedreht werden kann. Der Kontakt 19 kann auch als Kontakt eines Relais ausgebildet sein, wobei dieses Relais über einen von der Schaltstange 25 nach Überschreitung der zweiten Stufe geschlossenen Kontakt mit der Batterie 16 verbunden wird.
Mit der beschriebenen zweistufigen Schalteinrichtung 1 wird der Ablauf der notwendigen Schaltoperationen in der richtigen Reihenfolge gewährleistet, wobei durch den durch die erste Schaltstufe 37 gegebenen Druckpunkt, zu dessen Überwindung ein Mehrfaches der normalen Betätigungskraft des Druckknopfes 30 benötigt wird, eine einwandfreie Unterscheidung zwischen den Stellungen Ablesen und Laden des Dosimeters erreicht wird. Da die Schalteinrichtung 1, sobald der Druckknopf 30 losgelassen wird, sofort direkt in die dargestellte Ruhelage zurückkehrt, ist auch das selbsttätige Abschalten des Lade-Ablesegerätes bei Nichtgebrauch gewährleistet.
Ausserdem wird durch die durch die beschriebene Schalteinrichtung 1 ermöglichte Einknopfsteuerung eine Vereinfachung der Bedienung des Lade-Ablesegerätes erreicht.
Fehlbedienungen können trotz der Schalteinrichtung 1 jedoch dann noch auftreten, wenn der Druckknopf 30 vor dem Einstecken eines Dosimeters 6 in den Ladestutzen 5 bis zur zweiten Stufe 38 durchgedrückt wird, oder wenn ein Dosimeter 6 zuerst abgelesen, dann aufgeladen und anschliessend aus dem Ladestutzen 5 entfernt wird und hierauf, ohne dass der Druckknopf 30 über den Druckpunkt bzw. über die Schaltstufe 37 zurückbewegt wird, ein zweites, noch abzulesendes Dosimeter 6 in den Ladestutzen 5 eingeführt wird. In beiden Fällen würde nämlich das Dosimeter 6 sofort aufgeladen, d. h. eine Ablesung könnte gar nicht erfolgen.
Um auch noch solche Fehlbedienungen auszuschliessen, ist ein unter der Wirkung einer Feder 44 stehender Sperrstift 45 vorgesehen, der in der Wandung des Ladestutzens 5 quer zu dessen Achse längsverschiebbar gelagert ist. Befindet sich der Sperrstift 45 in der dargestellten Ruhelage, so kann das Dosimeter 6 in den Ladestutzen 5 bis in die gestrichelte Lage 13 eingeführt werden. Wird der Sperrstift 45 betätigt, so reicht er so weit in das Innere des Ladestutzens 5 hinein, dass er das vollständige Einführen eines Dosimeters 6 in den Ladestutzen 5 verhindert. Der Sperrstift 45 wird durch den doppelarmigen Hebel 43 über die Feder 44 betätigt. Dadurch wird erreicht, dass der Hebel 43 auch dann im Gegenuhrzeigersinn gedreht werden kann, wenn der Sperrstift 45, wegen eines sich bereits im Ladestutzen 5 befindlichen Dosimeters 6, nicht in den Ladestutzen 5 hineinbewegt werden kann.
Sobald dann aber das betreffende Dosimeter 6 aus dem Ladestutzen 5 entfernt wird, springt der Sperrstift 45 in seine Sperrstellung und verhindert dadurch, dass ein weiteres Dosimeter 6 in den Ladestutzen 5 eingesetzt werden kann, bevor der Hebel 43 in seine Ruhelage zurückgekehrt ist bzw. der Druckknopf 30 über den Druckpunkt, d. h. über die erste Schaltstufe 37, zurückgenommen worden ist.
Der Sperrstift 45 kann statt über den Hebel 43 auch mittels eines Elektromagneten betätigt werden.
Die Schalteinrichtung 1 kann auch als zweistufiger, selbsttätig in die Nullage zurückspringender Drehschalter ausgebildet sein.