DE2218237B2

DE2218237B2 -

Info

Publication number: DE2218237B2
Application number: DE2218237A
Authority: DE
Inventors: Claude Meudon Perraudin (Frankreich)
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1971-04-16
Filing date: 1972-04-14
Publication date: 1979-05-10
Also published as: NL172891B; NL172891C; US3845310A; DE2218237A1; GB1383840A; FR2133318A5; DE2218237C3; NL7205034A

Description

P Ein Meßwert Null bedeutet, daß das zu messende

fl Stahlblech die gleiche Dicke wie das Vergleichsstuck

H hat, während ein Ausschlag eine Abweichung von der H Solldicke anzeigt Bei dieser bekannten Vorrichtung

■$ erfolgt keine Messung der Strahlungsdosis, und es ist

Is vor allem nicht möglich, die Strahlungsquelle beim

ig Überschreiten einer vorbestimmten Strahlungsdosis

■W¹ abzuschalten."

j§ Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine

i| Sicherheitseinrichtung der eingangs angegebenen Art

'i so auszubilden, daß sie unter Erfassung aller praktisch

' vorkortimenden Fehlerquellen eigensicher ist, so daß die

ΐ Strahlungsquelle nicht nur beim Erreichen der vorbe-

; stimmten Strahlungsdosis, sondern auch beim Ausfall

irgendeines Teils des Geräts mit Sicherheit abgeschaltet

■.;■;': wird.

■i Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch

gelöst, daß an jede der Ionisationskammern eine eigene Strahlungsmeßschaltung angeschlossen ist, deren jede eine integrierende Vorverstärkerschaltung enthält, deren Ausgangssignal über jeweils einen "erstärker jeweils einer Quantisierungsanordnung zugeführt wird, an die jeweils ein speichernder elektromechanischer Zähler angeschlossen ist, daß die elektromechanischen Zähler Schalter steuern, die in Serie in einem Sicherheitsstromkreis liegen, daß die Ausgangssignale der beider. Verstärker den beider. Eingängen einer ersten elektronischen Vergleichsschaltung zugeführt werden, die einen weiteren, in Serie im Sicherheitsstromkreis liegenden Schalter öffnet, wenn die Differenz ihrer Eingangssignale einen vorbestimmten Wert überschreitet, und daß die Ausgangssignale der beiden Verstärker den beiden Eingängen einer zweiten elektronischen Vergleichsschaltung zugeführt werden, die außerdem von einer Spannungsquelle eine der gewünschten Dosis entsprechende Bezugsspannung empfängt und einen weiteren, in Serie im Sicherheitsstromkreis liegenden Schalter steuert

Bei der Sicherheitseinrichtung nach der Erfindung sind dadurch, daß jede Ionisationskammer mit einer eigenen Strahlungsmeßschaltung verbunden ist, zunächst zwei voneinander völlig unabhängige Dosimeter gebildet, so daß bereits durch diese Verdoppelung eine erhöhte Sicherheit erzielt ist, weil beim Ausfall eines der beiden Dosimeter das andere Dosimeter mit großer Wahrscheinlichkeit voll wirksam bleiben und für sich allein das Abschalten der Strahlungsquelle beim Erreichen der vorbestimmten Strahlungsdosis abschalten würde. Zusätzlich ~>t die Eigensicherheit dadurch gewährleistet, daß die Ausgangssignale der beiden getrennten Dosimeter ir zwei Elektronischen Vergleichsschaltungen einerseits miteinander und andererseits mit einer der gewünschten Dosis entsprechenden Bezugsspannung verglichen werden; auf diese Weise erfolgt eine Abschaltung der Strahlungsquelle auch vor dem Erreichen der vorbestimmten Strahlungsdosis, wenn die Ausgangssignale der beiden Dosimeter um einen gewissen Betrag voneinander oder von der Bezugsspannung abweichen. Dadurch werden insbesondere alle Gefahrenquellen erfaßt, die auf dem Ausfall eines Teils der Sicherheitseinrichtung selbst beruhen.

Ein Ausführungsbeispiel einer Sicherheitseinrichtung nach der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, die das Blockschema einer solchen Sicherheitseinrichtung zeigt

Die Zeichnung zeig; °ine Strahlungsquelle I, die ein Strahlungsbündel 2 liefert. Diese Strahlungsquelle ist beispielsweise ein Röntgenstrahlenerzeuger oder ein linearer Teilchenbeschleuniger Im letzten Fall ist dem Beschleuniger eine Höchstfrequenz-Modulatorscha'-tung zugeordnet, so daß er eine impulsförmige Strahlung liefert

Im Weg des Strahlungsbündels 2 sind nacheinander zwei Ionisationskammern 5 bzw. 6 angeordnet, die mit Stromversorgung 3 bzw. 4 verbunden sind.

Die Ionisationskammer 5 weist eine einzige Meßelektrode auf. Die Ionisationskammer 6 enthält eine ίο Meßelektrode, die in vier Sektoren unterteilt ist und somit die" zusätzliche Funktion einer Zentrierung des Bündels hat

Der Ausgang der Ionisationskammer 5 ist mit dem Eingang eines Strahlungsmonitors 7 verbunden und die ι, Ausgänge der Ionisationskammer 6 sind mit den Eingang eines Strahlungsmonitors 7 verbunden, und die Ausgänge der Ionisationskammer 6 sind mit den Eingängen eines Strahlungsmonitors 8 verbunden. Abgesehen von ihren Eingängen weisen diese Monitoren den gleichen Aufbau auf, und sie eii.aalten jeweils eine Strahlungsmeßanordnung.

Der Strahlungsmonitor 7 enthält einen Vorverstärker 9, und der Strahlungsmonitor 8 enthält vier Vorverstärker 10, 11, 12, 13. Diese Vorverstärker sind 2ϊ integrierende Vorverstärker herkömmlicher Art, die an ihrem Ausgang eine Gleichspannung abgeben, deren Amplitude der festgestellten Strahlungsdosis proportional ist Die Ausgänge der Vorverstärker sind jeweils mit einem Eingang eines Verstärkers 14 bzw. 15 j« verbunden, der an seinem Ausgang für eine vorbestimmte Strahlungsdosis eine vorbestimmte Spannung liefert

Die Ausgänge der Verstärker 14 und 15 sind jeweils

mit dem Eingang einer a!s elektronische Zählanord-

;s nung ausgebildeten Quantisierungsanordnung 16 bzw. 17 verbunden, die eine quantisierte Messung der zu dem Ziel geschickten Strahlungsdosis durchführt

Die Quantisierungsanordnungen 16 und 17 s.nd mit

elektromechanischen Zählern 18 bzw. 19 verbunden, deren Betrieb durch die von den Quantisierungsanordnungen 16 bzw. 17 abgegebenen Impulse gesteuert werden.

Die elektromechanischen Zähler 18 und *9, die die gemessene Dosisangabe speichern, steuern jeweils ■r> einen Schalter 21 bzw. 22 des Sicherheitsstromkreises, der die Bestrahlungsvorrichtung stillsetzt Dieser Sicherheitsstromkreis wird später genauer beschrieben. Die von den Verstärkern 14 und 15 erzeugten Signale werden elektronischen Vergleichsschaltungen 23 und 24 ^rxi zugeführt, welche weitere Schalter 25 und 26 des Sicherheitsstromkreises steuern. Eine elektronische Überwachungsschaltung 27 kontrolliert den richtigen Eetnib der Zähler 18 und 19, wenn sie einen Steuerimpuls abgeben.

. i Die Vergleichsschaltung 23, die beispielsweise durch einen Differenzverstärker gebildet ist, gibt ein Signa) ab, das der Differenz zwischen den von den beiden StrahlungsmoniUven 7 und 8 gelieferten Signalen proportional ist. Wenn diese Differenz einen vorbestimmten ten Wert erreicht, betätigt die Vergleichsschaltung 23 den zugeordneten Schalter 25.

Die Vergleichsschaltung 24 enthält beispielsweise zwei Differenzverstärker, die jeweils mit einem Eingang an einen der Strahllingsmonitore 7 und 8 angers schlossen sind, während der andere Eingang an eine gemeinsame Quelle 28 angeschlossen ist, die eine einstellbare Bezugsspannung liefert, die der gewünschten abgegebenen Dosis entspricht Die Ausgänge der

Differenzverstärker sind zusammengefaßt, und das dadurch gelieferte Signal betätigt den zugehörigen Schalter 26, wenn der Wert dieses Signals von dem vorbestimmten Wert verschieden ist.

Die elektronische Überwachungsschaltung 27 überprüft, ob jeder der Zähler 18 und 19 durch die von den Quantisierungsanordnungen 16 und 17 abgegebenen Impulse auch richtig betätigt worden ist Zu diesem Zweck bildet eine elektronische Anordnung eine zeitlich kontinuierlich ansteigende Spannung, und wenn diese Spannung nicht periodisch durch den Steuerstrom der Zähler 18 und 19 auf Null zurückgestellt wird, löst sie die Betätigung eines Schalters 29 aus.

Der zuvor beschriebene Sicherheitsstromkreis steuert den Betrieb der gesamten Bestrahlungsvorrichtung und besteht im wesentlichen aus einem elektrischen Ruhestromkreis, der zwischen den Klemmen 20 '·> und 30 die fünf in Serie geschalteten Schalter 21,22,25, 26 und 29 enthält. Durch das öffnen eines beliebigen Schalters wird der Betrieb der Bestrahlungsvorrichtung stillgesetzt.

Es ist zu bemerken, daß die fünf Steuersignale für die

ι» Schalter auch dazu verwendet werden können, vor der Auslösung des Stillsetzens der Bestrahlungsvorrichtung ein optisches und/oder akustisches Alarmsystem für die Betriebsgefahr auszulösen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Sicherheitseinrichtung zur Kontrolle eines von einer Strahlungsquelle gelieferten Strahlungsbündels, mit zwei im Weg des Strahlungsbündels hintereinander angeordneten Ionisationskammern, die Signale liefern, die der Intensität der durch die Ionisationskammern gehenden Strahlung proportional sind, und mit einer an die Ionisationskammern in angeschlossenen Meßeinrichtung, die auf die Differenz der Ausgangssignale der Ionisationskammern anspricht und eine Abschalteinrichtung betätigt, wenn die sich aus der Differenz ergebende gemessene Strahlungsdosis einen vorbestimmten H Wert überschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß an jede der Ionisationskammern (5 bzw. 6) eine eigene Strahlungsmaßschaltung (7 bzw. 8) angeschlossen ist, deren jede eine integrierende Yorverstärkersehaitung (9 bzw. IQ, !1, 12, !3) enthält, deren Ausgangssignal Qber jeweils einen Verstärker (14 bzw. 15) jeweils einer Quantisierungs'anordnung (16 bzw. 17) zugeführt wird, an die jeweils ein speichernder elektromechanischer Zahler (18 bzw. 19) angeschlossen ist, daß die elektromechanischen Zähler (18 bzw. 19) Schalter (21 bzw. 22) steuern, die in Serie in einem Sicherheitsstromkreis (20, 30) liegen, daß die Ausgangssignale der beiden Verstärker (14 bzw. 15) den beiden Eingängen einer ersten elektrantsehen Vergleichsschaltung (23) zugeführt werden, die einen weiteren, in Serie im Sicherheitsstromkreis (20, 30) liegenden Schalter (25) öffnet, wenn die Differenz ihrer Eingangssignal einen vorbestimmten Wert überschreitet, und daß die Ausgangssignale 1 > der beiden Verstärker (14 bzw. 15) den beiden Eingängen einer zweiten elektronischen Vergleichsschaltung (24) zugeführt werden, die außerdem von einer Spannungsquelle (28) eine der gewünschten Dosis entsprechende Bezugsspannung empfängt und ·κ> einen weiteren, in Serie im Sicherheitsstromkreis (20,30) liegenden Schalter (26) steuert.

2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine (6) der Ionisationskammern eine zur Zentrierung des Bündels in i*> Sektoren unterteilte Elektrode enthält und daß die dieser Ionisationskammer (6) zugeordnete Vorverstärkerschaltung mehrere integrierende Vorverstärker (10, It, 12,13) enthält, die jeweils mit einem Elektrodensektor verbunden sind und deren Aus- v> gänge mit mehreren Eingängen des zugeordneten Verstärkers (15) verbunden sind.

3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltungen (23, 24) durch Differenzverstärker gebildet >^r> sind, die parallel an die beiden Meßschaltungen (7,8) angeschlossen sind.

4. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die beiden elektromechanischen Zähler (18, 19) eine m> elektronische Überwachungsschaltung (27) angeschlossen ist, die so ausgebildet ist, daß sie beim Ausfall eines der Zähler einen in Serie im Sicherheitsstromkreis (20, 30) liegenden Schalter (29) öffnet. μ

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung zur Kontrolle eines von einer Strahlungsquelle gelieferten Strahlungsbündels, mit zwei im Weg des Strahlungsbündels hintereinander angeordneten Ionisationskammern, die Signale liefern, die der Intensität der durch die Ionisationskammern gehenden Strahlung proportional sind, und mit einer an die Ionisationskammern angeschlossenen Meßeinrichtung, die auf die tüfferenz der Ausgangssignale der Ionisationskammern anspricht und eine Abschalteinrichtung betätigt, wenn die sich aus der Differenz ergebende gemessene Strahlungsdosis einen vorbestimmten Wert überschreitet

Eine aus der DE-AS 12 43 789 bekannte Einrichtung dieser Art zum Messen von Röntgenstrahlen mit zwei Ionisationskammern ist dazu bestimmt, Fehlbelichtungen des Filmmateraals bei optimal geringer Strahlenbelastung des Patienten zu vermeiden. Zu diesem Zweck sind die beiden hintcrcinanderliegenden Ionisationskammern derart unterschiedlich ausgebildet, daß die sine Ionisationskammer auf harte Röntgenstrahlung und die andere Ionisationskammer auf weiche Röntgenstrahlung anspricht und somit die Differenz der Kammerströme eine vorgegebene, dem Härtegang des Film-Folien-Materials angepaßte Abhängigkeit von der Qualität der Strahlung aufweist Maßnahmen zum Schutz des Patiemen gegen eine durch Fehler der Anlage oder Bedienungsfehler verursachte unbeabsichtigte Übergröße der Strahlungsdosis sind nicht vorgesehen; die Vorrichtung ist auch nicht eigensicher, d. L·, sie schaltet die Strahlungsquelle nicht sofort ab, wenn eine der Ionisationskammern oder die daran angeschlossene Meßeinrichtung ausfällt

Bei einer aus der US-PS 25 66 684 bekannten Anordnung zur Kontrolle der Lage eines Strahlungsbündels mit ebenfalls zwei im Weg des Strahlungsbündels hintereinander angeordneten Ionisationskammern ist jeweils eine Elektrode jeder Ionisationskammer in vier Sektoren unterteilt, wobei entweder jeder Sektor mit einer eigenen Strariilungsmeßschaltung verbunden ist oder jeweils zwei einandc gegenüberliegende Sektoren im Sinne einer Differenzbildung mit einer gemeinsamen Strahlungismeßschaltung verbunden sind. Jede Ionisationskammer¹ ermöglicht die Kontrolle der zentrischen Lage des Durchgangspunktes des Strahlungsbündels in bezug auf die in Sektoren unterteilte Elektrode; durch Verwendung von zwei im Abstand liegenden Ionisationskammern kann die genaue Achsrichtung des Strahlungsbündels kontrolliert werden. Die Messung der Strahlungsdosis zum Zweck einer Sicherheitsabschaltung ist nicht vorgesehen; auch werden die von den beiden Ionisationskammern gelieferten Meßsignale nicht miteinander verglichen oder verknüpft, da dies für die beabsichtigte Lage- und Richtungskontrolle nicht: erforderlich ist

Schließlich ist aus der US-PS 26 47 214 ein Meßgerät mit zwei Ionisationskammern bekannt, das zur Messung der Dicke von Stahlblechen aufgrund der Abschwächung einer durch das Sitahlblech geschickten Röntgenstrahlung dient; die Messung beruht dabei auf dem Prinzip des Vergleichs; mit einem Probestück der Solldicke. Es sind deshalb im Strahlengang des Röntgenstrahlenbündels zwei nebeneinanderliegende Ionisationskammern vorgesehen, wobei vor dem Fenster der einen Ionisationskammer das Vergleichsstück und vor dem Fenster der anderen Ionisationskammer das zu messende Stahlblech angeordnet sind Eine an die beiden Ionisationskammern angeordnete Meßschaltung bildet die Differenz der Meßwerte und zeigt diese an.