NL8300394A - Bestralingsinrichting. - Google Patents

Description

~ ‘ J

PHN 10.581 1 N.V. Philips’ Gloeilampenfabrieken te Eindhoven "Bestralingsinrichting"

De uitvinding heeft betrekking qp een bestralingsinrichting voorzien van twee ingangsklemraen die bestemd zijn om te worden aangesloten qp een elektrische spanningsbron, waarbij die twee ingangs-klertmen met elkaar verbonden zijn door een serieschakeling van ten-5 minste een door een elektrisch geleidend circuitelement overbrugde metaaldairpontladingsbuis een eerste schakelaar en een van een schakel-arm voorziene tweede schakelaar, waarbij de schakelarm draaibaar is cm een van de eerste schakelaar afgewend aansluitpunt van de tweede schakelaar, en waarbij elk van die schakelaars van een type is dat 10 de ontladingsbuis kan afschakelen, en zich tussen de beide schakelaars een aftakpunt bevindt dat is aangesloten op een stuurinrichting van de schakelaars, en waarbij de stuurinrichting van de schakelaars In het geval de eerste schakelaar aan het einde van een gewenste bestralings-tijd weigert open te gaan de tweede schakelaar tracht te openen.

15 Een bestralingsinrichting van de aangeduide soort is bij voorbeeld beschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage no. 7.812.150 (PHN 9299). Bij die bekende inrichting wordt getracht om indien - aan het einde van een gewenste bestralingstijd - een schakelaar weigert open te gaan, de andere schakelaar te openen cm zodoende toch de 20 ontladingsbuis af te schakelen. Een nadeel van die bekende bestralingsinrichting is echter dat, bij een normale werking daarvan, ter beëindiging van een bestraling de ene keer de eerste schakelaar de strocm door de ontladingsbuis onderbreekt en een andere keer de tweede schakelaar de strocm door de ontladingsbuis onderbreekt. Dit komt omdat daar, 25 bij de normale werking, een vaste volgorde voor het bedienen van die schakelaars ontbreekt. Dit betékent dat reeds bij een normale werking van de inrichting de beide schakelaars onderhevig zijn aan slijtage, bijvoorbeeld aan inbranden. Indien dan, in een uitzonderingstoestand, aan het einde van een gewenste bestralingstijd een van de beide scha-30 kelaars weigert open te gaan wordt - zoals reeds medegedeeld - getracht de andere schakelaar te openen, cm daarmede de ontladingsbuis toch af te schakelen. Daar dit dan, in die uitzonderingstoestand, echter moet gebeuren door een schakelaar die menigmaal al aan een sterke slijtage 8300394 --- -* PHN 10.581 2 ♦ a # * is onderhevig is geweest/die afschakeling soms weinig betrouwbaar. Zou die af schakeling achterwege blijven dan treedt bij de bestraling een overdosering op, die bijvoorbeeld bij het bestralen van een persoon tot huidverbranding zou kunnen leiden.

5 De uitvinding beoogt om voor een bestralingsinrichting van de in de aanhef aangeduide soort de kans op een bestralings-overdosering te verminderen.

Een bestralingsinrichting volgens de uitvinding voorzien van twee ingangsklemraen die bestemd zijn cm te worden aangesloten op een 10 elektrische spanningsbron, waarbij die twee ingangsklerrmen met elkaar verbonden zijn door een .serieschakeling van tenminste een door een elektrisch geleidend circuitelement overbrugde metaaldampontladingsbuis een eerste schakelaar en een van een schakelaren voorziene tweede schakelaar, waarbij de schakelarm draaibaar is cm een van de eerste schake-15 laar afgewend aansluitpunt van de tweede schakelaar, en waarbij elk van die schakelaars van een type is dat de ontladingsbuis kan afschakelen, en zich tussen de beide schakelaars een aftakpunt bevindt dat is aangesloten op een stuurinrichting van de schakelaars, en waarbij de stuurinrichting van de schakelaars in het geval de eerste schakelaar 20 aan het einde van een gewenste bestralingstijd weigert open te gaan de tweede schakelaar tracht te openen, is daardoor gekenmerkt, dat de schakelarm in de geopende toestand van de tweede schakelaar kontakt maakt met een op de stuurinrichting aangesloten hulpkontakt van die tweede schakelaar, waarbij een elektrisch spanningsverschil tussen het aftak-25 punt en het hulpkontakt de werking van de stuurinrichting blokkeert.

Een voordeel van deze bestralingsinrichting is dat, in de normale toestand, de stroon - door de ontladingsbuis - slechts geschakeld wordt door de eerste schakelaar. De tweede schakelaar wordt ontzien, en wel doordat deze, in de normale toestand,steeds stroomloos geschakeld 30 wordt. Het uitschakelen van de ontladingsbuis, in een uitzonderingstoestand, namelijk als de eerste schakelaar - aan het einde van een gewenste bestralingstijd - niet opent, kan daardoor meer betrouwbaar zijn. De tweede schakelaar is dan immers nog niet, of nauwelijks, aan slijtage onderhevig geweest.

35 Een verder voordeel van de bestralingsinrichting volgens de uitvinding is dat de schakeling voor het blokkeren van de stuurinrichting eenvoudig kan zijn.

Ter toelichting aangaande de schakelvolgorde diene het volgende.

8300394 ' ' ' ' e > PEN 10.581 3

Bij een bestralingsinrichting volgens de uitvinding zal - in de aangesloten toestand - een elektrisch spanningsverschil aanwezig zijn tussen het aftakpunt en het hulpkontakt, indien de eerste schakelaar gesloten en de tweede schakelaar geopend is. Deze de stuurinrichting blokkerende 5 situatie houdt in, dat bij het - in de normale toestand - uitschakelen eerst de eerste schakelaar geopend dient te worden,en dan pas, stroomloos, de tweede schakelaar geopend dient te worden. Voor het inschakelen dient eerst de tweede schakelaar te worden gesloten, en dan pas de eerste schakelaar.

10 Indien in een uitzonderingssituatie de tweede schakelaar.de ontladingsbuis heeft afgeschakeld is een hernieuwde inschakeling van die ontladingsbuis niet meer mogelijk. Immers dan is de de stuurinrichting blokkerende situatie voorhanden.

Daarbij kan nog het volgende worden opgemerkt. De uitvinding 15 berust op de gedachte on aan één van de schakelaars een voorkeur te geven, voor wat betreft het in de normale situatie inschakelen respek-tievelijk uitschakelen van de ontladingsbuis. Die voorkeur betreft de zogenaamde eerste schakelaar. Dit houdt in dat de meergenoemde kombi-natie van een gesloten eerste schakelaar en een open tweede schakelaar 20 op een defekt wijst. Dit kan op een eenvoudiger wijze gedetekteerd worden dan een fout in de genoemde bekende bestralingsinrichting waarin geen sprake was van een voorkeur voor één van de beide schakelaars.

Uiteraard betékent die genoemde voorkeur tevens - zoals reeds is opgemerkt - dat de tweede schakelaar ontzien wordt - en pas dan gebruikt wordt 25 als een bestralings-overdosering dreigt.

De eerste schakelaar zou bijvoorbeeld kunnen zijn uitgevoerd als halfgeleiderschakelaar. Een nadeel daarbij is, dat de soms relatief grote elektrische stromen door de ontladingsbuis - die ook door die eerste schakelaar vloeien - deze sons kunnen verhitten tot vrij hoge 30 tanperaturen. Dit is niet bevorderlijk voor de levensduur van die schakelaar en daardoor minder acceptabel voor de bestralingsinrichting.

Bij een voorkeursuitvoering van een bestralingsinrichting volgens de uitvinding, waarbij ook de eerste schakelaar voorzien is van een schakelarm, is - afgezien van het hulpkontakt - de schakelkontakt-35 oppervlakte van de tweede schakelaar ten hoogste de helft van de scha-kelkontaktoppervlakte van de eerste schakelaar.

Een voordeel van deze voorkeursuitvoering is dat daarbij èn de eerste schakelaar, in de bedrijfskonditie niet overmatig wordt verhit ---- 8300394 1 ’ r * v PHN 10.581 4 èn dat de tweede schakelaar - die toch slechts in noodgevallen dienst hoeft te doen - klein kan zijn. Opgemerkt zij dat, bij de bekende be-stralingsinrichting, zonder voorkeur voor één van de schakelaars, beide schakelaars praktisch even groot dienden te zijn.

5 Bij een volgende voorkeursuitvoering van een bes tralings in richting volgens de uitvinding is het hulpkontakt - via de verbinding met de stuurinrichting - aangesloten op een aansluitorgaan van een lichtbron van een opto-elektronisch koppelelement, en is het aftakpunt - via zijn verbinding met de stuurinrichting - aangesloten op een ander 10 aansluitorgaan van die lichtbron, en is een lichtgevoelig deel van het opto-elektronische koppelelement aangesloten tussen massa en een reset-gedeelte van de stuurinrichting.

Een voordeel van deze voorkeursuitvoering is dat op een eenvoudige en veilige wijze de informatie aangaande de bepaalde schakel-15 stand van de schakelaars aan de stuurinrichting wordt doorgegeven.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van een tekening. Hierin toont:

Fig. 1 een principe-schema van een elektrisch circuit van een bes tralingsinr ichting volgens de uitvinding; 20 Fig. 2 een meer gedetailleerd elektrisch circuit van een stuurinrichting van de bestralingsinrichting van figuur 1.

In figuur 1 zijn met 1 en 2 ingangsklemmen aangeduid die bestemd zijn om te worden aangesloten op een wisselspanningsbron bijvoorbeeld van 220 Volt, 50 Hz. De klemmen 1 en 2 zijn met elkaar ver-25 bonden via een serieschakeling van een eerste schakelaar 3, een tweede schakelaar 4, een metaaldampontladingsbuis 5 en een induktieve stabili-satieballast 5a. De ontladingsbuis 5 is een hogedrukkwikdampontladings-buis voor het opwekken van ultraviolette straling. Met de buis 5 worden personen bestraald. De bestralingsinrichting wordt solarium genoemd.

30 De serieschakeling 1, 3, 4, 5, 5a, 2 vormt het hoofdstroomcircuit. De serieschakeling van de ontladingsbuis 5 en zijn stabilisatieballast 5a is overbrugd door een keten die een kondensator 5b bevat onder andere voor het verbeteren van de arbeidsfaktor (Cos f). De overbruggings-keten kan - indien gewenst - ook een temperatuurgevoelige weerstand 35 bevatten.

Tussen de schakelaars 3 en 4 is een aftakpunt 6 aanwezig. Elk van de schakelaars 3 en 4 is van een schakelaren voorzien. Die schakelaars zijn uitgevoerd als relaiskontakten. De tweede schakelaar 4 is 8300394 * « PHN 10.581 5 voorzien van een met 7 aangeduid hulpkontakt, en zijn schakelarm is draaibaar om een van de eerste schakelaar 3 afgewend aansluitpunt.

De schakelaars 3 en 4 worden bediend via een stuurinrichting. Deze bevat een integrated circuit (i.c.) 10, alsmede enkele daarop aan-5 gesloten ketens. Dit betreft een een eerste relais 11 bevattende keten (11,12). Voorts betreft dit een een tweede relais 13 bevattende keten (14,15,13). Bovendien is op het i.c. 10 aangesloten een lichtgevoelig deel 16 van een opto-elektronisch koppelelement 17. Het relais 11 bedient de eerste schakelaar 3. Het relais 13 bedient de tweede schakelaar 4. 10 Het hulpkontakt 7 van de tweede schakelaar 4 is via een weerstand 20 en een als diode uitgevoerde lichtbron 21, van het qpto-elektronische koppelelement 17, verbonden met het aftakpunt 6.

Zoals straks, aan de hand van figuur 2, wordt uiteengezet wordt bij het - in de normale situatie - in bedrijf nemen van de ont-15 ladingsbuis 5 eerste de schakelaar 4 en dan de schakelaar 3 gesloten.

Bij het in de normale situatie afschakelen van de ontladingsbuis 5 wordt eerst de schakelaar 3 geopend en dan pas de schakelaar 4. In de genoemde geopende stand van de schakelaar 4 maakt zijn schakelarm kontakt met het hulpkontakt 7.

9Π

Mocht echter, aan het einde van een gewenste bestralingstijd, de schakelaar 3 weigeren open te gaan dan zal de tweede schakelaar 4 de stroom door de ontladingsbuis 5 onderbreken. Indien dat geschied is zal de diode 21 van het opto-elektronische koppelelement 17 oplichten, en wel omdat er dan een spanningsverschil tussen het hulpkontakt 7 en het aftak-25 punt 6 is gecreëerd. Dit komt omdat dan een stroomvoerende keten 2, 5b, 7, 20, 21, 6, gesloten schakelaar 3, kien 1 is gevormd. De dan optredende verlichting van het lichtgevoelige deel 16 van het koppelelement 17 zal vervolgens de werking van de stuurinrichting blokkeren en dientengevolge een hernieuwde inschakeling van de ontladingsbuis 5 onmogelijk 30 maken. Het apparaat zal dan eerst naar de reparateur dienen te worden gebracht.

In figuur 2 korresponderen overeenkomstige verwij zingscij fers met die uit figuur 1. De i.c. 10 (een microcontroller) is in dit uit-voeringsvoorbeelü van het type "COPS 410 L" van "National Semiconductor".

35 Cp de klem van i.c. 10 is aangesloten een startschakelaar 30 waarvan de andere zijde aan massa ligt. Cp de klem G-j van i.c. 10 is aangesloten een stopschakelaar 31 waarvan de andere zijde aan massa ligt.

8300394 « t PHN 10.581 6

Voorts is aanwezig een serieschakeling bevattende een klem 32, een weerstand 33, een kondensator 34 en een massa-klem. Daarbij is een aansluitpunt V van het i.c. 10 verbonden met de klem 32. Een ver-

CC

bindingspunt tassen de weerstand 33 en de kondensator 34 is verbonden 5 met het aansluitpunt CKI. De massa-klem is aangesloten op het aansluitpunt GND van i.c. 10.

De aansluiting DQ van het i.c. 10 is verbonden met de basis - van een npn-transistor 12. Het relais 11 is aangesloten qp de kollektor van de transistor 12. De andere zijde van het relais 11 is verbonden 10 met een klem 35. Het relais 11 is overbrugd door een beveiligingsiode 36. De emitter van de transistor 12 is op de massa aangesloten.

Een aansluiting R (reset) van het i.c. 10 is via het lichtgevoelige deel 16, van het koppelelement 17, met massa verbonden. Parallel aan de lichtbron 21 is een beveiligende zenerdiode 50 gescha-15 keld.

De keten van het relais 13 is aangesloten op de aansluiting D.j van het i.c. 10. Deze keten bevat een weerstand 60. Een aftakpunt tussen de weerstand 60 en de aansluiting D^ is aangesloten op de basis van een npn-transistor 61. Met 62 is een ingangsklem aangeduid. Deze is 20 aangesloten op de weerstand 60 en op een weerstand 63. De andere zijde van de weerstand 63 is aangesloten op de kollektor van de transistor 61, waarvan de emitter via een diode 64 op de massa is aangesloten. Voorts is de klem 62 via een weerstand 65 aangesloten op de kollektor van een transistor 66. De kollektor van de transistor 61 is aangesloten 25 op de basis van zowel de npn-transistor 66 als op de basis van de pnp-transistor 67. De emitters van de transistors 66 en 67 zijn met elkaar verbonden. De kollektor van de transistor 67 ligt aan massa.

Een verbindingspunt tussen de emitters van de transistors 66 en 67 is aangesloten op de kondensator 15. De andere zijde van deze 30 kondensator 15 is via een diode 69 met de massa verbonden, als ook aangesloten op een diode 70. De andere zijde van deze diode 70 is via een serieschakeling van een weerstand 71 en een kondensator 72 met de massa verbonden. De kondensator 72 is overbrugd door het relais 13. Dit relais bedient de tweede schakelaar 4 (zie figuur 1).

35 Op de klem 32 wordt een hulpspanning aangelegd van circa _ +5 Volt. Op elk van de klemmen 35 en 62 wordt een hulpspanning aangelegd van circa +30 Volt. Voedingsapparaten voor die hulpspanning zijn niet getekend.

8300394 ' «· * ï EHN 10.581 7

De werking van de beschreven bestralings inrichting is in grote trekken als volgt. Na het sluiten van de startschakelaar 30 (zie figuur 2} wordt via het aansluitpunt een blokspanning geleverd aan de basis van de transistor 61. Dit leidt ertoe dat de kondensator 15 5 intermitterend wordt opgeladen via de keten 62, 65, 66, 15, 69. Na elke oplading wordt de kondensator 15 weer ontladen, en wel via de keten 72; 13, 71/ 70, 15, 67. Daardoor wordt de kondensator 72 negatief opgeladen. Bij het bereiken van een spanning, over die kondensator 72, die gelijk is aan de drempelspanning van het relais 13 zal dat relais 10 opkomen en de schakelaar 4 (zie figuur 1) sluiten.

Ruim één sékonde na het sluiten wi de startschakelaar 30, dat wil zeggen nadat het relais 13 is opgekcmen, verschijnt er via Dq een gelijkspanning op de basis van de transistor 12. De betreffende tijdsvertraging - van ruim één sékonde - wordt verwezenlijkt met het i.c.

15 10. Het verschijnen van de gelijkspanning leidt er toe, dat de tran sistor 12 geleidend wordt. Het resultaat daarvan is dat het relais 11 opkomt en daarmede de schakelaar 3 sluit.

In een normale situatie zal - ter beëindiging van de bestraling door de ontladingsbuis 5 - de schakelaar 3 worden geopend en wel 20 door het wegvallen van de gelijkspanning op de basis van de transistor 12.

Door het dan vertraagd wegvallen van de blokspanning, die via D^ wordt geleverd, valt eveneens het relais 13 af, en wel verder vertraagd door de RC-werking in dat relaiscircuit. De schakelaar 4 gaat 25 dan ook later open dan de schakelaar 3.

Mocht, in een uitzonderingstoestand, de schakelaar 3, aan het einde van een gewenste bestralingstijd weigeren open te gaan - of ontvangt die schakelaar geen kcmmando om open te gaan - dan schakelt via het relais 13 de schakelaar 4 de ontladingsbuis 5 af.

30 Door de reeds genoemde keten (zie figuur 1): 2, 5b, 7, 20, 21, 6, 3, 1 licht dan diode 21 op en verbindt daardoor via het lichtgevoelige deel 16 de R (reset) van het i.c. 10 met massa. Dit blokkeert de verdere werking van de stuurinrichting.

De stuurschakeling van relais 13 bezit voorts de veiligheid, 35 dat indien via D^ geen pulsvormig signaal wordt doorgegeven het relais 13 - ook in het geval van defekte transistors 61, 66 en 67 - niet kan opkomen, zodat het dan onmogelijk is de ontladingsbuis 5 in bedrijf te nemen.

8300394 ΡΗΝ 10.581 8 - » 9 * -β

In een uitvoeringsvoorbeeld was de schakelkontaktoppervlakte van de tweede schakelaar 4 - afgezien van het hulpkontakt - slechts circa een kwart van de schakelkontaktoppervlakte van de eerste schakelaar 3.

5 In het beschreven uitvoeringsvoorbeeld hadden de circuitelemen- ten ongeveer de volgende waarden:

Weerstand 33 82 kOhm " 60 18 kOhm " 63 10 kOhm 10 " 65 150 Ohm " 71 33 Ohm

Kondensator 5b 4 x 25^uF

" 15 IOO^uF

" 34 56 pF

15 " 72 1Q0^uF.

De ontladingsbuis 5 met de stabilisatieballast 5a vertegenwoordigde in dat geval vier parallelle ketens elk bevattende een ontladingsbuis van de aangeduide 'soort van 400 Watt met de bijbehorende induk? tieve stabilisatieballast.

20 Met de beschreven bestralingsinrichting is een grote beveili ging tegen een bestralings-overdosering gekombineerd met een eenvoudig middel om een defekt te detekteren.

25 30 35 8300394

Claims (3)

1. Bestralingsinrichting voorzien van twee ingangsklemroen die bestemd zijn cm te worden aangesloten op een elektrische spanningsbron, waarbij die twee ingangsklemmen met elkaar verbonden zijn door een serieschakeling van tenminste een door een elektrisch geleidend 5 circuitelement overbrugde metaaldanpontladingsbuis een eerste schakelaar en een van een schakelarm voorziene tweede schakelaar, waarbij de schakelarm draaibaar is om een van de eerste schakelaar afgewend aan-sluitpunt van de tweede schakelaar, en waarbij elk van die schakelaars van een type is dat de ontladingsbuis kan af schakelen, en zich tussen 10 de beide schakelaars een aftakpunt bevindt dat is aangesloten op een stuurinrichting van de schakelaars, en waarbij de stuurinrichting van de schakelaars in het geval de eerste schakelaar aan het einde van een gewenste bestral ingstij d weigert open te gaan de tweede schakelaar tracht te openen, met het kenmerk, dat de schakelarm in de geopende toestand 15 van de tweede schakelaar kontakt maakt met een op de stuurinrichting aangesloten hulpkontakt van die tweede schakelaar, waarbij een elektrisch spanningsverschil tussen het aftakpunt en het hulpkontakt de werking van de stuurinrichting blokkeert.

2. Bestralingsinrichting volgens conclusie 1, waarbij ook de 20 eerste schakelaar voorzien is van een schakelarm, met het kenmerk, dat - afgezien van het hulpkontakt - de schakelkontaktoppervlakte van de tweede schakelaar ten hoogste de helft is van de schakelkontaktoppervlakte van de eerste schakelaar.

3. Bestralingsinrichting volgens conclusie 1 of 2, met het 25 kenmerk, dat het hulpkontakt - via de verbinding met de stuurinrichting -is aangesloten op een aansluitorgaan van een lichtbron van een opto-elèktronisch koppelelement, en het aftakpunt - via zijn verbinding met de stuurinrichting - is aangesloten op een ander aansluitorgaan van die lichtbron, en een lichtgevoelig deel van het opto-elektronische koppel-30 element is aangesloten tussen massa en een resetgedeelte van de stuurinrichting. 35 8300394