机械电气安全 电敏保护设备 第2部分：使用有源光电保护装置（AOPDs）设备的特殊要求 征求意见稿

1用于检测人体的电敏保护设备（ESPE）的设计、制造和试验的特殊要求。需要特别注意的是针对其特性，要确保达到适宜的安全相关性能。ESPE可能包括一些可供选择的安全功能，对此类功能的要求在本文件没有规定检测区的尺寸或形状以及它在任何特殊应用中涉及危险部件的布置，也未说明由本文件不包括使用辐射波长在400nm～1500nm范围以外的可能需要附加的要求，例如必须由敏感功能辨认的材料，具有不同于2规范性引用文件Equipmentclassification，requirementsanduser'sguiIEC62471灯和灯系统的光生物安全（Photobiologicalsafetyoflampsandlampsystems）ofsafeguardswithrespecttotheapproachspeedsofpartsofthehumanbody）有源光电保护装置(AOPD)activeopto-electronicprotectivedevic2光束的光轴上）内的不透明物体致使装置内生成的光辐射的中断，进光束中心线beamcenter-li连接发射元件光心和相对应的（即被设计为在正常运行中响应发射元件之光的注2：作为正常工作的情况可以出现光束中心线的物理位移（例如通过注3：对于使用回复反射技术的AOPD，光几何限制光学设计geometricallyrestrictedo——每个发射和接收元件的有效孔径角（EAA）不超过图6中给出的数值和检测能力detectioncapabi3注：术语“检测能力”也能够表示检测规定直4功能、设计和环境要求4.1.2敏感功能4.1.2.1总则之间的任意速度运动（圆柱体的轴线垂直于检测区平面），当符合4.2.13要求的试件垂直于光轴出现在工作距离范围内光束中心线上的4.1.2.2对使用回复反射技术的AOPDs和在同一组4.1.2.2.1总则注：使用反射镜反射光束的情况不作为回复反射技术看待。4.1.2.2.2敏感功能当尺寸等于或大于试件（见4.2.13）直径和长度的反射物体按5.2.1.4规定放置于检测区的任意位置—42型ESPE，在正常工作中，当其敏感功能被触发时，或其电源被切断时，应至少有一个OSSD的输3型或4型ESPE，在正常工作中，当敏感装置被触发时，或其电源被切断时，应至少有两个输出信应满足GB/T19436.1—XXXX中4.2.4.4的要求。在此种情况下，单一的安全相关数据接口能够代替3型ESPE或4型ESPE的两个OSSDs。4.2设计要求4.2.2故障检测要求附件AA、图AA.1、图AA.2和图AA.3是2型AOPDs周期检测由外部启动且结果由外部评估的示例。当AOPD在下列条件的任意和全部组合情况下工作时，AOPD的设计应使AOPD的检测能力不由供的组合应被视为是单一故障，并且AOPD应按照4.2.2的要求对此类单54型：d=131mm,L=250mm~3000mm；注：在此图中，阴影区域以外表面的外部反射不会导致危），需的。此种情况下，图1不适用，防止光旁路的保护极限应由64型：2d=262mm,L=3000m4.2.13试件——符合ISO20471:2013单性能回复反射材料要求的回复反射材料；注：ISO20471:2013表4将单性能回复反射材料的最小回复反射系数定义为330cdlx-1m-2，入射角为5°,观察角为对检测能力不超过40mm的AOPD，光幕所用试件应由供方提供，并应——试件所配用的AOPD的类型和说明。4.2.14波长4.2.15辐射强度74.1××××××4.1.2××××××4.1.2.2对使用回复反射技术件中混合使用发射器××××4.2××××××4.2.2××××××4.2.12AOPD检测能力的完××××××4.2.13××××××4.2.14××××××4.2.15××××××4.3××××××4.3.5××××××5××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××GROD光电的子系统×××××××××GROD棱镜试验×××GROD以外技术的光×××光学子系统模型的建××××××××××××××××××对使用回复反射技术件中混合使用发射器××××××××××××××××8××××××××××××××××××××××××危险失效——白炽光××××××危险失效——闪烁光××××××危险失效——荧光光××××××危险失效——相同设计的发射部件的干涉××××××5.1.1型式试验5.1.1.2工作条件如果能够证明试验结果是相同的，可以通过使用中性密度滤光片模拟在长工5.2功能试验5.2.1敏感功能5.2.1.1总则考虑AOPD的工作原理，尤其是所使用的耐受环境干扰的技术，应验证敏感装置被连续地触发且反射器）]和中间（见图5在检测区内缓慢移动试件横行通过每个光束；9光束垂直于页面的光幕检测区试件试件l光束垂直于页面的光幕检测区试件l试件试件试件图5在发射器、接收器/目标回复反射器附5.2.1.2.1总则不会发生危险失效，分析时应考虑4.1.2和4.2.12规定的各种条件的全部组合以及GB/T19436.1—XXXX5.2.1.2.2光电的子系统分析b)光轴间距；）；该分析的结果应用于确定哪种方法适用于光电的子系统验证和检测如果分析表明5.2.1.2.3中的所有准则被满足，在其他所有情况下或如果分析表明5.2.1.2.3中的一个或多个准则不被满足，则应采用5.2.1.3（包括——光束的轴是平行的和——光束中心线间距均匀和MP4aMP3MP2MP1αMP10.5m0.75m1.5m光束中心线3.0m（最小工作距离大于3.0m时为最小距离）AOPD类型α限定值(°)MP1MP2MP3MP4519.327.73.5713.720.22.5514.7MP表示测量点注：MP1和MP4之间的中间距离的限值能够使用下列公式计算：α=tan-1(d/L)·········································································(1)L——发射器到接收器之间的距离（或受试装置DUT到目标回复反射器之对于回复反射式系统，α的值为上表所列值的d=p+ø············································································(2)d——最小检测能力；p——光束中心线间距；ø——透镜直径。ΦRdΦRdPEd——最小检测能力；将发射器组件或发射器/接收器组件固定在与接收器组件或目标回复反射器对正的光束中心线上，应测量接收器组件或目标回复反射器的偏离角度。将接收器组件或目标回复反射器固定在与发射器组件或发射器/接收器组件对正的光束中心线上，应测量发射器或发射器/接收器组透镜平面受试装置光束中心线（或光束中心线平面）受试装置光束中心线（或光束中心线平面）接收器组件或逆反射器发射器/接收器组件或逆反射器发射器/接收器组件a)发射器组件或发射器/接收器组件旋转(接收器组件或透镜平面工作距离光束中心线（或光束中心线平面） 接收器组件光束中心线（或光束中心线平面）受试装置发射器组件注：对于采用回复反射技术的AOPDs，试验宜仅在目标回复a)发射器或发射器/接收器单元应按顺时针方向旋转到90°的位置，OSSD(s)应进入断开状态。c)将发射器或发射器/接收器单元向对正位置回转，直到到达OSSD(s)进入接通状态的位置。应将转过的角度和距离值做以记录。继续按逆时针方向旋转该单元直到到达相反对于制造商规定的长距离工作的AOPD，当能够表明在使用滤光片时的短距离处所获得的结果与），应表明多光束装置和光幕系统中的每个光束都满足图6的要求。一种验证每个光束特性的方法是将对于发射器和接收器具有不同EAAs的系统，该方法能够作为开发相同测试的指南。然而，根据被评估系统设计的具体情况，需要确定不同的除3m之外的其他的距离进行时，应使用图6中的公式计算适当的注：基于5.2.1.2.2的分析，试验可能必须在其他距离处进行。b)将棱镜中心对中心放到所测试的接收或发射元件前面。d)将棱镜调转180°并插入到同一个受试光束的前面。验证OSSD(sOSSD(s)保持接通状态，向光束偏离的方），α光束偏离角α没有棱镜时的光束方向具有棱镜时的光束方向/ α测量距离3m和附加的测量位置接收器/发射器发射器/接收器光束偏离角α沿保护高度移动光轴Z楔形棱镜高度HXY沿保护高度移动光轴Z楔形棱镜高度HXα——偏离角；n——折射率。折射率(n)=1.5波长为400nm时，α=β×(n-1)=4.9×(1.5-1)=2.折射率(n)=1.51波长为880nm时，α=β×(折射率(n)=1.53波长为1500nm时注：由不同波长引起的测量误差，波长400nm的为-0.05°,波长1500nm的为+0.1°。5.2.1.3.1总则改。根据AOPD的设计，上述以外的方法5.2.1.3.2光学子系统模型的建模与验证），定义和验证的模型应能够分析光学子系统任何位置的光强/能量分布。模型应可根据对齐和/或调注：只有非连续光线追踪的工具允许分析包括光散射和离分析光束的数量与ESPE的设计有关。相似光束设计的情况下，如果公差条件定义明确，一个光束可能足够。如果使用非相似光束设计，则应考虑分析所需的5.2.1.3.3检测能力仿真分析真，以证明在最坏的设计条件下能够实现检测能力。仿真应证明没有在整个工作距离内任何对准和/或调整范围内导致危险失效的强度能量水平能够出现注：光线追踪工具中的仿真对于试件的静态条件很有除仿真外，还应通过5.2.1.1和5.25.2.1.3.4检测能力的附加试验a)按照供方的使用说明书布置AOP5.2.1.3.5外部反射分析能力的试件。应按照5.2.1.3.6要求仿真工作距离中不同试件位置和不同位置外部反射面，以证明满足5.2.1.1中描述的物体检测要求。符合图1阴影限定区域外的任何位置都应考虑应用外部高反射表面。仿真应证明，在对准和/或调整以及高反射表面相应倾斜角的范围内存在外部反射表面的情况下，没有导致危险失效的强度/能量水平能够出现在接收平注：到达接收单元的一部分光束绕过试件。应基于仿真确定导致接收元件上的最大能量水平的发射器和接收器单元对准位置以及高反射表面5.2.1.3.6外部反射试验在供方说明书载明的所有其他情况下，该验证应施行于每将AOPD布置到5.2.1.3.5中确定的最在试验开始之前，在接通电源后可能有必要等待5.2.1.3.7偏离试验m450最大允许偏离角(γ)25.220.14.045.827.022.442.828.124.021.041.029.025.322.420.2m450最大允许偏离角(γ)23.574.048.123.529.523.548.128.323.520.1m450最大允许偏离角(γ)25.24.24.022.442.728.121.025.220.1状态发生变化的角度不应超过表2、表3或表4给出的角度值。然后继续将该角度慢慢地增至180°,在此期间OSSD（s）应保持断开状态。当y（见图19）大于160°时，此试验可以注：根据5.2.1.2.2的分析结果，可能需要修改上述方法或增加附加试验（例如，允许自动增益控制时）。RγRγ旋转轴babaR——光斑半径；γ=2arcsin(R/2b)5.2.1.4对使用回复反射技术的AOPDs和在同一器元件附近，在目标回复反射器之前200mm处，光束中间位置以及在光电分析确定的任何其他位置进对于3型或4型AOPD，应验证当尺寸为200mm×200mm的反射物体尽可能靠近发射/接反射物体应由符合ISO20471:201注：ISO20471:2013中表4将分立性能回复反射材料的最小回复反射系数定义为330cdlx-1m-2，入射角为5°,观察角为0.2°（12'）。5.2.9波长5.2.10辐射强度辐射强度应通过按照IEC60825-1或IEC62471规定的测量和对供方提供技术文件的检5.4环境试验5.4.6光干扰5.4.6.1总则—供方规定有较高抗扰度等级时，应利用适当的光源通过这些等级的试验进行验证——5.2.1.2.2的分析表明这样的试验是必对于5.4.6.4的试验，应根据制造商的使用说明使系统处于最佳对光状态。5.4.6.5、5.4.6.6和5.4.6.7的试验要求干涉光沿着（或尽可能接近）接收元件的光轴方向，同时使发射部件处于正常连续试件接收器组件试件发射器组件可选择的密度滤光片干涉光发射器/接收器组件试件逆反射器a-可选择的密度滤光片干涉光注1：对于危险失效试验，接收器或发射器/接收器组件工作在最大可能偏离的条件下。注2：密度滤光片可能导致偏振。DTPEERTPERTPc）敏感部件最差对正状态的危险失效D——光源和接收器之间的距离；TP——试件；E——发射器；R距离Da准确的距离取决于灯的类型TPDTPDERlTPERTPc）敏感部件最差对正状态的危险失效D——光源和接收器之间的距离；TP——试件；E——发射器；R发射器和接收器之间的距离为3m。接收器和光源之间的距离D和光照度参数如下：距离Da准确的距离取决于灯的类型DTPERTP发射器和接收器之间的距离为3m。接收器和光源之间的距离D如下：5.4.6.4正常工作（最佳对正）注：使用荧光光源试验的一个目的是检查AOPD对于高频调制光辐试验使用5.4.6.2的白炽光源沿着一个或多个接收元件的光轴方向，光源产生的光强度在接收部件平面上测量值为3000lx±300lx（图21在按照5.4.6.3试当使用5.4.6.2规定的荧光光源在接收元件表面上产生的光强度为30001x时，不应发生危险失效（见图22）。该试验应使用来自荧光灯管3个不同位置的光，即中间的光和两端（阳极和阴极区域）的5.4.6.8危险失效——相同设计的发射元件的干涉光光源当相同设计的AOPD的发射元件的辐射直接或通过目标回复反射器射向试验中的AOPD的接收元件时，3型和4型ESPE应不产生危险失效。通过5.2.1.2.2的分析确定的最差状况，应选择至少6个具有代基于分析，最关键的组合可能需要对不同尺寸和检测能力的A——应提供指示光束中心线的标志。注：光束中心线是用于确定AOPD位置的要素之一。应提供从所有可能的趋近方向试件不可避免地进入检测区时以确保敏感装置触发的详细信息，以应给出试件的最大运动速度或相当于使检测能力得以保无线控制设备、焊接飞溅物的辐射或频闪灯的影响）。”pp)建议负责人在配置后使用适当的试件验证检测区。qq)关于如何最小化来自相同设计的发射元件的光干扰的适当说rr)作为AOPD的一部分，有关永久固A.10屏蔽A.10.1总则A.10.2功能要求注2：由于机器振动或其他影响，机械防护装置和机器零件的位置可能会发生轻微偏移，从而影响被屏蔽光束的数量。这意味着屏蔽区域边界处规定的检测能力可能会因一束或），A.10.3验证——AOPD规定的检测能力在屏蔽区域之外保持不变，但AOPD在屏蔽区域的边界可能会降低检A.11降低分辨率A.11.1总则力的某一尺寸物体（电缆、管道等）被忽略。任何等于或大于检测能