JPH05502507A - イオン化放射線のヘッドギアー載置指示器 - Google Patents

イオン化放射線のヘッドギアー載置指示器

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JPH05502507A
JPH05502507A JP2513015A JP51301590A JPH05502507A JP H05502507 A JPH05502507 A JP H05502507A JP 2513015 A JP2513015 A JP 2513015A JP 51301590 A JP51301590 A JP 51301590A JP H05502507 A JPH05502507 A JP H05502507A
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クラウソン、フランシス アール.
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イオン化放射線のヘッドギアー載置指示器発明の背景 この発明は安全装置としてヘッドギアに載置されたイオン化放射線指示器に関す る。特に、この発明は、ヘッドギアまたは体の他の部分に載置されるイオン化放 射線指示器の利用のために、はとんど実時間、でイオン化放射線レベルを動的に 表示するためにヘッドギア、例えば安全メガネ、に組み込まれた視覚的な、聴覚 的な、そして触覚的な指示器に関する。まだ更に特に、この発明はイオン化放射 線とその強度の存在中にほとんど実時間で着用者に警報するために安全メガネの 視野内に載置された多数の視覚的な指示器と結合してイオン化放射線を検出する ための回路の結合に関する。聴覚的な、触覚的なそして赤外線の装置もまた放射 線の危険レベルを着用者に警報するために整合している。
イオン化放射線ゾーンでの安全性は最も重要である。
安全への主要な対処はイオン化放射線のレベルを監視しそして、特にレベルが次 第にまたは突然に危険になったときに、それらのレベルを全職員に警報するとい う考えである。よって、自動読み取りドシメータ(置針)はX線、ガンマ線、そ してベータ放射線の個人への被曝の瞬時の自動評価のために原子力産業に於て広 く用いられている。このような装置は、潜在的な放射線領域にいる着用者によっ て周期的にしか読み取られないという重大な欠点を持っている。@繁に、このよ うなドシメータは着用者の体の一部に着用され、または遮蔽されているので。
その装置は全体の被曝または頭と生命器官に対する被曝を正確に反映しない。多 くの場合、ドシメータは作業者の手袋で汚されそして着用者が実際に受けている よりも高い被曝という誤った指示を与える。更に、その固有の脆弱さはその装置 への子期し難い物理的打撃またはショックのために作業者の過被曝または過被曝 の危険を引き起こす。
放射能への被曝の量を計獣すするためのこのような装置の代表的な例はランズベ ルク(Landsverk)のU、S、No、2,638,553:エングダー ル(engdahl)のU、S、’Pat、No、4. 320゜393:ノダ のU、S、Pa t、No、4,695,730:そしてウラリのU、S、Pa t、No、2. 818.511に見られる。エングダール(engdahl) は、このような装置はしきい値の放射線レベルになると音響的なまたは光学的な 警報を与えるということを示唆している。ノダ(n o d a)は、検出器は 指に載置され得るのだが、警報機とは分離しているということを示唆たはポケッ トサイズの放射線警報装置はほぼ20年間採川されている。これらの装置は一定 量のイオン化放射線の被曝で特徴的な聴覚的警報信号がその装置がら放出される ために通常は″チャーパー(chirpers)’″と呼ばれている。しばしば 、原子核プラント内では、″チャープ(chirp)”に類似した音、音の周波 数またはその高調波の周波数のすべてのデシベルレベルが種々のal賊、流体の 流れ、そして電力発生に特有のプラント状態信号からの背景音として存在してい る。この背景不協和音のために、″チャーバー(chirper)”警報信号は 頻繁に打ち消されるかまたは注意されない。
“チャーパー(chirper)”はそれ故に作業者の警報装置としての利用に 限界がある。代表的な小型の放射線チャーパはラムバーガーのU、S、Pat、 No。
4.197,461に見られる。
したがって、X線、ガンマ線そしてベータイオン化放射線へのおおよその現在の 被爆の連続的な通知そしてそれらの放射線の形態に対して個体の1日当りの指定 安全被曝制限値より超過した増加量が受信されると多感応警報を与える。したが って、そうでなければ感知しえないベータ、ガンマ、そしてX線の実際の量を直 接に視覚化することが望まれている。この技術に於て過度に強い放射線フィール ドを視覚的指示、その場合に視覚的刺激はイオン化放射線フィールドまたはフラ ッシュの動的な強度に応じて連続的に可変であるが、と同様の聴覚的そして触覚 的に感知し得る刺激へ変換することが望まれている。
電源とパルスカウンタの回路にガイガーミュラー(G/M)管を有する持ち運び 型ガンマ放射線量計はカウントしたパルスに比例した視覚的表示を与えるフラン シュ光を作動させる。しかしながら、そのフラッシュはユニットに現れ、そして その着用者の視野に入らない、U。
S、Pat、No、3,581.−98では、光感知検出器のアレイを構成する 非視覚的放射線検出のためのシステムは観測者によって着用されたゴーグルまた は眼鏡への組み込みを示唆している。しかしながら、このようなシステムはイオ ン化放射線を示唆していないし、また線量計もここで考察されるような視覚的そ して触覚的センサーを示唆していない。ヘッドギア載置放射線警報装置の他の例 はU、S、Pat、No、3. 277、 300(ヘルメットに載置された赤 外線検出器)またはU。
S、Pat、No、2. 8!8. 511 (ヘルメットに載置された赤外線 と視覚的センサー)に見られる。
、 これらの先行技術装置のどれも着用者の視野内にありそして他の方向に向か ない位置にある視覚的指示器を備えているイオン化放射線感応装置の望ましい組 合せを提供していない、視覚的指示器が現在の放射線レベルを実時間で指示する ためのフラッシュする形式の装置をどれも提供していないし、そして補助警報装 置1例えば触覚的、聴覚的、そして赤外線警報装置との組合せを伴っていない。
したがって1人的に不感応なイオン化放射線そしてそれらの動的に変化する強度 を認識し得る。限定的な視覚的感覚に見かけ上変換するヘッドギア、例えば顔面 保護または眼保護安全シールド、を提供することがこの発明の一般的目的である 。
着用者の外周視野内に多数の視覚的指示器、そしてイオン化放射線レベルの実時 間の連続的な視覚的指示を与えるイオン化放射線検出器を備えた回路とを含んで いるヘッドギアを提供することがこの発明の別の目的である。
イオン化放射線検出器、電源、増幅器そして判定器はへラドギアに、例えば安全 メガネまたはゴーグルのフレームまたは受話器に集積的に載置されているような 、ヘッドギア、例えば安全ゴーグル、を提供することがこの発明の別の目的であ る。
イオン化放射線検出器と関連の電子部品は使用者によって着用されてポケットに 一緒に載置され、そしてゴーグルまたはメガネには視覚的、触覚的、そして聴覚 的表示装置が結合されていような、安全へラドギア、例えば安全ゴーグルまたは メガネ、を提供することがこの発明のまた別の目的である。
イオン化放射線への受容し難い高いレベルの被爆を指示する視覚的、聴覚的、そ して触覚的信号によって同時出現の警報を提供することがこの発明の別の全体的 目的である。
イオン化放射線の一つまたはいくつかの形態とセンサーとの相互作用で、測定し 得る電気的パルスを与える安全眼鏡またはゴーグルのフレームまたはリムに邪魔 にならないで在るための適合した大きさにシステムの構成成分を小型化すること がこの発明のまた別の全体的目的である。
比較器と表示器とを備えた回路のツェナーダイオード回路によって使用者の視野 に繰り返して点滅する視覚的ライト構成を提供することがこの発明の別の全体的 な目的である。
着用者が眼の移動以外の体の移動を要さないで指示を見ることができるような視 覚的な指示器を計画することがこの発明の別の一般的な目的である。
視覚的な光スペクトル発生装置例えばLEDそしてLCDまたは他の変調または 制御装置を利用することがこの発明の更なる目的である。
発明の概要 前述の目的を達成するために1発明は一面では検出回路と、着用者の直接の視野 内からは見えないが視野の外周内にあるゴーグルのフレームの表示回路とを備え たヘッドギア、好ましくは安全ゴーグル、の組合せに関する。
この発明の主要な特徴は眼の移動以外の体の移動なしでまたは他の物理的な干渉 なしで着用者が表示を見ることができるということである。特に、検出器/表示 器回路は電源を備えた回路中にバッファー回路と条件回路へ出力信号を与えるイ オン化放射線検出器を含んでいる。表示は放射線の程度によって見られるように 、または警報条件を指示するために配列された多数の可視的な光による視覚的な 表示である。可視的な表示に加えて、発明の結合は着用者に物理的なそして聴覚 的な刺激を引き起こすための触覚的なそして聴覚的な表示装置を含んでいる。
発明の一つの回路の実施例では、あらかじめ定められたレベルに達するまで、階 段状の信号強度にしたがって多数のライトは繰り返して作動させられる。あらか じめ定められたレベルに達すると1着用者の注意を緊急状態へ引き寄せるために 可視的な矢印に似た形でライトは繰り返し作動する。
他の実施例では、イオン化放射線検出器は着用者の体に着用されるように適合し ている市販の普通のユニットである。ユニットの出力はヘンドビース、例えば前 述のゴーグルまたは安全メガネ、に結合され、そして表示器がそれぞれに応じて 与えられている。
発明のこれらのそして他の特徴は添付図面と一緒になされた明細書の全体から更 に明らかになるであろう。
図面の説明 図に於て: Fig、1は可視的な表示器が着用者の直接の視野外にある場合で上側フレーム に発明による表示器と回路とを組み込んでいる安全ゴーグルの正面図である。
Fig、2はFig、1に類似した上面図であり、コーゲルの耳掛けに設けられ た回路素子を示している。
Fig、3はそこに回路素子があることを図示する右側の耳掛けの平面図である 。
Fig、4はFig、3に類似した左の耳掛けの平面図であり、そこにある付加 的な回路素子を図示している。
Fig、5は、表示器が別の場所で着用者に着用された普通のイオン化放射線検 出器を備えた回路中にあるような場合で、安全メガネのブリフジに設けられた視 覚的な、触覚的な、そして聴覚的な表示器を示す図である。
Fig、6はFig、1−4の実施例の利用のために発明による回路のブロック ダイヤグラムであり、その一部はFig、5の実施例に用いることができる。
Fig、7はFig、6に対応した回路の簡略化した図式ダイヤグラムである。
Fig、8は警報レベル放射線検出のために比較器が繰り返しの視覚的な表示を 出力するようにするためにツェナーダイオード/SCR対を利用した代替回路で ある。
好ましい実施例の詳細な説明 先ずFig、14に集中的に参照する。発明は参照番号10によって一般的に指 定された一対の安全ゴーグルに代表的に適用されている。ゴーグル10はフレー ムのような適当なレンズホルダー13によって支持された一対のレンズ11.1 2を含んでいる。フレーム13はその外部端部が左耳掛け16と右耳掛け17と にそれぞれ結合しているブリッジ部材15を含んでいる。図示されているゴーグ ルは代表的なものでありそして様々な形、例えば安全眼鏡、安全ゴーグル、また は着用者の視野の外周にまたはその近傍に視覚化領域を有するヘッドギ乙を採用 することができる。
参照番号19で一般的に指定される回路はより詳細に検討されるであろう構成部 分を有しており、その構成部分は安全ゴーグルのフレーム13の中にまたはその 上に在る。したがって、ゴーグル10はその着用者にイオン化放射線の安全レベ ルまたは危険レベルへの接近を知らせるために必要なすべての構成部分を含んで (Xる。
ゴーグル10は多数の可視的な指示器、例えば参照番号21で指定されるライト 、を含んでいる。ライト21はイオン化放射線の安全レベルを示す複数の緑色の ライト21aと、イオン化放射線の注意レベルを示す複数の黄色のライト21と 、そして少な′くともイオン化放射線の警報レベルを指示する1または2以上の 赤色のライト2Lcとで配列されている。その回路は階段状にライトを駆動する 、そこでは緑色のライト21aから黄色のライト21bへの移行はほぼ実時間で のイオン化放射線の上昇レベルを指示する。他方では、または連結的には。
ライトは周期的にまたは繰り返して点滅するようにすることができる。通常の瞳 孔の位置22a、22bに焦点が合っている着用者の主要な視野の外にライト2 1が在るということが発明の特徴である。ライトをそのように在らしめることに よって、着用者の視野は通常の作業によって妨害されないばかりでなく、着用者 の眉のライトの存在は着用者の注意を引き付けるであろう。
代替的には、ライトはFig、5に見られるように。
レンズ11と12とを分離して、垂直に整列した形で、物理的な構造に依存して 、ゴーグル10のブリッジ2]。
に在ってもよい。どの位置でも、ゴーグルのレンズの開口部へ挿入される分離し たホルダーのライトを提供することが有利であるため、もし望ましいならば、ラ イトと回路とはユニットとして置き換えられる。取り付けの詳細は技術の巧みさ の範囲内である。
Fig、1−4は回路19の構成部分がレンズホルダー13の種々の部分に在り 得るということを集中的に図示している。適当な回路はFig、6にブロック形 式でそしてFig、7と8に詳細に示されている。したがって、回路構成部分と それらの動作の検討は後の図面を検討するときが適当であろう。
発明の別の意義のある特徴は触覚的な刺激、例えば発振器24、の利用である。
この発振器24はあらかじめ定められた条件、例えば赤色のライト21cのすば やい励起と同時という条件、で1用者に触覚的な信号を与える。発振器24、ま たは別の発振器(図示されていない)、着用者に可聴信号を与えるために用いら れる。したがって、発明の特徴は受容し難いレベルのイオン化放射線を感知する 状態は視覚的な、触覚的な、そして聴覚的な信号、またはそれらの望ましい信号 の組合せを促すということである。加えるに、赤外線信号発生器はイオン化放射 線の″赤色ライト″レベルに等しい条件を指示するために着用者に熱信号を例え ば着用者の鼻のブリッジで発生させるための触覚的な信号発生器として用いるこ とができる。
各々の前述の信号は着用者への状態指示として着用者の介入なしで、または着用 者が何かFA極的な動作9例えば着用者の胸部の記章を見つめるとか、または見 るために体から指示器の汚れを取り除くとか、をすることを要求しないで与えら れる。
FIG、5は発明の簡略化した代替を示し、そこでは可視的表示はFig、1− 4と結合して示されるように与えられ、モしてFig、6−8の表示判定/駆動 回路は市販の普通の形式のイオン化放射線検出器31aと共に用いられる。適切 なユニットはブランド名PRIMAIIbでピクトリーン(Victoreen )から販売されている。そのユニットはポケットに保持されるかまたはベルトに 着用されるに適した3、6インチ本2゜5インチ本0.84インチの程度に関連 回路をケーシングしたGM管を含んでいる。このようなユニットはFig、1− 4のようなメガネに載置されたFig、6−8の回路にデジタルまたはアナログ 入力を与えるために出力信号のためのジャック出力端を与えるように直ちに修正 することができる。
Fig、6に示されるような回路19のブロックダイヤグラムはイオン化型放射 線検出器31、例えば望ましく小型化されているGM管、これをバイアスするた めに、高電圧電源30. 例えばバッテリ充電高圧変成器38を利用できるが、 を含んでいる。よく知られているように、このような管はイオン化放射線のレベ ルを表す信号を出力する。管31からの出力は表示35を駆動する表示判定/駆 動回路34に接続された出力を有する信号バッファー回路と条件回路33とへ入 力として与えられる0表示35は、Fig、1−4に示される触覚的なそして聴 覚的な指示器24と同様に、可視的な指示器21を含んでいる。積分回路/微分 回路28は信号バッファー/条件回路33の出力を受信するために選択できる。
このようなユニットは、例えば、GM管出出力積分し出力パルスの累積カウント を、または累積的な放射線量指示を、感知することができる。微分器の選択はカ ラシト比率指示、または線量の変化を指示するためのパルス比率カウントの変化 の割合の指示、を含んでいる。
Fig、5に示されるユニットがFig、6のブロックダイヤグラムと共に用い られるとき、電源30と検出器31はそれらの機能が市販の普通のユニットに見 られるときは除くことができる。したがって、ユニットの出力はバッファー/条 件回路33へ接続されている。
Fig、7は発明の動作に適した図式を図示している。
Fig、1−6の記述に用いられた参照番号はまたFig、7と8にも用いられ る。高圧電圧電源30は電源を、例えば昇圧変成器の一次巻線へ可変抵抗37と 直列のバッテリ36、を含んでりる。−次審線の他の端子は発振器33の心臓部 を形成する556デユアルタイマー40のピンに接続されている。タイマー40 は高電圧変成器38を駆動するための発振器として作動してOから5vの発振器 出力を変成器38の二次巻線の150’Vの出力に変換する。変成器38からの 出力は電圧4倍器41.42に与えられGM管31を駆動するための端子TPI に600Vの電圧を与える。例によれば、GM管31は指示115−1のTGM から採用される小型0M管である。
G M管31からの出力は電位46に接続された引き上げ抵抗45と直列の一対 のキャパシタ43.44を介して与えられる。キャパシタ44と抵抗45との接 続点での信号はデュアルタイマ−556ヘトリガー人力を与える。出力アナログ 信号は安定化ツェナーダイオード49へ接続された電流制限抵抗48を介して与 えられそしてキャパシタS2を横切って電流チェックダイオード50を介して単 安定タイマー57の出力を積分している。ダイオード50からの出力はLM39 14M分回路で形成された判定/駆動回路34へ入力を与える。ダイオード50 のカソードはまた接地された抵抗51とキャパシタ52からなる並列回路へ接続 されている。
したがって、5S6素子40の安定発振器側のピン7は接地されている:ビン2 と6はキャパシタ56と抵抗55と間の接続点に接続されてる;そしてピン1は 抵抗54と55との間の接続点に接続されている。他方ピン4は安定発振器を作 り出すための正電位電源に接続されている。デュアルタイマー556の反対側で は、ピン1が正電位電源にそして単安定発振器を作り出すためにキャパシタ58 を介して接地された可変抵抗57を介してビン2と3に接続されている。キャパ シタ7oは表示判定/駆動回路34の心臓部を形成しそしてその入力としてGM 管31で代表される出力信号を受信する。視覚的な指示器21として作動する多 数のLEDはキャパシタ素子34の出力にそれぞれ接続されている。可変抵抗7 1はLED21の明るさを制御するために指示器71aに接続されている。比較 回路70はまた接地されたオン/オフ電源指示器72を含んでおり、正電位電源 に抵抗74と直列の抵抗73と並列である。正電位源はまた抵抗75、キャパシ タ76と抵抗77を介してピン6と7と回路をなしている。ツェナーダイオード 80はLED81と抵抗82と直列である。
示された回路配列では、ランプ21a、21b、そして21cは順に駆動されて 、上述のように、イオン化放射線が増加するにつれて緑色から黄色へそして赤色 へと変化する。この回路では、ライト21のしきい値電位は容易に調整される。
Fig、8の回路は示されたLED90 a、90b、90c、そして90dを ;頃に点灯するために基本的比較器としてLP339回路素子を用いる。原理的 には、回路90の動作はFig、7の回路34のそれと似ており、そこでは回路 90への入力抵抗が点灯電位を決める。入力を接地するために5CR94の点灯 を制御するためのツェナーダイオード95を有する入力回路を用いることによっ て、回路はLED90 aから90dが傾斜した形で繰り返してそして周期的に 点灯するようにしている。
したがって、ツェナーダイオードが放射線危険信号を指示する電圧に近付くと、 ライトは放射線レヘルの着用者に警報するために継続的に繰り返してフランシュ する。
Fig、l−4の実際の実施例に戻ると、Fig、6で示された回路のための回 路素子は、前に注記したように、レンズホルダーに容易に含ませられるというこ とが分かる。
可視的表示素子の点弧の11(資)序、ヘッドウェアの位置、またはヘッドウェ アのアイテムはこの発明の精神の中で変更されることができるということは理解 されるべきである。したがって、発明に対して多くの代替型の構成がある。前述 の実施例はしたがって発明の望ましい実施例として考えられるべきでありそして 発明から離れないで様々な変更そして修正がなされ得るということは技術に巧み な人々には明かである。それ故に付記された請求の範囲はそのような変更そして 修正を発明の精神と範囲に入るものとして覆うものであるということを意図して いる。
浄書(内容に変更なし) FIG、2 Fl 6’、 6 平成4年12月1泊

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.着用者の頭でまたは頭に着用されるように構造的に適合されたヘッドウエア 手段と; 付近のイオン化放射線のレベルを表す信号を与えるためのイオン化放射線検出器 と; 該信号を受信しそして表示駆動器にそれを表す信号を与えるための回路手段と; 該付近のイオン化放射線のレベルを表す可視的信号を表示するために、少なくと も外周で着用者に可視的な位置に該ヘッドウエア手段上の可視的な指示器を含ん でいる、表示手段と; からなる組合せ。
  2. 2.該ヘッドウエアがレンズとレンズホルダーとを有する一対の安全ゴーグルで あり、該表示手段が該安全ゴーグルの着用者の視野の外周で見ることができる該 レンズに相対的な位置で該レンズホルダーに載置されている請求の範囲1に記載 の組合せ。
  3. 3.更にイオン化放射線の該レベルがあらかじめ定められたレベルに達すると作 動する触覚的な刺激器を含み、該触覚的な刺激器は作動すると該安全ゴーグルの 兼用者に触覚的な感覚を与える請求の範囲2に記載の組合せ。
  4. 4.更にイオン化放射線の該レベルがあらかじめ定められたレベルを読み取ると 作動する可聴的な信号発生器を含み、該信号発生が該安全ゴーグルに位置してい る請求の範囲3に記載の組合せ。
  5. 5.該レンズホルダーは着用者の普通の視野に一般的には水平に広がる部分を含 み、該表示手段が該部分に載置されている請求の範囲2に記載の組合せ。
  6. 6.該レンズホルダーは一対のレンズの中間に位置している部分を含み、表示手 段が該中間部分に載置されている請求の範囲2に記載の組合せ。
  7. 7.該イオン化放射線検出手段、該回路手段、そして該表示手段が該ヘッドウエ ア手段の部分に位置している請求の範囲1に記載の組合せ。
  8. 8.該イオン化放射線検出器と該回路手段とが該ヘッドウエア手段から離れた位 置にあるユニットに入れられ、該表示手段が該ヘッドウエア手段の部分に位置し ている請求の範囲1に記載の組合せ。
  9. 9.該可視的表示手段は多数のライトを含み、該回路手段は該イオン化放射線の 様々なレベルを指示するためにあらかじめ定められたパターンで該ライトの選択 したものを励起する請求の範囲1に記載の組合せ。
  10. 10.該回路手段は多数の該ライトと該イオン化放射線のレベルに依存した順序 で該多数の該ライトの選択したものを励起するために多数の該ライトと比較器と を含み、該回路手段は該ライトの選択したものを繰り返し周期で励起する該順序 を引き起こすためのバイパス回路手段を含んでいる請求の範囲9に記載の組合せ 。
  11. 11.該回路手段は該比較器の入力と該イオン化放射線検出器の出力とSCRの ゲートに接続されたツェナーダイオードを含み、該SCRのアノードからカソー ドヘの通路は該比較器の該入力と参照電圧の電源との間で接続されている請求の 範囲10に記載の組合せ。
  12. 12.該検出器の付近のイオン化放射線のレベルを表す信号を与え、人に着用さ れるように構造的に適合されたイオン化放射線検出器と; 該検出器の着用者の付近のイオン化放射線のレベルを表す該信号の可視的指示を 表示するための表示手段と;そして 着用者の通常の視野の外であってそして該着用者の視野の外周内でイオン化放射 線のレベルの該可視的指示を表示するために、該着用者によって着用されるよう に構造的に適合されそして該表示手段と協働する手段と;からなるイオン化放射 線検出装置。
  13. 13.該表示する手段が着用者のヘッドウエアのアイテムである請求の範囲12 に記載の装置。
  14. 14.該可視的指示は該イオン化放射線の強度のレベルを指示する多数の指示器 を含んでいる請求の範囲13に記載の装置。
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