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Die Messung kleiner Stromstärken wird bekanntlich häufig dadurch bewirkt, dass man die Änderung der Spannung bzw. Ladung einer Kapazität misst. welche durch den Strom aufgeladen oder entladen wird.
Die Bestimmung dieser Elektrizitätsmenge erfordert daher ausser der Kenntnis der Kapazität die zweimalige Ablesung des Elektroskops. Nach der vorliegenden Erfindung soll nun diese Ablesung ersetzt werden durch automatische Vorgänge. Dies geschieht, indem das Elektroskop oder ein gleichwertiges Instrument als Relais ausgebildet wird, welches bei Erreichung einer gewissen vorher gewählten
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zitätsmenge der Kapazität entzogen worden ist oder auch bei etwas anderer Anordnung von ihr aufgenommen wurde. Betätigt das Relais dabei auch eine Uhr oder ähnliche Anordnung, so ergibt sich auch die Zeitdauer, in der die Spannungsänderung eintrat, woraus sich dann ein Mass für die Stromstärke ergibt.
Die Messung lässt sich bei Fortbestehen des ladenden oder entladenden Stromes beliebig oft wieder- helen, wenn man dafür sorgt, dass die Kapazität zu passenden Zeiten wieder auf eine bestimmte Spannung aufgeladen wird. Das Rückgängigmachen der Spannungsänderung erfolgt zweckmässig ebenfalls durch von dem Relais gesteuerte Schaltorgane. Die Zahl der aufeinander folgenden Vorgänge dieser Art lässt sich ferner durch ein vom Relais beeinflusstes Zählwerk oder dgl. bestimmen. Ferner kann es von Vorteil sein, das Relais oder das Zählwerk so einzurichten, dass nach einer bestimmten Anzahl solcher Vorgänge
Schaltorgane wirksam werden, welche die Ströme oder die sie verursachenden Wirkungen, z. B Licht- odei Röntgenstrahlen, aus-und einschalten oder regulieren.
Um Ströme verschiedener Grössenanordnungen benutzen zu können, ist es erforderlich, die Kapazität regelbar zu machen. Die Einrichtung wird besonders gedrungen und unempfindlich gegen mechanische Störungen, wenn erfindungsgemäss der die
Spannungsänderung der Kapazität rückgängig machende bewegliche Teil des Relais selbst das Stromschlussglied für ein die Anzeigevorrichtung steuerndes Hilfsrelais bildet.
Das Verfahren ist vorzugsweise geeignet zur Messung der Dosis von solchen Strahlungen, welche Ionisationsströme hervorrufen können. So z. B. kann die in der Fig. 1 dargestellte Einrichtung, wenn das Elektroskop so eingerichtet ist, dass es bei einer bestimmten Spannung einen Kontakt schliesst, als Kopieruhr verwendet werden. Ähnliche Anwendungen sind möglich für Röntgen-und Radiumstrahlen usw.
Allgemein ist für diese Anwendung der Einrichtung erforderlich, dass der die Anzeigevorrichtung steuernde Elektrizitätsübergang zwischen zwei voneinander isolierten Elektroden oder Elektrodengruppen (Ionisierungskammer, Photozelle oder dgl.), die mit den Elektroden der Kapazität in leitender Verbindung stehen, durch die Wirkung der zu messenden Strahlen bewirkt wird. Die Ionisierungskammer kann dabei mit dem Gehäuse, in dem die zusammenwirkenden Leiter und Kontaktstücke des Relais untergebracht sind, zu einem einheitlichen Ganzen verbunden sein.
Dabei braucht die Isolation der beweglichen Verbindungsleitungen zwischen dem mit der lonisierungskammer verbundenen Relais und dem übrigen Teil der Einrichtung insbesondere der Anzeigevorrichtung, nicht den hohen Anforderungen zu entsprechen, die sonst bei elektrostatischen Messungen gestellt werden.
Die erforderliche geringe elektrostatische Isolierung der Verbindungsleitungen ermöglicht ferner, ohne Schwierigkeit mehrere Anzeigevorrichtungen an getrennten Orten aufzustellen, so dass z. B. der
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Leiter einer Röntgentherapiestation jederzeit von einer Stelle aus alle im Gang befindlichen Bestrahlungen dosimetriseh überwachen kann.
In, den Figuren sind mehrere Ausführungsformen dieser Einrichtung dargestellt.
Fig. 1 zeigt die eine ausführungsform der Einrichtung in schematischer Darstellung, Fig. 2 zeigt
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abgeschirmten, allseitig geschlossenen Gehäuse l ein elektrostatisehes Relais untergebracht, das aus einem feststehenden Leiter' und einem diesem gegenüberstehenden. leicht beweglichen Leiter. 3 besteht.
Dieser Leiter ist an dem isoliert durch die Gehäusewand hindurchgeführten Träger 4 angebracht und besteht aus einem düunen Metalldraht- oder band. Der Leiter 2 ist mit einem Ende der Elektrode o durch
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Der bewegliehe Leiter.'3 ist über den Träger 4 und einen Widerstand 43 mit dem einen Pol einer Batterie 9 verbunden. deren anderer gleichzeitig geerdeter Pol an das Gehäuse 1 angeschlossen ist.
In der Bahn des beweglichen Leiters 3, der als Stromschliesser wirkt, ist innerhalb des Gehäuses 1 ein Gegenkontakt 10 angebracht, der mit seinem Teil 11 durch das Gehäuse 1 isoliert hindurchgeführt und an das eine Ende der Wicklung eines Elektromagneten 1'2 gelegt ist, deren anderen Ende an den geerdeten Pol der Stromquelle 9 angeschlossen ist. Der Elektromagnet 12 bildet mit dem Anker 28 und dessen Gegenkontakt 29 ein elektromagnetisches Hilfsrelais, das den Stromkreis einer Stromquelle 13 schliesst, in den beliebige Arbeitsgeräte, z. B. Zählwerke 14, Schaltvorrichtungen usw. eingeschaltet sind.
Der Wirkung der zu messenden Strahlen wird lediglich die Kammer 7 ausgesetzt, die dadurch leitend (ionisiert) wird.
Bei Beginn des Arbeitsvorganges sind sämtliche Teile des Relais und der Ionisierungskammer ungeladen, bis auf den beweglichen Leiter. 3, der infolgedessen angezogen wird, bis er den Leiter 2 berührt.
Durch diese Berührung werden der Leiter 2 und die Elektrode 3 auf die Spannung des Stromschliessers 3 gebracht, so dass nunmehr zwischen diesem und dem Leiter 2 Abstossung stattfindet. Der Stromschliesser 3 entfernt sieh daher wieder von dem Leiter 2.. Wird die Kammer 7 bestrahlt, so sinkt allmählich die Spannung des Leiters 2 und der Elektrode 5,
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wieder auf die Spannung der Stromquelle 9 aufgeladen wird. Die Folge hievon ist die erneute Abstossung des Stromschliessers 3. Dieses Spiel wiederholt sich in bestimmten, von der Stärke der Ionisierung ab- hängigen Zeiträumen.
Bei jeder Berührung zwischen dem Stromschliesser 3 und dem Leiter 2 kommt der Stromschliesser mit dem feststehenden Gegenkontakt M in Berührung, so dass der Stromkreis geschlossen wird, in dem der Elektromagnet 12 liegt. Durch das Hilfstelais 12, 28, 29 wird daher. der Stromkreis der Stromquelle
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gemeinen sehr dünne, bewegliche Leiter. 3 keine höhere Strombelastung verträgt, und insbesondere bei jedem Arbeitsvorgang gefährliche Unterbrechungsfunken zwischen dem Leiter 3 und dem Gegenkontakt 10 auftreten würden, ist die Einschaltung des Hilfsrelais zweckmässig.
Um die bei Verwendung eines elektromagnetischen Hilfsrelais auftretenden Unterbrechungsfunken zu vermeiden, ist bei der Ausführungsform nach Fig. 2 an Stelle des elektromagnetischen Hilfsrelais ein elektrostatisches Hilfsrelais gesetzt.
Dieses Hilfsrelais, das im Vergleich zu dem elektrostatischen Relais 2,3, 10 als Grobrelais arbeitet,
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2,' gegen das Kontaktstück 25 um einen Zahn weitergedreht wird. Die feststehenden Platten 15a, 1-5h sind durch eine Leitung mit den) Gegenkontakt 2/5 verbunden.
In dem Gehäuse 1 ist noch der Elektromagnet 26 untergebracht, dessen Anker 27 bei stromlos
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gezeichnete Stellung. Hiedurch wird der Stromkreis des Elektromagneten 21 unterbrochen, so dass der tanker.22 dures die Feder ; M gegen d) s Kontaktstück 2J gedrückt wird. Hiedurch wird einerseits das
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inzwischen die Berührung zwischen diesen beiden Teilen wieder aufgehoben, und das Spiel beginnt von neuem, sobald durch die Bestrahlung der Kammer 7 die Spannung des Leiters 2 hinreichend verringert worden ist.
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Elektromagneten 26 auf den Leiter 2. Da der Anker 27 durch seine stromleitende Verbindung mit dem Magneten 26 die Spannung der Stromquelle. 9 hat, wird bei seinem Auftreffen auf den Leiter 2 dieser mit Sicherheit auf die Spannung der Stromquelle. 9 aufgeladen.
Der gleichte Schlag des Ankers verhütet überdies ein etwaiges Anhaften des beweglichen Leiters. 3 an den Leitern 2 und 10.
Da es unter Umständen zweckmässig sein kann, das Grobrelais zu vermeiden, so lässt sich gemäss Abänderungsform nach Fig. 3 die Einrichtung für halbselbsttätigen Betrieb in folgender
Weise treffen.
Der leicht bewegliche Leiter 3 arbeitet bei Einwirkung der zu messenden Strahlen auf die Kammer 7, wie oben näher ausgeführt ist. Wenn er den Kontakt 10 berührt, erhält das möglichst trägheitslos zu wählende Elektroskop 37 plötzlich die volle Spannung der Stromquelle 9 und zeigt einen ruckweisen Ausschlag. Der Beobachter hat dann sofort den über den Widerstand 38 geerdeten Hebel' ? der Taste 40 kurzdauernd gegen den Kontakt 41 herunterzudrücken, wodurch das Elektroskop in den Anfangszustand zurückgeführt wird. Gleichzeitig öffnet die Taste den Kontakt 42 und damit den Ruhestromkreis 9-4-26 - 4. J-42-M-. 8-Erde kurzdauernd, so dass der Anker 27 des Magneten 26 seine oben beschriebenen Verrichtungen erfüllt.
Die Zahl der ruckweises Ausschläge des Elektroskops 37 kann entweder durch Abzählen oder durch ein von der Taste 40 unmittelbar mechanisch oder durch Hilfskontakt (z. B. parallel oder in Reihe mit Magnet 26) elektrisch betriebenes Zählwerk ermittelt werden. Auch bei dieser Ab- änderungsform besteht der Vorteil, dass an die Isolation der Zuleitungen keine hohen Anforderungen gestellt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Messung und Dosierung kleiner Elektrizitätsmengen und Ströme durch die von ihnen bewirkten Spannungsänderungen einer Kapazität, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Messung der Spannung dienende Instrument (Elektroskop) als Relais ausgebildet ist, das bei Erreichung einer bestimmten, vorher gewählten Spannung anspricht und die Entnahme der der Spannungsänderung entsprechenden Elektrizitätsmenge kenntlieh. macht.