DE102019000143A1

DE102019000143A1 - Radiation meter for testing protective enclosures for three types of radiation

Info

Publication number: DE102019000143A1
Application number: DE102019000143.5A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-01-09
Filing date: 2019-01-09
Publication date: 2020-07-09

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Strahlungsmessgerät (1) zur Prüfung insbesondere eines Schutzgehäuses (2) von Ultrakurzpuls-Lasermaschinen, aber auch von anderen Schutzgehäusen, Behältern und Räumen auf austretende oder die Wände durchdringende Strahlung.Bei dem erfindungsgemäßen hand- oder maschinengeführten Strahlungsmessgerät (1) ist der Messabstand (3) von beispielsweise 100 mm durch das Gehäuse (5) mit einen strahlungsundurchlässigen System (10), bestehend aus strahlungsabsorbierenden, austauschbaren Wänden (11, 12, 13), mit einem schaltenden Gleitring (7) zur beschädigungsfreien Berührung der zu prüfenden Fläche des Schutzgehäuses (2) gewährleistet. Das strahlungsundurchlässige System (10) verhindert Streuung bei optischer Strahlung und verhindert die Fluoreszenz bei ionisierender Strahlung an den Wänden des Messinnenraumes. Ein abnehmbarer Deckel (20) mit eingebauten Referenzstrahlern (21, 22) für Vergleichsmessungen dient der Funktionsprüfung des Strahlungsmessgerätes (1). Ein Verlängerungshalter (41) mindert die Gefahr bei Messungen an unbekannten Strahlungsquellen.The invention relates to a radiation measuring device (1) for testing, in particular, a protective housing (2) of ultrashort pulse laser machines, but also of other protective housings, containers and rooms for radiation escaping or penetrating the walls. The hand or machine-guided radiation measuring device (1) according to the invention is the measuring distance (3) of, for example, 100 mm through the housing (5) with a radiation-opaque system (10) consisting of radiation-absorbing, exchangeable walls (11, 12, 13) with a switching slide ring (7) for damage-free contact with the test object Surface of the protective housing (2) guaranteed. The radiation-opaque system (10) prevents scattering in the case of optical radiation and prevents fluorescence in the case of ionizing radiation on the walls of the measuring interior. A removable cover (20) with built-in reference radiators (21, 22) for comparative measurements is used to test the function of the radiation measuring device (1). An extension holder (41) reduces the risk when measuring unknown radiation sources.

Description

Die Erfindung betrifft ein Strahlungsmessgerät zur Prüfung von Schutzgehäusen, insbesondere die von Ultrakurzpuls-Lasermaschinen auf ihre abschirmende Wirkung für die drei Strahlungsarten: Laserstrahlung, inkohärente optische Strahlung und ionisierende Strahlung. Alle drei Strahlungsarten sind mit einer Grundkonfiguration des Strahlungsmessgerätes und austauschbaren Baugruppen messbar.The invention relates to a radiation measuring device for testing protective housings, in particular those of ultrashort pulse laser machines for their shielding effect for the three types of radiation: laser radiation, incoherent optical radiation and ionizing radiation. All three types of radiation can be measured with a basic configuration of the radiation measuring device and interchangeable components.

Das erfindungsgemäße Strahlungsmessgerät eignet sich besonders als ein handgehaltenes Messmittel mit der Vermeidung von Fehlern, die aus der nicht beabsichtigten Änderung des Messabstandes resultieren. Das erfindungsgemäße Strahlungsmessgerät verhindert seitlich eintretende Strahlung, die nicht durch die Messöffnung gelangt. Das erfindungsgemäße Strahlungsmessgerät schützt den Bediener vor grenzwertüberschreitender Strahlung, die durch die Messöffnung in das Messgerät eintritt.
Ein erfindungsgemäßer Deckel des Strahlungsmessgerätes enthält Referenzstrahler zur Überprüfung der Funktion und Kalibrierung des Strahlungsmessgerätes.The radiation measuring device according to the invention is particularly suitable as a hand-held measuring device with the avoidance of errors which result from the unintended change in the measuring distance. The radiation measuring device according to the invention prevents laterally entering radiation that does not pass through the measurement opening. The radiation measuring device according to the invention protects the operator from radiation that exceeds the limit value and enters the measuring device through the measuring opening.
An inventive cover of the radiation measuring device contains reference emitters for checking the function and calibration of the radiation measuring device.

In den staatlichen Gesetzen und Verordnungen zum Schutz von Personen ist vorgeschrieben, dass im Abstand von 100 mm, aber nicht näher und nicht weiter von der berührbaren Fläche des Schutzgehäuses entfernt, die Exposition der Strahlung bestimmt werden muss. Die dazu benutzbaren Messgeräte und das Verfahren werden nicht benannt und sind den Gutachtern überlassen. Das Einhalten des geforderten Messabstandes ist insbesondere bei handgehaltenen Geräten schwierig. Mit dem Messgerät muss im konstanten Abstand zwischen Detektor und zu prüfender Wand von 100 mm die gesamte Schutzumhausung per Hand abgefahren werden. Versehentliche Änderungen des Messabstandes, wie es bei handgeführten Messgeräten häufig der Fall ist, verursachen große Messfehler. Das führt entweder zur Unter- oder zur Überschätzung einer prinzipiell gefährlichen Situation.State laws and ordinances for the protection of persons stipulate that the exposure to radiation must be determined at a distance of 100 mm, but not closer and no further from the accessible area of the protective housing. The measuring devices and the method that can be used for this purpose are not named and are left to the experts. Maintaining the required measuring distance is particularly difficult with hand-held devices. With the measuring device, the entire protective housing must be moved by hand at a constant distance of 100 mm between the detector and the wall to be tested. Accidental changes in the measuring distance, as is often the case with hand-held measuring devices, cause large measuring errors. This leads to either an underestimation or an overestimation of a basically dangerous situation.

Auch kürzere oder weitere konstante Messabstände können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung realisiert werden.Shorter or further constant measuring distances can also be achieved with the device according to the invention.

Mit der Erfindung soll der Messablauf und die Gewinnung zuverlässiger Ergebnisse beim Bestimmen von optischer Bestrahlungsstärke und kleinen Dosisleistungen verbessert werden.The aim of the invention is to improve the measurement sequence and the acquisition of reliable results when determining optical irradiance and low dose rates.

Die unterschiedlichen Strahlungsarten erfordern unterschiedliche und damit auswechselbare Detektoren. Die Empfangsflächen der Detektoren haben einen konstanten Abstand bis zur Frontfläche des Strahlungsmessgerätes, vorzugsweise einem Abstand von 100 mm. Die Frontfläche des Strahlungsmessgerätes hat beim Messen einen flächigen Kontakt mit der zu untersuchenden Schutzwand. Ein Gleitring an der Frontseite des Strahlungsmessgerätes verhindert Kratzer auf der Oberfläche der zu prüfenden Schutzwand und dichtet den Übergang zu dessen Oberfläche ab, so dass das Eindringen von seitlicher Strahlung in das Strahlungsmessgerät verringert wird.The different types of radiation require different and therefore interchangeable detectors. The receiving surfaces of the detectors are at a constant distance from the front surface of the radiation measuring device, preferably a distance of 100 mm. The front surface of the radiation measuring device has a flat contact with the protective wall to be examined when measuring. A slide ring on the front of the radiation measuring device prevents scratches on the surface of the protective wall to be tested and seals the transition to its surface, so that the penetration of lateral radiation into the radiation measuring device is reduced.

Durch auswechselbare Blenden oder Tuben kann die Messöffnung der Messaufgabe angepasst werden. Im Boden befindet sich mindestens ein Detektor zum Nachweis der einfallenden Strahlung.The measuring opening can be adapted to the measuring task using exchangeable orifices or tubes. There is at least one detector in the floor for detecting the incident radiation.

Das Strahlungsmessgerät ist bei Nichtbenutzung mit einem abnehmbaren Deckel verschlossen. Dieser Deckel enthält Referenzstrahler, mit denen im eingeschalteten Zustand die Funktionen der im Strahlungsmessegerät befindlichen Detektoren überprüft werden kann.The radiation meter is closed with a removable cover when not in use. This cover contains reference emitters with which the functions of the detectors located in the radiation measuring device can be checked when switched on.

In DE 945110 wird eine Messvorrichtung beschrieben, mit der unter einem einstellbaren Raumwinkel die räumliche Intensitätsverteilung der radioaktiven Strahlung bei der Therapie der Schilddrüse bestimmt werden kann. Der Empfangswinkel des Strahlungsdetektors wird durch ein Verschieben des Detektors auf der Längsachse in einem Abschirmrohr verändert. Befindet sich der Detektor im hinteren Abschnitt des Abschirmrohres, ist der Raumwinkel klein und der Detektor erhält eine geringere Dosisleistung der radioaktiven Strahlung. Wird der Detektor nach vorn geschoben, ist der Raumwinkel größer und der Detektor empfängt mehr Strahlung vom radioaktiven Jod. Nachteile ergeben sich aus dem Verschieben des Strahlungsdetektors, denn mit kürzer werdenden Abständen zur Strahlungsquelle nimmt die Anzahl der messbaren Strahlungsquanten etwa quadratisch zu. Der Nachteil, der sich aus dem Verschieben des Detektors ergibt, wird in DE 945110 durch einen Abstandshalter kompensiert. Der Abstandshalter ist an einer Schiene befestigt und parallel zum Abschirmrohr ausgerichtet. Die Abstandsänderung des Detektors im Abschirmrohr wird durch ein Verstellen des Abstandshalters ausgeglichen. Ein weiterer nicht beseitigter Nachteil in DE 945110 ist das Eindringen von Streustrahlung aller Art in das Abschirmrohr bei herausgefahrenem Abstandshalter. Durch das Ausfahren des Abstandshalters sitzt das Abschirmrohr nicht mehr dicht auf dem strahlenden Objekt auf und seitliche Streustrahlung gelangt zum Detektor. Außerdem kann durch die fehlende Abdichtung infolge der Benutzung des Abstandshalters das Bedienpersonal durch die radioaktive Strahlung gefährdet sein. Die Vorrichtungen nach DE 945110 ist für hochenergetische, intensive radioaktive Strahlung ausgelegt und nicht für optische Strahlung oder niederenergetische ionisierende Photonenstrahlung.In DE 945110 describes a measuring device with which the spatial intensity distribution of the radioactive radiation during therapy of the thyroid gland can be determined at an adjustable solid angle. The reception angle of the radiation detector is changed by moving the detector on the longitudinal axis in a shielding tube. If the detector is located in the rear section of the shielding tube, the solid angle is small and the detector receives a lower dose rate of the radioactive radiation. If the detector is pushed forward, the solid angle is larger and the detector receives more radiation from the radioactive iodine. Disadvantages arise from moving the radiation detector, because as the distances from the radiation source become shorter, the number of measurable radiation quanta increases approximately quadratically. The disadvantage of moving the detector is shown in DE 945110 compensated by a spacer. The spacer is attached to a rail and aligned parallel to the shield tube. The change in distance of the detector in the shielding tube is compensated for by adjusting the spacer. Another unfair disadvantage in DE 945110 is the penetration of all types of stray radiation into the shielding tube with the spacer extended. When the spacer is extended, the shielding tube no longer sits tightly on the radiating object and scattered radiation from the side reaches the detector. In addition, the lack of sealing due to the use of the spacer can put the operating personnel at risk from the radioactive radiation. The devices after DE 945110 is designed for high-energy, intensive radioactive radiation and not for optical radiation or low-energy ionizing photon radiation.

In der Patentschrift DE 1143276 wird eine Einrichtung zur Bestimmung der Tiefenlage von radioaktiven Isotopen im Menschen beschrieben. Mindestens 2 Messköpfe erfassen die Strahlungsquelle aus unterschiedlichen Richtungen, indem jedem Messkopf ein Satz von unterschiedlichen konischen Kollimatoren zugeordnet ist. Nachteile der Erfindung DE 1143276 sind der Einsatz von gleichzeitig zwei Messköpfen, die unterschiedliche Messachsen haben, das Fehlen der Einstellbarkeit des Gesichtsfeldwinkels des Zählrohres und die fehlende Anwendbarkeit bei optischer Strahlung. Die in der Schilddrüsentherapie verwendeten Isotope haben hohe Strahlungsenergien. Die Messgeräte für den Nachweis der Strahlung der in der Medizin eingesetzten Isotope sind nicht für den Nachweis von Strahlung aus Lasermaschinen geeignet. In the patent DE 1143276 describes a device for determining the depth of radioactive isotopes in humans. At least 2nd Measuring heads detect the radiation source from different directions by assigning a set of different conical collimators to each measuring head. Disadvantages of the invention DE 1143276 are the use of two measuring heads at the same time, which have different measuring axes, the lack of adjustability of the field of view angle of the counter tube and the lack of usability with optical radiation. The isotopes used in thyroid therapy have high radiation energies. The measuring devices for the detection of the radiation of the isotopes used in medicine are not suitable for the detection of radiation from laser machines.

Keines der bisher bekannten Messgeräte ist in der Lage, die drei Strahlungsarten Laserstrahlung, inkohärente optische Strahlung und niederenergetische laserinduzierte ionisierende Strahlung mit einem Messaufbau zeitgleich unter den gleichen Bedingungen zu messen und den Schutz des Bedieners vor Strahlung zu gewährleisten. Neue Anforderungen an den Aufbau von Strahlungsmessgeräten ergeben sich aus der Entwicklung von immer stärkeren Lasermaschinen. Hochleistungslaser mit ultrakurzen Laserpulsen emittieren unabsichtlich gefährliche Störstrahlung. Diese Störstrahlung entsteht, wenn der fokussierte Laserstrahl auf das zu bearbeitende Material trifft. Ein Teil der eingestrahlten Laserleistung wird in den Raum abgestrahlt und muss abgeschirmt werden. Ein anderer Teil der Laserstrahlung geht eine Wechselwirkung mit dem Werkstück ein. Dabei entstehen ein Plasma und hell glühende Materialteile. Die glühenden Materialteile emittieren langwellige optische Strahlung. Das blau leuchtende Plasma emittiert zunächst nur inkohärente kurzwellige optische Strahlung im UV-Bereich und im Lichtbereich. Mit zunehmender Energie des Laserpulses wird das Plasma aufgeheizt. In der Folge wird für den Menschen schädliche ionisierende Photonenstrahlung emittiert, die die Eigenschaften von Röntgenstrahlung aufweist. Die Photonen dieser laserinduzierten ionisierenden Strahlung sind energieärmer als bei Isotopen oder medizinischen oder technischen Röntgengeräten aber von zum Teil hoher Dosisleistung. Die laserinduzierte ionisierende Strahlung kann eine Gefahr für den Mensch und alle lebenden Zellen sein. Die gesetzlichen Grenzwerte für die Strahlungsexposition aller drei Strahlungsarten sind außerhalb der Schutzgehäuse einzuhalten.None of the previously known measuring devices is able to measure the three types of radiation laser radiation, incoherent optical radiation and low-energy laser-induced ionizing radiation simultaneously with one measurement setup under the same conditions and to guarantee the protection of the operator from radiation. New demands on the construction of radiation measuring devices result from the development of increasingly powerful laser machines. High-power lasers with ultra-short laser pulses inadvertently emit dangerous interference radiation. This interference radiation arises when the focused laser beam hits the material to be processed. Part of the laser power is radiated into the room and must be shielded. Another part of the laser radiation interacts with the workpiece. This creates a plasma and brightly glowing material parts. The glowing material parts emit long-wave optical radiation. The blue glowing plasma initially only emits incoherent short-wave optical radiation in the UV and light range. With increasing energy of the laser pulse, the plasma is heated up. As a result, ionizing photon radiation, which has the properties of X-radiation, is emitted which is harmful to humans. The photons of this laser-induced ionizing radiation are lower in energy than in the case of isotopes or medical or technical X-ray devices, but sometimes have a high dose rate. Laser-induced ionizing radiation can be dangerous for humans and all living cells. The legal limits for radiation exposure of all three types of radiation are to be observed outside the protective housing.

Zur Bestimmung und Bewertung der Strahlungsexposition wurden neue, international gültige Grenzwerte und Messbedingungen definiert.New, internationally applicable limit values and measurement conditions have been defined to determine and evaluate radiation exposure.

Die einzuhaltenden Grenzwerte bei optischer Strahlung wurden in der Richtlinie des Europäischen Parlaments und des Rates vom 5. April 2006 mit der Bezeichnung 2006/25/EG festgelegt. Diese Richtlinie wurde 2010 umgesetzt in die Verordnung zum Schutz der Beschäftigten vor Gefährdungen durch künstliche optische Strahlung (Arbeitsschutzverordnung zu künstlicher optischer Strahlung - OStrV) und in der DIN EN 62471 Beiblatt 1 von Juni 2010. Zur richtlinienkonformen Bewertung der photobiologischen Sicherheit muss die Exposition optischer Strahlung in einem Abstand von 100 mm von der berührbaren Fläche unter Einhaltung von definierten Grenzempfangswinkeln gemessen werden.The limit values to be observed for optical radiation were specified in the directive of the European Parliament and of the Council of April 5, 2006 with the designation 2006/25 / EC. This guideline was implemented in 2010 in the ordinance for the protection of employees against hazards caused by artificial optical radiation (occupational safety and health regulation on artificial optical radiation - OStrV) and in DIN EN 62471 supplement 1 of June 2010. For the guideline-compliant assessment of photobiological safety, the exposure to optical radiation must be be measured at a distance of 100 mm from the touchable surface while observing defined limit reception angles.

Bei der Bewertung der ionisierenden Strahlung gelten andere Messbedingungen. Für die Grenzwerte bei der Bestrahlung der Haut und des Körpers durch ionisierende Strahlung wurde im Gesetz zum Schutz vor schädlicher Wirkung ionisierender Strahlung (Strahlenschutzgesetz - StrISchG) mit Wirkung vom 27.6.2017 festgelegt, dass die Organ-Äquivalentdosis für die Haut über eine Fläche von 1 cm² gemittelt werden muss. Der minimale Messabstand von einer berührbaren Fläche ist wie bei der optischen Strahlung auf 100 mm festgelegt. Bedingungen für den Grenzempfangswinkel beim Messen der ionisierenden Strahlung wurden nicht festgelegtDifferent measurement conditions apply when evaluating ionizing radiation. For the limit values for the radiation of the skin and body by ionizing radiation, the Law on Protection against the Harmful Effect of Ionizing Radiation (Radiation Protection Act - StrISchG) with effect from June 27, 2017 stipulated that the organ equivalent dose for the skin over an area of 1 cm ² must be averaged. As with optical radiation, the minimum measuring distance from a touchable surface is fixed at 100 mm. Conditions for the critical reception angle when measuring the ionizing radiation were not specified

Einen konstanten Abstand von 100 mm mit einem handgeführten Strahlungsmessgerät einzuhalten, ist ohne Messhilfsmittel nicht möglich. Befände sich der Detektor des Strahlungsmessgerätes im Abstand von nur 90 mm vor der berührbaren Fläche, würde ein viel zu hoher Messwert bei kleinen Strahlungsquellen angezeigt. Im Gegensatz dazu sinkt der Messwert auf 69%, wenn der Detektor sich im Abstand von 120 mm befinden würde. Dadurch würde die Strahlungsexposition unterschätzt und Gefahren könnten nicht rechtzeitig erkannt werden.Maintaining a constant distance of 100 mm with a hand-held radiation measuring device is not possible without measuring aids. If the detector of the radiation measuring device were at a distance of only 90 mm in front of the accessible surface, a much too high measurement value would be displayed for small radiation sources. In contrast, the measured value drops to 69% if the detector were at a distance of 120 mm. This would underestimate the radiation exposure and dangers could not be recognized in time.

Für die Bewertung der gesamten Strahlungsexposition der 3 Strahlungsarten, die vom Bereich der infraroten Strahlung bis zur niederenergetischen Röntgenstrahlung reichen, kann erfindungsgemäß ein Strahlungsmessgeräte eingesetzt werden, mit dem der Messabstand von beispielsweise 100 mm eingehalten wird.According to the invention, a radiation measuring device with which the measuring distance of, for example, 100 mm is maintained can be used for the evaluation of the total radiation exposure of the 3 types of radiation, which range from the area of infrared radiation to low-energy X-rays.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Messen von 3 Strahlungsarten unter Einhaltung eines konstanten Messabstandes und einstellbaren Grenzempfangswinkeln anzugeben. Eine weitere Aufgabe besteht darin, die Funktionsfähigkeit des Strahlungsmessgerätes mit Kalibrierstrahlern zu prüfen.The object of the invention is to provide a device for simultaneous measurement of 3 types of radiation while maintaining a constant measuring distance and adjustable limit reception angles. Another task is to check the functionality of the radiation measuring device with calibration emitters.

Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen der Ansprüche. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Varianten der Erfindung.The object of the invention is achieved with a device with the features of the claims. The subclaims relate to advantageous developments and variants of the invention.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Prüfung der Schutzwirkung von Gehäusen, Behältern, Räumen oder Wänden, die im Inneren Strahlungsquellen enthalten, wird der Messabstand zur Expositionsfläche konstant gehalten beim berührenden Abfahren der Schutzumhausung mit einem Handgerät, ohne einen Anstieg von abstandsbedingten Messfehlern zuzulassen. With the device according to the invention for testing the protective effect of housings, containers, rooms or walls which contain radiation sources in the interior, the measuring distance to the exposure surface is kept constant when the protective housing is touched down with a handheld device, without permitting an increase in distance-related measurement errors.

Das erfindungsgemäße Strahlungsmessgerät umfasst einen Boden, in dem mindestens ein auswechselbarer Detektor montiert ist. Die Seitenwände des Strahlungsmessgerätes absorbieren sowohl optische als auch ionisierende Strahlung. Nicht durch die Messöffnung eintretende Strahlung wird blockiert. Die Innenwände des Messraumes sind so gestaltet, dass Fluoreszenz weitestgehend vermieden wird. Für optische Messungen wird mit scheibenförmigen Blenden oder einem Aufstecktubus der geforderte Grenzempfangswinkel eingestellt.The radiation measuring device according to the invention comprises a base in which at least one interchangeable detector is mounted. The side walls of the radiation measuring device absorb both optical and ionizing radiation. Radiation not entering through the measurement opening is blocked. The inner walls of the measuring room are designed so that fluorescence is largely avoided. For optical measurements, the required limit reception angle is set using disk-shaped diaphragms or a plug-on tube.

Die zu messende optische Strahlung umfasst den Wellenlängenbereich von 100 nm bis 20 µm. Der Wellenlängenbereich der ionisierenden Strahlung reicht von 10 pm bis 1 nm, das entspricht einer Photonenenergie von 124 keV bis 1,24 keV.The optical radiation to be measured covers the wavelength range from 100 nm to 20 µm. The wavelength range of the ionizing radiation ranges from 10 pm to 1 nm, which corresponds to a photon energy of 124 keV to 1.24 keV.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele und Varianten der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

1 ist eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer beispielhaften Anwendung beim Prüfen eines Schutzgehäuses.
2 zeigt eine Ausführungsform des Strahlungsmessgerätes zum Messen der ionisierenden Strahlung mit zwei unterschiedlichen Strahlungsmessgeräten.
3 zeigt eine Ausführungsform des Strahlungsmessgerätes für optische Messungen,
4 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung zum gleichzeitigen Messen von optischer und ionisierender Strahlung und einen Tongenerator (26).,
5 ist eine Ausführung eines Deckels mit Referenzstrahlern zur Funktionsprüfung des Strahlungsmessgerätes.
6 zeigt ein eine Ausführungsform der Erfindung mit einem verlängerten Handgriff (41) bei einer Messung ohne Kontakt mit dem Schutzgehäuse.
7 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem ausziehbaren Handgriff, der in der Nähe der Hand einen Kontaktschalter aufweist.

Exemplary embodiments and variants of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing.

1 is a schematic representation of the device according to the invention with an exemplary application when testing a protective housing.
2nd shows an embodiment of the radiation measuring device for measuring the ionizing radiation with two different radiation measuring devices.
3rd shows an embodiment of the radiation measuring device for optical measurements,
4th shows an embodiment of the invention for the simultaneous measurement of optical and ionizing radiation and a tone generator ( 26 ).,
5 is a version of a cover with reference emitters for functional testing of the radiation measuring device.
6 shows an embodiment of the invention with an extended handle ( 41 ) when measuring without contact with the protective housing.
7 shows the device according to the invention with an extendable handle that has a contact switch near the hand.

Bei der Beschreibung der Ausführungsbeispiele und der Figuren können gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Bauteile bezeichnen. Zusammenfassende Bezugszeichen werden für Objekte verwendet, die mehrfach auftreten, jedoch hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale gemeinsam beschrieben werden. Bauteile, die mit gleichen Bezugszeichen beschrieben werden, können hinsichtlich einzelner, mehrerer oder aller Merkmale auch unterschiedlich ausgeführt sein, sofern sich aus der Beschreibung nicht etwas anderes ergibt.In the description of the exemplary embodiments and the figures, the same reference symbols can denote the same or similar components. Summarizing reference numerals are used for objects that occur multiple times, but are described together with regard to one or more features. Components that are described with the same reference numerals can also be designed differently with regard to individual, several or all features, unless the description indicates otherwise.

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Strahlungsmessgerät (1) in der Seitenansicht mit einem zu prüfenden Schutzgehäuses (2) einer Lasermaschine. Die aus einem Loch (4) emittierte Strahlung (40) wird vom Strahlungsmessegerät (1) erfasst. Das mit der Hand geführte Strahlungsmessgerät berührt mit seinem Gleitring (7) die Oberfläche des Schutzgehäuses. Die Anlagefläche des Strahlungsmessgerätes ist die Frontebene des Gleitringes (7). Sie liegt ca. 5 mm vor der Öffnungsebene des Gehäuses (5) 1 shows a radiation measuring device according to the invention ( 1 ) in side view with a protective housing to be tested ( 2nd ) a laser machine. From a hole ( 4th ) emitted radiation ( 40 ) is used by the radiation measuring device ( 1 ) detected. The hand-held radiation meter touches with its slide ring ( 7 ) the surface of the protective housing. The contact surface of the radiation measuring device is the front level of the slide ring ( 7 ). It is approx. 5 mm in front of the opening level of the housing ( 5 )

Die durch das Loch (4) nach außen gelangenden Strahlungsanteile werden durch das Strahlungsmessgerät (1) im konstanten Messabstand von 100 mm detektiert. Der Messabstand (3) ist die Entfernung zwischen den Sensorelement des Detektors (9) und der Anlagefläche des Schutzgehäuses. Durch das Verschieben des Strahlungsmessgerätes (1) per Hand auf der Wand des Schutzgehäuses wird nacheinander die Strahlungsexposition aus dem Loch und dann auch die das Gehäuse durchdringende Strahlung im konstanten Abstand von 100 mm erfasst, wenn der Gleitring (7) an der Gehäuseoberfläche anliegt. Im Strahlungsmessgerät wird der momentane Messwert laufend gespeichert und zur Anzeige gebracht.Through the hole ( 4th ) Radiation components reaching the outside are detected by the radiation measuring device ( 1 ) detected at a constant measuring distance of 100 mm. The measuring distance ( 3rd ) is the distance between the sensor element of the detector ( 9 ) and the contact surface of the protective housing. By moving the radiation measuring device ( 1 ) by hand on the wall of the protective housing, the radiation exposure from the hole and then the radiation penetrating the housing are recorded in succession at a constant distance of 100 mm when the sliding ring ( 7 ) on the surface of the housing. The current measured value is continuously saved in the radiation measuring device and displayed.

2 zeigt eine Ausführung eines erfindungsgemäßen Strahlungsmessgerätes mit mindestens einem Detektor (18) zum Messen der ionisierenden Strahlung (40a). Im Boden befindet sich 2 verschiedene Detektoren (18). Ein Detektor (18a) zum Messen der Ortsdosisleistung Ḣ*(10) und ein Detektor (18b) zum Bestimmen der Organ-Äquivalentdosisleistung für die Haut Ḣ'(0,07). 2nd shows an embodiment of a radiation measuring device according to the invention with at least one detector ( 18th ) for measuring the ionizing radiation ( 40a ). There are 2 different detectors in the bottom ( 18th ). A detector ( 18a ) for measuring the local dose rate Ḣ * (10) and a detector ( 18b ) to determine the organ equivalent dose rate for the skin Ḣ '(0.07).

Ein Tongenerator (23) im Boden (8) gibt einen akustischen Ton (24) ab, dessen rechteckförmigen Tonpulse gut hörbar sind und die Tonhöhe ansteigt, wenn die Dosisleistung der empfangenen ionisierenden Strahlung zunimmt und in einen hohen Dauerton übergeht, wenn die gesetzlichen Grenzwerte der Strahlungsexposition erreicht sind.A tone generator ( 23 ) in the ground ( 8th ) gives an acoustic tone ( 24th ), whose rectangular sound pulses are clearly audible and the pitch rises when the dose rate of the ionizing radiation received increases and changes to a high continuous tone when the legal limits for radiation exposure are reached.

Der Abstand (3) bis zur Frontfläche des Gleitringes (7) beträgt 100 mm, gerechnet vom Messschwerpunkt des Detektors (18a, 18b). Im Gehäuse (5) des Strahlungsmessgerätes befinden sich drei aufeinander abgestimmte absorbierende Wände (11, 12, 13) für laserinduzierte ionisierende Strahlung. Die Wand (11) aus Polykarbonat vermeidet Lumineszenz. Die dem Messraum zugewandten Innenflächen der Wand (11) sind mit einer Schwarzschicht belegt, um optische Streustrahlung zu reduzieren. Die Dicke der Wand (11) beträgt 3 mm bis 10 mm. Die Wand (12) bestehen aus einer Aluminium-Legierung mit 3% Magnesium (AIMg3). Die Wandstärke beträgt 5 mm und schwächt die Photonen des mittleren Energiebereiches der ionisierenden Strahlung. Die äußere Wand (13) bestehen aus einer dünnen Bleifolie. Das Blei hat ein hohes Abschwächungsvermögen für die energiereichen Photonen. Das reine Blei kann auch aus bleihaltigem Röntgenschutzglas oder bleihaltigem Kunststoff bestehen. Wird anstelle der Bleifolie ein anderes Material eingesetzt, muss es für die ionisierende Strahlung den gleichen Bleigleichwert wie die 1 mm dicke Bleiwand (13) haben.The distance ( 3rd ) to the front surface of the slide ring ( 7 ) is 100 mm, calculated from the center of gravity of the detector ( 18a , 18b ). In the housing ( 5 ) of the radiation measuring device there are three coordinated absorbing walls ( 11 , 12th , 13 ) for laser-induced ionizing radiation. The wall ( 11 ) made of polycarbonate avoids luminescence. The inner surfaces of the wall facing the measuring room ( 11 ) are covered with a black layer in order to reduce optical stray radiation. The thickness of the wall ( 11 ) is 3 mm to 10 mm. The wall ( 12th ) consist of an aluminum alloy with 3% magnesium (AIMg3). The wall thickness is 5 mm and weakens the photons in the medium energy range of the ionizing radiation. The outer wall ( 13 ) consist of a thin lead foil. The lead has a high level of attenuation for the high-energy photons. The pure lead can also consist of lead-containing X-ray protective glass or lead-containing plastic. If another material is used instead of the lead foil, it must have the same lead equivalent for the ionizing radiation as the 1 mm thick lead wall ( 13 ) to have.

In der Frontfläche des Gehäuses (5) ist eine Bohrung (26) für einen Zentrierstift (27) für die Lagesicherung eines Deckels (20) angebracht.In the front surface of the housing ( 5 ) is a hole ( 26 ) for a centering pin ( 27 ) for securing the position of a lid ( 20 ) appropriate.

Das Gehäuse (5) aus Aluminium mit einer Wandstärke von 5 mm dient der mechanischen Befestigung des Gehäuses zum Beispiel an einem Handgriff (25) oder auf einem Stativ. In dem Gehäuse (5) befindet sich an der Frontseite eine Nut, in der der Gleitring (7) eingeklebt ist. Der Gleitring (7) besteht beispielsweise aus Filz, um beim Anlegen an das zu prüfende Schutzgehäuse (2) Kratzer zu vermeiden und einen lichtdichten Abschluss zu erreichen. Der Boden (8) besteht aus Aluminium und bildet den Abschluss des Strahlungsmessgerätes.The housing ( 5 ) made of aluminum with a wall thickness of 5 mm is used to mechanically attach the housing to a handle, for example ( 25th ) or on a tripod. In the housing ( 5 ) there is a groove on the front in which the slide ring ( 7 ) is glued in. The slide ring ( 7 ) is made of felt, for example, so that it can be attached to the protective housing to be tested ( 2nd ) To avoid scratches and to achieve a light-tight finish. The floor ( 8th ) is made of aluminum and forms the end of the radiation measuring device.

An Stelle des zylindrischen Gehäuses (5) können auch Rohre mit beliebigem Querschnitt eingesetzt sein.Instead of the cylindrical housing ( 5 ) Pipes with any cross-section can also be used.

Das Strahlungsmessgerät hat etwa folgende Abmessungen: Außendurchmesser ca. 80 mm und Länge ca. 120 mm.The radiation measuring device has the following dimensions: outer diameter approx. 80 mm and length approx. 120 mm.

3 zeigt eine Ausführung des Strahlungsmessgerätes wie sie für Messungen von optischer Strahlung (40b) eingesetzt wird. 3rd shows an embodiment of the radiation measuring device as used for measurements of optical radiation ( 40b ) is used.

Die austauschbaren Blenden (14, 15, 16) begrenzen das Gesichtsfeld des optischen Sensors beispielsweise auf 110 mrad, 30 mrad oder 11 mrad. Der optische Detektor (19) befindet sich senkrecht unter der Blendenöffnung.The interchangeable panels ( 14 , 15 , 16 ) limit the field of view of the optical sensor to 110 mrad, 30 mrad or 11 mrad, for example. The optical detector ( 19th ) is located vertically under the aperture.

Zur Gewichtsreduzierung ist diese Ausführung ohne die absorbierenden Wände (11, 12, 13) aufgebaut. Die Innenseite des Gehäuses ist in dem Fall mit einer absorbierenden Schwarzschicht (28) beschichtet. Durch das Verschieben des Gehäuses (5) per Hand auf der Wand des Schutzgehäuses (2) wird nacheinander die optische Strahlung im konstanten Abstand von 100 mm erfasst. Im Strahlungsmessgerät wird der maximale Messwert gespeichert und zur Anzeige gebracht. Ein Tongenerator (23) im Boden (8) gibt einen akustischen Ton (24) ab, dessen rechteckförmigen Tonpulse gut hörbar sind und die Tonhöhe ansteigt, wenn die Bestrahlungsstärke auf dem Detektor (19) zunimmt und in einen hohen Dauerton übergeht, wenn die gesetzlichen Grenzwerte der optischen Strahlung erreicht sind.To reduce weight, this version is without the absorbent walls ( 11 , 12th , 13 ) built up. The inside of the case is covered with an absorbent black layer ( 28 ) coated. By moving the housing ( 5 ) by hand on the wall of the protective housing ( 2nd ) the optical radiation is recorded in succession at a constant distance of 100 mm. The maximum measured value is stored in the radiation measuring device and displayed. A tone generator ( 23 ) in the ground ( 8th ) gives an acoustic tone ( 24th ) whose rectangular sound pulses are clearly audible and the pitch rises when the irradiance on the detector ( 19th ) increases and changes to a high continuous tone when the legal limits for optical radiation have been reached.

4 zeigt eine Ausführung des Strahlungsmessgerätes (1) wie es konfiguriert ist, wenn gleichzeitig die optische und die ionisierende Strahlung gemessen werden.
Im Boden befinden sich mindestens ein Detektor (18) für ionisierende Strahlung (40a) und mindestens ein Detektor (19) für optische Strahlung (40b). Das Gesichtsfeld des optischen Detektors ist durch den Aufstecktubus (17) beispielsweise auf einen Winkel von 110 mrad begrenzt. 4th shows an embodiment of the radiation measuring device ( 1 ) how it is configured when the optical and ionizing radiation are measured simultaneously.
There is at least one detector in the floor ( 18th ) for ionizing radiation ( 40a ) and at least one detector ( 19th ) for optical radiation ( 40b ). The field of view of the optical detector is through the plug-on tube ( 17th ) limited, for example, to an angle of 110 mrad.

5 zeigt den Zustand der Prüfung der Funktion des erfindungsgemäßen Strahlungsmessgerätes. Der Deckel (20) enthält einen Referenzstrahler (21) für ionisierende Strahlung und einen optischen Referenzstrahler (22), zum Beispiel eine LED. Zur Lagesicherung des Deckels (20) ist der Zentrierstift (27) in die Bohrung (26) des Gehäuses (5) eingeführt. Die beiden Referenzstrahler (21) und (22) befinden sich senkrecht über den jeweiligen für die Strahlungsart zuständigen Detektoren (18) und (19). Der Referenzstrahler (21) für die ionisierende Strahlung ist beispielsweise ein Aktivitätsnormal mit geringer, unter der gesetzlichen Freigrenze liegenden Aktivität.
Als Aktivitätsnormal eignen sich für die erfindungsgemäße Vorrichtung die kontinuierlich strahlenden Isotope Fe-55, Mn-54, Cd-109, Zn-65, Ba-11, Am-241, Ra-226 oder einer Mischung daraus. Auch das Backhilfsmittel Pottasche aus dem Lebensmittelbereich mit dem darin enthaltenen Isotop K-40 kann als Referenzstrahler eingesetzt werden. Die Funktionssicherheit des erfindungsgemäßen Strahlungsmessegerätes ist gegeben, wenn die Ausgangssignale des Detektors (18, 19) mit dem auf dem Prüfzertifikat des Herstellers eingetragenen Wert unter Beachtung des Messabstandes übereinstimmen. Somit können Alterungen oder Fehler des Strahlungsmessgerätes (1) und der nachfolgenden Signalauswertung festgestellt werden. Bei der Vergleichsmessung ist die Halbwertszeit des Aktivitätsnormals zu beachten. 5 shows the state of the test of the function of the radiation measuring device according to the invention. The lid ( 20 ) contains a reference radiator ( 21 ) for ionizing radiation and an optical reference radiator ( 22 ), for example an LED. To secure the position of the cover ( 20 ) is the centering pin ( 27 ) in the hole ( 26 ) of the housing ( 5 ) introduced. The two reference radiators ( 21 ) and ( 22 ) are located vertically above the respective detectors responsible for the type of radiation ( 18th ) and ( 19th ). The reference radiator ( 21 ) for ionizing radiation is, for example, an activity standard with little activity that is below the legal exemption limit.
The continuously radiating isotopes Fe-55, Mn-54, Cd-109, Zn-65, Ba-11, Am-241, Ra-226 or a mixture thereof are suitable as the activity standard for the device according to the invention. The baking aid potash from the food sector with the isotope K-40 contained therein can also be used as a reference radiator. The functional reliability of the radiation measuring device according to the invention is given when the output signals of the detector ( 18th , 19th ) agree with the value entered on the manufacturer's test certificate, taking into account the measuring distance. Aging or errors in the radiation measuring device ( 1 ) and the subsequent signal evaluation. The half-life of the activity standard must be taken into account in the comparison measurement.

Der elektrisch betriebene optische Referenzstrahler (22) befindet sich bei aufgesetztem Deckel (20) senkrecht über dem Detektor (19). Im eingeschalteten Zustand bestrahlt der Referenzstrahler (22) den Detektor (19) mit einer konstanten Bestrahlungsstärke. Das Ausgangssignal des Detektors wird mit dem eingetragenen Wert des Herstellers auf dem Prüfzertifikat verglichen. Somit können Alterungen oder Fehler des Innenraumes, des Detektors (19) und der nachfolgenden Signalauswertung sofort festgestellt werden.The electrically operated optical reference radiator ( 22 ) is with the lid on ( 20 ) vertically above the detector ( 19th ). When switched on, the reference radiator ( 22 ) the detector ( 19th ) with a constant irradiance. The output signal of the detector is compared with the manufacturer's value on the test certificate. Aging or defects in the interior, the detector ( 19th ) and the subsequent signal evaluation can be determined immediately.

6 zeigt eine Ausführung des Strahlungsmessgerätes (1) wie es zum Messen unbekannter Strahlungsintensität aus einem großen Sicherheitsabstand konfiguriert ist. Ein Verlängerungshalter (41) ist am Gehäuse des Strahlungsmessgerätes (1) befestigt, so dass sich der Abstand zwischen dem Bediener und dem zu prüfenden Schutzgehäuse (2) mindestens um den Faktor 10 vergrößert. Durch den vergrößerten Abstand verringert sich die Exposition der Person um mehr als Faktor 100. Der ausziehbare Verlängerungshalter (41) ist auf den geforderten Personenabstand in weiten Grenzen anpassbar. Der Kontaktschalter (42) unter dem Gleitring (7) wird nur bei Berührung des Schutzgehäuses (2) oder einem anderen harten Gegenstand ausgelöst. Das durch den Kontaktschalter (42) erzeugte Signal dient der Kennzeichnung des aktuellen Messwertes mit dem Zusatz des Abstandes (3). In 6 befindet sich das Schutzgehäuse (2) in zu großem Abstand, so dass der Kontaktschalter (42) nicht geschlossen ist und das Messsignal nicht den Zusatz des Messabstandes (3) erhält. 6 shows an embodiment of the radiation measuring device ( 1 ) as it is configured to measure unknown radiation intensity from a large safety distance. An extension bracket ( 41 ) is on the housing of the radiation measuring device ( 1 ) so that the distance between the operator and the protective housing to be tested ( 2nd ) at least by the factor 10th enlarged. The increased distance reduces the person's exposure by more than a factor 100 . The extendable extension holder ( 41 ) can be adapted to the required distance between people within wide limits. The contact switch ( 42 ) under the slide ring ( 7 ) is only when the protective housing is touched ( 2nd ) or another hard object. That through the contact switch ( 42 ) generated signal is used to identify the current measured value with the addition of the distance ( 3rd ). In 6 is the protective housing ( 2nd ) too far away, so that the contact switch ( 42 ) is not closed and the measurement signal does not include the addition of the measurement distance ( 3rd ) receives.

7 zeigt eine Ausführung des Strahlungsmessgerätes (1) in seiner meistbenutzen Form mit einem Handgriff (25) und einem auslösenden Schalter (43) im Handbereich des Bedieners. Eine Kombination von einem Kontaktschalter (42) unter dem Gleitring, dargestellt in 6, und einem im Verlängerungshalter (41) mit Handgriff (25) und Handschalter (43) bietet Vorteile bei der Messung unbekannter, vermutlich hoher Expositionen. 7 shows an embodiment of the radiation measuring device ( 1 ) in its most used form with a handle ( 25th ) and a triggering switch ( 43 ) in the hand area of the operator. A combination of a contact switch ( 42 ) under the slide ring, shown in 6 , and one in the extension holder ( 41 ) with handle ( 25th ) and hand switch ( 43 ) offers advantages when measuring unknown, presumably high exposures.

BezugszeichenlisteReference list

11: StrahlungsmessgerätRadiation meter
22nd: SchutzgehäuseProtective housing
33rd: Abstanddistance
44th: Lochhole
55: Gehäusecasing
66: Öffnungopening
77: GleitringSlide ring
88th: Bodenground
99: Detektordetector
1010th: Strahlungsundurchlässiges SystemRadiopaque system
1111: Wandwall
1212th: Wandwall
1313: Wandwall
1414: Blendecover
1515: Blendecover
1616: Blendecover
1717th: AufstecktubusPush-on tube
1818th: Detektor für ionisierende StrahlungIonizing radiation detector
18a18a: Detektor für die OrtsdosisleistungLocal dose rate detector
18b18b: Detektor für die Organ-ÄquivalentdosisleistungOrgan Equivalent Dose Rate Detector
1919th: Detektor für optische StrahlungOptical radiation detector
2020: Deckelcover
2121st: Strahler für ionisierende Strahlung bzw. AktivitätsnormalEmitter for ionizing radiation or activity standard
2222: Optischer ReferenzstrahlerOptical reference radiator
2323: TongeneratorTone generator
2424th: Akustischer TonAcoustic sound
2525th: HandgriffHandle
2626: Bohrungdrilling
2727: ZentrierstiftCentering
2828: SchwarzschichtBlack layer
4040: Zu messende StrahlungRadiation to be measured
40a40a: Ionisierende StrahlungIonizing radiation
40b40b: Optische StrahlungOptical radiation
4141: VerlängerungshalterExtension bracket
4242: KontaktschalterContact switch
4343: HandschalterHand switch

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant has been generated automatically and is only included for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 945110 [0009]
DE 1143276 [0010]

Claims

Hand-held or machine-guided radiation measuring device (1), which is touchingly applied to the protective housing (2) during measurement and the exposures of three types of radiation from gaps and holes (4) from protective housings (2) and radiation penetrating the walls and windows, in particular from laser machines, X-ray devices, containers and rooms detected, comprising - a housing (5) with an opening (6) for the radiation to be measured (40), - a base (8) with at least one detector (9), characterized in that a radiation-impermeable system (10), consisting of interchangeable, layered walls (11, 12, 13) which reduce the scatter in the case of optical radiation and the fluorescence in the case of ionizing radiation on the walls of the measuring interior and a housing (5) with a slide ring (7), which forms the distance (3) between the protective housing (2) to be checked and the center of gravity of the at least one detector (9) in the base (8) of the radiation measuring device (1).

Radiation meter after Claim 1 , characterized in that the sliding ring (7) can be exchanged for contamination with dirt or particles.

Radiation meter after Claim 1 to 2nd , characterized in that the distance (3) is set to the normative value of 100 mm.

Radiation meter after Claim 1 to 3rd , characterized in that the field of view of the at least one detector (19) for optical radiation is limited by at least one diaphragm (14, 15, 16) or by a plug-on tube (17).

Radiation meter after Claim 1 to 4th , characterized in that the walls (11, 12, 13) are interchangeable and adaptable to a variable distance (3) and to another type of radiation.

Radiation meter after Claim 1 , characterized in that the inlet opening (6) of the housing (5) has a round, rectangular or oval cross section and is adapted to the shape of the protective housing (2) to be tested and the measurement task.

Radiation meter after Claim 1 , characterized in that the housing (5) is conical with an enlarging or reducing cross section towards the measuring opening (6).

Radiation meter after Claim 1 to 7 , characterized in that at least one detector (18) for ionizing radiation and one detector (19) for optical radiation are present in the base (8).

Radiation meter after Claim 1 to 8th , characterized in that a cover (20) with at least one reference radiator (21, 22) for comparative measurements with a centering pin (27) is placed against rotation on the housing (5) of the radiation measuring device (1) and the distance between the reference radiators and the at least one detector (19, 18) is constant.

Radiation meter after Claim 1 to 9 , characterized in that a tone generator (23), which is electrically controlled by at least one detector, is located in the floor (8) and emits an acoustic tone (24), the rectangular tone pulses of which are clearly audible and the pitch increases when the power of the received radiation increases and changes to a high continuous tone when the legal limits of radiation exposure are reached.

Radiation meter after Claim 2 , characterized in that the sliding ring (7) is designed as a contact switch (42).

Radiation meter after Claim 1 to 11 , characterized in that an extension holder (41) which increases the distance between people is attached to the housing of the radiation measuring device (1) with a switch (43) close to the hand.