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文档简介
II14目 次1范围 12规性用件 13术、义符号 14管政策 3全任 3全查员 4光全员 4息培训 4力平 5训求 775激辐危害 7光品 7光射射 12定光射平 126最允照量确定 16般求 16复冲光或制激器 2波长 3展的MPEs 4害离危区域 47伴危害 5加健危害 5光产的害 5境生危害 7随害控制 78风评估 7害风险 8险估第1阶段识别在伤情况 8险估第2阶段潜在害况风评估 9险估第3阶段选择制施 109控措施 10般求 10低害 11闭害 11轻害 13IIII备修 2010全行护 2111急划 21概况 21处实的损伤 21处实的肤伤 22处疑眼伤 2212件告事调查 2213学督 22附录 A(料)激光控联系示例 23A.1232般素 23附录 B(料)计算例 27B.1272录B示中用符号 27B.3大许射(MPE)-27B.4大许射(MPE)--个光源 27B.5大许射(MPE)--复冲统 29B.6称危距(NOHD) 31B.7反和展源 41B.8防护 44B.9合光极阵光源例 45附录 C(料)生物理原理 52C.1睛解结构 52C.2光射生组的影响 52C.3MPEs和均照度 56PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANIII12(OFCS)345GB/T7247.191314引 言GB/T7247《激光产品安全》拟由以下部分组成。——第——第2OFCS——第33B和4类激——第4部分:激光防护屏。旨在规定用来围封激光加工机工作区域的永久和临时(如检修)激光防护屏,及专用激光防护屏的技术要求,以避免加工区域周围的人员受到激光辐射的危害。——第5部分:生产者关于GB/T7247.1的检查清单。旨在提供一个参考性的检查程序,用来确认产品是否符合GB/T7247.1对设备的分类和要求,增强GB/T7247.1使用中的执行性和可操作性。——第89180nm~3000nmMPE——第12FSOCSs180nm~lFSOCSs产生的潜在危险的光辐射。——第13部分:激光产品的分类测量。旨在依据GB/T7247.1给出激光输出能量的发射水平的测量和分析方法,给出激光产品的分类指南。——第1412——第17中运行的3B——第18——第19(VCPHA)——第20FMEA()()IEC60825-1——第21(AEC)(AEC)IEC60825-1Ed.3.0:2014IEC60825-1类型的激光产品。PAGEPAGE1激光产品的安全第14部分:用户指南范围本文件遵从IEC60825-1给出了激光产品的安全使用最佳指南。本文件使用的术语“激光产品”和“激光设备”是涉及所有由受激发射过程而产生光辐射的装置、组件或系统。1类和3R23R本文件强调评估高功率激光器的风险,但低功率激光器的用户也可从这些信息中受益。(()GB/T7247文件中提及的激光“用户”,不仅包括实际使用激光设备的人员,也包括负有安全职责的人员。(IEC60825-1:2014激光产品的安全第1部分:设备分类和要求(Safetyoflaserproducts-Part1:Equipmentclassificationandrequirements)下列术语和定义适用于本文件。3.1.1控制措施controlmeasure为降低危害风险而采取的预防措施注1:控制措施包括工程控制(纳入激光设备的安全功能)、行政控制(文件化的政策、操作程序、安全培训等)和PAGEPAGE10人员保护(安全设备,包括个人佩戴的护目镜)。3.1.2激光设备laserequipment激光产品laserproduct激光器或含有激光器的组件。3.1.3光密度opticaldensityODD(λ)透射比的倒数取以10为底的对数,由下式表示为:D(λ)=−log10τ3.1.4防护围封protectiveenclosure防止人员受到激光辐射照射的一种物理装置,除非这种照射对装置的预期功能是必要的。符号符号单位释义am出射激光束的直径rad从空间某点处观察时,表观光源(或漫反射体)所张的对向角fradrf=100mmminrad判定光源为扩展光源的最小对向角(min=1.5mrad)maxrad(max=5mrad~100mrad,见表10)C1,C…7无单位修正因子(见表9)dumr(对于高斯光束,d63对应于辐照度(或辐照量)减低到它中心峰值的1/e的点D(λ)无单位光密度,透射比的倒数取以10为底的对数(见IEV845-04-66)Dem光学系统出射光瞳的直径Dom光学系统物镜的直径无单位距表观光源规定距离r处,给定孔径接收的激光功率(或能量)占激光总功率(或能量)的百分数FHz脉冲重复频率G无单位借助光学仪器时视网膜接收的辐照度(或辐照量)与不借助光学仪器时视网膜接收的辐照度(或辐照量)之比的平方根HJm–2距表观光源规定距离r处的辐照量EWm–2距表观光源规定距离r处的辐照度HoJm–2距表观光源规定距离为0处的出射辐照量EoWm–2距表观光源规定距离为0处的出射辐照度k无单位模结构因子,其值的范围从高斯分布光束的k=1到未知模结构光束的k=2.5LpJm-2sr–1扩展源的总辐亮度λnm激光辐射波长M无单位光学仪器的放大率H或EJm–2Wm–2最大允许照射量μ–1特定波长下的大气衰减系数N无单位照射持续时间内的脉个冲数NA无单位激光源的数值孔径Nm无单位显微镜物镜的数值孔径PoW连续激光器的总辐射功率(辐射通量)或重复脉冲激光器的平均辐射功率PpW脉冲激光器在单脉冲内的辐射功率RNOHm标称眼危害距离RNOH,Em拓展标称眼危害距离Фrad出射激光束的发散角π无单位常数3.142QJ脉冲激光器的总辐射能量rm表观光源到观察者、测量孔径或漫射靶标的距离r1m激光靶标到观察者或测量孔径的距离r1,maxm在扩展源观察条件下,激光靶标到观察者的最大距离ts单脉冲的持续时间Ts脉冲串的总照射持续时间T1,T2s时间转效点(见表10)安全责任((类、1C类、类或3R1M类和2M(5.1.3)(5.2.2)安全检查员制造商或激光器用户在没有帮助的情况下无法正确确定必要的安全方案和保护措施,以消除或降()安全检查员[在考虑激光束危害时通常称为激光防护顾问(4.5.1)]激光安全员使用3B1M类和2M(3B(章))。激光安全员宜被授权代表制造商行使职责及管理日常的激光安全事务。制造商有责任确保被指定((工(通常对于激光用途广泛多样的组织来说值得这样做),则该安全检查员允许是激光安全员。广泛使用或高风险应用激光的大型组织,允许指定合适的员工协助激光安全员负责管理某一特定信息和培训(73B4这些指导和培训宜与危害类型相适应,并且符合相关员工的需求。包括但不限于以下内容:()(9.4.5);制造商应确保向激光防护顾问提供与激光设备的使用或预期用途有关的所有相关信息,并确保激许多从事广泛而多样化激光工作的大型组织可能会发现,内部聘请具备激光安全技能的激光安全员兼任激光防护顾问是很实用的。任何担任激光防护顾问的人员在激光安全的相关事项上宜具备足够的知识、理解力、能力和经验,特别是在以下方面:——相关的安全标准及国家法规的规定和适用性;——使用的激光设备类型;——相关的特定应用程序或工作环境;——可能存在的危险;——危害及风险评估程序;——安全管理;——危害控制的选择规范和正确使用;——相关人员的安全培训要求;——起草安全工作程序。3B43B41M2M(3R(激光安全员宜具备所需的能力包括:——熟悉不同波长的光辐射包括可见光和不可见的红外及紫外辐射,且不同于电离辐射;——熟悉激光发射的基本特性(空间、光谱和时间);——了解指定激光发射的适当数量和单位;——熟悉影响激光使用的现行相关激光安全标准和法规;——了解激光危害等级1、1C、1M、2、2M、3R、3B和4类的概念及激光警告标记的含义;——熟悉组织内使用的相关激光设备类型及预期用途;——熟悉所用激光设备的发射波段和波长;400nm~1400nm的激——了解激光束照射可能造成伤害的严重程度;——熟悉在不同的使用情况下,激光器周围可能出现危险照射水平的大致区域;——了解使用激光设备可能产生的其他危害的性质和程度,包括:——了解职业健康安全的基本要求和良好安全管理的一般原则;(/事——熟悉如何应对激光相关事故和其他可能危及安全的事件;——熟悉如何在必要时寻求激光防护顾问的专业建议,并能够采取行动。可以任命一名或多名激光安全监督员来管理激光器的日常安全操作。他们的能力水平预期会高于或使用、操作或控制1M、2M、3R、3B或4类激光设备的人员宜充分具备操作和使用该设备的能力,此外还宜:——了解激光辐射的一般性质;——了解适用于所用激光类别的警告标记的含义;——了解危险控制程序的正确使用,包括适当情况下个人防护的需要;——注意在进行非常规活动(如调整运转)时可能需要的任何额外预防措施;——熟悉组织管理激光使用的程序和政策,包括应急行动和事故报告程序。1M2M3R或4——了解激光辐射的一般性质和危害;——掌握激光分类规则和激光警告标志的含义;——了解组织内激光的使用范围及预期用途;——熟悉组织有关激光安全的政策;——了解组织内使用激光设备产生的特殊危害及现有的控制措施;——了解进入任何激光控制区域的限制规定及限制标志的含义;——熟知安全基础设施。间隔进行继续教育,确保员工保持足够的安全意识和能力水平。可以使用任何合适的训练方法,也可以通过以下一种或多种组合方式:——利用组织自身资源在内部开设短期课程;——由外部培训师在内部开设短期课程;——参加外部举办的异地课程;——使用计算机辅助学习软件包;——通过书本等自学和函授进行远程学习;——工作分享和日常的一对一培训。对于寻求成为激光防护顾问的人来说,一门短期的课程或阶段学习通常不足以培养出胜任这一角色的能力。若要具备有高水平的能力,需要在激光应用相关领域拥有丰富的经验。认证注:某些国家有国家认证或认可计划。培训人员宜具备超过所教授的培训水平,例如激光安全员在拥有比他们所培训的角色更高的经验或技能水平之前,不太可能有资格培训同等的激光安全员。IEC60825-1:2014IEC60825-1:2014(见5.1.2)激光器的分类表明其潜在危害。激光产品分类是以正常运转条件下可能接触到的最大激光辐射水()(7)注1:见IEC60825-1:2014:6.2.1。22M(IEC60825-1:2014)11见5.1.3)1()1C类MPE。1C类防护要求:这些产品宜有足够的工程控制措施,以保护眼睛免受激光辐射。然而,安全功能的修改或失效可能导致危险的激光辐射照射。反复照射同一区域皮肤可能会造成伤害。1M类超过11M。注2:光纤通信系统中,根据IEC60825-2评估危险等级而不是按照IEC60825-1中规定的产品等级。在危险等级1M的情况下,使用放大镜查看光纤端面可能会带来眼部危险。2类400nm~700nm2类防护要求:避免直视激光束(即故意观察激光源)或将激光束指向他人。2M2M2M。(注3IEC60825-2IEC60825-12M3R类1类或2()5400nm~700nm的3R3R3B类(否使用放大观察辅助器具,激光产品的可达发射水平都可能对眼睛造成伤害。3B3B类防护要求:防止眼睛(某些情况下包括皮肤)受到光束的照射。注意防止无意的反射光照射。(防止散射光照射)4类4类防护要求:防止眼睛和皮肤受到激光束和漫反射(散射)光的照射。防止光束相互作用引起如火灾和烟雾之类的危险。1C22M3R3BIEC60825-11M)60825-13R(即1C1M22M或3R3R例如1M2M表1激光产品的默认防护控制措施分类防护控制措施除非经过风险评估,证明所采取的替代防护控制措施可以被接受,否则应按此执行。1况)。分类防护控制措施除非经过风险评估,证明所采取的替代防护控制措施可以被接受,否则应按此执行。嵌入式激光产品进行现场检修时可能需要特殊的防护措施(见9.5)。1C1Ma。防止使用任何可以减小光束直径的外部光学系统。嵌入式激光产品进行现场检修时可能需要采取特殊的防护措施(见9.5)。2勿直视激光束。勿将激光束指向他人或与激光作业无关人员可能出现的区域。确保光束始终终止于合适的非镜面(即非镜像)表面。嵌入式激光产品进行现场检修时可能需要采取特殊的防护措施(见9.5)。2M勿直视激光束。勿将激光束指向他人或与激光作业无关人员可能出现的区域。确保光束始终终止于合适的非镜面(即非镜像)表面。嵌入式激光产品进行现场检修时可能需要采取特殊的防护措施(见9.5)。3R防止眼睛直接受到光束的照射。勿将激光束指向他人或与激光作业无关人员可能出现的区域。确保光束始终终止于合适的非镜面(即非镜像)表面。嵌入式激光产品进行现场检修时可能需要采取特殊的防护措施(见9.5)。3B43B类确保光束始终终止于合适的非镜面(即非镜像)表面。在使用3B类和4类激光产品之前,应首先进行风险评估,以确保防护控制措施足以保证操作安全。在任何合理可行的情况下,采用IEC60825-1规定的工程手段,使激光类别降低到3B类以下。(这通常意味着完全封闭激光辐射,使其成为1类激光产品。)a可能造成危害的观察仪器的类型,可以在警告标记中或在制造商提供的用户资料中标出。然而,为了判断保护措施是否适当,通常必须进行更为详细的分析,此类情况包括:——所用激光产品均为3B类或4类;——使用防护眼镜;——根据“最小安全距离”的概念进行防护;以及1由于激光产品的分类是以正常操作过程中可能接触到的激光辐射水平为基础确定的,某一类别的60825-123R9.51CD(按照IEC60825-14光纤IEC60825-21M2、2M3R3B或)。在非监控区域内通常仅宜采用1类、2类或可见光3R类激光产品作为演示、显示或娱乐用途。其他类别的激光产品用于此目的,仅宜在下述条件下允许使用:(MPE)尽管许多国家有自己的指导方针,但IECTR60825-3中给出了激光显示和展示的具体指南。1C类或21M2M3R3B激光安全方案最主要的目的之一是确保任何可能发生的激光辐射暴露都在安全极限内。因此通常有必要对在所有可预见条件下可能出现的最大照射水平进行评估(如5.3所述),并使之与最大允许照射量(MPE,概述如下,更详细的解释见第6章)联系起来。注:确保激光辐射照射水平不超过MPE的要求,不适用于在医学治疗中对病人的有意照射。128在表4~8MPE6MPEMPE(),12()(如果人们认为自己可能因照射而受伤,那么这种突如其来的视觉干扰也会产生恐惧感和导致诸如流泪和头痛等反应,不断的揉眼睛又会导致令人疼痛的角膜擦伤。。激光产品对人员照射水平的确定,宜在可合理预见会有人出现且能造成最大照射水平的位置进行。评估时宜将所有可合理预见的光束直接发射和反射条件都考虑在内。最大预期照射量和激光发射孔径附近出现的照射量水平未必相同,但对于距离输出准直光束激光器相当近的人员来说,结果是一样的。Wm-2(Wm-2)(Jm-2)(见(见5.3.3和)估算照射量可能需要的主要参数如下:——输出波长;——光束剖面图(光束横截面上的功率或能量分布);——可合理预见的最大照射持续时间;——可合理预见的最小照射距离;——表观光源的张角(一般只用于(光束)漫反射即非镜面反射光和激光阵列进行评估,以便确定相关照射参数和计算校正因子C6值。就单一激光源来说,C6值通常是1);——光束功率;以及对于脉冲激光器,还需以下参数:——脉冲重复频率;——脉冲形状和脉冲时间分布(若复合)。照射水平可以通过物理测量确定,或根据制造商给出的激光输出参数通过计算确定。大多数激光光束的轮廓是不均匀的,因此整个被照射区域光束照射产生的辐照度或辐照量是变化((按5.3.2MPE)(若照射面积明显大于限制孔径,则可采用辐照度或辐照量的最大值(通常在光轴上)。1/e直径所确定的圆面积。这个区域包含总光束功率或能量的63%。d63或0.371/e21/e2直径等于1/e1.4。在其他情况下,需要更审慎地对相关限制孔径内的总功率或总能量进行评估。对于小于相关限制孔为了与MPE对于光谱范围在1400nm~105nm的重复脉冲激光照射,1mm孔径用于评估脉冲持续时间不大于0.35s的单个脉冲对眼睛的危害,而3.5mm孔径适用于10s以上照射的MPE的评价。400nm~1400nm7mm孔径(瞳孔)上测量的。对于更小的瞳孔直径,将不修正MPE表2(t光谱范围nm限制孔径mm眼睛皮肤180~<40013.5400~<140073.51400~<105对于t≤0.35s, 1对于0.35s<t<10s,1.5t3/8对于t≥10s, 3.53.5105~1061111αmin(1.5mrad)400nm~1400nm(当确定扩展激光源(即在估算照射处对向角大于1.5mrad的任何光源)的有效照射水平时,宜采用下述接收角。任何接收角之外的光源辐射所导致的照射,都不应计算在有效照射量内。100mm。(8.7mrad(0.5°)360°))。5MPEs(400nm~600nm)γph10s<t≤100s γph=11mrad100s<t≤104s γph=1.1t0.5mrad104s<t≤4s γph=110mradγphγph(γph)。α<γph1a1b对向角大于γph,使用大于光源的接收角会导致辐射暴露超过限制照射水平,但可以用作简化评估。图1a:使用透镜把表观光源成像到视场光阑上的测量装置示意图图1b:视场光阑放置于光源处的直接测量装置示意图图1图1a是通过使用透镜把表观光源成像在视场光阑上确定接收角的测量装置。该装置适用于无法直接接近表观光源的情况。图1b是通过在表观光源处放置视场光阑确定接收角的测量装置。该装置适用于可直接触及表观光源的情况。5MPE()400nm~1400αmin≤γ≤αmax范围内。MPEMPE5.3.3a)2D2(,这里M×DD3表3双筒望远镜的典型透射百分比波长范围(nm)透射率(%)160~302.5<2302.5~40070400~70090700~2800702800~106<2通过双筒望远镜观察的扩展源的对向角将通过因子M而增加。4895.3.1和5.3.2MPE表4MPE1.5mrad400nm~1400nm((1.5mrad)到视网膜上的一个小斑点上,因此进入眼睛的最大安全功率和能量更大。表5给出了这些放宽要求的MPEs674和表MPEsMPEs1200nm~1400nmMPE8表8规定了皮肤的MPE值。表9规定了MPE表中使用到的修正因子和转效点。考虑到激光发射的波长和激光器可能使用的条件,表4至表8中用于确定MPE的照射时间是根据合400nm100s400nm30000s(30000(400nm~700nm)0.25s。有叠加效应的光谱区在表11(见6.3)的矩形表格中列出,其中符号(O)表示对眼睛照射,符号(S)表示对皮肤照射。当辐射的波长没有叠加效应时,应单独评估其危害性。PAGEPAGE1表4用辐照度或辐照量表示的小光源在角膜上的最大允许照射量(MPE)a,b波长(λ)nm照射时间(t)s10–13≤t<10–1110–11≤t<10–910–9≤t<10–710–7≤t<5×10–-65×10-6≤t<13×10–613×10–6≤t<1×10–31×10–3≤t<1010≤t<102103≤t≤3×104180~<302.53×1010Wm–230Jm–2302.5~<315t≤T1时,(热危害)dC1Jm–2t>T1时,(光化学危害)dC2Jm–2C2Jm–2315~<400C1Jm–2104Jm–2400~<4501×10-3Jm–22×10-3Jm–218t0.75Jm–2100Jm–2C3Wm–2450~<500100C3Jm–2和c10Wm–2500~<70010Wm–2700~<10501×10-3Jm–22×10-3C4Jm–28t0.75C4Jm–210C4C7Wm–21050~<1400e1×10-3C7Jm–22×10-2C7Jm–290t0.75C7Jm–21400~<15001012Wm–2103Jm–25600t0.25Jm–21000Wm–21500~<18001013Wm–2104Jm–21800~<26001012Wm–2103Jm–25600t0.25Jm–22600~1061011Wm–2100Jm–25600t0.25Jm–2a修正因子和单位,见表9;与MPE值相比较的照射水平应为在相应孔径(表2)内的平均值。b如果照射持续时间小于10s,而且波长小于400nm和大于1400nm时,可由使用于10s的辐照量极限值计算等效的辐照度获得MPEs。在所有波长范围,如果照射持续时间小于103s,MPEs设定为与在10–13s的MPE同等的辐照度。c波长在450nm~500nm内,采用双重限值且照射量应不超过任一适用限值。d紫外重复脉冲激光器宜不超过任一个极限。e波长在1200nm~1400nm内,本表给出的保护视网膜的限值可能无法充分保护眼球前端的生物组织(角膜,虹膜),需要谨慎对待。如果照射量不超过皮肤的MPE值,则无需担心眼球前端的生物组织。表5 波长在400nm到1400nm(视膜害),以照或照表的扩光在膜的大允照量(MPE)波长(λ)nm照射时间(t)s10–13≤t<10–1110–11≤t<5.0×10-65.0×10-6≤t<×10–51.31.3×10–5≤t<1010≤t<102102≤t<104104≤t≤3×104400~<7001×10–3C6Jm–22×10-3C6Jm–218t0.75C6Jm–2400nm~600nm-视网膜光化学危害a100C3Jm–2当γph=11mrad1C3Wm–2当γph=1.1t0.5mrad1C3Wm–2当γph=110mrad和b400nm~700nm-视网膜热危害t≤T2时,18t0.75C6Jm–2t>T2时,18C6T2 Wm–0.25 –2700~<10501×10–3C6Jm–22×10-3C4C6Jm–218t0.75C4C6Jm–2t≤T2时,18t0.75C4C6Jm–2t>T2时,18C4C6T2 Wm–0.25 –21050~1400c1×10–3C6C7Jm–22×10-2C6C7Jm–290t0.75C6C7Jm–2t≤T2时,90t0.75C6C7t>T2时,90C6C7T2–0.25Jm–2Wm–2注:使用眼科仪器时,眼球组织的照射极限可能有不同情况,参见ISO15004-2。角度γ在400nm~600nm波长范围内,采用双重限值且照射值应不超过任一适用限值。一般情况下,光化学危害极限仅应用于照射持续时间大于10s的情况。然而,波长在400nm~484nm1.5mrad~82mrad,二次光化学危害极限值100C3Jm–2对应于照射时间大于或等于1s的情况。1200nm~1400nm(),超过皮肤的MPE值,则无需担心眼球前端的生物组织。6表6波长在400nm~1400nm范围内,以功率或能量表示表4(C=1)的最大允许照射量(MPE)a,b6波长(λ)nm发射持续时间(t)s10–13≤t<10–1110–11≤t<5×10-65×10-6≤t<13×10–613×10–6≤t<1010≤t<102102≤t≤3×10400~<4503.8×10–8J7.7×10-8J7×10-4t0.75J3.9×10-3J3.9×10–5C3W3.9×10–3C3J和c3.9×10–4W450~<500500~<7003.9×10–4W700~<10503.8×10–8J7.7×10–8C4J7×10-4t0.75C4J3.9×10–4C3C7W1050~1400d3.8×10–8C7J7.7×10–7C7J3.5×10-3t0.75C7JMPE7mm(本表中表示的MPE47mm孔径的)。a修正因子和单位,见表9。b如果照射持续时间小于10-13s,MPEs设定为与发射持续时间为10-13s的MPEs同等的功率值。c波长在450nm~500nm内,采用双重限值且照射量应不超过任一适用限值。d1200nm~1400nmMPE值,则无需担心眼球前端的生物组织。表7波长在400nm~1400nm范围内,以功率或能量表示的表5(扩展光源)的最大允许照射量(MPE)a,b波长(λ)nm发射持续时间(t)s10–13≤t<10–1110–11≤t<5×10-65×10-6≤t<13×10–613×10–6≤t<1010≤t<102102≤t<104104≤t≤3×104400~<7003.8×10–8C6J7.7×10-8C6J7×10-4t0.75C6J400nm~600nm-视网膜光化学危害d,e3.9×10-3C3J用γph=11mrad3.9×10-5C3W用γph=1.1t0.5mrad3.9×10-5C3W用γph=110mrad和c400nm~700nm-视网膜热危害t≤T2时,7×10-4t0.75C6Jt>T2时,7×10-4C6T2 W–0.25700~<10503.8×10–8C6J7.7×10-8C4C6J7×10-4t0.75C4C6Jt≤T2时,7×10-4t0.75C4C6Jt>T2时,7×10-4C4C6T2 W–0.251050~1400f3.8×10–8C6C7J7.7×10-7C6C7J3.5×10-3t0.75C6C7JtT23.5×10-3t0.75C6C7Jt>T2时,3.5×10-3C6C7T2 W–0.25注1:使用眼科仪器时,一些眼部组织的照射极限可能有所不同,见ISO15004-2。注2:与用功率或能量表示的MPE值相比较时,照射水平是通过直径为7mm的孔径光阑后的功率或能量确定的(本表中的MPE值是由表5中的值乘以直径为7mm的孔径的面积得到)。a修正因子和单位,见表9。b如果照射持续时间小于10-13s,MPEs设定为与发射持续时间为10-13s的MPEs同等的功率值。c波长在450nm~600nm内,采用双重限值且照射量应不超过任一极限。d角度γph是测量时的极限接收角。e当波长在400nm~484nm内,并且表观光源的尺寸为1.5mrad~82mrad时,如果照射时间为1s~10s,那么二次光化学危害的极限值3.9×10-3C3J可延伸到1s。f1200nm~1400nm(MPEPAGEPAGE10表8 激光射皮的大许照量(MPE)a,b波长(λ)nm照射时间(t)s<10–910–9≤t<10–710–7≤t<10–310–3≤t<1010≤t<103103≤t≤3×104180~<302.53×1010W·m–230Jm–2302.5~<315t≤T1时,C1Jm–2t>T1C2Jm–2C2Jm–2315~<400C1Jm–2104Jm–210Wm–2400~<7002×1011W·m–2200Jm–21.1×104t0.25Jm–22000Wm–2700~<14002×1011C4W·m–2200C4Jm–21.1×104C4t0.25Jm–22000C4Wm–21400~<15001012W·m–2103Jm–25600t0.25Jm–21000W·m–2a1500~<18001013W·m–2104Jm–21800~<26001012W·m–2103Jm–25600t0.25Jm–22600~1061011W·m–2100Jm–25600t0.25Jm–29。10–9sMPEs10–9s0.1m2MPE100Wm–20.01m2~0.1m2MPE的变化与被照射皮肤的面积成反比。表9 在MPE评中用修因子转点用参数光谱范围nmC1=5.6×103t0.25180~400T1=100.8(λ–295)×10–15s302.5~315C2=30180~302.5C2=100.2(λ–295)302.5~315对于αmin<α≤100mrad,T2=10×10[(α-αmin)/98.5]s400~1400对于α≤1.5mrad,T2=10s400~1400对于α>100mrad,T2=100s400~1400C3=1.0400~450C3=100.02(λ–450)450~600C4=100.002(λ–700)700~1050C4=51050~1400C5见6.2ca400~1400C6=1180~400和1400~106对于α≤αminb,C6=1400~1400对于αmin<α≤αmaxb,C6=α/αmin400~1400对于α>αmaxb,c,C6=αmax/αmin400~1400C7=1700~1150C7=100.018(λ–1150)1150~1200C7=8+100.04(λ–1250)1200~1400αmin=1.5mrad当t<625μs时,αmax=5mrad0.5当625μs≤t≤0.25s时,αmax=200tmrad当t>0.25s时,αmax=100mradN是在适用的持续时间内的脉冲个数[6.2c)]110-9s400nm1400nm的照射效果效果的认识是有限的。MPEs400nm1400nm10-9s的辐射功率或辐照量计算等效的辐射功率或辐照度。注2:限制孔径见表2。34~8的公式和注释中,波长的单位为纳米(nm),t的单位为秒(s),α位为毫弧度(mrad)。44~8(10(即不适用明确的方程式),使用符号"<",表示小于或等于。当指定波长范围时,波长范围λ1至λ2表示<λ2。C50.25s时。6.2cC5C6最大极限接收角γth应等于αmax[5.3.3b)]。在确定用于重复脉冲辐射照射的MPE时,宜采用下列方法:任一脉冲群(或脉冲串的一部分)在任意给定时间内的照射量,不宜超过该时间内的MPE。波长小于400nm和大于1400nm的眼照射MPE,与皮肤照射MPE相同,都按a)和b)中限制性最强的要求。按下述a)、b)和c)中限制性最强的要求确定波长在400nm~1400nm内对眼照射的MPE。要求c)仅适用于视网膜热极限,不适用于视网膜光化学极限。三个限制要求如下:MPE;T4~8TMPE),TTi(注:将T内的辐照量相加,并与以辐照量表示的MPE进行比较,这在数学上等同于将T内的平均辐照度与以辐照度表示的MPE(通过将以辐照量表示的MPE除以T来确定)进行比较。MPE值与修正因子C5C50.25sMPEs.p.train=MPEsingle×C5式中,MPEsingle—单脉冲的MPE值;MPEs.p.tMPE如果脉冲持续时间t≤Ti,则:预期最大照射持续时间小于或等于0.25s:C5=1.0;预期最大照射持续时间大于0.25s:N≤600时,C5=1.0;N>600时,C5=5×N-0.25,C5最小值为0.4。如果脉冲持续时间t>Ti,则:对于α≤5mrad,C5=1.0对于5mrad<α≤αmax:N≤40时,C5=N-0.25;N>40时,C5=0.4对于α>αmax,N≤625时,C5=N-0.25;N>625时,C5=0.2α>100mrad时,所有情况下C5=1.0。N—脉冲串在所评估照射持续时间内的有效脉冲数[当在Ti内产生多个脉冲时(见表10),N小于实际的脉冲数,见下文)。评估中最大照射持续时间时,选择T2(见表9)或预期照射持续时间中较短的一个。如果在Ti(见表10)时段内产生多个脉冲,在确定N时视其为单脉冲,并将其中每个单脉冲的辐照量相加后,与对应于Ti的MPE比较。任一脉冲群(或脉冲串的一部分)在任意给定时间内产生的照射量,不宜超过该时间的MPE。表10脉冲群相加的持续时间Ti上限波长Ti400nm≤λ<1050nm5×10–6s1050nm≤λ<1400nm13×10–6s1400nm≤λ<1500nm10–3s1500nm≤λ<1800nm10s1800nm≤λ<2600nm10–3s2600nm≤λ≤106nm10–7s多波长8MPEs11(S)表11不同光谱区辐射对眼睛(O)和皮肤(S)的叠加效应光谱区aUV-C和UV-B180nm~<315nmUV-A315nm~<400nm可见光和IR-A400nm~<1400nmIR-B和IR-C1400nm~106nmUV-C和UV-B180nm~<315nmOSUV-AOSO光谱区aUV-C和UV-B180nm~<315nmUV-A315nm~<400nm可见光和IR-A400nm~<1400nmIR-B和IR-C1400nm~106nm315nm~<400nmSS可见光和IR-A400nm~<1400nmSObSSIR-B和IR-C1400nm~106nmOSSOSa光谱区的定义见表C.1。b1sMPEs(400nm~600nm)和热叠加效应(400nm~1400nm),并选用最严格的值。MPEs(400nm~14005.3.3)MPEs(α)MPEMPEα=αmin(αmin=1.5mrad.)。表5MPEsC6αmaxαmaxt从5mrad变化到100mrad,C6也从3.3366.7αmin时,C6=1,此时可采用表4和表6中给出的MPEs。C6=1MPE和较大的NOHD,尽管全面分析也考虑到对向角被限制在αmax修正因子C6定义为:C6=1 α≤αminC6=α/αmin αmin<α≤αmaxC6=αmax/αmin α>αmax(ENOHD)见5.3.4)1M2MNOHD和ENOHD不仅取决于激光输出的大小,很大程度上也与光束形状相关。例如,在距光源一定距离上放置一个光学元件对光束聚焦或准直,都会导致NOHD和ENOHD的增大。在某些应用中,用类似NOHD的方式采用皮肤MPE来确定标称皮肤危害距离(NSHD)可能是有用的。通过对NOHDENOHDNOHD(NOHA);基于ENOHD定义时,称为扩展标称眼危害区(ENOHA)。ENOHANOHANOHA如果能限制并可靠地控制进入ENOHA的通道,那么就不必要总是把危害区域围起来。附加的健康危害1伴随危害的控制一般宜由制造商通过对设备的合理设计,以及提供给用户的安全使用说明书来实(激光器产生的危害触电)组(X(RF)辐射。以下扼要叙述几种主要潜在的伴随辐射源。X射频激光器无适当防护时会产生微波辐射和射频辐射。(((Q)烟尘许多4噪声激光电源内电容器组放电能产生足够引起耳损伤的噪音量。脉冲激光器的超声发射和重复噪音也是有害的。一些空气冷却激光器能产生很大的噪音,当过量的噪音不能被消除时,宜戴上护耳器。(高功率激光器(4类)发射的激光能点燃靶材料。在一些富氧环境下的激光加工应用场所,该类激光器的使用会增强这种效果。35(热和冷环境产生的危害机械冲击和振动能影响激光系统的运行,能导致光路失准,产生危险的漂移光束。高功率激光器发出的光束可能点燃存在于环境中的、来自于邻近工作活动的以及其他来源的蒸气、粉尘和易燃气体。这种点燃也可能引起爆炸。电源的中断或波动能影响激光器安全系统的运行。——工作方面:它涉及需要执行的任务或功能,以及需要使用的设备的性能对人的影响;)人为因素在大多数与工作相关的事故中起一定作用,因此它与使用激光设备时可能产生更具体的实际危害一样,需要进行正确的应对和控制。伴随危害的控制8注:有些地方有立法规定控制特定的危险。危害和风险()7((1在现有的激光设施中安装新的激光设备、改造或转移现有激光设备以及改变激光设备的使用方式,都需要对风险进行重新评估。8.28.3和8.4风险评估:第1阶段-识别潜在的伤害情况概述在8.2.2、8.2.3和8.2.4中描述了用户在列出潜在伤害情况时宜关注的三个关键点。(激光环境包括以下几个方面:——激光设备的位置:例如:在室内封闭的专用激光工作区内;在容易接近的或开放的工作区内;在室外;——就设备的角度来看,工作区的状况:——就人员的角度来看,工作区的状况:——可接近的程度:例如:位于不许公众进入的限制区域;位于不许公众进入的开放区域;位于允许公众进入区域。风险评估:第2阶段-潜在伤害情况的风险评估概述潜在伤害情况清单上的每一项都可以从构成风险的两个因素,即产生伤害的可能性和伤害的严重程度分别考虑。本指南主要是以激光光束作为例子进行说明。用户还需要考虑其它相关危害及这些危害可能导致的风险。MPE((9章可(更正式的风险评估方法有时可能更合适,具体见8.3.2、8.3.3和8.3.4。这些分类为:——很可能:将会频繁地发生;——可能:有时/偶尔会发生;——不可能:不太可能会发生。伤害的严重程度分为三类(对植物或环境的危害可以被添加为第四类)。建议分类为:——严重:严重的伤害,需要紧急医学治疗,可能会导致永久伤残(包括失明)甚至死亡。概述考虑会必然产生的风险并确定该风险是否在可接受范围内。8.3.4.2、8.3.4.3和8.3.4.4描述了重要的考虑因素。MPE(风险评估:第3阶段-选择控制措施一般要求第8)12()(),)((降低危害(封闭危害宜将使用密封装置来完全包围激光束视为避免人员接触到危险等级激光辐射的一种手段。这种密封包括旨在防止来自设备的激光辐射,以及防止人员进入可能存在激光辐射的区域。所有密封装置都需要坚固、安全,并适合其预期用途及满足当地环境的影响。7247.4—2016对于所有防护密封,需要慎重考虑的是:防止意外或非授权移除全部或部分密封而获得激光辐射(见9.3.3)。激光辐射波长下封闭窗口材料所需的光密度的计算方法与激光防护眼镜光密度的计算方法是一致(见(见GB/T7247.4-2016)((9.4.1,9.4.2A)。,9.3.3.3和9.3.3.4IEC60825-1)。对于执行安全关键功能的联锁装置,以下建议适用:A2.2)联锁系统的设计宜确保电路任何部分的单一故障都不会导致其保护功能的丧失。单一故障宜注1:一个可合理预见的单一故障例子是继电器触点熔接。h)注2:通常由制造商在产品设计中满足。联锁系统设计的良好做法是,宜确保系统在运行后能够谨慎重置(如重置按钮)。只有当所有防护功能和防护装置准备就序且任何故障被消除之后,联锁系统才允许重新启动。重置联锁系统本身不宜自动重启激光器,而宜做好接受重启命令的准备。对于具有超驰装置的联锁系统,允许进行检修或其他调节工作,以下建议适用:减轻伤害概述3B4激光受控区边界线宜包含在所有可合理预见的使用条件下与激光使用有关的危害(包括激光器及其相关设备发生的合理可预见的故障,以及偏离正确操作程序发生的合理可预测故障)。a)b)3B类和4(12见9.3.3.4),((A.2.5)。安全标志宜显示在激光控制区的入口处。这些标志在颜色、布局和尺寸方面宜符合ISO3864-1的要求,在符号方面宜符合ISO7010的要求。表12激光受控区激光分类危害性质受控区举例防护控制措施概要类类(关危害。)无限制的,即通常不需要指定激光区域遵从标记上的警告和制造商的安全使用指南1C类误用时有皮肤危险无限制的遵从制造商的安全使用指南1Ma2Ma局部的如果有效的程序控制措施控制了激光器周围的直接影响区,受控区可以是开放式的推荐培训防止在激光器附近使用放大镜和其他放大器防止激光束的再聚焦或准直1M类准直光束2M类准直光束(11类和2类的产品)危害密封的或开放式的由程序方法控制进入扩展取样标称眼危害区,也就是使用标志、操作指南和培训。在开放式的地方,必须阻止公众进入扩展取样标称眼危害区要求培训推荐激光安全员防止使用望远镜和双筒望远镜防止激光束再聚焦3R类低水平的眼危害无限制的即安全依赖于负责的使用推荐培训防止眼睛直接暴露在激光下眼危害在较高类别等级下可能造成皮肤危害封闭和联锁保护即用工程手段控制进入要求有培训和激光安全员确保钥匙的安全性尽可能多地封闭光束,若可行采用完全封闭执行安全的工作体系个人防护装备3B类眼和皮肤危害可能的火灾和烟雾危害封闭和联锁保护即用工程手段控制进入要求有培训和激光安全员确保钥匙的安全性尽可能多地封闭光束,若可行采用完全封闭执行安全的工作体系(4类(即不包括维护或检修类别的激光器宜被安置在较高或较低类别的受控区内,或者为了充分降低风险有必要采用不同于此的防护控制系统。aIEC60825-1的前两版中,在放大观察情况下可能成为危险的发散光束激光器被列为1M类或2M类(视情况而定)。)警告、强制和禁止这三个标志中的每一个都应该是独立的,并采用特定的颜色(见图2)。图2安全标志组合应显示激光危险警告标志(见图3)。图3警告:激光束符号(ISO7010-W004:2011-05)该符号应附有补充信息,如:激光控制区或激光辐射可以用附加信息加以限定。例如可通过外部红灯与激光电源相连并一直显示“红灯亮时”的文字标志来限定,但该区域不一定是激光控制区。对于非激光危险,应酌情显示其他警告标志。(4图4佩戴防护眼镜符号(ISO7010-M004:2011-05)该符号应附有补充信息,如:佩戴适当的激光护目镜在适当情况下,还应提供有关波长和所需保护的信息。禁止标志(如图5)宜与提供禁止详细的补充信息一起显示。然而,需要考虑对一些禁止标志的字面解释。例如,补充信息中"敲门等待",因没有进一步进展的手段,这样的显示是无效的。图5禁止通行符号(ISO7010-P004:2011-05)该符号应附有补充信息,如:仅限获授权人员(附带授权人员名单)。发光标志可以用来补充不发光的标志,也可以取代它们,但它们必须满足相同的颜色和分隔要求。显示屏也可用于不间断显示安全标志。ISO3864-1对标志的颜色和基于观察距离的尺寸提出了要求。包括负责该地区的员名单可能是有用的,可以从他那里获得进一步的信息。管理控制措施宜以成文的部门规则和程序的形式实施。这些规则和程序或许是为特定的组织机构、场所或有关的设备所专门起草的,或是基于适当的标准模型而起草的,宜包括:())。激光操作过程中所需的上述信息宜显示在激光工作区域。宜定期检查部门规则和程序以确保其持续满足要求。在所有激光受控区,宜采取措施降低被授权在此区域内工作人员的伤害风险,这些步骤宜包括:3B4(););GB/T7247.4—2016);4镜反射1M类和2M类激光产品的辐射从可以聚焦光束的表面镜面反射,可能会对肉眼产生危害。(来自于1M类和2M类激光产品发射激光的直接照射通常对肉眼是没有危险的)。()3B类激潜在危险的辐射也能通过像反光镜那样的反射光学元件传播(例如红外辐射通过可见辐射反射器传播)。当光线切线入射时,很多表面产生了镜面反射。(PPE)(3B4(PPE((只有满足以下所有的条件,才使用眼部和面部防护:MPEMPE;MPEMPEMPE照射大于皮肤的MPE4~9MPE防护装备应能将激光照射量降低到适用的MPE以下。这种能力取决于防护器在激光波长下的吸收(光密度,OD)((RC)ODMPE)在选择适当的眼部和面部防护装备时,宜考虑以下因素:5.3();(W·m-2)(J·m-2)MPE(5)工作眼面防护装备在特定激光波长上的光密度DλMPEDλDλ=log10[(Emax)/(MPE)]注1:辐照度或辐照量用于与MPE进行比较。上述公式中使用的有效照射量是按照4.3的规定在相应限制孔径面积上取平均值而得到。注2:一些国家标准(适用于欧洲和其他地区)采用了不同的激光护眼规范系统,该系统与上述公式中定义的光密度要求不直接等效。其它重要因素包括:();();眼面防护装备宜永久标识下列内容:其它防护眼镜相关的考虑因素包括:0.25sMPE在高功率或能量入射下,滤光镜材料因吸收入射辐射会导致严重的应力聚集和突然失效。鉴于此,对已遭受过一次高辐照量意外照射的眼面防护装备宜予以更换。注3:可能存在对眼镜更严格的国家要求或对框架和使用期限的附加要求。防护服如果风险评估表明(除了对眼睛的危害外)存在足以造成严重烧伤或导致永久性疤痕(见第8章)的皮肤伤害风险,则宜考虑这种保护;然而,在这种情况下完全封闭危害始终是首选解决方案。4((见设备检修期间,若激光辐射损伤的风险增加,则建立控制措施时尤其要注意宜包括下述内容:();(12可能需要立即重新进行风险评估,且需要再次检查防护程序和防护控制措施的情况包括以下几点:概况3B4MPE3B4);(1C4)MPE)处理实际的眼损伤宜对受激光照射后眼睛受伤的人员制定管理计划。需要考虑的因素包括以下几点:处理实际的皮肤损伤处理疑似眼损伤MPEAmsler将无菌纱布放在受影响的眼睛上可能是合适的,以尽量减少个体揉眼导致角膜擦伤的风险。2448任何事故都宜报告给事故发生地的场所管理部门。注:一些国家立法要求将职业事故报告给相应的管理机构。(眼睛暴露事件后的医疗监测可能有助于消除疑虑和提供医疗法律解释。注:一些国家立法,要求在超过MPE的激光辐射照射后进行医疗监测。在对皮肤保护不足或过去没有提供保护的情况下,使用发出紫外线辐射激光器的制造商宜考虑进行常规皮肤检查。然而,通常难以区分人工紫外线辐射照射和太阳辐射照射而形成的任何损伤。附录A(资料性)激光受控区联锁系统示例概述本附录提供了使用联锁系统对激光危害进行工程控制的可用信息,其主要针对不熟悉使用联锁系联锁系统可用于当激光受控区的门被打开时终止激光发射。A.1和A.2IEC60825-1:2014规定可以连接门开关的所有3B类和4类激光产品的遥控联锁连接器,复位机构不是必备部(((激使用。光闸当采用光闸而非关掉激光器电源来终止激光发射时宜采用失效保护设计,以便当光闸电源关掉时,光闸能一直处于关闭的位置,并且还能够承受入射激光照射而不受损。发光警示标志是十分有用的管理控制措施,尤其是当使用非锁定类型的系统时有助于避免不必要如果不能从房间中任何区域方便的操作急停开关,那么在系统中宜安装一个或多个急停开关。电锁)(A.1)((见A.2.4)A.2)非锁定联锁系统超驰控制开关超驰控制开关(键盘在外,按钮在内)门联锁开关M发光警告标志或M急停开关(包括钥匙开关和复位按钮)联锁控制系统激光器光闸激光器LV=低压M=电源总线图A.1非锁定联锁系统锁定联锁系统超驰控制开关超驰控制开关(键盘在外,按钮在内)门联锁开关失效保护门禁M发光警告标志或M急停开关(包括钥匙开关和复位按钮)联锁控制系统激光器光闸激光器LV=低压M=电源总线图A.2锁定联锁系统附录B(概述BB.3条介绍了重复脉冲系统,B.6条涉及小光源的标称眼危害距离(NOHD)B.7B.8,B.9B附件B中使用的符号定义在3.2中。(MPE)-概况IEC60825-1:2014(MPEMPE值取决于:MPE400nm~1400nm。nm~700nm0.25s(注:表4~表7提供了眼部照射的MPE值,表8提供了皮肤照射的MPE值。MPE(MPE)概述当光源的对向角α≤αmin时即视为小光源。以下四个示例说明了单个小光源观察条件下,连续或单脉冲激光输出的计算过程。λ=325nm,发射时间为T=10s,计算氦-镉激光器的MPE。计算方法:MPE4315nm~400nm(λ=λ1λ2λ1≤λ<λ210s~100到t2MPEHMPE=1×104J⋅m−2为了得到以辐照度计算的MPE,要除以照射持续时间T:EMPE=HMPE/T=1×104/10=1×103W⋅m−2λ=694nm,照射持续时间为t=1×10-3s,确定脉冲红宝石激光器的最大允许单脉冲照射量。计算方法:查找表4中波长范围500nm~700nm与照射持续时间t=1×10-3s~10s的交叉点得到MPE。因此
HMPE=18×t0.75J⋅m−2HMPE=18×(1×10−3)0.75=0.10J⋅m−2为了获得以峰值辐照度计算的MPE,除以脉冲持续时间tEMPE=HMPE/t=0.1/(1×10−3)=101W⋅m−2λ=905nm、脉冲宽度为100ns砷化镓激光器的单脉冲MPE是多少?计算方法:4700nm~1050nmt=1×10-9s~1×10-7s。以辐照量表示的的MPEHMPE=2×10−3×C4J⋅m−2修正系数C4可以从表9中给出的公式计算出:C4=100.002(λ−700)=2.57因此
HMPE=2×10−3×2.57=5.14×10−3J⋅m−2计算连续氦氖(He-Ne)激光器(λ=633nm)的MPE。计算方法:由于激光器是在光谱的可见部分工作,且并非有意观察,宜采用回避反应限制的照射持续时间T=0.25s(6.1)4400nm~700nmt=1×10–3s~10sMPEHMPE=18×t0.75J⋅m−2HMPE=18×(0.25)0.75=6.36J⋅m−2为了获得以辐照度计算的MPE,除以照射时间T=0.25s;因此EMPE=25W⋅m−2(MPE)概述6.2中规定了适用于重复脉冲激光产品(或扫描激光系统)的照射规则。在脉冲重复频率为=1Mz=×10–8sλ488n)辐射下的小光源MPE。计算方法:(10s450nm~500nmMPE。第6.2条包括三个限制要求,其中限制性最强的要求适用于本评价。6.2a)1×10-8s(α≤αmin)4MPE是HMPEa=2×10−3J⋅m−26.2b)TT的单脉冲的MPE。b)T0.25s4MPE:HMPET=18t0.75J·m−2=18×(0.25)0.75=6.36J⋅m−2a)、b)c)MPE外,由于在T=0.25sN=1×106×0.25=2.5×105成单个脉冲。单脉冲MPE为HMPEb=HMPET/N=6.36/(2.5×105)=2.55×10−5J⋅m−26.2c)MPEC5(s)Ti(t=1×10-8),Ti(Ti=510-6s)(T0.25s)。6.2c)规定,如果在Ti10,Ti=5×10-6Ti的MPETi内是Ti(1/F<Ti),(FFE),6.2F=1MHz>FE=1/Ti=1/(5×10−6)=200kHz;(or1/F=1×10−6s<Ti=5×10−6s)因在持续时间Ti内可能出现多个脉冲,所以我们需要考虑脉冲分组。于是我们从表4中可以查得Ti的MPE是HMPETi=2×10−3J·m−26.2c)TiMPETiMPEMPEc)b)到一个有效的单脉冲MPE:HMPEaE=HMPETi/(F×Ti)=4×10−4J⋅m−2C5c)如果(Ti且最0.25s,那么C5=1.0。NNaEC5c)aEHMPEc=HMPEaE×C5E=4×10−4J⋅m−2由于所有的MPEMPEa)b)c)MPE是HMPE=2.55×10−5J·m−2脉冲Nd:YAG在工作频率为F=20Hz,脉冲宽度为t=1ms条件下,确定适用于眼睛直接暴露于Nd:YAG激光(λ=1064nm)辐射的光束内视MPE。计算过程:(10s。注:在LSO不能根据操作知识确定合理的接触时间的情况下,意外接触时间的指导也可以在6.1中找到。第6.2条包括三个限制要求,其中限制性最强的要求适用于本评价。6.2a)MPEMPE490t0.75C7J⋅m-2C791064nm时,C7141msMPE为:HMPEa=90t0.75C7J⋅m−2=90×0.0010.75×1=0.506J⋅m−2从6.2b)来看,照射持续时间为T的脉冲串的照射量不应超过照射持续时间为T的单个脉冲的MPE。对于10s的持续时间(总照射时间),表4中使用10~102列(见表9注4),则MPE为:EMPET=10C4C7W⋅m−2=10×5×1=50W⋅m−2其中表9中波长在1050nm~1400nm内时,C4=5。我们选择将照射持续时间T的MPE转换为单脉冲基准,以方便与要求a)进行比较。在这种情况MPE T T
502.5Jm2MPEb
F 206.2c)MPEC5Ti1310-6s10)(t1大于持续时间0.013(α≤αmin)5mrad及C5=1HMPEc=HMPEa×C5=0.506×1=0.506J⋅m−26.2c)6.2a)MPE6.2.b)MPE为0.506J⋅m-2MPEE E MPE
0.506(NOHD)B.6.1概述正如6.5中所述,NOHD表示在理想条件下其辐照度和辐照量低于相应的MPE。MPE图B.1标称眼危害距离DL=rφ+aD2A L4EPA距离激光源r处的辐照度由以下公式给出:4PerE 0 a2
(B.1)其中a是激光出口孔的d63直径(或我们测量距离r的位置上的光束直径);r是离激光出口孔的距离;φ是远场的光束发散角(全锥角)(远场被定义为光束直径线性增加的地方,对于高斯光束来说,这就是瑞利距离);Po是激光器在出口孔径的输出功率;μ是大气中的衰减系数,在很大程度上取决于激光束的波长;d2d20注1:在高斯轮廓的近场中光束直径的近似值可以替换为 其中 是束腰直径所有厄米-高斯模式00具有相同的光束发散角(或远场角),如果不测量总光束直径而计算发散角(2/a),则需要使用TEM00模式光束直径
。束腰的位置也需要知道,它通常与出口光阑不一致,而是取决于激光谐振器的设计。因此,束腰直径和出口光阑处的光束直径是不一致的。注2:如果在近场使用远场近似值,可能会低估危险。注3和在光束轮廓的1/e明显不规则的多模光束结构,在后一种情况下,使用以下公式:IeE其中I是辐射强度(W⋅sr-1)。I中的Po增加一个系数k=2.5kTEM00k=1到未知模式结构的高斯光束轮廓的k=2.5。另外,可以利用光束的精确空间剖面来找到最大的辐照度Emax(Hmax),kkEmaxE63E
HmaxH63H 6363 (d)2 6363其中er为由于大气衰减造成的损失,为简单起见或考虑短距离的情况下可以忽略不计,简化公式(B.1)和计算k因子,得到:E a2
(B.2)当E被替换成EMPE时,r变为NOHD,且可以求解NOHD(RNOH)为:1RNOH1
4kP0-a或R 1
4k-a
(B.4)NOH
MPEMPEr(B.5Holst2008)μ3.91550A
km1其中
V 当V<6km时,A=0.585V0.33当6km<V<50km时,A=1.3Vkm550nmλnm(400nm<λ<2000注4:该模型考虑的是气溶胶散射而不是吸收,建议采用2000nm的上限。实际它可以扩展到10000nm,但在这个波长范围内有很强的二氧化碳和水的吸收,而这些区域没有被考虑在内,会导致保守的估计。对于一般的安全评估,应将V=23.5km的标准清晰能见度或更高条件作为最坏情况的假设,特别是考虑到能见度条件可能会迅速改变。这就简化了公式(B.5):5501.3
km1注5(G.CHolst(Dailny和yoWlasht180Penm出版社,纽约,第419页)对于大气条件已知的特定活动,宜使用更具代表性的能见度值。然而在此情况下,宜注意监测条件RCARCA/1974年。注6:这里使用的模型,公式(B.5)被用来展示在必要时如何考虑大气条件。但是需要注意的是这个模型相当简单NOHDPoe-μrQoe-μr(B.3)和(B.4)PoQoNOHDμkm-1NOHD时,需要将r1000)。B.2NOHD(e-μr2:MODTRAN®是商业上可获得的合适产品的例子。此信息是为了方便本文档的用户而提供的,并不构成IEC对本产品的认可图B.2确定NOHD的图表(在不考虑大气衰减的情况下获得的NOHD各种大气衰减系数)使用光学观察辅助器具:NOHDG180nm≤λ<1×106nmG=M2
(B.6)或者,在输出光束小于瞳孔的情况下:
D2以较小者为准,其中
G= 0d2
(B.7)τ是双筒望远镜或望远镜在相应波长下的透射系数(如果未知,则取1),或者如果装有适当波长的滤镜,则τ=10-OD,其中OD是滤光片的光密度;M2Do注1:第5.3.4节提供了通过双筒望远镜的一些典型透光值,如果合适的话可以使用注2:使用G<1可能不合适,因为它可能会导致与裸眼的NOHD混淆。例如当λ<320nm或λ>4500nm时,辐射不太可能透过观察辅助装置。则扩展的NOHD变为=1 4=1 4kGQ-a HMPE
(B.8)2000nm0.7。注3:11M22M级和3R扩展源的准则,并且辐射在400nm~1400nm的范围内。NOHD(k=1)4W0.7mrad1。如果相应的MPE10Wm-2NOHD。计算过程:代入公式(B.3)得到:1440.71440.7103 10
11031018m0.71031018mNOHD在上例中,光束扩展光学器件被安装在激光器上,将其光束发散角减小到0.1mrad,且出射光束直径增加到7mm,计算NOHD。则最新的NOHD是:RNOH
710-31440.110-3 1440.110-3 107066m注意光束发散度对确定NOHD的重要性。NOHD实例例子B.6.3中的激光器在550nm工作。假设可视范围为23.5km,计算修正后的NOHD:计算过程:利用公式(B.5)计算大气衰减系数μ:5501.3 0.166550
0.166km1现在,考虑了大气衰减项后,就可由公式(B.3)求得修正的NOHD:44kPrR NOH,reduced通过迭代求解(因为r=RNOH,reduced)可得:1 44e0.166r/1000
7103R,reduced=
10
-0.1103=4.74km注意到已从kmB.2μ=0.166NOHD大约为5km。变化。在这个例子中采用了V=23.5kmNOHD氦氖(He-Ne)激光器(λ=633nm),输出功率为3mW,在距离激光器50m处发射光束初始直径由13mm扩展到18mm,计算:60m3min计算过程:oaP=×10-3W,a=0.013mIEC60825-1:2014o2arctan(0.0180.013)0.0180.0131104rad250 50(k=1)r60m(B.2)E a222
E4310E0.013601104
210.58Wm对于10s和3×104s之间的照射持续时间,表4给出相应的MPE为:EMPE10Wm2因这一MPE值小于60m处光束的辐照度,故照射持续时间需小于10s。表4显示,照射持续时间在1×10–3s~10s范围时,相应的MPE为:这等同于
H t0.75Jm2MPEMPE=HMPE/t=18t−0.25W⋅mMPMPEE10.58Wm-2MPE18t0.2510.58Jm2于是10.584t
8.38sMPEb)=180s(3min)5E=10W·m-2:MPERNOH
131031 431030.11 43103
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