NO760946L - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og anordning for

ultrafiolett bestråling

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte og en anordning

for ultrafiolett bestråling. Nærmere bestemt angår oppfinnelsen pulsede utladningslyskilder og særlig pulsede lys-kilder som er effektive for frembringelse av lysenergi i det ultrafiolette område av det' elektromagnetiske spektrum og. kan-tilpasses til å avgi ultrafiolett lysenergi til et lite om-

På områdene medisin og tanhlegevitenskap har det i

den senere tid skjedd utviklinger som haroket interessen for og anvendels.en av ultrafiolett lysenergi både som et behandlings-middel og for dens evne til å kunne benyttes til å aktivere polymeriseringen av visse typer av polymere sammensetninger for tilveiebringelse av skinner, tanntetningsmidler, tann-fyllingsmaterialer og- tannkl.ebemidler for tannregulerings-anordninger og lignende. Særlig ved beskyttelse av tennene hos menneskelige individer, og spesielt barn, går en viktig, utvikling ved reduksjon av forekomsten av hull ut på den teknikk å påfore en flytende harpiks som trenger'gjennom sprekker i tennenes.messial- eller biteflater, og som kan polymeriseres for å danne et seigt, fasthengende belegg. Ultrafiolett bestråling er blitt benyttet i stor utstrekning

som en av mekanismene for aktivering av denne harpikspoly-.merisasjon. Andre anvendelser for ultrafiolett aktivering' av harpikspolymerisasjonen er i forbindels.e med tannfyllings-materialer for tannrestaurering, cementer for tannregulerings-tilbehdr og polymerisasjonsmetoder for krone- og bro-proteser.

De for tiden tilgjengelige ultrafiolet.te lamper for tilveiebringelse av ultrafiolett lysbestråling for aktivering og herding' av polyrneriserbare flytende belegg eller tetnings-midler og lignende,-har vanligvis•vært mest egnet for teknikker som ikke krever stor gjennorritrengning av den polymeriserbare materialmasse. For å være egnet for sådanne anvendelser, må

en ultrafiolett lampe være tilstrekkelig rik på de bølgelengder

som er mest effektive for herdingen av den aktuelle polymer. Ellers ville lampen være beheftet med den ulempe at den måtte holdes for. hånd'i altfor lang tid og derved forårsake ubehag .både for pasient og .operator. Likeledes kan de ultrafiolette lysanordninger som for tiden er tilgjengelige på området,

være tilboyelige til å bygge opp en ubehagelig varmemengde dersom de må herde materiale til en tilstrekkelig dybde slik at anordningene må være på lenger enn en normalt-, akseptabel tidsperiode.

Hovedgrunnen til eventuell overopphetning som kan

opptre i tidligere.kjente anordninger, skyldes selvsagt det faktum at de var forholdsvis utilstrekkelige for produksjon av utstråling med de onskede ultrafiolette bolgelengder for polymerisering av de benyttede materialer, dvs. tilnærmet

■mellom'320 og 390 nanometer. De anordninger som for tiden er

i bruk, krever dessuten lang oppvarmingstid. og har dermed en tendens til å nå en hoy térskeltemperatur mens de ikke. er i

bruk, slik at den effektive levetid.reduseres. Tidligere

kjente anordninger har dessuten vært kjennetegnet ved uonsket

hoy utgangsfluks' av ultrafiolett lys.

Hovedformålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en ultrafiolett lyskilde som.er mer effektiv i det onskede bølgelengdeområde av ultrafiolett utstråling enn tidligere kjente anordninger for polymerisasjon av .tannstyrkende materialer og tetningsmidd.elmater ialer, for å forårsake rask. herding av. sådanne materialer med. lavere total. effektytelse.

Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en anordning som er kjennetegnet ved tilveiebringelse av effektiv utstråling av ultrafiolett lys som sendes gjennom en lysoverforende og fokuserende anordning for avgivelse av lyset til et lite område på et begrenset sted..

Det er et ytterligere formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en anordning for avgivelse av ultrafiolett lysbestråling,. hvilken anordning er kjennetegnet ved. at den har utstråling med hoy effektivitet i nærheten av det ultra fiolette bølgelengdeområde, og som frembringer en minimal generert varmemengde på grunn av oket driftseffektivitet og eliminasjon av utstråling ved'uønskede bølgelengder.

I overensstemmelse med. ovennevnte formål er det ved.

oppfinnelsen tilveiebfagt en lyskildeanord.ning av en konstruksjon som er lett. av vekt og er egnet for håndholdt drift, og som. har.en xenonror-lyskilde med ubegrenset lysbue i operativ forbindelse med en lysavgivende anordning for avgivelse av

ultrafiolett • best<r>åling til et begrenset sted, idet anordningen også omfatter kretser for pulsing av lyskilden ved forut-bestemte spenninger og strømmer for å frembringe en rik kilde med nær ultrafiolett lysutstråling 'som er en funksjon av' den

gjennomsnittlige effekt som tilfores- til xenonlyskilden med ubegrenset lysbue. Passende energitilførsler bg en pulsgenerator er anordnet i et hus som har passende varmeavledning og er forbundet med den lysproduserende kildeanordning via en koaksial overforingsled.ning for å redusere linjeinduktans til et minimum, id.et.de genererte såkalte triggerpulser tilkobles til en triggerkrets ved lyskilden for å sbrge for avgivelse av et .på forhånd valgt antall lyspulser pr. valgt tidsenhet, slik at den gjennomsnittlige effektytelse gjores storst mulig i samsvar med bolgelengdeutstråling som. er mest onsket, for herding av. de polymeriserbare materialer.

Oppfinnelsen skal -beskrives nærmere i det' folgende under henvisning til tegningene,.der fig. 1 viser et perspektivisk bilde av en håndhold.t kilde f,or ultrafiolett■ lys i kombinasjon med en kraftforsyning og puls-tidsinnstillings-kret-ser som er, koblet til den håndholdte anordning- over et koblingsstykke', fig. 2 er et tverrsnittsbilde av husdelen av den håndhøldte lyskilde og viser, forholdet mellom lyskilden

o'g lyslederen som avgir den ultrafiolette bestråling, fig.' 3 viser et utspilt, perspektivisk bilde av en del av den håndholdte anordning, fig. k viser et kretsdiagram av den elektriske del av en forste utførelse av lyskildeanordningen 'ifolge oppfinnelsen, fig-, 5 viser et kretsdiagram av en annen utførelse av lyskildeanordningen ifolge oppfinnelsen, og fig. 6 viser en skjematisk representasjon av et system som benytter- lyskildeanordningen ifolge oppfinnelsen og en lysleder mellom den

ultrafiolette kilde og den håndholdte pistol.

På fig. 1 er hovedkomponentene i- anordningen ifolge oppfinnelsen vist i perspektiv. En håndholdt anordning 20 i form .av' en.pistol omfatter et håndtak.22 og et lyskildehus 23.■ Håndtaket 22 inneholder en passende anbragt knapp 26 som opererer en elektrisk bryter 82 som er vist.i.kretsskjemaet•på fig. h.

Et ror. 30 som genererer ultrafiolett lys og har sylindrisk-form, er anbragt -innenfor den indre sylindriske overflate av husdelen 23, slik det fremgår av fig. 1 og 2..

Det lysgenererende ror 30 er et xenon-blitzror med ubegrenset

.lysbue, hvor xenongasstrykket.holdes på hoyt trykk, dvs. storre

■ enn én- atmosfære; Med ubegrenset menes at xenonlysbuen ikke er begrenset av en glassinnhylling, men istedet dannes fritt, mellom elektrodene., som f.eks. den konfigurasjon av subatmosfæriske ror som fabrikeres av EG & G,- Salem, Massachusetts, USA. Det typiske lamperor benytter et antall triggerelektroder 33 (fig. 2) for det formål å starte hovedlysbuen for hvert pulset lysglimt, hvilke triggerelektroder hjelper til å stabilisere triggerlysbuen og hoved-xenonlysbuene med hensyn- til posisjon..

Blitzrbret ifolge- oppfinnelsen inneholder to i liten innbyrdes avstand anordnede elektroder 3I5henholdsvis anode og.katode, mellom hvilke hovedlysbuene dannes.. Et blitzror med ubegrenset lysbue ifolge denne konfigurasjon tillater en så liten lysbue som 3?2 mm, hvilket er en utmerket buepl.asmastorrelse for dirigering av en hoy prosent av det totalt produserte lys til lyslederen 2h uten behov for spesielle reflektorer og foku-seringsanordninger. Innhyllingen for roret 30 kan passende være fremstilt av glass, såsom CORNING 0080, som sperrer for uonsket ■ lysutstråling ved. bølgelengder under 320 nm.

Det ifolge oppfinnelsen ti.lveiebragte subatmosfæriske blitzror med ubegrenset lysbue har som et eksempel folgende spektralvirkningsgrad:

Som kontrast har det -typiske subatmosfæriske blitz- ■ ror med begrenset lysbue folgende spektralvirkningsgrad:

Av ovenstående fremgår at roret med ubegrenset lysbue-ifolge oppfinnelsen frembringe meget storre oytelse i det onskede ultrafiolette område (320 - 38O nm). Da farvetempera-turene for det subatmosfæriske ror med. ubegrenset lysbue for-skyves i retning mot de kortere bølgelengder, opptrer meget mindre roroppvarml.ng (da bølgelengdene for me.st effektiv, opp-varming ligger i området 900 - 11 000 nm). Dette lave opp-varmingsnivå er selvsagt■et meget ønskelig trekk for den til-siktede dentale anvendelse av anordningen.

Den foretrukne gass som benyttes i roret med ubegrenset lysbue ifolge oppfinnelsen, er xenon. Xenonroret er.kjennetegnet ved at det har en far.vetemperatur i . området rundt

2h 000 °K og tilveiebringer en vesentlig sammenhengende ytelse over spektralområdet fra 320 - ^00 nm. ■ Dette er i kontrast til den typiske, tidligere kjente lyskilde' som, f.eks. , kon-sentrerer en hoy prosent av sin utgangsenergi i en topp ved. ca. 365 nm. Det er viktig for de foran omtalte .anvendelser at lyskilden tilveiebringer en ytelse som er i det vesentlige kontinuerlig over hele det onskede område, dvs. ikke har- en hoy prosent av sin ytelse konsentrert i én eller flere smale

topper, men har energien utspredt.noenlunde ensartet over hele området. Xenonroret ifolge den foreliggende oppfinnelse- tilveiebringer nettopp sådanne egenskaper, hvilket tillater raskere herding méd mindre energiytelse. F.eks* har anvendelse av lyskilden ifolge oppfinnelsen muliggjort ■ do.bbelt så effektiv herding som en tidligere kjent anordning, hvilken okede.effektivitet oppnås med bare ca. l/ h så meget utstrålt energi,

mellom 320 og 38O nm.

Når den.foretrukne gass beskrives som xenon, skal det bemerkes at gassen kan ha deler av 'andre.elementer. Den' onskede egenskap for gassen er at den har den hoye farvetemperatur og det vesentlige ytelseskontinuum som er beskrevet ovenfor. •

Ved. prover er det vist at etterhvert som xenongass-trykket i roret bkes, okes nivået av lysytélse betydelig for samme tilforte elektriske energi.. Ved. benyttelse av dette ror

for herding av en tetningsmidd.elprove av en gitt tykkelse var f.eks. en tidsperiode på 10 minutter med en lysglimtrepeti-sjonshastighet på 60 pulser pr. sekund nodvendig når xenongass-trykket var lik atmosfæretrykket. En okning av xenongass-trykket til 3 atm ved benyttelse'av samme repetisjonshastighet og pulslengde, muliggjorde herding av proven med samme tykkelse på to minutter. - Andre - undersøkelser har vist at med. ytterligere okede trykkoppnås ytterligere oket herdingse f f ektivitet for.' det ultrafiolette lys. I praksis har ét trykk på h atm vist seg å være optimalt. Et område på fra 3 - 10 atm er bnskelig for drift av' anordningen ifolge oppfinnelsen.

Idet det fremdeles henvises til fig. 1 og 2, er lys-, lederen 2k montert koaksialt med lyshusdelen 23 og I operativ forbindelse med den lysgenererend.e kilde 3O5slik at hovedlysbuen mellom elektrodene 31 anbringes like foran den. indre endeoverflate 2^-S av lyslederen 2k. På denne måte oppnås effektiv oppsamling av det utstrålte ultrafiolette lys til lederen 2k. Som vist på fig.. 3 har lederen 2k en buet ende og kan tilpasses-med en fokuserende'del 25 for fokusering av det utsendte lys på den onskede tannoverflate. Et filter. 27 for synlig lys kan være anbragt mellom kilden 30 og lederen 2k. Lederen 2k er fortrinnsvis en kvartsstang som er forsynt med et aluminisert eller ekvivalent lysreflekterende belegg. 'Et sådant belegg, som kan være påfort på stangens utside ved. vakuumav setn ing, hindrer lyslekkasje ved. krumningen eller

fra stangens sider.

Mesteparten av de pulsgenererende kretser er anord.net i huset 39 (vist på. f ig. l)--som via en koaksial overforings-k.abel ^-0 er koblet til pistolanordningen 20. Som beskrevet mer detaljert i.forbindelse med fig. tilveiebringer kretsene i huset 39 lysglimt-utladningsenergien til lampen 30. Dessuten blir pulssignaler koblet gjennom en transformator 38 og et rorpulsnettverk (oppbygget av kondensatorer 37 og motstander 36) til rorsokkelklemmer 32. De genererte triggerpulser har en rask stigetid på mindre enn ca. 2^us, og tilveiebringer startlysbuen som innleder hovedutladningslysbuen. Det er folgelig dnskelig å ha en forbindelse med lav induktans og lav motstand mellom utladningskondensatoren 60-og rbrutladnings-elektrodene. 3OA og'30C. Dette tilveiebringes ved. bruk av

koaksialkabelen MD. Man har funnet at forskjellen mellom anvendelse av en vanlig dobbeltlederforbindelse og koaksiallederen er vesentlig, idet koaksiallederen tilveiebringer en meget lavere kretsinduktans. Når•stigetiden for hoyfrekvens-pulsene tillates å oke på grunn av overforingslnduktans, blir d.en resulterende ultrafiolette lysenergiytelse fra roret,

når dette pulses, vesentlig redusert. Forsok har vist at den prosent.av energiutladningen gjennom roret i lopet av et lysglimt som omformes til lys., er ca.' tre ganger så stor. når en koaksialledning utnyttes.

Idet det nå henvises til fig. k, viser denne figur- et . kretsdiagram av den elektriske del av anordningen ifolge oppfinnelsen. Den del av kretsanordningen som er. innehold.t i de-strektegnede blokker 20A, ér i virkeligheten anordnet i pistolanordningen 20.. Resten av kretsen er inneholdt i huset. 39-Huset, eller den ytre del av anordningen 20,' er elektrisk jordet som vist ved forbindelsen fra blokkene 20A til .jord...

Energi oppnås via en stikkontakt 51 som er tilpasset for tilkobling til en kraftledningskilde og er sikret via en konvensjonell sikring 52. En på-av-bryter 53 som er anordnet på huset 39)tilkobler inngangseffekten til en transformator 55 som tilveiebringer ca. IkOO V over en ^--dioders' bro 58, idet den likerettede spenning filtreres ved. hjelp av-en kondensator 59. Den likerettede og filtrerte spenning lader utladningskondensatoren 60 via en motstand 62. Når roret.30 pulses, overfores utladningsstrom fra kondensatoren 60 via koaksialkabelen til pistolanordningen 20 hvor.den tilkobles over rorets 30-anode<p>g katode.

Den med uttak forsynte sekundær.vikling 55A tilveie- , bringer en kilde på 20 V og en kilde på 200 V. Kilden for'

20 V likespenning tilveiebringes ved. hjelp av en diode 68

som er koblet til viklingsuttaket og en•kondensator 69 og en motstand. 71 som er parallellkoblet mellom diodens katode og jord. Denne 20 volts tilfdrselsspenning kobles via en motstand 77 til en klemme A for en unijunction-transistor 78. Transistorens klemme C er koblet til jord via en motstand 85. Transistorens 78 klemme B er•koblet til tilforselsspennihgen

på 20 V via en motstand 81 og til jord via en kondensator 8h. Klemmen B er også koblet via en på-av-bryter 82 (operert av byteren betegnet med 26 på fig. 1) over en,motstand 83 til jord. Når bryteren 82 er i den stilling som er vist som "på", utgjor unijunction-transistoren 78 og dens tilhorende kretser en pulsgenerator som frembringer pulser med rask.stigetid og en hastighet på ca. 60 pulser pr. sekund, idet frekvensen bestemmes av verdiene av komponentene 8l og 8<*>+. Det vil inn-ses at denne pulsrepetisjonshastighet kan varieres .fra.60

-pulser pr. sekund som er et illustrerende tall.

Kilden på 200 V. avledes, fra transformatorviklingen 55A via en halvbolgelikeretter 67 filtrert av en kondensator 77 over hvilken en utladningsmotstand 72 er koblet til jord.

Denne kilde tilforer 200 V via en opplad.ningsmotstand 75 til

en kondensator 76 og anod.en i en styrt siliciumlikeretter 90.

•Utgangen fra pulsgeneratoren tas fra transistorens 78 klemme C til siliciumlikeretterens 90 styre-elektrode. Den styrte' likeretters 90 katode er koblet til jord. Den styrte likeretter 90 kobles på og av 60 ganger pr. sekund og utlader kondensatoren

76 til primærviklingen i transformatoren 38. Pulsene som avgis ■ på transformatorens 38 sekund.ærsid.e, er av størrelsesordenen

5000 V, og. avgis via et triggernettverk som omfatter kondensa-

torer 37A, 37B og 37C i kombinasjon med motstander 36A, 36B, 36C og 3^D. S.lik det fremgår av illustrasjonen på fig.<*>+, tilfores triggerpulsene i parallell til trigger-prober 2, 3

og k som er innbyrdes adskilt mellom rorets 30 anode 3OA og katode ^ OC. En .liten "streamer"-lysbue dannes fra katoden 3OC til prdben h, deretter til proben 3;deretter til proben 2

og videre til, anoden 30A, slik at "streamer"-lysbuen dannes mellom katoden ^ OC og anoden ^ OA, Deretter utlades kondensatoren 60 og dannner den lysproduserende hovedlysbue. Så snart utladningen er fullfort,' slukkes hovedlysbuen, kondensatoren. 60 opplades pånytt og roret glimter til igjen når den neste triggerpulslysbue dannes.

I praksis har man funnet at den fremgangsmåte for pulsing av.hdytrykksroret méd ubegrenset lysbue, slik den er beskrevet■her, produserer en hdyeffektiv utstråling med nær ultrafiolett lysenergi for avgivelse til tannoverflaten. Ved at ,roret holdes på overatmosfærisk eller hoyt trykk, fortrinnsvis minst 3' atm, er det ikke noe behov for å' anordne etter-tennings-inhibitorer i xenon-blitzroret, hvilke inhibitorer reduserer, den ultrafiolette lysytelse. Dette bidrar til å tilveiebringe en.hdyeffektiv utstråling i'det nesten,ultrafiolette bølgelengdeområde.

På fig. 5 er vist en modifisert form for et krets-arrangement for trigging og pulsing .av den ultrafiolette lyskilde ifolge oppfinnelsen.. De to siste sifre i henvisnings- . tallene på denne figur er de samme, der dette er mulig, som de tilsvarende henvisningstall for lignende komponenter på fig. Denne krets benytter en konstantspennings-effekt-transformator 155>fortrinnsvis en ferroresonant konstantspenningstransformator. Innbyggingen av en sådan transformator tillater automatisk kraftlednings-spenningsvariasjoner som vanligvis ligger innenfor +15 % og 30 % av den nominelle linjespenning. En konstantspenningstransformator. korrigerer innenfor - 1 % på 'transformatorens sekundærside. En sådan korreksjon er meget dn.skelig for å sette lyskilden istand til å arbeide effektivt på lavt energinivå,' for således å oke rorets levetid.. Den strektegnede blokk 120A indikerer den

del av kretsen og anordningen som er inneholdt i håndstykket 20.

Idet det fremdeles henvises til fig. 5)oppnås effekt-tilforsel via en stikkontakt 151 av hvilken den ene leder er jordet- og en annen leder er koblet via'en sikring 152.

En tredje leder er via en på-av-bryter 15+ forbundet med en bryter 153 som benyttes til å innstille anordningen for enten 115 eller 230 volts drift. Utgangen fra bryteren 153 er koblet til inngangsprimærviklingene i konstantspenningstrans-formatoren 155. Transformatorens 155 sekundærvikling har forskjellige' uttak eller klemmer"for tilkobling, avhengig av. om den lokale kraftkilde er 115 V 60 Hz eller 230.■ 50 Hz. Utladningskondensatoren 160 opplades fra sekundærklemmen A.

(eller A') via en diode 158 for hvert positivt spenningssving på kraftledningen. Motstander 161 og 162 danner en spennings-deler og en forbindelse er dannet mellom disse motstander og anoden i en styrt'siliciumlikeretter 171 og dessuten til en kondensator 17+, slik at kondensatoren 17*+ opplades på samme tid som utladningskondensatoren opplades. Triggerkretsspen-ningen avledes fra klemmen B på transformatorens 155 sekundær- . vikling. Klemmen B er koblet via en motstand 175 "til en diode I67 og en hybrid-didde 168-, som også er' koblet' via en kondensator I69 til den styrte likeretters 171 styre-elektrode. Styre-elektroden er koblet til jord. over en motstand. 170 med lav verdi.- En resonanskondensatbr I63 er koblet mellom jord.

og enten klemmen C eller klemmen C<1>, avhengig av om kraftkilden er på 50 Hz eller 60.Hz.-

I denne utfdrelse benyttes en triaksial kabel 1^0.

Utladningskondensatoren 160 er koblet til to av lederne i kabelen 1^0, nemlig lederne l^t-OA og 1<>>+0S. To dioder 165 er koblet i serie over' hoved.utladmingskond.ensatoren 160 som. i kombinasjon med. stdtspenningsdioder' 197 og 198 for hoy spenning sikrer at det oppnås riktig polaritet for triggesekvensen over. roret 130. Et dempningsnettverk bestående av en seriekobling av en diode 175 og en motstand 176 i parallell med'en motstand 177)hvilket nettverk er innkoblet mellom kondensatoren 17<*>+ og jord, tjener- til å dempe ringe- eller etterklangsef f ekt forårsaket av transformatorens138 induktans ved det tidspunkt da en triggerpuls overfores. Slik som senere beskrevet, tas triggerpulsen fra forbindelsespunktet mellom kondensatoren 17+ og dioden 175 og kobles til senterlederen. m-OC i triaksial-kabelen hvis annen ende er koblet til primærviklingen i transformatoren I38, som passende har et viklingsforhold på 15:1.

Ved UV-roret 130 er utgangen fra transformatoren 138 via en kondensator iQk koblet over r5rets anode 130A og rorets katode I3OC. Transformatorutgangen er også koblet via et.' kondensatornettverk bestående av kondensatorer 18+, 185>186 og 187 til triggerelektrodene F, G og H.

I det folgende er vist typiske verdier' og betegnelser for komponentene .i kretsen på fig. 5:

Under drift av denne krets blir triggerpulser generert med kraftlinjens frekvens. Hovedutladningskondensatoren opp-lad.es til full oppladning under den positive halvpart av syklusen og trigges til utladning under den negative halvpart av syklusen. Denne metode for oppladning og utladning av energi til roret tilveiebringer stabil rorpulsing uten behov for noen lademotstand, og tilveiebringer således god effekt-tilforselseffektivitet og færre kretskomponenter. Under den positive halvsyklus når hovedutladningskondensatoren 160 er under oppladning, opplades triggerkondens.atoren 17+ via motstanden l6l. Under- dette tidsrom leder dioden 167 og hindrer kondensatoren 169Nfra oppladning. Under den negative halv- ' syklus av kraftledningsspenningen opplades kondensatoren via

. motstanden 175. Når den lades til.én verdi på ca. 20 V, blir den utladet via dioden 168 som leder når en'sådan revers-spenning påtrykkes over dioden. Denne utladning genererer et signal over motstanden 170 som tenner den styrte■silicium-likeretter (SCR)' 171 som da tilveiebringer en utladningsbane for kondensatoren ±7k. Den raske utladning av kondensatoren

17<*>+ frembringer trlggerpulsen som overfores via triaksialkabel-lederen l^OC og transformatoren 138 for å trigge roret 130.

Som tidligere angitt, demper dempningskretseh eventuell ringe-effekt forårsaket av transformatorens 138 induktans, slik at bare en ene'ste triggerpuls overfores til roret. • Triggerpulsen forårsaker dannelse av en triggerlysbue i roret,. hvoretter

■den i hovedutladningskondensutoren 160 lagrede energi utlades i hovedlysbuen gjennom roret.

Nv ' Roret 130slik det benyttes i utforelsen på fig. 55

.v omfatter en rorinnhylling'som er ugjennomtrengelig for

.ty' utladningens utstråling, passende av rustfritt stål og for-V trinnsvis ikke-oksyderende.. Roret utnytter et forh.old.svis lite glassvindu 131 (med. en diameter på 15 mm) gjennom hvilket det ultrafiolette lys utsendes. Dette vindu er fremstilt av

(■ ' { t> et glass som eliminerer bolgelengder under 320 nm. For ekstra sikkerhet mot. uonsket stråling kan. dessuten ett eller fleré

lysfiltre 128 med skarp .avskjæring være anbragt nær vinduet 131, og være passende fastklebet til et filter 127 for synlig

lys. Filteret 128 kan f.eks.' avskjære bolgelengder som er mindre enn 320 nm, mindre enn 325 nm, mindre enn 33O nm, etc, etter onske. Videre kan en reflektor som vist skjematisk ved 1955 ' eller flere reflektorer, være anbragt på innsiden av roret og motsatt av vinduet 131, for å optimere utsendelsen av den ultrafiolette stråling ut av vinduet og inn i lyslederen 12+.

Forsok med anordningen ifolge oppfinnelsen har fort. til den konklusjon at filteret 127 for synlig lys er meget onskelig. Intensiteten av det synlige lys som ellers overfores gjennom rorets overflate og reflekteres fra denne, kan forårsake betydelig oyeutmattelse for operatoren. Det skal-bemerkes at glasset i vinduet 131 avskjærer de skadelige kortere bolgelengder, mens filteret for synlig lys tjener den funksjon å eliminere synlig lys som ellers ville forårsake oyeutmattelse for operatoren. Filteret for synlig lys må ■selvsagt ■ ha en båndpasskarakteristi.kk ved-.den* onskede UV-bolgelengde, mellom 320 og 38O nm..Det kommersielt tilgjengelige glassfilter 127 som er-blitt benyttet i denne anordning, reduserer det synlige lys til ca. 5 %, mens det innforer tilnærmet bare 8% tap ved .den onskede ultrafiolett (UV)-bølge-lengde. Ved å opprettholde ca. 5 % av det synlige lys, er-'det tilstrekkelig projeksjon på tannoverflaten til å hjelpe brukeren ved innsiktning av pistolutgangen.

De to utførelser som er beskrevet foran, tilveiebringer en UV-lyskilde for tannlegeanvendelse med. betydelig forbedrede sikkerhetsegenskaper. Ultrafiolett-pistolen ifolge oppfinnelsen benytter en kvartsstang som er en meget god

elektrisk isolator, og som er montert inn i et håndstykke som

er jordet tilbake til.chassis-jord. Ved anvendelse' av kvarts-stangen hindres eventuell høyspenning fra å tilfores til pasientens munnhule. Ved. utnyttelse av. det optiske vindu

av CORNING 0800-glass, som absorberer de korte ultrafiolette bolgelengder under det onskede bølgelengdeområde, oppnås.

videre en ekstra, vesentlig sikkerhetsokning. Konstruksjonen er fellsikker ved at dersom vinduet knuses, unnslipper gassen og roret blir uvirksomt. I apparater som avhenger bare av e.t ytre filter, blir derimot skadelig stråling utsendt dersom filteret knuses, .og det finnes ingen måte å oppdage apparatets farlige tilstand. En' termobryter 180 beskytter håndstykke-konfigurasjonen fra å overskride en forutbestemt temperatur, og avstenges automatisk inntil den kjoles ned til en gitt

lavere temperatur..

Det optiske vindu 131 er smeltet til innsiden av metallinn.hyllingen.s åpning, hvilken konstruksjon ytterligere hindrer lekkasje av ultrafiolett stråling med kort bølgelengde. Dette arrangement har frembragt en pålitelig kilde for ultrafiolett.lys som arbeider på en gjennomsnittlig effekt på 70 watt-for å frembringe den utgangseffekt av ultrafiolett lys som kreves for å herde de restaurerende materialer og tetningsmiddelmaterialer innenfor en tidsperiode på tilnærmet halvparten av herdetiden for systemer ifolge den kjente

teknikk. Hurtigpuls-lysanordningen ifolge. oppfinnelsen•tilveie-bringer også en kilde; som i hovedsaken ikke .krever noen opp-varmningstid. Anordningen krever ca. 1,0 ms for full lysytelse når. kraftledningsbryteren og triggerbryteren skrues på samtidig.

Idet det nå henvises til fig. 6, viser denne figur et skjematisk bilde av en annen utforelse av oppfinnelsen. I denne utforelse er kraftforsyningen og alle,de elektroniske

kretser anordnet i et ytre hus 201 sammen med den ultrafiolette kilde, dvs. roret og tilhorende triggerkretskomponenter. I

denne utforelse genereres således de ultrafiolette lyspulser utenfor den egentlige håndholdte anordning som avgir de herdende pulser ned, ultrafiolett lys til tannoverflaten. Som forbindelse mellom huset 201 og den håndholdte tilforselsan-ordning 205 er anordnet en lysieder 203. Sådanne lysledere er. kommersielt tilgjengelige og er vanligvis av enten den fiberoptiske type eller den væskefylte ledertype. I dette arrangement kan håndstykket 205 være. meget lite, og i virkeligheten blyantlignende av stbrrelse. Ingen varmeproblemer er knyttet 'til selve håndstykket, da det ganske enkelt virker som en leder for det lys som genereres ved et utvendig punkt. Ytelsen av kilden i huset 201,blir i denne utforelse selvsagt justert for å ta hensyn til eventuell' dempning av lyset når dette overfores gjennom lederen 203 til håndstykket. Det må også tas hensyn til bolgelengde-båndpasskarakteristikker mellom 320 og 38O nm ved optimalisering av en spesiell lysr lederkonstruksjon. De. væskefylte lysledere kan gjores slik at de er bolgelengde- eller båndpass-selektive, hvilket eliminerer behovet for filteret 128 for synlig lys^som vist på fig. 5« Passende endringer i effekttilforselsspenning og

andre kretsparametre er. et spdrsmål om konstruksjonsvalg og

vil kunne foretas av en fagmann på området.

Claims (23)

1. Lyskildeanordning for tilveiebringelse av ultrafiolett stråling til et begrenset overflateområde, karakterisert ved at den. omfatter en ultrafiolett lyskilde som har et ror med ubegrenset lysbue, et hus som er tilpasset til å inneholde det nevnte ultrafiolette lyskilderbr og er egnet for håndholdt drift, en anordning for. pulsihg med hoy pulshastighet av den ultrafiolette lyskilde og en lystilforselsanordning i operativ forbindelse med lyskilden for avgivelse av ultrafiolett stråling .fra den nevnte lyskilde til det begrensede overflateområde.

2. Anordning ifolge krav 1, karakterisert' ved at roret med ubegrenset lysbue, inneholder xenongass som holdes på hoyt trykk.

3. Anordning ifolge krav 2,karakteris, ert ved at gasstrykket ligger i området 3 - 10 atm.

1+. Anordning ifolge et av kravene 1 - 3 5 omfattende en kraftforsyning for tilforsel av elektrisk energi for det nevnte lyskilderbr, og,triggerpulskretser for tilforsel av triggerpulser til.lyskilderbret, karakterisert ved at kraftforsyningen og■triggerpulskretsene er anordnet, i et andre hus utenfor det nevnte hus, og at det er anordnet' en koaksial forbindelsesanordning mellom det nevnte ytre hus og lyskilderbret for tilforsel av den elektriske energi og. triggerpulsene.

5. Anordning if blge . et av kravene 1 - <>> +, karakterisert ved at lyskilderbret inneholder et glassvindu med glass som avstenger lysbblgelengder som er kortere enn 3200 H.

6. Anordning ifolge et av kravene 1 - 5?karakterisert ved at anordningen for hurtig pulsing av lyskilden avgir triggerpulser med en stigetid på mindre enn ca. 2yU s.og med en pulsrepetis-jonshastighet på minst.ca.

100 pr. sekund.

7. Lyskildeanordning for tilveiebringelse' av effektiv emisjon.av ultrafiolett stråling, karakterisert ved at den omfatter et ror med' ubegrenset lysbue, hvilket • ror har en anode og en katode og et antall triggerelektroder,. og hvor roret videre har-et glassvindu med en grensekarak-teristikk som hindrer stråling ved bolgelengder under 320 nm, og som holdes på hoyt trykk inne i den nevnte glassInnhylling, og trigger- og effektanordninger for tilforsel til triggerelektrodene av triggerpulser- med hoy hastighet og rask stigetid., og for tilveiebringelse av. effekt til det nevnte ror, id.et roret produserer ultrafiolett stråling ved. trigging av de nevnte triggerpulser.-

8. Anordning ifolge krav 7> karakterisert ■ ved. at lyskildeanordningen er anordnet i et hus som er - egnet for håndholdt.operasjon, og som har midler for dirigering av det ultrafiolette lys mot et. begrenset overflateområde.

9. Anordning ifolge krav 7?'karakterisert ved at lyskilderbret inneholder xenongass og har hoy ultrafiolett spektralvirkningsgrad.

10. Anordning ifolge krav 7 ? karakterisert ved at det omfatter et utvendig hus for opptagelse av lyskildeanordningen., en håndholdt -anordning for dirigering av ultrafiolett lys ved et begrenset overflateområde, og en lyslederanordning for overforing av. den frembragte ultrafiolette stråling fra det ytre hus til den håndholdte anordning.

11. Anordning ifolge- krav' 9 5 karakterisert ved at roret er omsluttet av et hus som er ugjennomtrengelig for den stråling som frembringes av roret, idet det nevnte hus har en åpning i hvilken det nevnte vindu er' forseglet.

12. Anordning ifolge krav 11, k å r a kt e r i s e r t ved. at den omfatter en lysavgivende anordning for avgivelse av den'nevnte ultrafiolette stråling, og et filter for synlig lys- anbragt mellom det nevnte vindu og den lysavgivende anordning.

13. Fremgangsmåte for tilforsel ay ultrafiolett-stråling til et- begrenset område, karakterisert ved at det benyttes en ultrafiolett lyskilde med ubegrenset lysbue,, og som har hoy ultrafiolett emisjonsvirkningsgrad og er tilpasset til å tilveiebringe pulser av ultrafiolett lys med rask stigetid og hoy hastighet, og hvor fremgangsmåten omfatter opprettholdelse av xenongass.i den nevnte lyskilde under hbyt trykk, generering av triggerpulser med rask stigetid og hoy hastighet og trigging av lyskilden med de nevnte'-triggerpulser, overf oring over en mateledning av hovedutladningsenergi til den ultrafiolette lyskilde, hvilken energi frembringer ubegrensede ho <y> edlysbuer.i lyskilden, hvilke lysbuer utsender ultrafiolette lyspulser' med.. hoy effektivitet, .og dirigering av de utsendle ultrafiolette lyspulser mot det nevnte begrensede område.

1 <*> +. Fremgangsmåte ved tilforsel av ultrafiolett stråling' til et begrenset område, karakterisert ved at det benyttes en ultrafiolett lyskilde med ubegrenset lysbue, og som har hoy ultrafiolett emisjonseffektlvitet■ og er tilpasset til å frembringe pulser av- ultrafiolett lys med rask stigetid. og hoy hastighet, og hvor fremgangsmåten omfatter opprettholdelse, av xenon i den nevnte lyskilde under hoyt trykk, generering .av de ultrafiolette lyspulser med rask stigetid i den nevnte kilde på et gitt sted, og overforing av de ultrafiolette lyspulser til det nevnte begrensede område.

15. Lyskildeanordning for tilveiebringelse av "effektiv emisjon av ultrafiolett stråling i bølgelengdeområdet fra ca. 320 - 38O nm, karakterisert ved at den omfatter et gassinneholdende ror med ubegrenset lysbue, og' •hvor utladningen av roret tilveiebringer ultrafiolett stråling som er i hovedsaken kontinuerlig over hele det' nevnte område, idet rorets utladning har en farvetemperatur som overskrider -20 000 °K, idet roret videre hår en vindus-anordning for overforing gjennom denne av den ultrafiolette stråling, hvilken vindusanordning.avstenger bolgelengder under ca. 320 nm.

16. Anordning ifolge krav 15, karakterisert ved - at den omfatter et filter for.synlig lys, hvilket filter ligger 'på linje med det nevnte vindu slik at det reduserer det synlige lys som avgis fra anordningen.

17-. Anordning ifolge krav' 16, karakterisert ved at den omfatter en lyslederanordning som har en lysutgang anbragt på linje med lyskildeanordningen, for å motta den nevnte ultrafiolette stråling og avgi denne fra sin utgang.

18. Anordning ifolge krav 17, karakterisert ved at lyslederanordningen er en kvartsstang som har et reflekterend.e belegg som dekker i det minste en del av' stangen.

19. Anordning ifolge krav 15, k. a r- a k t e r■ i s e r t ved at den omfatter en kraftforsyningsanordning for mottagelse av energi fra en' kraftledning og energisering av det nevnte ror, hvilken kraftforsyningsanordning er innrettet for til-., veiebringelse av et stabilisert utgangssignal slik at' den ultrafiolette stråling fra lyskildeanordningen er i det vesentlige uendret for kraftlinjespenningsvariasjoner på ca. +15 %P g.-30 %.

20.. Anordning, ifolge krav 16, karakterisert ved. at den omfatter et lysf ilter med skarp avskjæring' på linje med det 'nevnte vindu.

21. Anordning ifolge krav 15, karakterisert ved .at den omfatter en håndholdt anordning for avgivelse av den ultrafiolette stråling til en utvalgt overflate, og en., lyslederanordning for .overforing av .strålingen fra den nevnte kilde til den håndholdte anordning.

22.. Anordning ifolge krav 15, karakterisert ved at den omfatter en håndholdt anordning og har dét nevnte.ror anordnet i den håndholdte anordning, en kraftforsyning for tilforsel av elektrisk energi til roret og en koaksial overforingsledning som forbinder kraftforsyningen og roret.

23. Anordning' ifolge krav 1.5, karakterisert ved at den omfatter en triggeranor.dning for trigging av utladninger i det nevnte .ror med ubegrenset lysbue med. en hastighet ! området fra ca. 20 til mirtst ^-00 pulser pr. minutt.