База ГОСТовallgosts.ru » 31. ЭЛЕКТРОНИКА » 31.260. Оптоэлектроника. Лазерное оборудование

ГОСТ Р 54840-2011 Безопасность лазерной аппаратуры. Часть 14. Руководство пользователя

Обозначение: ГОСТ Р 54840-2011
Наименование: Безопасность лазерной аппаратуры. Часть 14. Руководство пользователя
Статус: Действует
Дата введения: 09/01/2013
Дата отмены: -
Заменен на: -
Код ОКС: 31.260
Скачать PDF: ГОСТ Р 54840-2011 Безопасность лазерной аппаратуры. Часть 14. Руководство пользователя.pdf
Скачать Word:ГОСТ Р 54840-2011 Безопасность лазерной аппаратуры. Часть 14. Руководство пользователя.doc

Текст ГОСТ Р 54840-2011 Безопасность лазерной аппаратуры. Часть 14. Руководство пользователя



ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО

ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ


НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ


ГОСТ Р 54840— 2011/IEC/TR 60825-14:2004

БЕЗОПАСНОСТЬ ЛАЗЕРНОЙ АППАРАТУРЫ

Часть 14

Руководство пользователя

IEC/TR 60825-14:2004

Safety of laser products — Part 14: A user’s guide

(IDT)

HVIAMMA ЛфИ1|ИЙЛк»ММ>

Стандарт i фирм

2014

Предисловие

1    ПОДГОТОВЛЕН Автономной некоммерческой организацией «Научно-технический центр сертификации электрооборудования «ИСЭП» (АНО «НТЦСЭ «ИСЭП») на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного документа, указанного в пункте 4

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 452 «Безопасность аудио*, видео-, электронной аппаратуры, оборудования информационных технологий и телекоммуникационного оборудования»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 13 декабря 2011 г. Nff 1248-ст

4    Настоящий стандарт идентичен международному документу МЭЮТО 60825*14:2004 «Безопасность лазерной аппаратуры. Часть 14. Руководство пользователя» (1EC/TR 60825*14:2004 «Safety of laser products — Part 14: A user's guide»)

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТР 1.0—2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок— в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также е информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии е сети Интернет (gostru)

©Стандарттформ, 2014

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регу* /мровато и метрологии

Содержание

1    Область применения и назначение.......................... 1

25 8


2    Термины и определения..............................

3    Административные правила............................

3.1    Ответственность за обеспечение безопасности..................

3.2    Компетентные лица.................................

3.3    Начальник службы радиационной безопасности..................

3.4    Информация и обучение..............................

4    Опасности лазерного излучения............................

4.1    Лазерная аппаратура................................

4.2    Облучение лазерным излучением..........................

4.3    Определение уровня лазерного излучения.....................

5    Определение максимальной возможной экспозиции (М8Э)...............

5.1    Общие замечания.................................

5.2    Импульсно-периодические или модулируемые лазеры...............

5.3    Кратные длины воли................................

5.4    МВЭ протяженного источника............................

5.5    Опасные расстояния и зоны............................

6    Сопутствующие факторы опасности..........................

6.1    Дополнительные опасности для здоровья......................

6.2    Сопутствующие факторы опасности при работе с лазерами.............

6.3    Опасности, возникающие от окружающей среды..................

6.4    Контроль сопутствующих факторов опасностей...................

7    Оценка рисков.....................................

7.1    Опасности и риски................................

7.2    Оценка риска; этап 1 — определение потенциально опасных ситуаций.......

7.3    Оценка риска: этап 2 — оценка риска для потенциально опасных ситуаций ....

7.4    Оценка риска: этап 3 — выбор мер контроля....................

8    Меры контроля.....................................

8.1    Общие положения................................

8.2    Снижение опасности................................

8.3    Ограждения для защиты от опасности.......................

Я 4 Г.имжянил гласности

8.5    Обслуживание оборудования............................

9    Поддержание безопасной работы...........................

10    Рапорт о происшествии и исследование несчастного случая..............

11    Медицинское наблюдение...............................

ПриложемюА (справочное) Образцы систем блокировки для зон использования лазеров

Приложеюю В (справочное) Примеры расчетов......................

Приложение С (справочное) Учет биофизических факторов................

Библиография.......................................

Предисловие

Международная электротехническая комиссия (МЭК) является всемирной организацией по стандартизации. включающей все национальные комитеты (Национальные комитеты МЭК). Целью МЭК является развитие международного сотрудничества по всем вопросам стандартизации в области электрической и электронной аппаратуры. По указанному и другим видам деятельности МЭК публикует международные стандарты. Их подготовка возлагается на технические комитеты. Любой национальный комитет МЭК. заинтересованный данным вопросом, может участвовать в этой подготовительной работе. Международные, правительственные и неправительственные организации, сотрудничающие с МЭК. также участвуют в подготовительной работе. МЭК тесно сотрудничает с Международной оргамоацивй по стандартизации (ИСО) в соответствии с условиями, определенными в соответствующем соглашении между двумя организациями.

Официальные решения или соглашения МЭК по техническим вопросам выражают, насколько это возможно, международное согласованное мнение по относящимся к делу вопросам, так как каждый технический комитет имеет представителей от всех заинтересованных национальных комитетов.

Выпускаемые документы имеют форму рекомендаций для международного использования, публикуются в виде стандартов, технических отчетов или руководств и принимаются национальными комитетами именно в таком понимании.

8 цепях содействия международной унификацт (единой системе) национальные комитеты МЭК обязуются при разработке национальных и региональных стандартов брать за основу международные стандарты МЭК. насколько это позволяют условия данной страны. Любое расхождение между стандартами МЭК и соответствующими национальными или региональными стандартами должно быть ясно обозначено в последних.

МЭК не предусматривает процедуры маркировки и не несет ответственности за гобое оборудование, заявленное на соответствие одному из стандартов МЭК.

Необходимо обратить внимание на то. что некоторые элементы настоящего международного документа могут являться предметом патентного права. МЭК не несет ответственность за установление любого такого патентного права.

Главной задачей технических комитетов МЭК является разработка международных стандартов. Тем не менее технический комитет может предложить публикацию стандарта, когда он собрал данные различного вида из того, что обычно публикуются в качестве международного стандарта, например отражающие современный тех>мчесхий уровень.

Международный документ МЭК/ТО 60825-14 подготовлен техническим комитетом 76 «Безопасность оптического излучения и лазерная аппаратура».

Переа» редакция

Протокол голосоеам*»

76/27VDTR

76/282/RVC

Текст международного документа основан на следующих документах:

Полную информацию по голосованию для одобрения настоящего международного документа можно найти в протоколе голосования, указанном в приведенной выше таблице.

Публикация настоящего международного документа является плановой в соответствии с Директивами ИСО/МЭК. часть 2.

Перечень всех частей стандартов серии МЭК 60825. имеющих общее наименование «Безопасность лазерной аппаратуры», можно найти на веб-сайте МЭК.

Комитет примял решение о том. что содержание настоящего международного документа будет оставаться без изменения до 2007 г., после чего международный документ может быть:

•    утвержден:

•    отменен;

•    заменен на пересмотренное издание:

-дополнен.

Введение

Для помощи пользователям далее приведены основные положения настоящего стандарта. Основные положения представлены в порядке, в котором они обычно рассматривается как часть программы по лазерной безопасности:

•    обязанности по безопасности при работе с лазерами и необходимое в связи с этим обучение — раздел 3:

•    понятие о классах лазерных изделий и оценка облучения лазером — раздел 4:

•    о пределе we максимальной возможной экспозиции (МвЭ) и понятие об опасном расстоянии и опасной зоне, в пределах которой может быть превышена МВЭ. - раздел 5;

•    связанные с лазером опасности (т. е. опасности облучения глаз или кожи лазерным пучком) — разделб:

•    трехэтапный процесс оценки риска (как результат опасности лазерного облучения, описанных в разделах 4 и 5. а также связанных с лазером опасностей, описанных в разделе 6) — раздел 7:

1)    идентификация всех потенциально вредных ситуаций.

2)    оценка риска, являющегося результатом этих ситуаций.

3)    определение необходимых защитных мер:

•    применение контрольных измерений с целью уменьшить риск до приемлемого уровня — раздел 8:

•    требования, обеспечивающие безопасную эксплуатацию лазерной аппаратуры в течение длительного времени. — раздел 9:

•    отчеты об инцидентах, связанных с лазерной опасностью, и исследования несчастных случаев — раздел 10:

•    роль медицинского наблюдения (проверка глаз)—раздел 11:

•    дополнительная информация относительно использования защитной блокировки — приложение А:

•    примеры вычислений, связанных с лазерной безопасностью. — приложение В:

- объяснение биофизических эффектов лазерного облучения глаз и кожи — приложение С.

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

БЕЗОПАСНОСТЬ ЛАЗЕРНОЙ АППАРАТУРЫ Часть 14

Руководство пользователя Safety of laser products. Part 14. A user's giede

Дата введения — 2013—09—01

1 Область применения и назначение

Настоящий стандарт представляет практическое руководство по безопасному использованию лазерных изделий в соответствии с МЭК60825*1. Термины «лазерная аппаратура», «лазерное изделие» и «лазерное оборудование», примененные в настоящем стандарте, также относятся к любым устройствам, узлам или системам, способным испускать оптическое излучение в процессе стимулируемой эмиссии. Однако в отличие от МЭК 60825-1 в настоящий стандарт не включены светоизлучающие диоды (СИД).

Лазерные изделия класса 1 обычно безопасны, а лазерные изделия класса 2 представляют ми»*»-малькую опасность. Для безопасной эксплуатации этих изделий обычно достаточно предупреждающих знаков и инструкций изготовителя. Другие защитные меры, в соответствии с требованиями настоящего стандарта, не являются необходимыми.

В настоящем стандарте придается особое значение опасности от лазеров высоких мощностей; пользователи лазеров с более низкой мощностью также могут воспользоваться содержащейся в нем информацией (см. таблицу 1).

Требования настоящего стандарта применяют к любому изделию, включающему в себя лазер, проданному или предложенному для продажи. Поэтому настоящий стандарт применим к специальным лазер, ным изделиям (включая экспериментальные и опытные образцы).

Настоящий стандарт предназначен для пользователей лазерным* изделиями и работодателей и устанавливает общие принципы управления безопасностью (см. раздел 3) с целью идентифицировать опасности. которые могут быть выявлены (см. разделы 4—6). с тем чтобы оценить возможный вред (см. раздел 7). создавать и поддерживать соответствующие меры контроля (см. разделы 8—11).

Лазерные измерения как меру контроля применяют широко. Эти меры контроля зависят от типа эксплуатируемого лазерного оборудования, задач или выполняемых процессов, окружающей среды, в которой оборудование эксплуатируется, и персонала, который может подвергнуться вредным воздействиям лазера. Специальные требования для конкретных лазерных изделий приведены в других частях серии стандартов МЭК 60825 (см. раздел «предисловие» или библиографию этих стандартов).

Термин «обоснованно ожидаемое» использован в настоящем стандарте по отношению к определенным специфическим событиям, ситуациям или условиям. Ответственность за определение того, что относится к обоснованно ожидаемому событию, и способность предпринять на основе оценки критериев риска любые необходимые действия несет конкретное лицо, использующее настоящий стандарт.

Настоящий стандарт предназначен для пользователей. Подразумевается, что е число пользователей включены лица, которые вместе соператорами, эксплуатирующими лазерное оборудование, несут ответственность за безопасность.

Издание официальное

2 Термины и определения

8 настоящем стандарте применены следующие термжы с соответствующими определениями:

2.1    административный контроль (administrative control): Меры по обеспечению безопасности нетехнического типа, такие как доступ с «ключом», обучение персонала мерам безопасности, предупредительные надписи, расчетные операции и контроль диапазона безопасности.

2.2    альфа минимум a,,,,,, (alpha min a»*): Стягиваемый источником угол (см. 2.4).

2.3    угол приема у. рад (angle of acceptance у): Плоский угол, в пределах которого приемник будет реагировать на оптическое излучение: обычно измеряется в радианах. Угол приема может контролироваться апертурными диафрагмами или оптическими элементами перед приемником.

Примечания

1    Угол приема иногда называют «полем обзора».

2    Для оценки фотохимической опасности определен предегъный угол приема Угол ^ связан с биологией движения глаз и не зависит от стягиваемого источником угла. Ест стягиваемый источником телесный угол меньше предельного угла приема ур. то измеряемый угол приема не ограничивают. Если стягиваемый источником телесный угол больше предельного угла приема, то угол приема должен быть ограничен, а источник рассматривают как опасный. Если телесный утоп приема не ограничен до определенного уровня, опасность может быть завышена.

2.4    стягиваемый источником угол a (angular subtense а): Телесный угол, в который стягивается лазерный источник, видимый глазом наблюдателя как точка в пространстве.

Примечания

1    В настоящем стандарте стягиваемый источником угол при классификации определяют на рэсстояши не менее 100 мм от видимого источника (или выходного окна, или гмгзы издетя, ест видимый источмес расположен на расстоянии более 100 мм от ою*а или линзы). Для анализа уровней максимальной возможной экспозиции (МВЭ) стягиваемый историком утоп определяют на раостоями наблюдения от видимого источника, но не менее 100 мм.

2    Стягиваемый исто и швом утоп а настоящем стандарте применяют только е диапазоне длин волн от 400 до 1400 нм в области ретинагычой опасности.

3    Стягиваемый источмесом угол не следует путать с расхождением пучка.

2.5    апертура (aperture): Любое отверстие в корпусе или защитном устройстве лазерного изделия, через которое проходит лазерное излучение, и, следовательно, возникает возможность доступа человека к этому излучению.

2.5.1 апертурная диафрагма (aperture stop): Отверстие, предназначенное для определения площади. в которой измеряют излучение.

2.6    видимый источник (apparent source): Реальный или виртуагьный источник оптического излучения. который формирует наименьшее возможное изображение на сетчатке.

Примечание — Такое определимо испогъзуют для установления места видимого изображено* лазерного излучены в диапазоне дпы волн от 400 до 1400 нм с допуще* —ом расположения видимого источюжз в пределах акхомодэти глаз (обычно а 100 мм). При сне» малом расхождении, т. е. в случае хорошо коллимированного пучка, распопажо! мо видимого размера историка дается для бесконечности.

Понятие видимого источника используют в расширенном тапаэоне дтн вот 302.5—4000 нм. пока в нем возможна фокусировка обычными линзами.

2.7    пучок (beam): Лазерное излучение, которое характеризуется направлением, расходимостью, диаметром или условиями развертки.

Примечание — Отклонение иэлучемня от направления незеркагъного отражения не определяется как

пучок.

2.8    ослабитель лучка (beam attenuator): Устройство, которое уменьшает лазерное излучение до определенного уровня.

2.9    диаметр пучка d„, (ширина пучка): Диаметр наименьшего круга, который содержит и % полной мощности (или энергии) лазера, в настоящем стандарте используют 3.

Примечание — В случае Гауссоеого пучка 4» относится к теме, где энергетическая освещенность (экспозиция излучения) снижается до 1/е от ее центрагъного пмооеого значения.

2.10 расходимость пучка (beam divergence): Конусный угол расходимости поля а дальней зоне, определяемый диаметром пучка.

Примечания

1 Если диаметры пучка в двух точках, раэделемшх расстоянием г. равны du и то расходимость о вычисляют по формуле

0 = 2 srctg | *^63 ~ j .

2 Едитца СИ: радиан.

2.11    прерыватель пучка (beam stop): Устройство, которое прерывает ход пучка лазера.

2.12    лазерная аппаратура класса 1 (Class 1 laser product): Любая лазерная аппаратура, в процессе работы котором не разрешается доступ человека к лазерному излучению, превышающему предел излучения для класса 1 при соответствующих длинах волн и длительностях облучения.

2.13    лазерная аппаратура класса 1М (Class 1М laser product): Любая лазерная аппаратура с диапазоном длин волн от 302.5 до 4000 нм. в процессе работы которой не разрешается доступ человека к лазерному излучению, превышающему допустимый предел излучения для класса 1 для соответствующих длин волн и длительностей облучения; при расчетах можно оиенить уровень излучения с меньшей измерительной апертурой или при большем расстоянии от видимого источника, чем используемые для лазерной аппаратуры класса 1.

Примечание — Выходное устройство лазерной аппаратуры класса 1М потенциально опасно при наблюдены с использованием оптических средств.

2.14    лазерная аппаратура класса 2 (Class 2 laser product): Любая лазерная аппаратура, в процессе работы которой не разрешается доступ человека к лазерному излучению, превышающему допустимый предел излучения для класса 2 при соответствующих длинах волн и длительностях облучения.

2.15    лазерная аппаратура класса 2М (Class 2М laser product): Любая лазерная аппаратура в диапазоне длин волн от 400 до 700 нм. в процессе работы которой не разрешается доступ человека к лазерному излучению, превышающему допустимый предел излучения для класса 2 при соответствующих длинах волн и длительностях облучения; при расчетах можно оценить уровень излучения с меньшей измерительной апертурой или большем расстоянии от видимого источника, чем используемые для лазерной аппаратуры класса 2.

Примечание — Выходное устройство лазерной аппаратуры класса 2М потенциально опасно при 1и6пюдеиы с использованием олгичоомх средств.

2.16    лазерная аппаратура классов 3R и ЗВ (Class 3R and Class ЗВ laser products): Любая лазерная аппаратура, в процессе работы которой разрешается доступ человека к лазерному излучению, установленному для классов 1 и 2. но не разрешается доступ человека к лазерному излучению, превышающему допустимый предел излучения для классов 3R и ЗВ соответственно, для любых длительностей излучения и длин волн.

2.17    лазерная аппаратура класса 4 (Class 4 laser product): Любая лазерная аппаратура, в процессе работы которой разрешается доступ человека к лазерному излучению, превышающему допустимый предел излучения для класса ЗВ.

2.18    сопутствующее излучение (collateral radiation): Любое электромагнитное излучение в диапазоне длин волн от 180 нм до 1 мм. кроме лазерного излучения, генерируемого лазерным изделием в результате работы лазера или физически необходимого для работы лазера.

2.19    коллимированный пучок {collimated beam): Пучок излучения с очень маленьким углом сходимости или расходимости.

2.20    непрерывная волна; НВ (continuous wave CW): Выходное излучение лазера, работающего в непрерывном, а не в импульсном режиме. В настоящем стандарте лазер, работающий при непрерывном выходном иэлучежи с периодом более 0.2S с. рассматривается как лазер непрерывного режима работы.

2.21    заданная траектория пучка (defined beam path): Определенное направление лазерного пучка а пределах лазерного изделия.

2.22    диффузное отражение (diffuse reflection): Изменение пространственного распределения пучка излучения поверхностью или средой во многих направлениях.

Примечания

1    Идеальный диффузор разрушает любую корреляцию между направлениями падающего и отраженного излучения.

2    Это определение отшчается от определения, приведенного в МЭК 60050. термин 845-04-47.

2.23    встроенное лазерное изделие (embedded laser product): В настоящем стандарте это лазерное изделие, которое из-за технических характеристик, ограничивающих доступное излучение, отнесено к более низкому классу, чем класс, присущий встроенному лазеру.

Примечание — Лазер, который является частью встроенного лазера, называют «встроеньм лазер».

2.24    длительность излучения (emission duration): Длительность ео времени импульса, последовательности или серии импульсов или непрерывной работы лазера, когда возможен доступ человека к лазерному излучению при работе, ремонте или обслуживании лазерного изделия.

Для последовательности импульсов — это длительность между половиной пиковой мощности на переднем возрастающем фронте первого импульса и половиной пиковой мощности на сладе последнего импульса.

2.25    длительность экспозиции (exposure duration): Время экспозиции (см. 2.26).

2.26    время экспозиции (exposure time): Длительность импульса, серии или последовательности импульсов или непрерывной работы лазера при попадании лазерного излучения на тело человека. Для последовательности импульсов — это длительность между половиной пиковой мощности на переднем возрастающем фронте первого импульса и половиной пиковой мощности на спаде последнего импульса.

2.27    наблюдение протяженного источника (extended source viewing). Условия наблюдения видимого источника на расстоянии не менее 100 мм. угол видения которого больше минимального угла видения <W

Примечание — В настоящем стандарте рассматривается терьыческая опасность поражетя сетчатки глаз в слу*-ве двух протяженшх истоммсов: промежуточного и большого источников. Их используют, чтобы различать по стягиваемому углу видимый источник а в промежутке от до Пщ, (промежуточно источюте)} и болев чем Отд! (большие источники)

Примерами служат наблюдения диффузных лазерных истошиков. диффузных отражений и матриц лазерное диодов.

2.28    безопасность при неисправности (fail safe): Специальная конструкция, при которой неисправность узла не увеличивает опасность. В режиме неисправности система становится неработающей или безопасной.

2.29    доступ человека к лазерному излучению (human access):

a)    возможность облучения части тела человека опасным лазерным излучением, проходящим через апертуру, или возможность не посредственного пересечения при зондировании детектором диаметром 12 и длиной до 80 мм и облучения лазерным излучением классов 2.2М или 3R. или

b)    для уровней излучения, превышающих допустимые пределы внутри защитного кожуха, указанные в перечислении а): возможность любой частью тела человека пересечь опасное лазерное излучение, непосредственно отраженное элементом поверхности внутренней конструкции аппаратуры через любое открытое отверстие в защитном кожухе.

2.30    интегрированная яркость (integrated radiance): Интеграл яркости при данном времени экспозиции. выраженный как энергия излучения на единицу площади поверхности излучения и на единицу телесного угла излучения (обычно Дж -м~г-ср'’).

2.31    непосредственное наблюдение лазерного пучка (intrabeam viewing); все условия наблюдения. когда глаз облучается прямым или зеркально отраженным лазерным излучением, например наблюдение диффузных отражений.

2.32    облученность Е (rradiance £): В точке на поверхности отношение потока излучения ДО. падающего на элемент поверхности, содержащей данную точку, к площади этого элемента <tA:

Примечание — Единица СИ. ватт на квадратный метр (Вт-м~2).

2.33    лазер (laser): Любой прибор, который может создавать или усиливать электромагнитное излучение в диапазоне длин волн от 180 нм до 1 мм. главным образом благодаря процессу контролируемой вынужденной эмиссии.

Примечание — Данное определение отличается от МЭК 60050. терммч 845-04-39.

2.34    контролируемая зона лазера (laser controlled area): Зона, занятость и деятельность е которой являются предметом контроля и наблюдения с целью защиты от опасности поражения лазерным излучением.

2.35    источник энергии лазера (laser energy source): Любой прибор, используемый совместно с лазером для сообщения энергии возбуждения электронам, ионам или молекулам.

Примечание — Общие источники питания, например источники электропитания и/ы батареи, не могут рассматриваться как источники энергии лазера.

2.36    лазерная аппаратура (laser equipment): Любое изделие или компоненты в сборе, которые представляют собой лазер или содержат его.

2.37    лазерный продукт (laser product): Любое изделие или компоненты в сборе, которые составляют. создают или приводят к созданию лазера или лазерной системы и которые не проданы другому изготовителю для использования в качестве компонента (или замены такого компонента) электронного изделия.

2.38    лазерное излучение (laser radiation): Все электромагнитное излучение, испускаемое лазерным изделием в диапазоне длин волн от 160 нм до 1 мм. в результате управляемого индуцированного излучения.

2.39    начальник службы радиационной безопасности (laser safety officer): Лицо, компетентное в вопросах оценки и контроля опасности поражения лазерным излучением и отвечающее за организацию радиационной защиты.

2.40    лазерная система (laser system): Лазер в комплекте с соответствующим лазерным источником энергии с дополнительно подсоедуыенны ми узлами или без них.

2.41    ограничивающая апертура (limiting aperture): Круглая площадка, по которой проводят усреднение облученности и энергетической экспозиции.

2.42    текущий ремонт (maintenance): Выполнемю регугыроеок и методик, оговоренных е информации для потребителя, которые предоставляются потребителю производителем вместе с лазерным изделием и которые должны выполняться потребителем для обеспечения заданных характеристик изделия. В это понятие не включаются эксплуатация и обслуживание.

2.43    максимальный стягиваемый угол (maximum angular subtense а^): Значение угла, стягиваемого видимым источником, свыше которого МВЭ и ДПИ не зависят от размера источника.

2.44    максимально возможная экспозиция (МВЭ) [maximum permissible exposure (МРЕ»: Уровень лазерного излучения, до которого при нормальных условиях может облучиться персонал без вредных последствий. МВЭ представляет собой максимальный уровень излучения, которому можно подвергать глаза или кожу без возникающих сразу или через длительный промежуток времени повреждений и который связан с длиной волны излучения, длительностью импульса или временем экспозиции, особенностями подвергаемой опасности ткани, а также для видимого или близко расположенного к инфракрасному спектру излучения в диапазоне длин волн от 400 до 1400 нм с размером изображения на сетчатке.

Примечания

1    Значения МВЭ. испогъзуемые в настоящем стандарте, являются рекомендуемыми Международной комиссией по защите от не ионизированного излучения и основаны на текущем состоянии знамя пороговых уровней лазерной опасности.

2    Примеры аьгмсления уровня МВЭ приведены в приложении В.

2.45    минимальный стягиваемый угол o^lft (minimum angular subtense (W,): Значение угла, стягиваемого видимым источником, свыше которого источник считают протяженным.

Примечание — МВЭ не зависит от размера источника для стягиваемых углов менее а,**..

2.46    номинальная опасная для глаз зона (НОГЗ) [nominal ocular hazard area (NOHA)j: Область, в пределах которой облученность пучсом или энергетическая экспозиция превышают соответствующую МВЭ. учитывая возможность случайного изменения направления лазерного пучка.

Примечание — Если НОГЗ предусматривает возможность набгаодения через оптические приборы, то она называется «расширенная НОГЗ».

2.47    номинальное опасное для глаз расстояние (НОГР) [nominal ocular hazard distance (NOHD)]: Расстояние, на котором облученность пучком или энергетическая экспозиция равна соответствующему значению МВЭ.

Примечание — Ест НОГР предусматривает возможность набгеодвния через оптические приборы, то оно называется «расширенным НОГР (РНОГР)».

2.48    работа (operation): Работа лазерного изделия во всем диапазоне заданных функций, в это понятие не ехгочается «текущий ремонт» или «обслуживание».

2.49    оптическая плотность О (optical density D): Десятичный логарифм величины, обратной коэффициенту пропускания т

D = - tg t.

[МЭК 60050. термин 845-04-66)

2.50    предел фотохимической опасности (photochemical hazard limit): МВЭ. которая может быть получена, при этом персонал предохраняется от вредных фотохимических воздействий.

Примечание — Примером таких вредных воздействий является фоторетитт — фотохимическая опасность, относящаяся к сетчатке глаза, при облучении в диапазоне длин волн от 400 до 600 нм.

2.51    защитный корпус (protective enclosure): Физические средства для предотвращения облучения человека лазерным излучением во всех случаях, кроме тех. когда такой доступ необходим для монтажа оборудования.

2.52    защитный кожух (protective housing): Те части лазерного изделия (включая изделия, содержащие встроенные лазеры), которые предназначены для предотвращения доступа человека к лазерному излучению при превышении предусмотренного классификацией лазерного изделия предела (обычно устанавливается изготовителем).

2.53    длительность импульса (pulse duration): Приращение времени, измеренное между точками, соответствующими половине пиковой мощности в начале и в конце импульса.

2.54    импульсный лазер (pulsed laser): Лазер, генерирующий энергию в виде одного импульса или последовательности импульсов. 8 настолцем стандарте принята длительность импульса менее 0.25 с.

2.55    энергетическая яркость L (radiance L): Величина, вычисляемая по формуле

[_ -г    <*>

dA cos0 dQ'

где сМ> — поток излучения, переносимый элементарным пучком лучей, проходящим через данную точку и распространяющимся в телесном уте ей!, содержащем данное направление: dA — площадь элемента пучка, содержащего данную точку; в — утол между нормалью к элементу и направлением пучка.

Примечания

1    Едик1«1а: Вт-м~£-ср~*.

2    Модифицировано в сравнен»» с определением, приведенным в МЭК 60050. термин 845-01-34. достаточно для целей настоящего стандарта.

2.56 энергия излучения О (radiant energy О): Интеграл по времени от потока излучения Ф за данную длительность ДГ

0= |ФФ.

лг

Примечание — Единица СИ: джоуль (Дж) (МЭК 60050. термин 845-01-27).

2.57    энергетическая экспозиция N (radiant exposure Н): В точке на поверхности энергия излучения, падающая на элемент поверхности, деленная на площадь этого элемента.

Примечание — Единица СИ: джоугь на квафзтньж метр (Джм'г).

2.58    мощность излучения, поток излучения (ф. Р) {radiant power, radiant flux (Ф. P)]: Мощность, испускаемая, передаваемая или принимаемая в виде излучения

[МЭК 60050. термин 845-01-24) Примечание — Едтица СИ: ватт (Вт).

2.59    коэффициент отражения р [reflectance (р)): Отношение отраженного потока излучения к падающему потоку при данных условиях.

Примечание — Единица СИ: 1.

2.60    соединитель дистанционной блокировки (remote interlock connector): Соединитель, который позволяет подсоединять внешние устройства управления, расположенные вдали от других узлов лазерного изделия.

2.61    защитная блокировка (safety interlock): Автоматическое устройство, связанное с защитным кожухом лазерного изделия и служащее для предотвращения доступа человека к лазерному излучению изделий классов 3 или 4. если часть кожуха снята.

2.62    обслуживание (service): Выполнение описанных в эксплуатационных инструкциях изготовителя методик и регулировок, которые могут влиять на какой-либо аспект работы изделия. В понятие этого определения не входит «текущий ремонт» или «работа».

2.63    условие одиночного отказа (single fault condition): Любой одиночный отказ, который может повлиять на изделие, и прямое последствие этого отказа.

2.64    малый источник (smal source): Источнюс. который стягивает угол, не превышающий минимальный угол

2.65    зеркальное отражение (specular reflection): Отражение от поверхности, при котором сохраняется корреляция между падающим и отраженным пучком излучения, включая отражения от зеркальной поверхности.

2.66    предел тепловой опасности (thermal hazard limit): МВЭ. которая может быть получена, при этом персонал предохраняется от вредных тепловых воздействий и в равной степени от фотохимических повреждений.

2.67    временная база (time base): Длительность эмиссии, которую используют для классификации лазерной аппаратуры.

2.68    инструмент (tool): Отвертка, монета или другой предмет, который можно использовать при работе с винтами или другими подобными средствами крепления.

2.69    коэффициент пропускания т (transmittance т): Отношение полной мощности прошедшего излучения к полной мощности падающего излучения в данных условиях.

Примечание — Единица СИ: 1.

2.70    видимое излучение (свет) [visible radiation (light)]: Оптическое излучение, которое может непосредственно вызвать зрительное ощущение.

[МЭК 60050. термин 845-01-03)

Примечание — В настоящем стандарте эпектромапытное излучение, для которого дома во/*ы монохромашчеосих компонентов находится между 400 и 700 нм.

3 Административные правила

3.1 Ответственность за обеспечение безопасности

Меры ответственности за обеспечение безопасности могут регулироваться законодательством или инструкциями на местах с определением соответствующих обязанностей. В отсутствие законодательства или инструкций должны быть определены общее руководство и обязанности по безопасной эксплуатации лазеров.

Работодатели и служащие, все пользователи лазерной аппаратурой (включая студентов) и те. кто контролирует или наблюдает за ними, должны знать правила безопасности на рабочем месте и не допускать действий. влекущих недопустимые уровни риска для себя или других.

На любом рабочем месте, где используются лазеры, работодатель должен оценить все риски для здоровья, связанные с возможным неправильным использованием лазерного оборудования. Работодатель должен предпринять все необходимые шаги, чтобы гарантировать устранение этих рисков или их снижение до приемлемого низкого уровня.

Везде, где потенциально существует опасности, связанные с использованием лазерного оборудования. работодатель (или другой человек, несущий потую ответственность) должен предпринять меры для безопасной работы, при этом возможно делегирование определенных задач другим лицам. Следует предусмотреть и идентифицировать все разуььо обозримые опасности, связанные с использованием лазерного оборудования, и обеспечить контроль над ними. Результаты такой оценки должны быть задокументированы. и. где необходимо, предприняты соответствующие защитные меры, позволяющие снизить риски здоровью и безопасности. Эффективность таких защитных мер должна регулярно рассматриваться. Требования. предполагающие принятие определенных мер безопасности для лазерной аппаратуры, не обязательны при эксплуатации лазеров классов 1 или 2 и не всегда необходимы при эксплуатации лазеров классов 1М или 2М. однако в таблице 1 указаны защитные меры контроля. Относительно встроенных лазеров см. 4.1.3. а для временных визуальных эффектов см. 4.2.2.

3.2    Компетентные лица

Если работодатель или пользователь не в состоянии должным образом определить необходимые меры безопасности и защитные меры для устранения или снижения рисков для здоровья, связанных с эксплуатацией лазерного оборудования, следует привлечь сотрудника, ответственного за безопасность при работе с лазером. У такого сотрудника должен быть достаточные навыки, знания и опыт работы, он должен обеспечить соответствующую помощь работодателю (или его представителю, или пользователю) в определении опасности, оценке рисха при значимых изменениях условий или рабочего режима оборудования.

Сотрудник, ответственный за безопасность при работе с лазером, не должен быть служащим заинтересованной организации, но может быть внештатным советником. Помощь такого сотрудника часто необходима временно: например, при начальном установлении соответствующих защитных мер контроля или оценке рисха до существенных изменений условий или рабочего режима оборудования.

3.3    Начальник службы радиационной безопасности

Начальника службы радиационной безопасности назначают в организациях, эксплуатирующих лазерные изделия классов 38 или 4. Назначение начальника службы радиационной безопасности также рекомендуется при эксплуатации лазерных изделий классов 1М и 2М, излучающих коллимированные пучки, которые могут быть опасными при наблюдении через бинокль или телескоп на значительном расстоянии от лазера. (Это относится также к установке и обслуживанию встроенных лазеров, в случае если возможен доступ к более высоким уровням излучения (см. 4.1.3), или когда использование лазеров классом ниже чем ЗВ или 4 может внести существенный рисх. если работает персонал, не прошедший соответствующую подготовку, или из-за существования связанных опасностей (см. раздел 6)].

Начальник службы рвдиацио»*«ой безопасности должен взять на себя ответственность от имени работодателя при администрировании ежедневных вопросов лазерной безопасности. Ответственность работодателя — назначение человека компетентного и способного удовлетворительно выполнять свои обязанности. В случае необходимости организуют соответствующее обучение.

Обязанности начальника службы радиационной безопасности должны быть согласованы с работодателем (или его представителем) и оформлены документально. Для безопасной эксплуатации лазеров требуется как минимум:

a)    знание и. если необходимо, наличие в письменном виде полного перечня потенциально опасных лазерных изделий (включая идентификацию, спецификацию, класс и особенности применения лазерного изделия, его расположение, любые специальные требования или ограничения, касающиеся его эксплуатации):

b)    ответственность за соответствие техническим условиям с соблюдением организационных процедур с целью обеспечить безопасную эксплуатацию: составление соответствующих письменных отчетов, возможность предпринять немедленные необходимые действия при любом несоблюдении или очевидном несоответствии таких процедур.

Возможность начальника службы радиационной безопасности приказать или рекомендовать человеку. имеющему допуск, прервать опасную работу и скорректировать свои действия, должна быть согласована и определена в соответствующих документах.

Обычно начальник службы радиационной безопасности не занят постоянно. На его место может быть назначено компетентное лицо (см. 3.2)—сотрудник данной организации (часто такой сотрудник необходим в организациях, широко или разнообразно использующих лазерное оборудование).

В больших организациях, широко использующих лазерное оборудование, такие сотрудники могут сначала действовать а ограниченных зонах или помогать начальнику службы радиационной безопасности и обеспечивать от имени работодателя безопасное использование лазерного оборудования в организации. (Допускается совмещение должностей начальника службы радиационной безопасности и главного начальника службы радиационной безопасности.) При таких обстоятельствах должна сохраняться регулярная связь между этими людьми, с тем чтобы гарантировать непротиворечивое и эффективное полное управление лазерной программой безопасности.

3.4 Информация и обучение

К работе допускаются только служащие, прошедшие соответствующее специальное обучение и ознакомленные с процедурами, обеспечивающими защиту, т. к. во время работы лазерного оборудования они подвергаются воздействию окружающей среды (включая сопутствующие факторы опасности, см. раздел 6). Должны использоваться соответствующие знаки предупреждения об опасности. Эти знаки должны включать в себя символ лазерной опасности, показанный на рисунке 1. и соответствующую надпись. Служащие должны пройти инструктаж или обучение и обладать необходимыми знаниями, позволяющими не подвергать себя и окружающих недопустимому рисху. Специальное обучение особенно важно для тех. кто работает с лазерным оборудованием клаосов ЗВ или 4.

Инструктаж и обучение должде соразмеряться с типом опасности и соответствовать конкретной категории служащих. Инструктаж и обучение должны включать в себя (перечень» не является исчерпывающим):

a)    курс организации по безопасному использованию лазерного оборудования:

b)    риски вреда, который может возникнуть при неправи/ъном использовании или обоснованно ожидаемом неправильном применении лазерного оборудования:

c)    назначение указывающих предупреждающих знаков:

d)    правильное использование и эксплуатация лазерного оборудования, связанного с ним оборудования. включая средства индивидуальной защиты (применение — см. 8.4.5):

в) рабочие методики и правила местного действия:

f) порядок действий, которому необходимо следовать при наступлении несчастного случая или другого связанного с безопасностью происшествия.

Инструктаж и обучение проводят до начала работы или обслуживания лазерного оборудования и повторяют по мере необходимости, чтобы обеспечить постоянное соблюдение мер безопасности. Необходимо также вести соответствующий журнал.

Рисунок 1 — Символ лазерной опасности

4 Опасности лазерного излучения

4.1    Лазерная аппаратура

4.1.1    Классификация лазерной аппаратуры

Класс лазерной аппаратуры определяет для пользователя уровень опасности д оступного лазерного излучения, которое может причинить вред здоровью. Любая произведенная лазерная аппаратура должна быть классифицирована в соответствии с МЭК 60825-1 и отмаркирована с целью дать пользователю всю необходимую информацию. Классификация лазерной аппаратуры обычно проводится изготовителем, но в некоторых случаях, например для производителей лазерных компонентов, экспериментальных образцов или макетов, пользователю необходимы гарантии того, что класс лазера определен, основываясь на уровне достижимой эмиссии в соответствии с требованиями МЭК 60825-1.

Если пользователь включает лазер в другое оборудование, то конечный продукт должен соответственно классифицироваться (см. 4.1.3). Кроме того, должны быть определены все особенности, касающиеся безопасности конечного продукта, включая маркировку, с тем чтобы соответствовать требованиям МЭК 60825*1. В случае необходимости при выявленных особенностях работы конечного продукта гарантии безопасной эксплуатации должны быть подтверждены, либо в них необходимо внести соответствующие изменения.

4.1.2    Классы лазеров

Классификация лазеров дает сведения об их потенциальной опасности Классификация лазеров основана на максимальном уровне лазерного излучения, который возможен в условиях нормальной эксплуатации. Сопутствующие факторы опасности (см. раздел 6). которые могут присутствовать при использовании лазеров, к классификации лазеров не относятся.

Ниже приведены классы лазеров вместе с кратким описанием соответствующих требований по защитным мерам, которые должны быть выполнены для каждого класса. За исключением классов 2 и 2М. лазерное иэлучемю может быть видимым и/v невидимым (более полно о классификации см. МЭК 60825-1):

a) класс 1

Лазеры, которые обычно безопасны при обоснованно ожидаемых условиях использования или по конструкции, которая при нормальной эксплуатации исключает доступ людей к узлам с более высоким уровнем лазерного излучения.

Требования по защите для класса 1 обеспечиваются условиями эксплуатации лазеров класса 1 на должном уровне (см. 4.1.3). Если вероятен доступ к уровням лазерного излучения сверх пределов для класса 1. например во время обслуживания встроенного лазерного изделия или в случае расширения пучка при использовании внешней оптики, то для того, чтобы уменьшить размер или расхождение пучка, применяют требования защиты, соответствующие бопоо высокому классу лазере;

b)    класс 1М

Лазеры, которые пресыщают разрешенные пределы эмиссии для класса 1. но из-за геометрических свойств распространения испускаемого излучения не могут превысить вредный уровень облучения невооруженного глаза. Однако безопасный предел облучения таз может быть превышен и причинен вред, если используются увеличительные оптические инструменты. Такими инструментами являются бинокли и телескопы в случае использования коллимированных пучков большого диаметра или увеличительные линзы и микроскопы в случае расходящихся пучков. Опасное облучение может случиться, если размер лазерного пучка (его диаметр или расхождение) уменьшен при помощи оптических инструментов по траектории распространения пучка.

Требования по защите для класса 1М: следует избегать использования увеличительных оптических инструментов, таких какб**юкли, телескопы, докроасолы и увеличительные линзы (к ним не относятся очки или контактные линзы). Нельзя помещать оптические инструменты в излучаемый пучок, что может вызвать концентрацию пучка в зоне, где могут присутствовать люди, или есть вероятность использования в этих зонах телескопы или бинокли с целью непосредственного наблюдения пучка:

c) класс 2

Лазеры, излучающие в видимом диапазоне длин волн (400—700 нм), при этом излучение безопасно для кожи, но по своей природе может быть опасным для таз. однако для защиты зрения обычно достаточно естественной реакции глаз на яркий свет. Поэтому случайное облучение таз обычно безопасно, хотя возможно преднамеренное наблюдение пучка под влиянием алкоголя или наркотиков.

Требования по защите для класса 2: следует избегать непосредственного наблюдения пучка, т. е. сознательного наблюдения лазерного источника или отражения пучка от других людей:

ю

d)    класс 2М

Лазеры, излучение которых в видимом диапазоне длин волн превышает предел для класса 2. но из* за траектории распространения для защиты обычно достаточно естественной реакции таз на яркий сеет. Однако естественная реакция глаз не всегда обеспечивает достаточную защиту, и возможно их повреждение в случае применения оптических инструментов. К таким инструментам относятся бинокли и телесхопы (в случае большого диаметра коллимированного пучка), а также увеличительные линзы и микроскопы в случае расходящихся пучков. Опасное облучение возможно также, если размеры лазерного пучка (его диаметр или расхождение) уменьшены использованием оптических компонентов по траектории пучка.

Требования защиты для класса 2М: следует избегать использования увеличительных оптических инструментов, таких как бинокли, телескопы. м*хроснопы и увеличительные лмоы (к ним не относятся очки или контактные линзы). Нельзя помещать оптические инструменты в излучаемый пучок, что может привести к концентрации пучка. Следует избегать непосредственного наблюдения пучка, т. е. сознательного наблюдения лазерного источника или отражения пучка от других людей.

e)    класс 3R

Лазеры, уровень эмиссии которых превышает пределы для класса 1 в пять и более раз (для невидимого излучения) или для класса 2 (для видимого излучения). МВЭ может быть превышена, но рис* повреждения небольшой.

Требования защиты для класса 3R: следует избегать непосредственного наблюдения пучка, т. е. сознательного наблюдения лазерного источника или отражения пучка от других людей:

0 класс ЗВ

Лазеры, уровень эмиссии которых может быть вреден для глаз независимо от применетя оптических инструментов. Лазеры класса ЗВ могут быть вредны для кожи при уровнях излучения, приближающихся к верхнему пределу этого класса.

Требования защиты для класса ЗВ: следует избегать облучения пучком глаз (и. соответственно, кожи). Следует принять меры для исключения случайных отражений пучка:

д)класс 4

Лазеры, уровень эмиссии которых может быть вреден для глаз и кожи. Диффузные отражения лазерного излучения также могут быть опасными.

Уровень эмиссии может представлять потенциальную опасность пожара, вызывать вредные последствия от облучения или опасность задымления материалов.

Требования защиты для класса 4. следует предотвратить возможность облучения глаз и кожи от прямого воздействия пучка или зеркальных и диффузных отражений. Необходимы защитные меры от таких опасностей взаимодействия пучка стакими материалами, как огонь и дым.

Лазерная аппаратура классов 2.2М. 3R. ЗВ и 4. поставляемая конечному пользователю в соответствии с требованиями МЭК bU82b-1. должна быть снабжена предупреждающими знаками, указывающими класс и основные меры предосторожности, которым необходимо следовать. Лазерная аппаратура классов 1 и 1М на усмотрение изготовителя может быть снабжена предупреждающими знаками, однако вместо этого разрешается включать в инструкцию для пользователя необходимые предупреждения.

Рекомендуется, чтобы немаркированная лазерная аппаратура (включая лазерные компоненты или измененные пользователем системы), которая эксплуатируется постоянно, была маркирована в соответствии с требованиями МЭК 60825-1.

Во многих случаях, когда используется лазерная аппаратура не выше класса 3R (классы 1. 1М.2.2М или 3R). пользователь может осуществлять меры контроля для самого высокого класса лазерной аппаратуры без необходимости детальной оценки риска или оценки возможных уровней облучения человеческого организма. Эти меры контроля для конкретного класса лазерной аппаратуры обобщены е таблице 1.

При необходимости детального анализа с целью определения адекватных защитных мер рассматривают.

- все возможные способы использования лазерной аппаратуры класса 38 или 4:

•    использование защитных очков:

•    надежность защиты на минимальном безопасном расстоянии от лазера:

•    другие ситуации, когда средства контроля, определенные в таблице 1. могут быть несоответствующими. недостаточными ит необоснованно ограничивающими фактическую степень риска.

Примечание — Лазерная аппаратура должна быть клэссифммрована согласно предложенной схеме классов 1. 2. ЗА. 38 и 4. Для определения класса, которому издегые соответствовало бы по текущей системе классификации, можно применять МЭК 60825-1. Для большинства лазерных изделий классов 1. 2. и 4 никаких изменений не будет.

Таблица 1 — Установленные защитные меры контроля для лазерной аппаратуры

Класс

Эащмиыв мерн to*upon*

Реализуется независимо от оценки риска, опраадмезешеа) принятие вариантов защитных мер контроля

1

В условиях нормальной работы защитные меры контроля не нужны (это не относится к условиям монтажа или обслуживания).

в случав встроенных лазерных изделий, содержащих лазер более высокой мощности, следуют инструкциям, поставляемым изготовителем, и предупреждающим пакам.

Специальные меры предосторожности могут быть необходимы при локальном обслуживании встроенных лазерных изделий (см. 8.5)

Не допускают непосредственного наблюдения лазерного источника через уееличителыъю оптические инструменты, например, бинокли, талесхогы. мюсроосопы и уееличитегъте пкэы. если не предприняты адекватные меры предосторожности91.

Предотвращают испогъэование любой рюш ней оптики, которая может уменьшить расхождение пучка или его диаметр

2

Не смотрят в пучок.

Не направляют пучок на других лодей иш в зоны, в которых могут быть другие люди, не связанные с эксплуатацией лазера

Не смотрят е пучок.

Не направляют пучок на других лодей или е зоны, в которых могут быть другие люди, несвязанные с эксплуатацией лазера.

Гарантируют, чтобы пучок всегда падал на не отражающую (например, не зеркальную) поверхность.

Предотвращают непосредственное наблюдение лазерного источника через увеличитегъные on-тичесюае инструменты, например, бинокли, телескопы, микроскопы и увеличителы-ые линзы, если не предприняты адекватные меры предосторожности91.

Предотвращают использование любой внешней оптики, которая мажет уменьшить расхождение пучка или его диаметр

3R

Предотвращает прямое облучете глаз пучком.

Не направляют пучок на других падей или е зоны, в которых могут быть другие люди, несвязанные с эксплуатацией лазера

38 и 4

Лазеры классов ЗВ и 4 не испогъзуют без выполнения первичной оценки риска, позволяющей определить защитные меры контроля, необходимые, чтобы гарантировать безопасную работу. Там. где это обосновано на практике, используют технические средства а соответствии с M-JK ОО02Д-Т с целью понизить класс лазера ниже 4В (это обычно достигается помещением лазере в корпус, с тем чтобы сформировать лазер класса 1)

•* Тип инструмента для наблюаения. который может быть опэсньш. обозначают на предупреждающие знаках игм в инструкциях, поставляемых изготовителем.

4.1.3 встроенные лазеры

Лазерная аппаратура классифицируется по уровню лазерного излучения, возможного во время нормальной эксплуатации, однако лазерная аппаратура одного класса может содержать встроенный лазер более высокого класса. Нередко лазерная аппаратура, аттестованная на класс 1. включает в себя полностью закрытый лазер, который соответствует требованиям МЭК 60825-1. Открытие, удаление или смещение любой части встроенного лазерного изделия, которое конструктивно не предполагает быть открытым, удаленным или перемещаемым во время эксплуатации, может открыть доступ к вредным уровням лазерного излучения. Процедуры по обслуживанию встроенных лазеров см. 8.S.

Примерами лазерной аппаратуры класса 1. включающей в себя встроенные лазеры, но исключающей открытое лазерное излучение во время нормальной эксплуатации, являются проигрыватели компакт-дисков, лазерные принтеры, встроенные индустриальные лазеры. Примером встроенных излучающих лазеров являются сканирующие лазеры (например, устройства считывания штрихового кода), класс лазера которых из-за быстрого перемещения пучка уменьшается в сравнении с постоянным излучением, а также лазеры, используемые е различных оптических системах, е которых пучок расширяется, становятся менее опасными.

В МЭК 60825*1 требуется, чтобы уровень доступной эмиссии во время работы лазера был ниже мак* симального. определенного для отказа при обосновано ожидаемом событии. Лазерная аппаратура в пре* делах любого класса, кроме класса 4. может включать в себя лазер, эмиссия которого, ограниченная в пределах данного класса, находилась в соответствии с проектом запуска электронной схемы двигателя или другими средствами, даже если лазер способен излучать на уровне более высокого класса. Польэова* тели такой лазерной аппаратуры должны знать, что при определенных условиях или при использовании лазера не в соответствии с назначением, определенным изготовителем, может быть доступным более вы* сокий уровень излучения лазера. Для того чтобы избежать потенциально опасного облучения, пользователь должен придерживаться инструкций по эксплуатации.

4.1.4    Оптические волокна

Оптические волокна, проводящие лазерное излучение, обычно обеспечивают полную защиту (ограж* дение) от его излучения и предотвращают доступ к нему. Однако если волокно разъединено или произошел его разрыв, возможны опасные уровни лазерного излучения.

Требования безопасности, применимые к оптическим системам связи, изложены в МЭК 60825*2. Эти требования включают в себя необходимость оценки потенциально возможного уровня лазерного излуче+ыя от оптического волокна на основе уровней опасности (например. 1.1М. 2.2М. 3R. ЗВ и/ы 4), эквивалентных классу лазерной аппаратуры. Уровень опасности применяют только к конкретному расположена, в случае если разрыв волокна возможен ори обоснованно ожидаемом событии, а не к системе или установке в целом. Поэтому е различных местах в пределах одной системы, е которых возможна эмиссия волокна, могут быть назначены различные уровни опасности. Это не требуется для лазера, класс которого основан на самом высоком уровне излучения полного комплекта лазерного изделия.

4.1.5    Проведение зрелищных мероприятий с применением лазеров

Для проведения эрегмщных мероприятий с применением лазеров или в целях развлечения в неконтролируемых областях должны использоваться только лазеры классов 1.2. или 3R с видимым пучком.

Использование других классов лазеров в таких целях разрешается только:

1)    после оценки риска и определения необходимых защитных мер контроля;

2)    если лазер эксплуатируется под контролем опытного, хорошо обученного оператора и/или когда исключено облучение зрителей до уровней, превышающих МВЭ.

В МЭК 60825*3 изложены основные положения для демонстраций и показов с применением лазеров, хотя во многих странах действуют собственные руководства.

4.2 Облучение лазерным излучением

4.2.1 Максимальная возможная экспозиция (МВЭ)

Одна из основных целей лазерной программы безопасности состоит а гарантировании того, чтобы любое облучение от лазера, которое может произойти, было е безопасных пределах. Поэтому необходимо оценить максимальное облучение при всех обоснованно ожидаемых событиях (см. 4.3) и на этой основе определить МВЭ. о которой подробнее см. е разделе 5.

Примечание — Потребность гарантировать, что уровм облучемгя не превышают МВЭ. не относится к намеренному облучетю пациента во время лечения.

Для любого лазера, излучение которого потенциально опасно (обычно это лазеры любого класса, кроме класса 1 или 2). защитные меры могут быть необходимыми, чтобы гарантировать, что ожидаемые уровни воздействия на человеческий оргажзм лазерного излучения не превысят М8Э. везде, где это обосновано, предусматривают прохождение пучка в защитном корпусе и полное устранение опасности от источника. Там. где это невыполнимо, необходимые защитные меры должны быть определены на основании оценки риска (см. раздел 7). Однако прежде всего необходимо оценить уровни облучения, которые могут возникнуть, и условия, при которых могут случиться опасные уровни облучения.

Значения МВЭ при облучении глаз и кожи как фужции длины вогмы лазера и длительности облучения приведены е таблицах 5—7. Более подробно см. раздел 5. ICNIRP (Международная комиссия по защите от полонизированного излучения) отслеживает эти значения, которые установлены ниже поротое повреждения и основаны на известных материалах. МВЭ следует использовать как руководство при контроле экспозиций и не рассматривать как строго определенное разделение между безопасными и опасными уровнями. Поскольку облучение ниже МВЭ при определенных обстоятельствах может быть дискомфортным и может вызвать вторичные опасности (см. ниже), оно в любом случае должно быть минимально возможным.

4.2.2 Временные визуальные эффекты

видимое излучение лазеров может вызвать тревожащие и потенциально опасные эффекты ослепления при уровнях облучения значительно ниже МВЭ (см. 4.2.1), не наносящих прямых физиологических повреждений. Прежде всего это относится к лазерам классов 2.2М и 3R (включая лазерные указатели и маломощные юстмровочиые лазеры). Поэтому их преднамеренно или неумышленно нельзя направлять в глаза человека. Это может вызвать испуг, отвлечь человека, заставить потерять концентрацию, особенно если он выполняет критическую по отношению к безопасности задачу, например, вождение транспортного средства или управление оборудованием. Возможно также появление тревожащих остаточных изображений. чувства страха, таких реакций, как слезы и головные боли, особенно если человек полагает, что они являются следствием облучения. Продолжительное протирание глаз (руками) может также привести к болезненному раздражению роговицы.

4.3 Определение уровня лазерного излучения

4.3.1 Эффективная экспозиция

Оценка лазерного излучения может быть необходима для определения границы зоны лазерной опасности или необходимого уровня защиты (например, использование защитных очков или защитных смотровых окон).

Уровень облучения человека, являющийся результатом воздействия лазера, определяют с учетом возможных обоснованно ожидаемых событий, когда человек может находиться в зоне с самыми высокими уровнями облучения. Оценивают также все условия воздействия прямого и отраженного пучка.

Ожидаемый уровень МВЭ необязательно немедленно возникнет рядом с апертурой лазера, хотя это возможно для людей, находящихся в непосредственной близости от лазера, излучающего коллимированный пучок.

Для лазеров непрерывного излучения экспозицию выражают в единицах облученности падающего излучения. Вт м 2. Для импульсных лазеров средняя энергетическая освещенность. Вт м~2. и энергетическая экспозиция одиночного импульса. Дж м г. должны быть известны. При оценке уровня экспозиции особое внимание уделяют ограничивающей апертуре (см. 4.3.2) и протяженным лазерным источникам (см. 4.3.3 и 5.4). Возможно, что значение применяемой экспозиции (называемой эффективной экспозицией). которую используют для сравнения с МВЭ. может отлтатъся от фактической экспозиции.

Главные параметры оценки экспозиции могут быть следующими.

•    длина волны;

•    размеры пучка на выходе лазера;

•    расхождение пучка и положение суженной части пучка.

•    профиль пучка (распределение мощности или энергии в поперечнике пучка):

•    обоснованно ожидаемая максимальная длительность экспозиции:

•    минимальная обоснованно ожидаемая дистанция облучения;

- стягиваемый видимым источником угол (обычно необходимо для матричных лазеров и оценки диффузных (незеркальных) отражений пучка при определении соответствующих параметров облучения и вычисления значения поправочного коэффициента С*. В случае лазерных источников с одиночными импульсами коэффициент С6обьмно равен 1];

•    для сканирования пучков—характеристики сканирования и геометрию сканирования.

Кроме того, для лазеров непрерывного излучения необходимы:

•    мощность пучка;

•    для импульсного излучения.

энергия импульса, длительность импульса, частота повторе»*» импульсов.

форма импульса и распределение импульса во времени (в совокупности).

Уровни излучения могут быть определены физическими измерениями или вычислением по параметрам эмиссии лазера, как определено изготовителем.

Профили большинства лазерных пучков неоднородны, поэтому облученность или энергетическая экспозиция как результат экспозиции пучка будет меняться в поперечном сечении (в большинстве случаев максимальное значение будет в центре пучка). МВЭ связана со значением экспозиции (энергетической освещенностью и/ы энергетической экспозицией), при ее усреднении по круговой области, заданной соответствующей ограничивающей апертурой (см. 4.3.2). При сравнении с МВЭ экспозицию считают эквивалентной мощности (в случае энергетической освещенности) или энергии (в случае энергетической экспозиции) в пределах указанной ограничивающей апертуры, деленной на площадь этой апертуры.

Если экспозиция покрывает площадь, которая намного больше ограничивающей апертуры, то используют максимальное (обычно по оси) значение энергетической освещенности или энергетической экспозиции.

Примечание — Для футпых пучков, имеющих приблизительно Гауссов профиль, значение по оси равно полной мощности мм энерг»м пучка, явленной на площадь пучка, определяемой по ее диаметру с множителем 1/е. Эта площадь содержит 63 % полной мощности или энергии пучка. Диаметр с множителем 1/е — это апертура, в который облученность, энергетическая экспозиция иш интенсивность излучения уменьшается в 1/е раз. или до значения, равного 0.37 пикового по оси. Однако часто диаметр пучса определяется изготовителем с множителем 1/е2. т. е. ххаметр. равный 1/е. умножают на 1.4.

В некоторых случаях может быть необходима более осторожная оценка полной мощности или энергии. содержащейся е пределах ограничивающей апертуры. Для пучков, которые меньше ограничивающей апертуры, эффективная экспозиция (е целях сравнения с МВЭ) равна полной мощности или энергии пучка, деленной на площадь ограничивающей апертуры, а не на фактическую площадь лучка.

4.3.2 Ограничивающие апертуры

При всех измерениях и вычислениях значений экспозиции необходимо использовать соответствующие усредняющие апертуры. Ограничивающие апертуры - это апертуры, определяемые диаметром круга. а котором осуществляется усреднение энергетической освещенности или энергетической экспозиции.

Значения для ограничивающих апертур представлены в таблице 2.

Таблице 2 — Диаметр ограничивающей апертуры, применяемой при измерениях облученности или энергетической экспозиции

Спектральный диапазон, шл

Диаметр ограничивающей апертуры, мм. для

ГМ)

кожи

Св. 180 до 400

1

3.5

От 400 до 1400

7

3.5

От 1400 до 10*

1 для t & 0.35с. 1.5Га* для 0.35с < / < 10 с: 3.5 для ti 10 с

3.5

От 10* до 10е

11

11

Для лазеров с повторяющимися импульсами экспозиции в пределах спектрального диапазона от 1400 до 105 нм для оценки опасности от одиночного импульса длительностью не более 0.35 с используют апертуру 1 мм; апертуры 3.5 мм применяют для оценки МВЭ при экспозиции более 10 с.

Примечание — Значежя облучения таз измеряют в диапазоне длин волн 400—1400 mi апертурой диаметром более 7 мм (зрачок). Значения МВЭ устанавливают без учета меньших диаметров зрачка.

4.3.3 Угол приема при оценке экспозиции протяженных источников

Большинство лазеров относятся к малым источникам со стягиваемым углом менее    (1.5 мрад).

Эмиссия таких источников, находящаяся в области опасности для сетчатки глаза (т. е. между 400 и 1400 нм), делает возможными фокусировку пучка и формирование эффективного изображения на сетчатке. Это невозможно с протяженными источниками, поэтому они для данного уровня излучения менее опасны для глаз. Условия излучения протяженных источников при наблюдении на достаточно близком расстоянии приемлемы при диффузных отражениях для матричных лазеров или лазерных изделий с диффузорами.

При определении уровня эффективной экспозиции протяженного лазерного источника (т. е. любого источника с а > 1.5 мрад в положении, при котором экспозицию возможно оценить) следует использовать углы приема, упомянутые ниже. Любой вклад в экспозицию, полученный вне такого угла, из оценки эффективной экспозиции должен быть исключен.

Стягиваемый видимым источником угол измеряют на таком расстоянии, чтобы экспозицию можно было оценить, но не менее 100 мм. Угловой размер а источника не должен быть искажен из-за расхождения. Если взять в качестве примера солнце, то его угловой размер при наблюдении с земли равен 0.5*. но расхождение его излучения составляет 360*:

а) для измерений источников при оценке предела фотохимической опасности в таблице 6 (от 400 до 600 нм) предельный угол приема у, равен:

•    для 10 с < f £ 100 с:    ур = 11 мрад:

•    для 100с <    104 с:    Ур =1.1Т0-5 мрад;

•    для 104 с < t й 3-104 с: ур- 110 мрад.

Если стягиваемый источником угол а больше, чем определенный предельный угол приема ур, то угол приема не должен превышать значение ур. Если стягиваемый источником угол меньше, чем определенный предельный угол приема    то угол приема полностью охватывает рассматриваемый источник, и его нео

бязательно определять точно (например, угол приема можно не ограничивать относительно у,).

Примечание — Для измерений одиночных малых историков. когда а < у^. нет необходимости е том яд измерениях приемного угла. Получить конкретный приемный угол можно, пользуясь ограничителями поля на полевой диафрагме иш перекрытием источника (см. рисунок 2).


Примечание — Пример измерите/ъной установки, обеспечивающей четкий угол приема с использованием линзы для отражения видимого источника на детектор. Это расположение используют, когда видимый источник непосредственно недоступен.

2а) Измерительное устройство с использоемием линзы

Круггый

ограняьитель поля


Круглая огра1тяюоощая апертура

Видимый

истомы»

Рабочая

площадь

детекторе


Примечание — Измерительная установка с использованием апертуры, расположен юй возле видимого источника, для определения приемного утла детектора.

2Ь) Устройство прямого измерения

Рисунок 2 — Измерительные устройства

b) при измерении уровня излучения для оценки значений всех МВЭ, приведенных в таблице 6. учитывают не только фотохимические, но и другие ограничения, а приемный угол должен полостью охватывать источник (т. е. приемный угол должен быть по крайней мере равен стягиваемому источмжом углу а). Однако если а > а*,,,. то в диапазоне длин волн 302.5—4000 нм предельный приемный угол не должен превышать Ощ, {0.1 рад) для предела термической опасности. 8 пределах диапазона длин волн 400—1400 нм при оценке термической опасности видимого источника, состоящего из множества точек, приемный угол должен быть в диапазоне а*,* й у й а™»,.

При измерении МВЭ некруглых источников приемный угол прямоугольного или линейного источника определяют как среднеарифметическое значение двух угловых размеров источника. Любой размер угла более <х,?. или менее    должен быть до начала вычислений ограничен значениями о,^ или    соответ

ственно. МВЭ фотохимической опасности, относящаяся к сетчатке глаза, не зависит от стягиваемого источником угла, и экспозицию определяют, используя приемный угол, определенный в 4.3.3. перечисление а).

4.3.4 Использование биноклей

При наблюдении источника лазерного излучения через бинокль увеличение эффективной экспозиции поверхности глаза будет меньше М2 или (Dfcff. где М — угловое увеличение бинокля. D — наружный диаметр линз объектива и d—диаметр соответствующей ограничивающей апертуры (бинокли обычно определяют в форме WxO. например 7 х S0). Допущения могут быть сделаны из-за потерь при передаче через бинокль лазерного излучения на конкретной длине волны. Типичные процентные соотношения пропускания для бинокля:

длина волны, мкм; % пропускания:

Стягиваемый угол протяженною источника, наблюдаемого через бинокль, следует увеличить на коэффициент М.

5 Определение максимальной возможной экспозиции (МВЭ)

5.1 Общие замечания

Уровни МВЭ основаны на значениях, определенных ICNIRP, приведены в таблицах 5—7 как функции длины еогмы излучения и его длительности. Таблицы 5—7 следует использовать совместно с коооектирую-щими коэффициентами, приведенными в таблице 8.

В таблице 5 определено значение МВЭ для глаз в условиях прямого облучения лазерным пучком (и во всех других случаях, когда стягиваемый угол видимого лазерного источника не превышает 1.5 мрад. см. 4.3.3). Для прямого облучения таз на длинах волн 400—1400 нм (опасность, относящаяся к сетчатке глаза) большим видимым источником, т. е. не при непосредственном наблюдении лазерного пучка (для нескольких или протяженных источников, которые стягивают в глаз угол более 1.5 мрад). возможно уменьшение (увеличение) МВЭ. Это происходит, потому что глаз не может сфокусировать такие источники в маленькое пятно на сетчатке, т. е. максимальная безопасная мощность или энергия, попадающая в глаз, больше. Соответствующие значения МВЭ приведены в таблице 6.

В таблице 7 приведены значения МВЭ для кожи.

Длительность облучения, используемая при определении МВЭ в таблицах 5—7. должна быть основана на максимальной длительности случайного облучения, которое при обоснованно ожидаемом событии может произойти, с учетом длины волны лазерного излучения и условий, при которых мог бы использоваться лазер. При самых неблагоприятных условиях случайного облучения используют длительность случайного облучения 100 с как максимальную при длинах волн более 400 нм и 30 000 с для длин волн менее 400 нм. когда могут начаться длительные фотохимические эффекты. Такую более длинную времегмую базу применяют при обстоятельствах повторного или длительного облучения в ультрафиолетовом спектре без непосредственного очевидного эффекта, но при исключении прямого случайного облучения мощным ультрафиолетовым лазером, когда возможно непосредственное и очевидное повреждение. Для случайного облучения лазерным пучком в видимом диапазоне (400—700 нм), когда непосредственное наблюдение не предполагается, допускается использовать время реакции глаза 0.25 с.

Другие соображения о длительности облучения включены в оценки риска, приведенные в 7.3.

5.2 Импульсно-периодические или модулируемые лазеры

Поскольку данные по критериям облучения от последовательности импульсов очень ограничены, особое внимание уделяется оценке облучения повторяющимися импульсами. При оценке МВЭ для облучения повторяющимися импульсами следует применять приведенные ниже методы.

МВЭ при облучении глаз для длин волн в диапазоне 400—10* нм определяют при использовании самого жесткого из требований по перечислениям а). Ь) или с).Требоеание по перечислению с) применяют только к тепловому пределу, но не к фотохимическим пределам.

МВЭ при облучении глаз для длин волн менее 400 нм и МВЭ при облучении кожи определена при использовании самых жестких из требований по перечислениям а) и Ь):

a)    облучение от любого одиночного импульса в последовательности импульсов не должно превышать МВЭ для одиночного импульса:

b)    средняя облученность для последовательности импульсов длительностью Г не должна превышать МВЭ. приведенных в таблицах 5—7 для одиночного импульса длительностью 7(7— длительность, используемая при оценке облученности в 4. ■1 %

c)    средняя облученность от импульса для последовательности импульсов не должна превышать МВЭ для одиночного импульса, умноженной на поправочный коэффициент С8.

Примечание — Облученность для последовательности импульсов усредняют для той же длительности эьмссии. которую используют при определении N. Каждое усредненное мзчвние экспозиции импульсов сраем*-вают для умекьшежя МВЭ^-^д^. как определено ниже:

МВЭвоеподов = М6ЭМ|МОкм X С$.

где МВЭ.....л.. — М8Э для любого одиночного импульса в последовательности импульсов:

MB3^V^-- — МВЭ для одиночного импульса:

Cs = N-'14-.

N - число импульсов в последовательности импу;ъсов. ограниченное длительностью эмиссии.

(С$ применяют толью к импульсу длительностью менее 0.25 с).

8 некоторых случаях это значение может стать ниже значения МВЭ. которое применялось для непрерывного облучения при той же пиковой мощности с тем же временем облучения. В таких условиях допускается использовать МВЭ для непрерывного облучения.

Если используются импульсы переменной амплитуды, следует оценивать импульсы каждой амплитуды отдельно, используя и требование по перечислению а), и для последовательности импульсов в целом.

Максимальная длительность облучения, для которой следует применить требование перечисления с), равна Т2 а диапазоне длин волн 400—1400 нм (см. таблицу 8) и 10 с — для больших длин волн. Если в пределах периода 7. проходят несхолько импульсов (см. таблицу 3). то их рассматривают как одиночный импульс при определении N. а энергетическая экспозиция одиночного импульса добавляется при сравнении с МВЭ за период 7, с учетом того, что длительность одиночного импульса превышает 16** с.

Примечания

1    Cj применяет искгьочпегьно к длитегъносги импульсов короче 0.25 с.

2    Энергия гаобой группы импульсов (игм подгруппы импульсов в лоспедоватетъности импульсов), полученная за любое определенное время, не должна превышать МВЭ за это время.

3    Для импульсов различной ширины и разных интервалов между импульсами вместо требования по перечислению с) испогъзуют метод «общего числа импульсов за промежуток времени». МВЭ определяется длитетъ-ностъю по методу общего числа импутьсов за промежуток времени, т. е. как сумма длительностей всех импульсов в интервале длительности излучения или длительности, которая меньше Т2. Импутьсы с длительностью менее Т определяют как импутьсы с длительностью Гг Если в дгьстегь кости 7, оказывается два или более импульсов, то д/мтельность тэтой группы импульсов принимается равной 7,. Для сравнения с МВЭ соответствующей длительности все отдельные импульсы энергетической экспозиции суммируют.

Этот метод эквивалентен требованию по перечислению с), когда среднюю энергетическую экспозицию импульсов сравнивают с МВЭ одиночного импульса, умноженного на С5.

Таблица 3 — Длительность Г(, нижа которой группы импульсов суммируются

Длина аотмы. им

Длительность Т, с

400 S А. < 1 050

18 х 10"6

1050 £ А. < 1 400

50 х 1fre

1400 S А. < 1 500

10-э

1500 £ А. < 1 000

10

1800 S Я. < 2 600

10-з

2600 SAi 10е

10-7

5.3 Кратные длины волн

Если лазер излучает на нескольких сильно различающихся длинах волн или если на непрерывный режим накладываются импульсы, то определение степени опасности может быть сложным.

Необходимо учитывать, что облучения на различных длинах ваты оказывают дополнительное воздействие пропорциока/ъно спектральной эффективности в соответствии с МВЭ. приведенной в таблицах 5—7. если:

a)    длительность импульса или время экспозиции имеют один порядок и

b)    спекгра/ъные диапазоны показаны как аддитивные с помощью обозначений О для облучения глаз и S для облучения кожи в таблице 4.

Таблица 4 — Аддитивное эффекты воздействия излучения на глаза О и кожу S в резгмчных спектра лы-ых диапазонах

Спектральные

Ув—С я УФ—В

УФ—А

Видимый и ИК—А

ИК—в и ик-с

диапазон*'

130—315 иы

315—400 им

400—1400 им

1400—103 нм

УФ—С И УФ—В

о

180—315 ни

S

УФ—А

О

S

О

315—400 ни

S

S

Видимый и ИК-А

S

<*>

S

400—1400 нм

S

И К—В и И К—С

о

S

о

1400—10е ни

S

S

•> Для определения спектрального диапазона см. таблицу С.1

6> МВЭ для таз рэсоытана для базового времени или длитвгъности экспоэмдии не менее 1 с. тогда

аддитивные фотохимические эффекты (400—600 нм) и аддитивные тепловые эффекты должны быть ограни-

йены наиболее жестким используеьмм значением.

Если длины излучаемых волн не показаны как аддитивные, то опасности для глаз и кожи оценивают отдельно. При длинах вогы. показанных как аддитивные, но имеющих длительности импульсов или время экспозиции одного порядка, необходима особая осторожность (например, при одновременном облучении импульсным и непрерывным излучением).

5.4 МВЭ протяженного источника

При облучении таз от протяженных источников лазерного излучения в диапазоне опасности для глаз (например, для длин волн 400—1400 нм. см. 4.3.3) используют М8Э. приведенные в таблице в. Следует отметить, что обычно угол, стягиваемый источником а. уменьшается при увеличении расстояния от источника и соответствующее значение МВЭ может увеличиться. (Стягиваемый угол следует определять в том же положении, в котором определяют экспозицию.) Это особенно важно при определении расстояния опасности (например. НО ГР) протяженного источника, так как значение МВЭ может не быть постоянным, а может увеличиться с расстоянием доа =    (а,,,,,, = 1.5 мрад).

Значения МВЭ тепловой опасности для таз. приведенные в таблице 6. являются функцией поправочного коэффициента С6. Для источника со стягиваемым углом, большим чем а*»., где cua, - 100 мрвд. значение Сс постоянно и равно 66.7 (т. е. в» >,/0^1. Для источника со стягиваемым утлом, меньшим чем Ом. Cj равен 1. и применяют значения МВЭ. приведенные в таблице 5.

Поправочный коэффициент Св определяют следующим образом.

св = 1..........для а й <w

Св-а/с^.,......для

С6 * а**, /    .... для а > а*.,..

5.5 Опасные расстояния и зоны

5.5.1    Номинальное опасное для глаз расстояние

Для некоторых условий применения лазеров, особенно связанных с расходящимися или сканирующими пучками, длинной траекторией пучка или диффузными отражениями пучка, полезно знать расстояние. которое является опасным.

НОГР равно расстоянию, с которого значение излучения усредняется в пределах измеряемой апертуры и становится ниже значения МВЭ для оптически невооруженного глаза. При больших расстояниях опасности для невооруженных глаз нет. но возможна опасность в случае применения увеличительных оптических средств.

Следует учитывать возможное использование увеличительных оптических средств как обоснованно ожидаемое событие, тогда используют расширенное номинальное опасное для таз расстояние (РНОГР). Это расстояние определяют на основе увеличения облученности (на поверхности глаза, в пределах соответствующей ограничивающей апертуры), которая может возникнуть при использовании увеличительных оптических средств. За пределами РНОГР возможно использование увеличительных оптических средств (см. 4.3.4).

Знание расстояния, опасного для глаз, полезно при использовании лазеров с расходящимся пучком, когда оно может быть относительно коротким, и опасность определяется непосредственной близостью лазерной апертуры. Это может также быть важно для коллимированных пучков лазеров, которые используются на больших расстояниях вне помещений. Особое внимание следует уделить используемым вне помещений лазерам классов 1М и 2М с коллимированным пучком (т. е. когда при большом диаметре пучка излучение превышает уровень класса 1 по условию 1 из процедуры классификации, определенной в МЭК 60825-1). Хотя эти лазеры не представляют опасности для невооруженного глаза, расстояние, на котором при использовании увеличительных оптических средств возникает опасность для глаз, может быть очень большим. Если возможно облучение в общественных местах, необходимо учитывать возможность использования увеличительных оптических средств, таких как бинокль.

НОГР и РНОГР зависят от геометрии пучка так же сильно, как и от значения выходного сигнала лазера. Например, возможно перефокусировать или коллимировать пучок посредством оптического компонента. помещенного на некотором расстоянии от источника, и таким образом увеличить и НОГР. и РНОГР.

В некоторых случаях полезно определить расстояние опасности для кожи аналогично НОГР.

5.5.2    Номинальная опасная для глаз зона

При известных НОГР и РНОГР и местах безопасного размещения лазера, обстоятельств его использования определяют зону или трехмерное пространство вокруг лазерной апертуры, е пределах которых возможно повышение опасности облучения. Это пространство, зону опасности называют «номинально опасной для глаз зоной» (НОГЗ). если критерии аналогичны для НОГР или расширенной номинально опасной для глаз зоной (РНОГЗ). если критерии аналогичны для РНОГР.

Из-за возможного использования увеличительных оптических средств людьми, не связанными с эксплуатацией лазера, особенно если лазеры используются вне помещения, важно выяснить опасность облучения по всей РНОГЗ. а не только в НОГЗ. При работе вне помещения, если распространение пучка ограничено грунтом, деревьями или иными особенностями ландшафта. НОГР не может превышать расстояния прямой видимости до них.

Если доступ в РНОГЗ может быть ограничен и надежно контролируется, то ограждение зоны опасности необязательно.

6 Сопутствующие факторы опасности

6.1    Дополнительные опасности для здоровья

Использование лазеров может повлечь за собой сопутствующие опасности в дополнение к прямому облучению глаз или кожи лазерным излучением. Эти опасности не затрагиваются при классификации лазе* рое. т. к. могут сопутствовать даже лазерным изделиям класса 1. Некоторые из них. например, удар током, могут быть опасными для жизни.

Контроль сопутствующих опасностей относится прежде всего к изготовителям проектировщикам оборудования. предполагает наличие письменных инструкций по безопасности, которые изготовитель предоставляет пользователю. Однако такие опасности не могут быть полностью устранены при разработке проекта (например, задымление), но. если лазер используется в иных целях или неподобающим образом, отличным от прямого назначения, полную ответственность несет пользователь.

Перечень некоторых сопутствующих опасностей приведен ниже. Пользователи должны провести необходимые мероприятия с целью обеспечить адекватную защиту от всех опасностей, которые могут произойти при эксплуатации лазерного оборудования. Ввиду разнообразия опасностей, связанных с эксплуатацией лазерного оборудования, в настоящем разделе изложен минимум требований, а пользователи должны учитывать любые национальные или региональные требования или регламенты. При организации мер по предотвращению опасностей, отличных от лазерных, целесообразно привлекать компетентных лиц. имеющих соответствующий опыт.

6.2    Сопутствующие факторы опасности при работе с лазерами

6.2.1    Электричество

В большинстве лазеров используется высокое напряжение, особенно опасны импульсные лазеры из-за энергии, накопленной в батареях конденсаторов. (Накопленная энергия может остаться даже после того как оборудование было отключено от электрической сети.) Номинальное значение мощности электропитания лазера обычно намного выше, чем значение излучаемой лазером энергии. При нормальной эксплуатации лазерное оборудование должно быть полностью защищено от возможности поражения человека электрическим током. Однако во время обслуживания, когда защитная блокировка может быть отключена, а защитный кожух сдвинут, может существовать серьезная опасность. Следует предпринять все меры предосторожности. включая удаление накопленной энергии до начала работ по обслуживанию.

6.2.2    Сопутствующее излучение

Потенциально опасные уровж излучения, кроме излучения лазера, возможны от лазерного оборудования. плазмы, которая может генерироваться косвенно при взаимодействии лазерного пучка и материала мишени. Такие излучения миу| шиаичыьесебн рен пекинские лучи, улырафиилешвие. видимие. инфракрасное. микроволновое и радиочастотное излучение. Потенциальные источшки этих излучений указаны ниже.

Рентгеновские лучи могут появиться через взаимодействие мощных лазерных пучков с мишенями из тяжелых металлов и высоковольтными электронными лампами с термокатодом, используемыми для электропитания лазера.

Ультрафиолетовое излучение, видимое, инфракрасное излучение могут появиться от разрядных трубок непрерывных лазеров, ламп вспышек и источников накачки и лазерно-индуцированной плазмы.

Микроволновое излучение и радиочастотное излучение могут появиться в лазерах с высокочастотной накачкой и излучаться оборудованием при отсутствии должного ограждения.

6.2.3    Другое лазерное излучение

Лазерное излучение возможно при дгмках волн, отличдех от основной длины волны излучения лазера. для отдельных типов лазеров, особенно при использовавши оптических преобразователей частоты (например. удвоение частоты) и оптической накачки.

6.2.4    Опасные вещества

Испаряющиеся материалы мишени и продукты реакции многих лазеров (особенно краски и газы, используемые е эксимерных лазерах) могут быть ядовитыми и канцерогенными. У растворителей красок, используемых во многих лазерах, есть способность проникновения через кожу в тело. Они могут содержать летучие вещества и не должны вдыхаться. Жидкости, используемые в некоторых оптически активных компонентах (например, при модуляции добротности лазера и удвоения частоты), так же как моющие растворы и другие материалы, используемые в работе с лазерами, например линзы из селемида цинка, также могут быть опасными. Следует обеспечить их надлежащее хранение и обработку.

6.2.5    Дым

Лазерные изделия класса 4. особенно используемые при индустриальной обработке материалов и в лазерной хирурлм. могут выбрасывать опасные частицы и побочные газообразные продукты в атмосферу при взаимодействии лазерного пучка с обрабатываемым материалом. Дым может быть ядовитым, вредным. опасным даже при краткосрочном воздействии.

Воздействие от дыма зависит прежде всего от обрабатываемого материала, длительности и концентрации.

6.2.6    Шум

Разряд конденсаторной батареи, служащей источником элекгрогытания лазера, может сильно повысить уровень шума и вызвать повреждение уха. Сверхзвуковые излучения, периодически повторяющийся шум от импульсных лазеров также могут быть вредными. Некоторые лазеры с воздушным охлаждением существенно повышают уровень шума. При невозможности устранить шум следует защищать уши.

6.2.7    Механические опасности

Механические опасности могут исходить непосредственно от лазерного оборудования, включая вспомогательное оборудование, например газовые баллоны, особенно если оборудование должным образом не защищено или перемещается вручную. Перемещение кабелей и шлангов насос но-комп рессорных труб циркуляции воды может представлять опасность для нормальной работы. Порезы возможны от острых объектов, например оптоволокна. Средства переноса пучка и робототехнические системы, изменяющие положение при дистанционном управлении, могут нанести серьезное повреждение. Большие заготовки (такие как листовой металл) при ручном транспортировании могут привести к порезам, размозжению тканей.

6.2.8    Воспламенение, взрыв и термические повреждения

Излучение мощного (класс 4) лазера может вызвать возгорание материалов мишени. Эффект может возрасти в богатой кислородом среде, ислогъэуемой в некоторых случаях лазерной обработки материалов.

Излучение даже от лазеров низшего класса, особенно в малых пространствах, может вызвать взрывы горючих газов или пыли, летающей в воздухе.

Уровень мощности свыше 35 мВт. выходящей от одномодоеого оптического волокна, может быть достаточным, чтобы вызвать возгорание в окружающей среде.

Лампы высокого давления, используемые в оптических системах накачки, другие компоненты, такие как конденсаторные батареи, могут взорваться. Внешние зеркала с управляемым положением диаграммы направленности, которые могут рассеивать значительные количества энергии от падающих мощных лазерных лучков, могут разрушиться.

Лазерное оборудование может быть пожароопасным из-за огнеопасных компонентов, пластмассовых частей и т д.. которые могут перегреться или загореться в случае его неправильной эксплуатации.

6.2.9    Высокая температура и холод

Внутренние части некоторых лазеров могут быть горячими, а использование зеркал с управляемым положением диаграммы направленности в мощных промышленных лазерах может привести к высоким температурам. Опасно также криогенное охлаждение лазерного оборудования.

6.3 Опасности, возникающие от окружающей среды

6.3.1    Температура и влажность

Чрезмерно высокие или низкие температуры окружающей среды или высокие уровни влажности могут повлиять на работу лазерного оборудования. включая характеристики встроенных защитных устройств, и создать угрозу безопасной эксплуатации. Конденсация на оптических компонентах может повлиять на передачу пучка через систему.

6.3.2    Механическое сотрясение и вибрация

Механическое сотрясение и вибрация могут повлиять на работу лазерной системы и вызвать отклонение пучка от заданной оси. которое может быть опасным.

6.3.3    Атмосферные эффекты

Пучок мощного лазера может зажечь содержащиеся в окружающей среде пары растворителя, пыль, воспламеняющиеся газы. Такое воспламенение может также вызвать взрывы.

6.3.4    Электромагнитная и радиочастотная интерференция

Облучение излучаемыми электромагнитными, магнитными или электрическими полями, высокие импульсы напряжения в кабелях питания или передачи данных могут мешать работе действующего лазерного оборудования, включая характеристики встроенных защитных устройств, и поставить под угрозу безопасную работу.

6.3.5    Прерывание энергоснабжения или отклонение его от заданного режима

Прерывание энергоснабжения или отклонение его от заданного режима может повлиять на работу

системы безопасности лазера.

6.3.6    Проблемы, связанные с программным обеспечением

Ошибки при программировании, когда работа лазера и его защитных систем полностью или частично определяется программным обеспечением, могут привести к серьезным и непредсказуемым послед» ствиям.

6.3.7    Оценка эргономического и человеческого факторов

Неправильное расположение лазера и связанного с ним оборудования, недостаток места, осложняю» щие рабочий промесс, могут увеличить вероятность возникновения несчастных случаев. Кроме того, чело» ееческий фактор как результат деятельности человека в производственных условиях может повлиять на поведение человека, связанное с безопасностью. Эти факторы включают в себя:

•    личные качества, которые включают интеллектуальные, умственные и физические особенности человека и определяют его работоспособность, восприятие рисков на рабочем месте, отношение к безопасности;

•    рабочие качества, определяемые отношением к задачам или функциям, которые необходимо выполнять, влияние используемого оборудования:

- организационные аспекты, определяющие культуру безопасности в организации, в пределах которых человек должен работать, различные влияния и воздействия (реальные или предполагаемые), перед которыми человек может оказаться.

Человеческий фактор проявляется в большинстве связанных с работой несчастных случаев и требует целевого контроля физических опасностей, которые могут выявиться при использована лазерного оборудования.

6.4 Контроль сопутствующих факторов опасностей

Любая обоснованно ожидаемая опасность, которая может возникнуть во время установки, эксплуатации . обслуживания лазерного оборудования или из-за его расположения. должна быть идентифицирована и соответственно оценена. Необходимые защитные меры должны быть определены и применяться на основе оценки риска (см. раздел 7) с учетом всех соответствующих национальных или региональных требований.

7 Оценка рисков

7.1 Опасности и риски

Контроль опасностей, которые могут возникнуть во время установки, эксплуатации, обслуживания лазерного оборудования или из-за его расположения, должен быть основан на оценке риска. Опасность— любое физическое состояние, химический или биологический фактор, который способен нанести вред. Вред в обычном понимании означает телесное повреждение, но может также включать в себя финансовые потери, например повреждение оборудования или собственности или потери из-за простоя. Есть опасности. включающие все аспекты. В контексте лазерного оборудования лазерное излучение — опасность, но есть дополнительные опасности, которые могут быть связаны с использованием лазерного оборудовании (например, электрические явления, дым. газы с высоким давлением), некоторые из которых описаны в разделе 6.

Риск— сочетание вероятности появления и серьезности вреда, который может быть причинен. Когда есть возможность появления опасности, есть также риск нанесения травмы, но не всегда необходимо или возможно полностью исключить рисх. Необходимо уменьшить риск во время работы лазерного оборудования (а также обоснованно ожидаемую вероятность отказа и неправильного применения) до приемлемого уровня. Приемлемый уровень варьируется широко в зависимости от требований и обстоятельств использования лазерного оборудования и является вопросом для обсуждения. В некоторых случаях возможно сопоставление риска с подобными рисками в других видах деятельности.

Классификация (см. 4.1.2) основана на максимальном возможном уровне воздействия излучения на человека во время нормальных условий эксплуатации лазерного оборудования. Класс лазерного оборудования определяется общими признаками опасности излучения и предполагает определенные защитные меры контроля, приведенные в таблице 1. Более общие проблемы, включая неправильное применение и отказ, также влияют на уровень риска. Более детальное рассмотрение вероятности и серьезности поережде-ний в соответствии с оценкой риска дает пользователю больше возможностей в выборе соответствующих мер контроля. Это особенно полезно при определенных формах применения, когда меры контроля, приведенные в таблице 1. являются несоответствующими, недостаточными или необоснованно ограничитель-ными.

Когда это возможно, оценка риска, связанного со специфическим процессом применения лазерного оборудования, должна быть предпринята перед его покупкой. Тогда предполагаемый пользователь будет полностью извещен обо всех аспектах безопасности, связанных с расположением и использованием лазерного оборудования. Соответственно вое необходимые приготовления могут быть сделаны до его поставки.

Сокращение риска до приемлемого уровня — итерационный процесс. При оценке риска возможны различные подходы, самые существенные шаги описаны ниже.

7.2 Оценка риска: этап 1 — определение потенциально опасных ситуаций

Самой важной частью оценки риска является рассмотрение каждой обоснованно ожидаемой опасной ситуации, которая может возникнуть при использовании лазерного оборудования, вклсмая установку, нормальную эксплуатацию, обслуживание, ремонт и обоснованно ожидаемые неправильное применение или отказ. Учитывают специфику обслуживания, регулирования и другие работы, рекомендуемые изготовителем. Перечень нештатных ситуаций может быть составлен при системном рассмотрении всех действий или бессистемно методом мозгового штурма.

Три основных вопроса, на которых должен сосредоточиться пользователь при рассмотрении потенциально опасных ситуаций, см. 7.2.1.7.2.2 и 7.2.3.

7.2.1    Сопутствующие факторы опасности

Важно рассмотреть в целом все возможные опасности и обстоятельства, при которых эти опасности могут возникнуть, принимая во внимание тип лазерного оборудования (его класс, условия, при которых опасное облучение может произойти, вид возможного вреда), выполняемые задания или процесс. Хотя облучение от лазера является очевидной опасностью, но она. как правило, не является единственной. В разделе 5 указаны многие сопутствующие опасности, которые могут выявиться при эксплуатации лазерного оборудования. Меры контроля, принятые на месте при оценке риска, способны эффективно предотвратить некоторые из этих опасностей (за исключением работ по техническому обслуживанию). Составление начального списка учета средств контроля (они включаются в лазерное изделие изготовителем или осуществляются при его установке) относится к компетенции пользователя.

7.2.2    Внешние условия при работе лазера

Воздействие лазера на окружающую среду включает е себя:

•    местоположение лазерного оборудования, например, в здании в пределах выделенной для лазера рабочей области, внутри, в пределах достугъюго или открытого рабочего пространства, снаружи.

-    состояние рабочей области с точки зрения размещения оборудования, например, влияние на оборудование температуры, влажности, вибрации, пыли и т. д. и возможность помех, повреждения при столкновении с людьми или движущимся оборудованием:

•    состояние рабочей области с точки зрения персонала, например, свободная или загроможденная, убранная или загрязненная, хорошо освещенная или темная, простота использования и отсутствие дискомфорта при операциях с лазерным и связанным с ним оборудованием, простота или сложность выполняемой задачи;

-    уровень доступа, например, локализованная ограниченная область в пределах помещения, не имеющего открытого доступа: неограниченная область а пределах помещения, не имеющего открытого доступа: в области открытого доступа.

7.2.3    Опасности для людей

Проблемы, касающиеся опасностей для людей, включают в себя число опасностей, уровень их понимания. защиту и обучение персонала. Среди людей, подверженных опасностям, могут быть квалифицированные и обучаемые рабочие, обслуживающий персонал, служащие, которые могут не осознавать их наличия. посетители, дети, которые не полностью понимают предупредительные знаки или не правильно оценивают имеющиеся опасности.

7.3    Оценка риска: этап 2 — оценка риска для потенциально опасных ситуаций

Рассматривают два фактора риска: вероятность поражения и серьезность поражения, которые могут быть рассмотрены отдельно для каждого элемента в списке потенциально опасных ситуаций.

Иногда сложно определить число влияющих факторов, но это не всегда необходимо. Некоторые ста* ноеятся очевидными после этапа 1 оценки риска, когда выявляется, что недопустимый риск существует и необходимо устранить или уменьшить его.

Основное внимание в примерах уделяется лазерному пучку. Пользователи должны также изучить сопутствующие опасности и риски, возникающие от этих опасностей.

Вероятность и серьезность поражения являются составляющими риска, их изучение полезно и важно из*за неопределенности степени вреда, который может быть нанесен, независимо от фактических последствий, если уделять внимание только вероятности облучения свыше МВЭ. Такая оценка риска, известная как «детерминированная», является основной при определении риска в лазерной безопасности. Акцент делается на оценке обстоятельств, условий и событий, при которых опасные уровни облучения могли произойти, а меры контроля (см. 6.4) связывают с необходимостью гарантии того, что специфические обстоятельства, условия или события, которые могли привести к травме (независимо от ее серьезности), более не повторятся.

Более подробный способ оценки риска, который в некоторых случаях используют, описан в 7.3.1—7.3.3.

7.3.1    Частота

Следует отнести вероятность поражетя. которое могло стать результатом любой из опасностей, при* нимая во внимание частоту облучения, продолжительность облучения и вероятность того, что опасности нельзя избежать, к одной из трех категорий:

•    вероятно — поражение будет происходить часто;

•    возможно — поражение может происходить иногда/изредка;

•    маловероятно — вероятность поражения очень низкая.

7.3.2    Тяжесть поражения

Следует отнести тяжесть поражения к одной из трех категорий (четвертая категория может быть добавлена при повреждении производственного оборудования или причинения вреда окружающей среде):

•    незначительная — небольшое неудобство: может потребоваться скорая помощь, но полное вое* становление происходит быстро;

•    умеренная — более серьезный эффект: более длительное время восстановления, вероятно, что потребуется курс печения;

- большая — серьезная рана, требующая срочного медицинского вмешательства: возможна потеря трудоспособности (включая потерю зрения) или смеоть.

7.3.3    Общий риск

Оценивают общий риск и определяют его приемлемость.

Некоторые оценки описаны в 7.3.3.1—7.3.3.3.

7.3.3.1 Глаза или кожа

a)    Последствия поражения глаз обычно бывают более серьезными, чем аналогичные поражения кожи.

b)    На любом конкретном уровне облучения ожоги большой области кожи будут более серьезными, чем ожоги небольшой области.

c)    Лазеры очень высокой мощности могут вызвать чрезвычайно серьезные телесные повреждения, в том числе приводящие ксмерти.

7.3.32 Длина волны лазера

a)    Возможен «накопленный» риск поражения организма, в том числе приводящего к раку, от повтор* ного или длительного облучения коски ультрафиолетовым излучением.

b)    Глаза могут быть повреждены лазерным иэлучемем достаточной мощности на любой длине вогмы (диапазона волн, безопасного для таз. не существует).

c)    Даже локализованные, относящиеся к сетчатке глаза, повреждения могут привести к серьезной потере зрения.

d)    Раны при поверхностном повреждении рогоеой оболочки могут зажить: в случае проникновения их глубже е роговую оболочку — нет.

e)    Внезапное и неожиданное облучение таз видимым лазерным излучением даже на уровнях значительно ниже МВЭ может отвлечь и ослепить.

7.3.3.3 Продолжительность воздействия лазерного излучения

Продолжительность воздействия лазерного излучения может быть ограничена скоростью перемещения при реакции на боль, сильным световым воздействием или чувствительностью к тепловому воздействию. Фотохимические повреждения обычно не возникают из-за непосредственных зрительных ощ ущений.

7.4 Оценка риска: этап 3 - выбор мер контроля

Если уровень риска недопустимо высок, вводят меры контроля, которые снижают его до приемлемого уровня. Меры контроля представлены в разделе 8. При выборе соответствующих мер контроля технический контроль применяют в пределах установленной политики в части техники безопасности, рассматривают как основополагающее средство для уменьшения риска поражения лазером. Личные защипые средства используют в качестве последней меры, когда совокупность технических и административных средств не может обеспечить достаточный уровень защиты.

После того как меры контроля, связан» цо со снижением рисков, определены, процедура оценки рисков. описанная выше, должна быть повторена, и в случае необходимости все работы повторяют снова, пока риски от всех потенциально вредных ситуаций не уменьшатся до приемлемого уровня. Эти действия следует повторять, пока предложенные меры не будут реализованы при нормальном функционировании лазерного оборудования с целью подтвердить, что остаточный риск является приемлемым.

8 Меры контроля

8.1 Общие положения

Если при оценке риска (см. раздел 7) выяснилось, что его уровень высок, то применяют защитные меры контроля. Это требование относится к использованию любых лазеров, классифицированных изготовителем или проданных без классификации для встраивания в конечный продукт, или специально сконструированных для комсретного использования, проведения экспериментов или получения оценочных результатов (оценка риска для лазерного оборудования классов 1 и 2 обычно не требуется, но при этом всегда рассматривают необычные или специфические обстоятельства, которые могут потребовать специальных мер контроля).

8 первую очередь всегда рассматривают техническую возможность использования лазера низшего класса. Необходимость применения опасного лазера должна быть оправдана до его покупки и использования.

Если лазерное изделие испогъзуют в целях (или способом), не предусмотреиных(ом) изготовителем, могут возникнуть опасности, которые потребуют дополнительных защитных мер контроля, отличающихся от определенных изготовителем.

Меры контроля должны быть сконцентрированы потрем направлениям: технические средства контроля. административные средства контроля и личные защитные средства. Там. где возможно, опасности полностью устраняют непосредственно в источнике излучения при помощи разработки технических средств контроля (например, заключением пучка е кожух).

Технические средства контроля включают е себя конструктивные особенности лазерного оборудования. связанные с прохождением лазерного пучка, учтенные изготовителем или пользователем, установку защитных барьеров и охраны с целью предотвратить доступ людей к лазерному излучению.

Административные средства контроля охватывают все общие вопросы, процедурные вопросы (правила, связанные с конкретным местом работы лазерного оборудования), использование предупреждающих знаков опасности, запреты, обучение, инструктаж, распределение обязанностей.

Средства индивидуальной зашиты (СИЗ)—это защитные средства, которые использует персонал. В контексте лазерной безопасности они относятся прежде всего к использованию лазерных защитных очков. но могут также включать в себя части специальной одежды (например, перчатки и маски на лицо) для защиты кожи, респираторы для зашиты от пыли и дыма, наушники для защиты от чрезмерного шума.

После утверждения всех мер. связанных с использованием лазерного оборудования, основное внимание уделяют средствам технического контроля с целью уменьшить риски, связанные с поражением лазером.

Рассматривают административные средства контроля, охватывающие общие вопросы и безопасные системы работы. Использование средств индивидуальной защиты рассматривается как крайний случай, когда совокупность технических и административных средств контроля не обеспечивает достаточного уровня защиты. При использовании СИЗ требуется адекватный уровень административного контроля, позволяющий полностью контролировать их использование.

Снижение риска до приемлемого уровня итерационный процесс, связанный с идентификацией опасностей при эксплуатации лазерного оборудования или обоснованно ожидаемым неправильным его использованием (с тем. чтобы учесть обоснованно ожидаемые возможности отказа), оценка риска вреда как результата облучения и установление мер контроля, которые могут снизить риск.

Если эксплуатацией занимаются несколько организаций, то техническими требованиями и усталое* кой лазерного оборудования должна заниматься отдельная компания (возможно привлечение изготовите* ля), уполномоченная поставлять и устанавливать оборудование, а также сотрудники покупателя. Важно, чтобы их обязанности быгм ясно определены. Вопросы ответственности за каждый определенный аспект безопасности и систему в целом лучше согласовать заранее в письменной форме.

8.2    Снижение опасности

Анализ предполагаемого использования лазера в зависимости от уровня рисков дает возможность достигнуть минимального уровня опасности (и. соответственно, снижения уровня риска). Снижение уровня риска достигается, например, уменьшением эмиссии лазера, увеличением диаметра пучка или ислользо* ванием различных длин вопи. Пользователь всегда должен быть уверен в достижении минимальной степени опасности, соразмерной с намеченным применением лазера.

8.3    Ограждения для защиты от опасности

8.3.1    Заключение лучка в защитный корпус

Использование защитного корпуса следует рассматривать как средство предотвращения доступа персонала к опасным уровням лазерного излучения. Защитный корпус позволяет предотвратить эмиссию лазерного излучения от оборудования и доступ персонала в зоны возможного лазерного излучения.

Все защитные корпусы лазеров изготавливают из соответствующих материалов, которые безопасны и пригодны для целей предполагаемого использования с учетом условий окружающей среды.

Универсальным материалом для изготовления защитных корпусов является металл, а в некоторых диапазонах длин волн—стекло или пластмассы. Необходимые свойства материалов для защитных корпусов — устойчивость к внешним воздействиям (в частности, индифферентность к механическому воздействию. высокой температуре и свету) и достаточная оптическая плотность на длине волны лазерного излучения. Стены помещения можно расценивать как защитный корпус, если есть необходимость избавить персонал от физического присутствия в зоне работы лазера.

Мощные лазеры класса 4. используемые для резки, сварки и других форм обработки материалов, представляют дополните/ьную опасность из-за возможности лазерного пучка проникнуть через непрозрачным материал посредством расплавления, прожигания, испарения или разрушения. В качестве руководства при оценке пригодности материалов для мощного лазерного излучения см. МЭК 60825-4. В целом защитный корпус должен обеспечивать защиту от лазерного излучения, которое может попадать на его внутреннюю поверхность.

Для защитного корпуса предусматривают возможность предотвращения непреднамеренного или несанкционированного перемещения его или какой-либо его части, когда открывается доступ к лазерному излучению (см. 8.3.3).

8.3.2    Смотровые окна

Для наблюдения (осмотра) можно использовать окна, позволяющие видеть части лазерного корпуса во время работы лазера, однако предпочтительнее установить системы дальнего наблюдения (телевидение). Смотровые окна должны быть изготовлены из надлежащих материалов, чтобы наблюдение внутренних частей корпуса не ставило под угрозу его защитные свойства.

Метод вычисления необходимой оптической плотности материала окна на длине(ах) волньЦволн) лазерного излучения—тот же. что и при вычислении для защитных очков (см. 8.4.5.2). но оценка обоснованно ожидаемого максимального облучения бдает различной. В частности, через смотровое окно случайное облучение может иметь намного большую продолжительность, чем при использовании защитных очков (см. МЭК 60825-4).

8.3.3 Защитная блокировка

8.3.3.1    Назначение защитной блокировки

Доступ к установленному пользователем защитному корпусу должен контролироваться соразмерно уровню риска (см. таблицу 9). Если существует обоснованно ожидаемый риск нанесения серьезною вреда здоровью из-за небрежного, случайного или даже злонамеренного открытия или удаления части корпуса, следует контролировать лазерную опасность техническими средствами (например, при помощи защитной блокировки), позволяющими предотвратить доступ к лазеру или отключить лазерную эмиссию (см. также

8.4.2 и приложение А).

Инструкции для устанавливаемых пользователем блокировок приведены ниже и предлагаются в качестве рекомендаций, но не рассматриваются как производственные требования (производственные требования для лазерных изделий определены в МЭК 60825-1).

8.3.3.2    Конструирование защитных систем блокировки

Для блокировок, предназначенных для выполнения функций по безопасности в критических ситуациях. рекомендуются:

a)    механические выключатели, конструктивно обеспечивающие принудительный разрыв цели (см. А22. приложение А). Пружина распрямляется при срабатывании выключателя блокировки, предотвращая образование дуги или риск неустойчивой работы:

b)    бесконтактные переключатели: полезны на раздвижных дверях. Такие переключатели кодируют (т. е. обе части конструктивно работают как единое устройство}, чтобы избежать случайного раскрытия:

c)    системы блокировки: конструкция систем должна обеспечивать, чтобы одиночная ошибка в любой части цегы не вела к потере защитной функции. Одюючная ошибка должна быть обнаружена прежде, чем система будет возвращена в исходное положение (пример обоснованно ожидаемого события — замыкание контакта реле):

d)    прерывание лазерной эмиссии: возможно при выключении электропитания лазера, а для импульсных лазеров должно сопровождаться сбросом любой остаточной энергии, которая может стать источником следующею импульса, что обычно обеспечивается изготовителем при проектировании изделия

8.3.3.3    Блокировки с возвратом в исходное положение

Хорошо зарекомендовали себя на практике блокирующие системы, сконструированные так. чтобы после срабатывания система могла быть легко перезагружена (например, кнопкой сброса).

Сброс блокирующей системы не должен быть возможен, пока не устранены ошибки всех защитных функций и защитных устройств.

При возврате блокирующей системы в исходное положение должна быть исключена возможность самостоятельного перезапуска лазера до готовности системы принять команду запуска.

8.3.3.4    Блокировки с переходом на ручное управление

Блокирующие системы с возможностью перехода на ручное управление, разрешающее доступ для обслуживания или регулирования, должны соответствовать следующим требованиям:

предполагается, что нормальная работа при отключении блокировки не будет восстановлена, когда панель доступа к лазерному излучению возвратится в свое обычное положение. Это требование обеспечь вается. например, ограничением продолжительности ручного управления или проектированием изделия с механизмом перехода на ручное управление.

Намеренное отключение блокировки должно сопровождаться четким визуальным или звуковым сигналом тревоги.

Если блокировкой можно управлять из внешней области работающего лазера, то это должно быть возможно только посредством закодированного или управляемою кпи>юм выключателя для предотвращения такой возможности для неуполномочеююго персонала.

8.4    Снижение опасности

8.4.1 Предотвращение доступа

Доступ людей при обоснованно ожидаемой опасности лазерною излучения должен быть предотвращен техническими средствами. Ест необходимый уровень защиты не достигнут, то доступ людей к опасным уровням лазерного излучения или к другим опасностям, связанным с работой лазера, должен быть предотвращен, насколько это практически выполнимо, с использованием барьеров, канала для вывода пучка, локализацией в корпусе, обеспечением доступа только уполномоченному персоналу, когда это необходимо.

8.4.2    Зоны, где используется лазер

Зону, где используется лазер, определяют везде, где обоснованно ожидается рисх вреда как результат использования лазерного оборудования. В обычном понимании зона, где используется лазер. — это место, в пределах которого существует опасность лазерного излучения и. соответственно, необходим эффективный контроль. Такие зоны должны быть ясно обозначены, доступ к ним разрешен только уполномоченному обученному персоналу и людям под их контролем.

Границы зоны, где используется лазер, должны быть огорожены везде, где обоснованно ожидается риск причинения вреда (включая обоснованию ожидаемые неисправности лазерного или связанного оборудования и неисправности при правильном проведении процедур).

Предупредительные знаки наносят с внешней стороны зоны, где используется лазер. Они должны быть четкими, хорошо видимыми и читаемыми. Знаки должны содержать символ лазерной опасности, показанный на рисунке 1. указание(я) тила(ое) опасностей), на огражчение доступа и меры предосторожности. которые следует предпринять на входе. Может быть полезно включить в указания имя человека, ответственного за безопасность е зоне, от которого может быть получена необходимая информация.

Полное физическое ограждение зоны, где используется лазер, обычно желательно, но не всегда необходимо при условии, что:

a)    доступ в зону контролируется и

b)    люди вне зоны не подвергаются неблагоразумному риску.

Блокировку двери или других путей входа в зону, в которой используется лазер, следует рассматривать с точки зрения наличия существенных опасностей и невозможности контроля доступа административными средствами и. особенно, при необходимости использования СИЗ в зоне использования лазера. Если блокирующие устройства установлены на путях входа в зону, они могут быть подключены соединителем дистанционной блокировки к лазерам классов ЗВ и 4 с целью прерывания эмиссии е случае, если блокирующее устройство активизировано при возможности входа в зону. Допускается использование других возможностей функционирования блокировки с целью прерывания эмиссии (например, соединение с устройством подачи электрического питания лазера или прерывателем пучка). Примеры зон использования лазера с учетом класса лазера приведены в таблице 9.

Если по эксплуатационным причинам необходим вход или выход в контролируемую и защищенную блокировками зону использования лазера, допускается использование блокироеокс переходом на ручное управление (см. 8.3.3.4). Такая система является открытой, поэтому возможна эксплуатация с нарушением правил, однако необходимо найти компромисс между эффективностью эксплуатации зоны использования лазера и возможностью хотя бы временного прекращения работы системы защитной блокировки. Аппаратуру блокировки с переходом на ручное управление не следует применять без тщательного исследования ее использование, екпюиао неправильное. Если прерывание лазерной эмиссии неприемлемо, а блокировка с переходом на ручное управление не обеспечивает удовлетворительное решение (например, при использовании в медицинских целях), то можно использовать, например, закодированные или управляемые ключом предохранительные электромагнитные дверные замки, имеющие кнопки, позволяющие открыть дверные замки в случае необходимости и выпустить людей в чрезвычайной ситуации (т. е. доступные внутри и снаружи зоны использования лазера).

Освещенные предупреждающие знаки могут использоваться за пределами зоны использования лазера для указания на то. что эксплуатируется лазер и дверь (если установлена) заблокирована. Эти знаки должны ясно указывать на то. когда вход в зону безопасен, а когда опасность существует (см. 2.5).

При установке кнопок аварийного останова (обычно кнопка красного цвета) ео внутренней части зоны для прекращения опасной лазерной эмисоы в случае чрезвычайной ситуации следует рассмотреть также возможность возникновения других рисков. Специа/ъные требования относительно безопасности на рабочем месте для разных стран также должны соблюдаться.

8.4.3    Местные правила и процедуры

Административный контроль должен проводиться е форме утвержденных документов и процедур, которые могут быть составлены для конкретной организации, по месту расположения оборудования и соответствовать стандартным образцам. Документы и процедуры должны включать в себя:

a)    описание и назначение оборудования или процесса:

b)    имя и рабочее место начальника службы лазерной безопасности и сотрудника, ответственного за лазерное оборудование:

c)    имена работников, имеюидех разрешение на работу, ремонт или обслуживание лазерного оборудования:

d)    процедуры, которые будут приняты для эксплуатации, ремонта или обслуживания лазерного оборудования (где это существенно); они должны включать в себя необходимые меры предосторожности, в том числе использование средств индивидуальной защиты, использование и безопасное хранение управляющих ключей;

e)    действия, которые необходимо предпринять в случае отказа оборудования или наступления других чрезвычайных ситуаций:

0 процедуру составления рапорта о происшествии и действиях, предпринятых при несчастном случае;

д)    подробные требования, регламентирующие разрешение проведения опасных операций, например процедуры утверждения на текущее обслуживание (разрешение на работу).

Местные правила должны пересматриваться регулярно, стем чтобы гарантировать соответствие их текущим требованиям.

8.4.4 Локальное уменьшение риска

8.4.4.1    Общие меры предосторожности

8 пределах зон использования лазера должны быть предприняты меры, позволяющие уменьшить риск поражения людей, допущенных к работе. Эти меры должны включать в себя;

a)    соответствующий уровень обучения персонала;

b)    достаточное освещение помещения:

c)    нормальные условия окружающей среды, хорошую организацию рабочего места;

d)    обеспечение контроля над управляющими ключами.

е)    безопасную установку лазера и всех компонентов относительно направления распространения пучка;

0 безопасны* метод выравнивания пучка;

д) прерывание пучка в конце заданной траектории (если необходимо):

h)    использование аттенюатора пучка или прерывателя, установленного на лазерных изделиях классов ЗВ и 4. для прерывания лазерной эмиссии на короткий период времени в случае необходимости. Если лазерная эмиссия не требуется в течение более длинных промежутков времени, лазер должен быть выключен;

i)    заключение мощного пучка а корпус (если это практически выполнимо):

j)    удержание пучка выше или ниже уровня глаз (если это практически выполнимо):

k)    заключение пучка в пределах определенных областей, которые являются настолько малыми, насколько это разумно и практически выполнимо (например, удержание пучка в пределах границ оптической таблицы: размещение барьеров, предотвращающих доступ лкадвй. если открытый пу-юк пересекает пол);

l)    использование экранов, жалюзи или занавесок для ограничения лазерного излучения (в качестве руководства в выборе подходящих материалов см. МЭК 60825-4);

т) использование технологических карт.

8.4.4.2    Зеркальное отражение

Следует обращать особое вмшание на предотвращение случайных зеркальных отражений лазерного излучения. Зеркала, линзы и делители пучка должны быть жестко закреплены, и их контролируемые перемещения должны проводиться только во время работы лазера.

Зеркальное отражение излучения лазерных изделий классов 1М и 2М от поверхностей, которые могут сфокусировать пучок, может представлять собой опасность для незащищенных глаз (прямое облучение излучением от лазерных изделий классов 1М и 2М для незащищенного глаза обычно неопасно).

Отражающие поверхности, кажущиеся диффузными, могут отразить значительную часть пучка зеркально. особенно в инфракрасном спектральном диапазоне, что может представлять потенциальную опасность на больших расстояниях, чем ожидается от обычных диффузных отражений (Ламбертиан).

Потенциально опасные зеркальные отражения происходят от всех поверхностей передающих оптические компоненты, таких как линзы, призмы, окна и делители пучка. Особое внимание следует уделить выбору оптических компонентов для лазеров классов ЗВ и 4 и поддержанию чистоты их поверхностей.

Потенциально опасное излучение может также быть передано через некоторые отражающие оптические компоненты, такие, например, как зеркала (например, инфракрасное излучение, проходящее через отражатель видимого излучения). Многие поверхности становятся зеркально отражающими при скользящем падении лучка.

8.4.5 Индивидуальная защита

8.4.5.1    Использование средств индивидуальной защиты

СИЗ (такие, например, как лазерные защитные очки) используются при необходимости персоналом при работе в рабочей зоне лазера с целью защиты от опасностей. Такая защита должна использоваться при наличии обоснованно ожидаемой опасности, при этом следует обеспечить адекватную защиту другими средствами, предпочтительно заключением лазерного пучка в оболочку, но в необходимых случаях СИЗ должны обеспечивать достаточную защиту.

Когда СИЗ обеспечивают уменьшение риска, их использование должно быть обязательным, а не основываться на индивидуальном решении. СИЗ должны подбираться индивидуально и по гигиеническим требованиям быть должным образом очищены перед использованием другим человеком, в разных странах могут существовать дополнительные требования к СИЗ.

Специальные требования, учитывающие специфику, маркировку и проверку защиты глаз от лазерного излучения в комплексе, а не только оптическую плотность, применяют в Европе (см. ЕН 207 и ЕН 208).

8.4.5.2    Защита глаз

Для защиты глаз используют специальные очки или с оправой для ушей, или закрепляемые вокруг головы. Такие защитные очки имеют оптические фильтры для уменьшения передачи лазерного излучения к глазам в пределах зоны, где используется лазер. Заключение пучка в корпус, что является главной гарантией безопасности персонала, объединяют, когда необходимо, с дистанционным наблюдением (например, телееидомем).

8.4.5.2.1    Защиту глаз используют при следующих обстоятельствах:

a)    если существует незначительный риск повреждения, являющийся результатом случайного облучения глаз лазерным излучением свыше МВЭ.

b)    если нет серьезного риска повреждения кожи, являющегося результатом случайного облучения лазерным излучением (дополнительно см. 8.4.5.3). Такой рис* возможен, если для защиты глаз используют очки с высокой оптической плотностью фильтров;

c)    если практически невозможно обеспечить полную защиту при помощи технических и/или административных средств контроля;

d)    если защитные очки обеспечивают:

1)    понижение максимального обоснованно ожидаемого лазерного излучения до безопасного уровня.

2)    способность выдерживать максимальное обоснованно ожидаемое лазерное излучение, достаточное для принятия мер по его прекращению время, и

3)    человек, надевший очки, способен использовать их без дискомфорта и без существенного ухудшения обзора.

8.4.5.2.2    При выборе защитных очков следует учитывать следующие факторы.

a)    рабочая длина волны (длины волн). В фильтрах защитных очкое используют материалы, обеспечивающие защиту в определенном диапазоне длин волн;

b)    обоснованно ожидаемый худший случай эффективного облучения (определяют в соответствии с разделом 3). выраженный или в единицах падающего потока излучения (Вт м г). или е единицах энергетической экспозиции (Джм~2);

c)    применяемое значение МВЭ для глаз (определяют в соответствии с разделом 4). выраженное в единицах эффективного облучения.

d)    фактическое облучение и диаметр пучка (эти параметры определяют подбор очкое, защищающих от падающего лазерного излучения):

e)    оптичесхую плотность Од. лазерных защитных очкое е зависимости от длины волны. Оптическая плотность должна быть достаточной, чтобы уменьшить излучение до уровня ниже МВЭ в течение обоснованно ожидаемого времени облучения. Значение Ох. необходимое для обеспечения защиты таз. можно вычислить по формуле

04 - log 10 [(максимальное обоснованно ожидаемое облучениеУ(МВЭ)].

8.4.5.2.3    Другие важные факторы включают е себя:

а) Пропускание видимого света, способность видеть предупреждающий световой сигнал или другие индикаторы через фильтры.

b)    Защитные очки должны быть удобны для ношения, создавать как можно более широкое поле зрения, иметь полное прилегание при достаточной вентиляции для избежания запотевания и обеслече*мя достаточной видимости. Важно, чтобы оправа и боковые участки создавали защиту, эквивалентную линзам.

c)    Энергетическая экспозиция или облученность, при которой происходит повреждение очков.

d)    Прочность материалов (стойкость к удару).

e)    Любые соответствующие национальные правила.

8.4.5.2.4    Все лазерные защитные очки должны иметь четкую маркировку с указанием:

a)    рабочей длины волны:

b)    оптической плотности на рабочей длине волны.

8.4.5.2.5    Для защитных очков необходимо также учитывать, что.

a)    должны быть известны любые ограничения максимального уровня лазерного излучения, которое может воздействовать на защитные очки (с учетом возможности повреждения материала фильтра при высоких уровнях облучения):

b)    при использовании различных видов защитных очков полезно наносить цветную маркировку или другие знаки, указывающие на применение с конкретным лазером;

c)    при работе с видимым лазерным излучением иногда желательно видеть лазерный луч в целях выравнивания или по другим эксплуатационным причинам. В этом случае защитные фильтры для глаз определяют на основе снижения случайного облучения до уровня, эквивалентного классу 2. если для защиты достаточно естественной реакции глаз (моргание).

При определении МВЭ в уравнении для 0> за основу берут время 0.2S с:

d)    защитные очки разработаны для защиты от случайного облучения лазерным излучением. Их не следует использовать для защиты от преднамеренного облучения или непосредственного наблюдения лазерного пучка. Защитные очки должны периодически проверяться для учета износа или повреждений. Дата проверки должна быть зарегистрирована, а защитные очки заменены (если необходимо). Защитные очки должны быть проверены на пригодность каждый раз перед использованием;

e)    мощность падающего пучка, уровень энергии, поглощенное излучение в материале фильтра могут привести к серьезному повреждению и внезапному выходу фильтра из строя. Поэтому защитные очки после одиночного случайного облучения излучением высокого уровня следует заменять.

8.4.5.3 Защитная одежда

Если персонал может облучаться излучением, уровень которого превышает МВЭ для кожи, то предусматривают соответствующую защитную одежду- Обычно применяют маски или перчатки, но иногда требуется использование защиты всего тела.

Такую защиту следует предусматривать везде, где возможен серьезный риск причинения вреда здоровью (дополнительно к опасности для глаз) (см. раздел 7), но при таких обстоятельствах степень опасности учитывают комплексно.

8.5    Обслуживание оборудования

8.5.1 Увеличение рисков во время обслуживания лазерного оборудования

Лазерное оборудование классифицируют на основе уровня лазерного излучения, доступного во время обслуживания. При обслуживании и эксплуатации могут потребоваться удаление предохранительных крышек, разборка защитных частей изделия и/или существенное изменение в работе лазерного оборудования. что увеличивает риск травматизма. Возможны допо/мительные опасности, например электрическая. Операции по обслуживанию и эксплуатации могут потребовать более высокого уровня обучения технике безопасности, чем необходимо для нормальной эксплуатации лазерного оборудования.

Перед обслуживанием лазерного оборудования следует оценить все рисхи. Необходимо вести учет всех операций и любых изменений в работе лазерного оборудования.

Обслуживание встроенных лазеров может увеличить риск поражения лазерным излучением. В операции по обслуживанию включают выравнивание пучка, другие операции регулирования и появление беспорядочных лазерных пучков (т. е. пучков, проходящих в неожиданных направлениях). Для безопасного обслуживания часто необходимо вокруг лазерного оборудования установить временную зону, соответствующую увеличению уровня риска (см. ниже) и ввести особые процедуры и правила безопасности (например. если необходимо систематически выравнивать пучок). Изготовители после запроса обслуживающего персонала должны давать рекомендации относительно безопасных процедур во время обслуживания.

8.5.2    Временные зоны использования лазера

Временную зону использования лазера устанавливают, если возможен доступ лодей к опасным уровням лазерного излучения (например, во время обслуживания) и если люди, не имеющие права доступа, не осознают присутствия лазерной опасности и/или соответственно не обучены необходимым процедурам безопасности.

Для временных зон использования лазера следует руководствоваться теми же правилами, что и для зон использования лазера (см. 8.4.2). Если нормативные требования к техническому контролю доступа труднодостижимы, то для обеспечения временного ограничения доступа усиливают меры административного контроля. Если безопасный доступ в зону не обеспечивается техническими средствами, то у входа в зону следует размещать соответствующие предупреждения и запрещающие знаки. При определенных обстоятельствах для обеспечения временных ограничений доступа может быть желательно присутствие дежурного.

8.5.3    Меры контроля во время обслуживания оборудования

При установлении мер контроля во время обслуживания оборудования там. где есть серьезный риск поражения лазерным излучением, особое внимание следует уделить.

a)    уменьшению уровня эмиссии до необходимого максимума:

b)    ограничению диапазона перемещения пучка в пространстве для уменьшения неопределенности направления пучка во время выравнивания:

c)    предварительной проверке выравнивания пучка близко к лазеру и только затем увеличению расстояния для минимизирования неуверенности в положении пучка;

d)    размещению прерывателей пучка в большой зоне после экранов мишеней во время выравнивания. с тем чтобы прервать лазерный пучок, когда он не попадает в мишень:

e)    обеспечению выравнивания пучка вспомогательными визуальными средствами (например, камерами, флуоресцентными или чувствительными к нагреву экранами и средствами просмотра). Их также используют в случае видимого лазерного излучения, когда появляется необходимость снять защитные оч*э1. чтобы яснее видеть пучок:

О удобству лазерных защитных очков, подходящих для использования в течение длительного периода. когда адекватная защита другими средствами невыполнима:

д) обеспечению техническими средствами для передачи контроля за лазером (например, переносимыми вручную пожаробезопасными устройствами), когда для обслуживания необходимы двое или несколько человек, особенно если один человек находится в отдалении от лазера для того, чтобы дать другому команду запустить лазер:

h) использованию неотражающих покрытий или диффузно отражающих поверхностей на инструментах. требованию накрывания или удаления драгоценностей, часов и тд. из зоны использования лазера, чтобы минимизировать случайные отражения.

8.5.4    Услуги других организаций по техническому обслуживанию лазерного оборудования

Если другая организация (например, поставщик лазерного оборудования) заинтересована в обслуживании лазерного оборудования, то процедура должна предусматривать передачу его на техническое обслуживание и принятие в эксплуатацию после завершения работы. Для достижения результата может быть полезной предварительная переписка пользователя лазерного оборудования с организацией, которая будет проводить техническое обслуживание. Проверка, восстановление блокирующих устройств должны быть частью поставки оборудования пользователю.

Необходима оценка риска при внешнем обслуживании, даже если обслуживающая организация полностью контролирует эксплуатацию. Ответственность за установление зоны использования лазера до начала обслуживания (если такая зона требуется) определяется на договорной основе. При отсутствии договора ответственность за проведение всех необходимых мероприятий на месте несет пользователь.

9 Поддержание безопасной работы

Должен выполняться регулярный контроль зон использования лазера и должна вестись документация. где должно регистрироваться проведение всех необходимых процедур по контролю, позволяющих достигнуть приемлемого риска. В случае необходимости должны быть пересмотрены защитные процедуры, обеспечивающие безопасную работу. Результаты расследования происшествий (см. раздел 10) должны использоваться для оценки эффективности и адекватности мер контроля.

Обстоятельства, которые могут выявить необходимость в переоценке риска и пересмотре защитных процедур и мер контроля, включают в себя:

a)    модификацию, игы изменение местоположения, или замену лазерного оборудования:

b)    изменение условий эксплуатации:

c)    изменение окружающей среды, в которой эксплуатируется лазерное оборудование:

d)    изменение требований к персоналу, имеющему доступ к лазерному оборудованию, или к тем. кто потенциально может быть облучен:

e)    признаки любого отступления от требований техники безопасности.

10    Рапорт о происшествии и исследование несчастного случая

В случае фактического или предполагаемого опасного облучения лазерным излучением или других поражений от лазера (несчастный случай), или нарушений нормальной работы защиты, способных повлечь за собой несчастный случай, эмиссия лазера должна быть немедленно прекращена. О происшествии должно быть сообщено руководству, ответственному за эксплуатацию по месту происшествия.

На месте фактического или предполагаемого опасного облучения по мере необходимости должно быть обеспечено медицинское обслуживание. В случае фактического или предполагаемого поражения глаз в течение 24 ч офтальмологом должна быть проведена медицинская экспертиза. Это полезно для получения всех характеристик лазерного пучка и поможет офтальмологу при лечении. Во всех случаях фактического или предполагаемого опасного облучения необходимо исследовать все обстоятельства происшествия, определить вероятную дозу облучения и оформить документальное заключение. Перед повторным использованием лазера должна быть определена причина возможного отказа и проведены необходимые изменения в системе защитных мер контроля.

11    Медицинское наблюдение

Обычная проверка зрения у персонала, работающего с лазерным оборудованием, не относится к программе наблюдения здоровья. Проверку зрения иногда проводят для других целей, например для юридической экспертизы. Некоторые используемые процедуры с медицинской точки зрения сами по себе опасны, проводятся только в случае необходимости и не применяются при обычных проверках.

Таблице 5 — МВЭ сетчатки прямым воздействием лазерного излучения

Длина еолнм Я. нм

Длительность излучения 1 с

От Ю-“ до 1<Г"

ОНО'" до 10**

От 10-* доЮ’7

От 10-' до 16 Ю-*

От 1.810'* до 0 10'*

От 5 10'* до 1 10°

От 1 10° до 10

От 10 до 102

Or 10* до 101

От 10s доЭ 10*

180-302.5

ЗС

> Джм-2

302.5-315

ЗЮ10 Вт-м*2

С2 Джм-2.если |> Г, С| Джм-2.если IS 7,

Cj Джм-2

315-400

С, Джм-2

10* Дж м*2

10 Вт м*2

400-4 50е1

1,5

Джм*2

2.7-10* I076 Дж м*2

5 10-» Дк м-2

18 10 74Дж м*2

100 Джы2

450—500*'

100 Cj Дж м*2

МЫ

10 втм-2

Cj Вт м-2

500-700*'

10 Втм*2

700-1050*'

1.5-10* С4 Джм-2

2.7 10* 1074С4 Джи"2

S-IO^Ce Джм-2

181° 74 С., Дж м*2

10 С4 С7 Вт-м*2

1050-1400"

1.8-10*» С7 Дим-2

2.7Ю4!0 74 С7 Дж м-2

510'2 С7 Джм*2

901° 74 С7 Дж м"2

1400—1500

1012 Вт-м*2

105 Дж м-2

5600 I025 Дж м'2

1000 Вт-м*2

1500- 1800

1011 Вт м*2

10* Джм'2

1800—2600

1012 Втм-2

10» Дж Ы2

5600 1°24 Дж м*2

2600-104

Ю11 Вт-м"2

100 Дж и'2

5600 I425 Дж м-2

" Значения МВЭ. приведемте а настоящей таблице для диапазона длин воли 400—600 нм (область опасности для сетчатки), применяют к размерам видимых источников не более 16 мрад (эти значения МВЭ охватывают прямое наблюдение большинства одиночных лазерных источников) Повышение предела применяют к источникам больших размеров (таких как определенные составные источники или диффузные отражатели), которые приведены в таблице 6.

61 в диапазоне длин волн 450— 500 нм применяют двойной предел для длительностей излучения от 10 до ЮОс. и экспозиция не должна превышать любой применяемый предел.

Примечания

1    Поправочный коэффициент и единицы величин см таблицу 6.

2    МВЭ для длительности излучешя менее Ю~* с и для длт вогх менее 400 им и более 1400 нм устанавливают равной эквивалентному хечеиию энергетической освещенности от предела энергетической экспоэмдии при 10-9 с. МВЭ для длительности излучения менее Ю*15 с для всех дтн волн устанавливают равной эквивалентному значению энергетической освещенности от МВЭ при 10*с.

ы

ГОСТ Р 54840—2011/IEC/TR 60825-14:2004


g T • в л и ц • в — МВЭ сетчатки прямым воздействием лазерного излучения от протяжении источников а диапазонах длим волн 400—1400 им {область опасности для сетчатки)


Длине еолнм

>., НМ

Длителшосгъ излучения 1. с

О» 10‘° до Ю-'1

От 10“" ДО Ю*®

От 10®

Д01.8-Ю'5

От 1.8 10*9 до 5 10"*

От 5 10*в до 10

От 10 ДО 102

От 10* до Ю*

От Ю* доЭ Ю*

400-700*'

15 Ю“* Се

Дж м'2

2.7 104 I0-* Се Дк м"2

5 Ю"5 Се Джм*2

М ж.

От 400

до

800 нм11

Фотокиьмче

ская опасность д

те сетчаим

те 1- - ь,е Дж м"2

100 С) Дж м 2 используют Ур ■ 11 мрад

1 с4 втм'2 используют Ур • 1.1 1° * мрад

1 Cj Вт м"2 используют УрИ 110 мрад

и

От 400 ДО

700 им*1

Термическая опасность для сетчатки

18С6 Т**026 Вт м*2. если t > Тг 18107* СеДж м 2 если 11 Г2

700—1050

1.5-ю"4 с4 св Дж м 2

2,7-10* I076 С<Се Дж м"2

5-10*» С( Се Дж м“2

181° 75 С4 Св Дж м"2

18 С4 Се С7 Т^-^Вт м-2. если |> 7* 181075 С4 С6 С7 Дж м"2. если is Т2

1050—1400

1,5-Ю"* Се с? Джм’2

2.7 10* I07* СеС7 Дж м“2

5-10"3 Св С7 Дж м"2

90107вС7 Джм-2


ГОСТ Р 54640—2011/IEC/TR 60825-14:2004


•' В диапазоне длю еоли от 400 до 600 им применяет део*<ые пределы, и излучение лазера не должно превышать применяемые пределы. Обычно пределы фотохимической опасности применяют только для экспоэицт дштельностью более 10 с. однако для длю воли а диапазоне 400—484 им и для еидимых источником размерами от 16 до 82 мрад применяют двойной предел фотохимической опасности 100 С) Дм м~* для экспозиций не менее 1 с.

Примечания

1    Поправочные коэффициенты и единицы величиной а таблице 8

2    Угол ур — огрвючеюый угол приема при иэмереюях.


Таблица 7 — МВЭ кожи лазерный излучетем

Длина еогьы

1. НИ

Длительность нклучения f. е

«10*»

Ю**—10**

10*г—10**

to**—10

10-10* I 10s—3 10*

180—302.5

30 Дж-М-2

302.5—315

ЗЮ Вты2

Сг Джм2. если t> Г, Су ДжЫ2. если t> Г,

Сг Дж-м-2

315—400

Су Дж-м'2

10* Дж-м-2 10 Вт м-2

400—700

2-10” Вты2

200 Дж-м'2

1.1-10* f025 Дж-м-2

2000 Вт-м'2

700—1400

2-10" С4 Втм-2

200 С* Дж м*2

1.1-10* С4*025Дж-м-2

2000 С» Вт-м~2

1400—1500

10*2 Вт м-2

103 Дж-м'2

5600 /°25 Дж-м-2

1000 Вт- и*2 •»

1500—1800

10м Вт-м-2

104 Дж-м'2

1800—2600

1012 Вт м-2

103 Дж-м'2

5600 I03* Дж-м*2

2600—10*

1011 Втм2

100 Дж-м-2

5600 Г* 25 Дж-м*2


а) При облу-внии поверхности кожи бопее 0.1 м2 МВЭ уменьшают до 100 Вт м 2.

Для площадей 0,01 к2—0.1 м2 МВЭ изменяют обратно пропорционально облученной площади кожи. Примечания

1    Поправочные коэффициенты и единицы величм — по таблице 8.

2    Сведения об эффектах воздействия облучения для длительностей менее 10*9 с ограничены МВЭ для таких длительностей облучения получена как производная облученности, применяющейся к 10** с.


Таблица 8 — Поправочные коэффициенты для МВЭ

Параметр

СлестральмиА диапазон. мы

С, «5.6-103 l02i

302.5—315

Г,,™0-*» -ги1.10-«с

302.5—315

Cj.io0-*1 -»*>

302.5—315

Т2- 10-10 м- •mjm. Ч с «

400—1400

S*

и

о

400—450

Cj= Ю002**-4501

450—600

с4 = 100 0й2|Х-700|

700—1050

С* = 5

1050—1400

с5 * н-'* м

400—106

С* = 1 при а £ Ом

400—1400

Сб = O/Oew, при <W < а S Omax

400—1400

Сб = IWW = 66.7 при а > отд.в>

400—1400


Окончание таблиц 8

Параметр

Спестральиы* диапазон. як

С7 = 1

700—1150

С7 = 10°

1150—1200

со

II

d

1200—1400


Л* Та » 10 с при а < 1.5 мрад и Т2 * 100 с при а > 100 мразью Cj применяют тоаю при длительностях импульса менее 0.25 с.

с> С* применяют тогъко к импульсным лазерам и лазерам непрерывного излучения, когда преобладают тепловые повреждения.

Ограничивающий приемный угол у должен быть равным си.,.-

«м = 1.5 мрад:

Qmu = 100 мрад.

N - число импульсов при определенной длитегъности излучения (си. 5.2).

Примечания

1    Сведения об эффектах воздействия облучения для длительностей облучения менее 10~9 с для длин волн менее 400 нм и более 1400 нм ограничены.

2    Поправочные коэффициенты С,—С? и контрольные точки Г, и Тг, испогъзуемые а таблицах 5—7. определены далее.

3    Об ограничении апертур см. таблицу 2.

4    В формулах в табгмцах 5—7 и в настоящих примечании длину волны выражают в нанометрах, длительность облучены I 8 секундах и угол а в кыллирааианах.


Таблица 9 — Зоны. где используется лазер

Класс лазера

Характеристика опасности

Пример зоны

План защитных мер ммтроля

Класс 1. Класс 2

Минимальная. Примечание — встроенные лазеры могут порождать сопутствующие опасности

Неограниченная.

Зона при эксплуатации лазера обе* чо ые требуется

В целях безопасности необходимо следовать инструкциям изготовителя и пред упреждениям на знаках

Класс 1М.

Расходящийся пучок. Класс 2М.

Расходящийся пучок (т. е. изделия, не соот-еетстеуюиие классам 1 ипч 2 по условию 2)

Локальная опасность для глаз, если испогъ-зуются опти честив средства наблюдения, например лупы

Локальная.

Допускается свободная планировка. если непосредственно над областью вокруг лазера осуществляется эффективный контроль

Рекомендуется обучены. Предотвращение использования луп для глаз, других увеличивающих приборов (линз) вблизи лазера.

Предотвращение перефокусировки или коллиыироеания пука

Класс 1М.

Коллимированный

пучок.

Класс 2М. Коллимированный пучок (т. е. изделия, не соответствующие классам 1 иш 2 по условно 1)

Серьезная опасность для глаз, ест иепогъ-зуются оптические средства наблюдения, например бинокгм иш телескопы

Огорожена либо свободная планировка.

Доступ в РНОГЗ контролируют процедурными средствами, например с помощью знаков, инст-руший и обучения. В случае свободной планировки доступ в РНОГЗ для публики должен быть закрыт

Требуется обучение. Рекомендуется иметь штатного сотрудника, ответственного за безопасность при работе с лазером.

Предотвращение использования телескопов и бикжлвй. Предотвращение перефокусировки пучка


Окончание таблицы 9

Класс лазер*

Характеристика опасности

Пример зоны

План защипшх мер контроля

Класс 3R

Низкий уровень опасности для глаз

Неограничешая. т. а. ответственность за безопасность несет пользователь

Рекомендуется обучение. Предотвращение прямого облу-чо» мп глаз

Класс 38

Опасность для глаз. Возможна опасность для кожи в верхнем диапазоне класса

Огорожена и защищена блокирующим устройством.

Доступ контролируют техническими средствам

Требуются обучение и штатный сотрудник, ответственный за безопасность при работе с лазером.

Обеспечивают безопасность с помощью ключа.

Закрывают пучок, насколько возможно, включая полную изоляцию. там. где это вьлолнимо. Вводят комплекс мер по безопасности на рабочем месте. Используют СИЗ. если невозможно предотвратить риск облучения

Класс 4

Опасность для глаз и кожи.

Возможна опасность воэнжноеемя пожара и задымления

Огорожена и защищена блокирующим устройством.

Доступ контролируют техническими средствам

Требуются обучение и штатный сотрудник, ответственный за безопасность при работе с лазером.

Обеспечивают безопасность с помощью ключа.

Зафывают пучок, наскогъко возможно, включая полную иэо-ляцмо. там. где это вгитолнимо Вводят комплекс мер по безопасности на рабочем месте. Используют СИЗ. если невозможно предотвратить риск облучения.

Прмимают меры защиты против сопутствующих опасностей (например, воэгораме. задымление)

Примечание — Сведем* в настоящей таблице описывают нормальную работу паэерое (т. е. не обслуживание или ремонт) и являются тогъко руководством при использовании лазеров. Оцемса риска может указать на то. что лазер данного класса должен быть отнесен к более высокой или более низкой категории, или на то, что необходимы различные системы защитных средств контроля для уменьшения риска.

Приложение А (справочное)

Образцы систем блокировки для зон использования лазеров

Примечание — В кастоацем приложении приведена информация относительно возможностей по проектированию систем контроля опасностей на основе систем блокировки, связанных с использованием лазеров. Настоящее приложение предназначено для тех. кто незнаком с использованием этих систем, но не отвергает иные решения, которые могут обеспечить необходимый уровень защиты в конкретных обстоятельствах. Возможности. олисаниые здесь, приведены в качестве примера.

А1 Введение

Система блокировки могут использоваться для прекращения лазерной эмиссии всяпы раз. когда дверь, открывающая доступ в зону, где используются лазеры, открыта.

Есть много разгмчных способов фор пировать системы блокировки в зависимости от специфических требований. которые делят на две основных категории: блокировка с запиранием и блокировка без затирания (ом. рисуми А.1—АЗ). Не асе элементы систем блокировок всегда необходимы, они приведены 8 даном приложении для полноты описания.


А_2 Г руппы элементов А2.1 Блокирующая контрольная система

Конструкция блокирующей контрольной системы должна быть отказоустойчивой и поддерживать защитную функцию е случае неисправности элемента системы (примером отказа элемента может служить замыкание контакта реле). Должна быть также предусмотрена кнопка сброса. обеспечивающая отключение системы (при открывании двери), соответственно необходимо намеренное действие (не простым закрыванием двери), чтобы возобновить эмиссюо лазера. Примечательно, что соединитель дистаициониой блокировки в соответствии с МЭК 60625-1 требуется для всех лазерных изделий классов ЗВ и 4 и его можно использовать для связи с дверными выключателями, поэтому наличие механизма сброса не требуется и. таким образом, предполагается, что пользователи рассматривают установку собственного механизма сброса самостоятельно. А2.2 Выключатели блокировки двери

Рисунок А1 — Назначение системы блокировки


Механические выключатели блокировки двери являются самыми простыми. Их конструкция должна обеспечивать принудительный разрыв ивгм (т. е. контактная пружина должна срабатывать независимо от открывания двери), чтобы предотвратить зашлание или замыкание контактов. Магнитные или другие бесконтактные лервкпючатегы приго^вы на раздвижных дверях или там. где требуется высокий уровень гигиены. Такие переключатели кодируют (г. е. обе части переключателя конструктивно работают как единое устройство), чтобы избежать случайного раскрытия, таюке 8 конструкции переключателя должно быть предусмотрено устранение возможности замыкания контактов.

AJ.3 Переключатели с ручным управлением

Средство ручного управления блокирующим устройством позволяет подготооло! ■ юму персоналу временно отключить защитную блокировку, если использование ручного управления разрешено, а безопасность не поставлена под угрозу (см. 8.4.2). Необходимо исключить возможность лазерного излучения через открытый дверной проем во время проведения регламентных рвбот.

Ecru установленная система ручного управления не охраняется, следует разместить кнопочньи перекло-чатель вне помещения. Если установленный ручной переключатель расположен вне помещения (существен**, если помещение можно оставить незанятым в то время, когда возможно прохождение лазерного пучса), то для управления доступом целесообразно использовать клавишный переключатель, клавиатуру или закодированную магнитную карту. Ручное управление само по себе должно быть надежно, его действие ограничено по времени, независимо от переключателей и таким образом должна быть обеспечена защита от его длительного испогьэо-ваиия. даже при отказе ручного переключателя в положении «Включено*.

А-2.4 Прерыватель

Если для прекращения лазерной эмиссии используется прерыватель пучка без выключения источнмса электропитания лазера, то должно быть конструктивно обеспечено, чтобы прерывате/ъ всегда оставался в закрытом положа вы. даже если питание прерывателя будет отклонено. и выдерживал случайное воздействие лазерного пучка без повреждений.

А^.5 Освещенный предупредительным знак

Освещенный предупредительным знак полезен для вдмяыстратиеного контроля, особенно там. где используется система без блокировки, и помогает избегать ненужшх прерываний лазерного иэлучежя. Освещенный предупредительный знак должен показывать «Включено» при работе лазере. Освещенные предупредительные знаю*, управляемые вручную, обычно неэффективны.

/L2.6 Система блокировки без запирания (см. рисунок А.2)

Такие системы являются самьпы распространенный. Они выполняют фумщию безопасности, прерывая лазерное излучение в случае открываем двери, в их хонструким* также предусматривают предотвращение перезапуска. пока все двери не закрыты. Ручное управление может использоваться, чтобы позволить утюлномочен-

Переключвтель перехода на ручное давление

Прерыватель


LV — низкое напряжение М — питающая сеть Рисунок А.2 — Система блокировок без запирания

шиш


персоналу входить в опасную зону и покидать ее без прерывания лазерного излучения (см. А.2.3). при этом ьзуемые освещенные предупредительные знаки указывают состояние лазера при открытых дверях. Каж-:гройство. прерывающее лазерное излучение, должно отвечать электропитание, хотя возможны негатив-оследствия для работы лазера (например, нестабильность его работы или уворение отказов его компо-в). за исключением относительно низких по моиаюсти диодных лазеров. Часто по причгкам практичности решения отклоняют. При осуществлении адеквапых процедурных средств контроля случайное срабатывэ-покировки при несанкционированном доступе считается крайне маловероятным. Альтернативным мето-локировки является откаэоустой’моый прерыватель, прекращающий лазерное излук»ею (см. А^.4).

АЛЛ Переключатель аварийного останова

Если для кнопки аварийного останова лазерного излучения нет легкого доступа во всех частях помещение», то в систему блокировки включают необходимое их число.

А^.8 Система блокировки с запиранием (см. рисунок А.З)

Переклочэтегъ перехода на ручное управление

прерыватель

LV - низкое напряжение, М - питающая сеть

Рисунок А.З — Система блокиров» с загыранием

Системы блокировки с запиранием физически предотвращают несанкционированный доступ в зону действия лазерного излучения и устраняют его нежелательные прерывания. Блокировка лабораторной двери вручную неприемлема, ъ к. человек может оказаться заблокированным внутри в случае аварии. Хранение ключей вне помещения неприемлемо, т. г. в чрезвычайной ситуации или при пожаре их могут не найти. Система блокироао* должна быть отказоустойчивой, прерывать излучение лазера и позволять доступ персонала в помещение при нарушении энергоснабжения или аварии. Управление электронными замками возможно при помощи кодового ключа или магнитной карты при условии обеспечения доступа с возможностью управления блокировкой для любого лица без клоча или карты. Допускается блокировка двери захлопыванием (см. А.2.9) при условии, чтобы ее можно было легко открыть при возникновении чрезвычайной ситуащм Для прекращения лазерного излучения. когда требуется аварим-ый доступ, лазер блокируют при помощи прерывателя или отключением электропитания. Допускается использовать переклочатет блокировки двери при условии, что при открытой двери запуск лазера невозможен, и обеспечивается его отклонение, если дверь опсрыта.

А.2.9 Электрические замки (электромеханические защелки)

Надежные электрические замки могут быть установлены для удержа чя двери в закрытом положении при годаче напряжения для предотвращены несанкционированного входа. (Обычные замки, закрываемые ключом, не используют.) Такие устройства устанавливают на дверных коробках и закрывают дверную задвижку при подаче напряжения (Задвижка не должна управляться ручкой двери.) Дверь закрывается при подаче напряжения, но не открывается. Если электромеханическая защелка не находится под напряжением, дверь открьвают как обычно.

Переключатели аварийного останова устанавливают за каждой дверью, где используется система блоки-ровю*. чтобы обеспечить вход в случае чрезвычайной ситуации. Кнопка на каждой двери внутри помечай чя связана с переключателем и обеспечивает выход, при этом по крайней мере одна легкодоступная кнопка останова в чрезвычаююй ситуации должна быть установлена в комнате. При нажатии переключатель останова должен обеспечивать безопасность, одновременно прерывая лазерный пучок, обесто* иоая электромехантеские защелки и тасим образом позволяя выход.

Назначение системы блокировки

Ств-ы и двери предполагают наличие опасности в пределах зоны, контролируемой лазером.

Блокирующая система, соединенная с дверями, способна при наличш опасности от pat-мчи гь доступ только для подготовленного персонала и упогмомоченных ши в надлежащем защитном очаряжемм.

Приложение В (справочное)

Примеры расчетов

В.1 Введение

В настоящем приложены представлены рабочие примеры с испогьэовэнием допогмительной информэ-iaw и формул из МЭК 60825-10 и МЭК 60825-1. Определение МВЭ представлено в В.З с примерами для малого источника, лазера с непрерывным излучением иш в В.4 — для лазера, генерирующего одиночные импульсы, игм а В.5 — для систем с периодически повторяющимися иютульсами. Определение НОГР для машх источников приведено в В.6. а для протяженных — в 8.7. Вычислемю оптической плотности защитных очсое представлено е В.8. а вычисление составных малых источников — В.9.

8.2 Символы, используемые в примерах, приведенных в настоящем приложении

Таблица В.1

Симаол

Е

юморемми

Олредепеяяе

а

U

Диаметр выходящего лазерного пучка

а

рад

Угол, стягиваемый видимым источником (или диффузное отражение), который на-бгзодается как точка в пространстве

а,

рад

Угол, на который 8 глазу стягивается ащимый источник на расстоянии /> = 100 мм

рад

(ьЫнималыьм угол, стягиваемый историком. для которого применим критерий протяженного источника

атал

рад

Угол, стягиваемый видимым источником, свыше которого МВЭ не зависит от размере ист оч нежа (amjJ = 0.1 рад)

с„

С2.....С7

1

Поправочные коэффициенты (см. таблицу 8)

rfu

м

Диаметр наименьшего крута на определенном рэсстоямм г от видимого источника, через который проходит и % полной мощности (игм энергия) лазера. В случае Гауссовского пучка tf63 относится к точке, в которой облученность {энергетическая экспо-мдия) опекается до 1/е от его центрального гыкоеого качения

U

Диаметр выходного зрачка оптической системы

м

Диаметр объектива оптической системы

Л

1

Часть полной мощности (или энергтм) лазера, собранная через апертуру, расположенную на определенном расстоянии г от видимого источника

F

Гц

Частота повторения импульсов

6

1

Квадратный корень из отношения падающей на сетчатку оптически вооруженного глаза энергетической освещенности (энергепыеской экспозиции) к ее мачению а случае оптически невооруженного глаза

Н

Дж-м-г

Энергетическая экспозиция

Е

Втмг

Облученность на расстоянии гот вкеммого источника

Но

Джы-2

Энергетическая экспозиция выходного пучка

5.

Втм-2

Облученность выходного пучеа на нулевом расстоянии от видимого источника

к

1

Коэффициент модоеой структуры лазера со значениями в пределах от Ac s 1 для пучков с гауссовским профилем до Ас = 2.5 для пучков с неизвестной модоеой структурой лазера

1-р

Джмг-ср-*

Интегрированная энергетическая яркость протяженного источника

к

нм

Длина волны излучения лазера

М

1

Усиление оптического инструмента

Окончание тэблош-s В. 1

Синкоп

ЕДМЩ8

иэиерфмий

Определение

«МВЭ

Джм"2

Максимальная возможная экспозидея

Емеэ

Вг-вг*

М

М-1

Атмосферный коэффициент ослабления для указанной длины волны

N

1

‘-Мело импульсов в пределах длительности экспозищм

NA

1

•-Меловая апертура лазерного исто и мка

1

•Меловая апертура объектива микроскопа

НОГР

м

Номинальное опасное для таз расстояние

оо

1

Оптическая плотность (коэффициент пропускания), определенная как логарифм по ооюванию 10 из аналога коэффициента пропускания (см. также МЭК 60050. терм ян 845-04-66: в настоящем стандарте символ О не используется во избежание вероятности перепутать его с символом, обозначающим диаметр)

Ро

Вт

Полная мощность излучения (или поток излучения) на выхода непрерывного лазера или средняя мощность излучения для лазера с повторяющимися импульсами

Вт

выходная мощность излучения импугьса импульсного лазера

рад

Утоп расхождения выходящего лазерного пучка

к

1

^Меловая постоянная 3.142

О

Д*

Полная выходная энергия излучения импульоюго лазера

г

м

Расстояние от видимого источника до наблюдателя, измеряемой апертуры или диффузной ьмшени

'I

ы

Расстояние от лазерной мишени до наблюдателя или измеряемой апертуры

г1,та»

м

Максима/ъное расстояние от лазерной мтшени да набгаоаатепя. когда применит критерии протяженного источника

t

с

Длительность одиночного лазерного импульса

Г

с

Общая дттепьность экспозиции для последовательности импу/ъсов

Т,.Тг

с

Контрольные точки времени (см. табпщу 8)

В.З Максимально возможная экспозиция (МВЭ) — введение

Максимально возможная экспоащия определена в 2.44 как уровень лазерного облучемся. до которого при нормальна условиях может облучиться персонал без вредных последствий, возражающих сразу или через д/м-тельный промежуток времем* повреждений. Значения максимахъно возможной экспозиции установлены ниже известных уровней опасности. Значе*мя МВЭ должны оцениваться как ориентиры безопасного облучения, а не как границы между безопасны/*/ и опасными уровнями облучемтя.

Значения МВЭ зависят от:

-    дгмны волны излученгя:

•    времени экспозиции или длительности импугьса:

-    спектра длмн волн, если ткагь облучается более чем одной дл/мой волны:

•    природы облучаемой ткани и

-    стягиваемого ист chi ■жом угла (который определяет размер изображения, относящегося к сетчатке глаза) в диапазоне длин волн от 400 до 1 400 нм.

Примеры, представление в этом приложении, иллюстрируют процедуры оы’мсления при непосредственном наб/кодении диффузных отрежемм и протяженных источнюсое. а таске для импульсного или модулированного излучения.

Выбор времени экспозиции очевиден как в случае импульсного лазера, так и лазера с непрерыеньм излучением или лазера с периодически повторяющимися импульсами в видимом /малазоне длин вопи от 400 до 700 нм. а при облучении глаз используют время 0.25 с. Для лазеров с непрерывным излу ioi мом игы периодически повторявшимися импульсами, работающих на длинах волн вне видимого диапазона, требуется заключете сотрудника, ответственного за безопасность при работе с лазером, о вероятном времени облучения.

Примечание — Значения М8Э при облучении глаз приведены в таблицах 5 и 6. а при облучен*** кожи — в тэбтце 7.

В примерах приведены пошаговые процедуры вычисления для типичных длин волн и других параметров облучения. Когда необходимо вычисгмть МВЭ. пользователь может применить эти процедуры для конкретной ситуации.

В.4 МВЭ — одиночный малый источник

При наблюдем** малого источника стягиваемый источником угол £ Ом. Следующие четыре примера илгво-стрируют способы вычисления МВЭ для одиночного малого источника для лазеров с непрерывным излучением или периодически повторяющимися импульсами.

Пример В.4.1

Определить МВЭ для гелий-кадмиевого лазера X = 325 нм с длитегъносгью излучения f = 0.1 с.

Решение: для определения МВЭ в таблмзе 5 на пересечении строю* диапазона длин волн 315—400 нм и колонии с длительностью излучения 1 хЮ-3—10 с находим С,, а его значение. Дж-м-2. приведено а таблице 8:

С, =5.6 103/025;

Нивз = 5.б-103'0,1ог*" 3.15-103 Дж-м*2.

МВЭ в единьщах энергетической освещенности после деления на длительность эишссм* t равна

Сивэ — НавэЛ » 3.15-10» /0.1 * 3.15-10* Вт м2

Пример В.42

Определить МВЭ одиночного импульса рубинового лазера X = 694 нм с длитегъностью облучения I = 10*э с.

Решение: е таблице 5 значение МВЭ находят на пересечении строки диапазона длин волн 400—700 нм и копомси с длитегъностью излучения I = 5-10** с — 10*3 с.

Значение МВЭ Наеэ = 18 f075 Дж-м*2.

Тогда

Нмвэ = 18(10-3^”= 0.1 Дж-м-2.

Пример В.4.3

Определяют МВЭ одиночного импульса лазера на арсениде галлия X = 906 м* с длительностью импугъса (= 100 нс.

Решение: по таблице 5 находят значение МВЭ на пересечении строки длин вопи 700—1050 нм с длитегъ-ностью излучения t = Ю~т—1.8-1 О*5 с.

МВЭ. вьюаженная как энергетическая экспозиция, равна

/Авэ = 5-1Q-3 С4 Джы2

Коэффициент С4 вычисляют по формуле, приведем*»* 8 таблице 8:

С« = 10° 002 О-Т00) а 2.57.

Тогда

Ни вэ = 5-10^-2.57 = 12.9-10*3 Дж-м*2

Пример В.4.4

Определяют МВЭ для гелиеео-неоноеого лазера непрерытого излучения (He-Ne) X = 633 нм.

Решение: поскольку лазер работает е видимой части спектра и не предназначен для непосредственного наблюдения, используют длительность излученмя Г = 0.25 с. По таблице 5 находят значение МВЭ на пересечем** строки длин волн 400—700 нш с длительностью излучем*я t = 1-10*3—10 с.

МВЭ. вьюажемчая как энергетическая экспозиция, равна

Нуъ э = 181* 75 Дж-м-2 Нигэ = 18 (0.25J9 79 = 6.36 Дж-м'2.

МВЭ в единицах энергетической осеещемюсти после делем*я на длительность эмиссии t = 025 с равна

£мвэ = 25Втм-2.

В.5 МВЭ—системы с повторяющимися импульсами

Правила, применимые к лазерам с повторяющимися имлугъсами (или к повторяющимся облучениям от сканирующих лазерных систем), приведены а 42 МЭК 60825-10 и обеспечивают детализацию блок-схемы с пошаговым вычислением МВЭ для лазера с повторяющимися имлугъсами.

Пример В.5.1

Определяют МВЭ малого истомика при непосредственном наблюдении пу-жа для излучения аргонового лазера (X = 488 нм), работающего с «естотой повторения импульсе» Я = 1 мГц и длительностью импульсов Г = 10** с.

Решение: поскольку этот лазер работает в видимой области спектра, намеренное наблюдение не предполагается. а длитегъносгь облучения будет ограничена рефлексом мигаьмя до Т = 0.25 с. Если предположить возможность намеренного наблюдения излучения в диапазоне длин волн 400—600 нм 1 с или более, то оцопи вают предел фотохимического воздействия на глаза дополнительно к тепловому и применяют самое ограни-м тегъное значение МВЭ.

Подраздел 5.2 включает в себя три критерия, которые нужно рассмотреть и для оцеым применить самый ограничительный.

Из 5.2. перечисление а), облучение от любого одиночного импульса не должно превышать МВЭ для одиночного импутъса. Таким образом, энергетическая экспомачя для периода времени 10-* с по таблице 5:

Н^Ч = 5-1(Г3 Дж-и2

Из 5.2. перечисление Ь). среднее облучаем© для последовательности импутъсов с дгмтельностью облучения Т не должно превышать МВЭ для одиночного импульса с длительностью облучения Т. Для длительности облучения 0.25 с предел энергетической экспозиции определяют по табгьщв 5:

Нт = 18I0-75 Дж-м*2 = 18(0.25)° 75 = 6.36 Дж-кГ2.

Для N = 2.5-105 импутъсов за период 0.25 с критерием средней облученности одиночным импульсом для энергетической экспозиции является

«м-мч imM. * H,!N = 6.Э6/2.5-105 * 2.55-10*8 Дж-м*2.

Из 5.2. перечисление с), сроднее облучение от импульса в пределах последовательности импульсов не должно превышать МВЭ от одиночного имлугъса. умноженного на поправочный коэффициент С$ (где С* = Максиматъная длительность облучения, для которой должно быть применено требование перечисления с), является Т2 в диапазоне длны волн 400—1400 нм. где Г2 = 10 с для a S а^.

Поскольку лазер работает с высокой частотой повторения импульсов, применяют примечание 3 к 5.2. перечисленме с). Тогда требуется, чтобы если в пределах периода Т, (см. таблицу 3 для Т, = 18-10~*с) проходят несколько импульсов, то для определения N они считались как одиночный импульс, и энергетическую экспоэи-i*eo одиночного импульса сравнивают с МВЭ за время Г,. Следовательно, эффективная частота повторения импульсов

Fe = 1/Г, = 1 / (18-10**) = 55.56 кГц.

МВЭ едя импульса длительностью Т, приведена в таблице 5 и равна 5-10° Дж-м*2.

Эффективное число импульсов за 0.25 с

НЕ= Т F£ = 0.25-55.56-103 = 1.39-104.

Для = 1.39-104 импульсов и дгмтельности периода Г* равной 0.25 с. энергетическая экспозиция по этому критерию была бы равна

= Ним** *фф    = 5-103 (1.39-10*Г = 4.6-1tr* Дж-м 2.

Условия 6.2. поро-жслонио а), и 6.2, поро<иоло)мо Ь>, применишь к импульсу энергии О, о то оромп кая условие 5.2. перечисление с), применимо к импульсу энергии = Q Г, F = 18 О. Следовательно, деление ^- j:r.A;nT»fmot4i143 (что дает 2.55-10-8 Дж-м г) позволяет сравнивать вычисленные в 5.2 три значения МВЭ. В этом примере критерии 5.2, перечисление Ь). и 5.2. перечисление с), рваны. являются самыми огрансчителыы-ми. поэтому МВЭ одиночного импульса едя этой систеьы равна 2.55-10~5 Дж-м2.

Пример В.5.2

Определяют МВЭ при непосредственном наблюден*** пучка едя лазера на иттриево-а/кминиееом гранате с неодимом (). = 1064 нм), частотой F = 20 Гц и длительностью импульса / = 1 мс.

Решение: лазер работает в невидимой части спектра, поэтому рефлекс мигания никакой защиты не дает. Приемлемая оценка времен** случайного опасного облучения дает значение 10 с Для этого периода времени общее число импульсов

N= TF- 10-20 = 200.

Подраздел 5.2 включает в себя три критерия. которые нужно рассмотреть, и для оценяо* принимают самый ограничительный.

Из 5.2. перечисление а), облучение одиночным импульсом не должно превышать МВЭ для одиночного импульса. При облучении пучком от малого источника МВЭ определяют из таблиц 5 значение Су = 1. а длюгу вопш 1064 нм — по таблице 8. Таким образом, энергетическая экспозиция по табгмце 5 для периода вромсты 1 мс:

= 90 f0 75 Су Дж-M-2 = 90-0.0010'78 • 1 = 0.506 Дж-м*.

Из 5.2. переселение Ь). среднее облуче»**е для последовательности импутъеов с дгьттельностъю облуче-н**я Т не должно превышать МВЭ для одиночного импульса с длительностью облучения Т. Для длительности облучения 10 с (общее время облучения) предел энергетической экспозиции определяют по таблице 5:

Нт - 9010 75 Су Дж-м*2 = 90-10° 75-1 = 506 Дж-м"2.

Для N = 200 имггульсое за период 10 с критерием средней облученности одиночным импульсом для энергетической экспозмем является

Сдачам». • смлиаи =    = 200" =    Д*'***2,

Из 5.2. перечисление с), среднее облучение от импульса в пределах последовательности импульсов не должно продышать МВЭ от одиночного импутъса. умноженного на поправочный коэффициент С5 {где С$ = /V*1*). Для N = 200 импутъсое за период 10 с критерием средней облученности является

Чеспмомтиьи». = *т~т    = 0.506-(200) ° « = 0.135 Дж мЧ

Пока предел для последовательности импульсов по критериям 52. перечисление с), является самым ограучительным. МВЭ одточного импульса для этой системы равен 0.135 Джм"2. МВЭ может быть выражена в единицах облучемюсти для длительности импульса по формуле

-М8Э


Лмсйьд 0.135 Дж-м'


10’3с


135 Вт-м'2.


В.6 Номинальное опасное для глаз расстояние (НОГР)

Как указано в 5.5. НО ГР определяют как рэссгоя-ме от выходной апертуры, на котором облучегмостъ игм энергетическая экспозиция падают ниже соответствующей МВЭ. Облучетость на рэсстоямм г от лазерного источника определяют (см. МЭК 60825-10) по формуле

(В.1)


4^e~|tf *(* + г*)2

Примечание — аир измеряют на профиле пучка в точках с уровнем 1/е, есгм предполагается, что профиль пуча гауссовский. На лрагтмю только газовые лазеры имеют гауссовский лрофигъ пучка, большинство твердотельных лазеров имеют огчетгмво нерегулярную многомодовую структуру пучка, и в этом слу^ее следует применять формулу

где / — интенсивность излучения (Вт-ср'1).

Если значение / неизвестно и не может быть измерено, эгзчение Р0 в уравиегми (В.1). приведегмом выше, следует увеличить в 2.5 реза. есгм известно, что лазерные системы имеют многомодовую структуру пучса. В МЭК 60825-10 символ к используют для расчета пучков нерегулярной медовой структуры, и значения ранжируются о проделан от Ас ~ 1 для пу ikoo е гзуосоооым профилом до Ас - 2.6 для лумоо аюиэоостсюм модооом структуры.

Выражение е**' учитывает потери на затухание 8 атмосфере и в большинстве случаев им можно пренебречь. тогда /равное мо (В.1) с учетом коэффициента к

(В.2)


е АкРр

*(« + Ъ)2'

В случав замоет Е на £ивэ Т становится равным НОГР, и выражение может быть решено для НОГР:

НОГР.1ШД:

Ф \кЕи6 э


а_.

ф‘


(В.З)


или

(8.4)


НОГР ж

где О — энергия в импульсе и Нмвэ — МВЭ в импульсе, еыражое ■ еая как энергетическая экспозиция.

Если требуется учитывать влияеио затухамея е атмосфере, то решение уравнения (В.1) с ислогъэованием г невозможно. Достаточно томов решение для атмосферного коэффициента ослабления р может быть получено из форму гы

н^^даг»-'-

где А = 0.585 У0-33:

V — визуальное расстоямю, км:

X — длина волш в нм (400 < X < 2000).

Применение оптических средств наблюдения

При использовании оптических средств (телескогы. бтоюм и т. д.) для нэбгаодения источника лазерного излучения при расчете НОГР следует учитывать увеличение попадающего в глаз излучения.

Попадающее в глаз излучение от лазера, наблюдаемого через бюкжль. увеличивается на коэффициент оптического усилены G. 8 МЭК 60625-10 приведены следующие рекомендации.

а) для 400 нм £ Л. <1 400 нм. если диаметр пучка больше .сиаметра гмнзы объектива

G-тМ2    (В.6)

или. если диаметр пучка лазера меньше диаметра зрачка таза:

G =


t Dl

49 -


(В.7)


Используют тот. знача мс которого меньше, и где

т — коэффициент передачи для соответствующей длины аогыы (= 1. если неизвестен):

М— коэффициент усиления средства наблюдения, и D0 — диаметр объектива линзы, мм:

b)    для 320 нм £ X < 400 «1и1 400 нм £ X < 4 500 нм:

G = t*42 .

В этом диапазоне излучение поглощается прежде достижеюгя им сетчатки:

c)    для X < 320 км и X > 4 500 нм.

Маловероятно, что в этом диапазоне излучение будет передано через средство наблюдения. Расширенная НОГР теперь становится равной

(В.8)


*    1>|кНмеэ Ф

Есгм не используются слециагъные лазерные ослабляющие фильтры или неизвестен фактический коэффициент передачи используемых оптических средств на длине волны лазера, то потери на пропускание в оптических средствах нэблюдеюы недопустимы, так как многие оптические приборы имеют высокое пропускание (> 0.8). распространяющееся а инфрафасную область спектра свыше 2000 нм.

Примечание — Выходное излучение лазеров классов 1; 1М; 2: 2М и 3R можно набгьоаать через увеличитегъную оптику при отражении от диффузного экрана игы неэеркатъной поверхности, если удовлетворяется критерий непосредственного наблюдения протяженных источников и излучение находится в области от 400 до 1400 мл.

В МЭК 60825-10 предоставлены две блок-схемы, помогающие при вычислены НОГР лазеров нопрерьвно-то излучентя и импульсно-периодичеошх лазеров, испускающих одну или более длин волн, и расширенной НОГР. при испогъэованюг оптических средств наблюдения.

Пример В.6.1

У лазера с гауссовским профилем пучка (X * 1) выходная мощность 4 Вт. расходимость пучка 0.7 мрад и выходной диаметр пучхэ 1 мм. При соответствующей М8Э. равной 10 Вг-ы-2. вычисляют НОГР. пренебрегая затуханием е атмосфере.

Решение: вышеприведенные значения подставляют в уравнение (В.З):

НОГР --1—

0.7 10'3

МО"*


0.7-10**


= 1019-1.4 = 1018 м = 1.02 км.


Пример В.6.2

Оптика, расширяющая пучок и подобранея к лазеру из предыдущего примера, уменьшает расходимость пучка до 0.1 мрад и увеличивает выходной диаметр пучса до 7 мм. Вычисляют НОГР Решение: новое зшгкхмо НОГР:

НОГР *--^г

0.1 10‘3


7 10 3

з = 7136 - 70 = 7066 м = 7.07 км.

0.1-10

Следует отметить, что при определении НОГР расходимость пучка имеет важное значение.

Пример В.6.3

Лазер в примере 8.4.2 работает на длине волны 550 нм. Вычисляет НОГР при условие что визуальное расстояние равно 10 км.

Решение: атмосферам коэффициент ослабления д получен с использованием уравнения (В.5):

ц = 10


-з З^гмоу-28

10 1550/


= 3.911 (Им-1 .


НОГР может теперь быть получено из уравнения (В.З) включением атмосферного коэффициента ослабле

но ГР = -L

*


4 кРд'' * ^МВЭ


£_


и. решая повторно (для г = НОГР). получают

НОГР =


i

0.1 10'3 1 я 10


О


7 Ю'} 0.1 10‘3


= 3.52 кы.


Пример В.6.4

Гелий-неоноеый (He-Ne) лазер для топографической съемси (X = 633 нм) с выходной мощностью 3 мВт излучает пучок с начальным диаметром 13 мы. который на расстоянии 50 м от лазера расширяется до 18 мм. вычисляют

a)    скогъко времени мшено безопасно непосредственно наблюдать излучение лазера с рэсстоя-ыя 60 м:

b)    каково мижмальное расстояние для безопасного непосредсгвежого кабгмздения излучетя этого лазера в течение 3 ьын.

Решение:

а) выходная мощность Р0 = 3-1(Н Вт; начальный щчаметр пучка а = 0.013 м. Поэтому расхождение пуча

<р =


0.018-0.01Э

50


= 10- рад.


Пртимают. что профигъ пучка лазера гауссовский (ft = 1). тогда энергетическая освещенность в диапазоне / может быть определена с использованием уравнения (В.2):

£


НОГР ж


1

0.1 10


/4 3 10‘3    13 10‘3


Пример В.6.5

Переносной прибор для топографическом съема* с инфракрасным лазером имеет следующие характери

стики:

- дгък о волны к................... 903м*;

-    частота повторения импульсов F....... 300 Гц;

-    пиковая мощность импульса Рр........30 Вт;

•    энергия импульса Q................ 600 нДж;

-    расходимость пучка р...............Юмрад:

•    эффективны* выходной диаметр апертуры а......55 мм.


Притмаюг. что профигь пучка лазера гауссовский и определяют НОГР.

a)    при набподении невооруженным глазом и при

b)    нэблюдент с использованием бинокля 8x60.

Решение:

а) при наблюдении невооруженным тазом.

Из спецификации на лазер длительность импульса

/„= QfPp = (6-10*7УЗО * 20 нс.

В этом примере предполагается, что угол а меньше Если нет непосредственного наблюдете, дли-тегъностъ излучения принимают равной 100 с: за это время тело импугъсое

N - Ы - 300 Гц-100 с = 3-10*.

По 5.2 принимаем МВЭ при непосредственном нэбпюдемм как самое ограничительное.

Оценка облучения на основе воздействия одиночного импульса [см. условие 5.2. перечиспете а)) По таблице 5 МВЭ ваточного импульса такого излучения с длительностью излучения 20 нс:

Нвэ * 5 10-9 С4 Джм г.

где С4 = 10е 002 ,мз~7в0) = 2.55. следовательно

Чюэ = 5-1СН-2.55 = 1.275-10"2 Дж-м--.

Оценка усредненного облучения [см. условие 5.2. перечисление Ь>]

Для опредепетя МВЭ для длительности облучетя 100 с применяет табл ту 5. При д£ 1.5 мрад Т2 = 10 с. поэтому применяем условие ( > Т2:

«май = Ю С4 С? Вт м г.

где С4 = 2.55 и С? * 1.

Так как частота повторения импульсов составляет 300 Гц. усредненное значение МВЭ за импутъе составит

*ивэсекы =


33 сова»


10 2,55 1 300


в.0-10 3 Дж-м 3.


Оценка облучения для последовательности импульсов [см. условие 5.2. перечисление с)]

Среднее значение облученности для последоватетъности импульсов не должно превышать М8Э для оди-ноьюто импульса, умноженного на полрэвочтш коэффициент Cj (где С$ = Ы~ы). Максиматъная длительность облучения, для которой должно быть применено требование перечислетя с), является Т3 в диапазоне дгын волн 400—1400 нм. где Тг * 10 с при а £ а^,,. Следовательно

«мвэ м-ивм — = Н„вэ = 5-10~*-2.55 = 1.275-10’2 Дям"2.

«мвэ «ослад. -ы = Нивэ    = 1.275-КГ2 (10-300)1* Дж м'2.

«мвзоосчд. — = 0.135-1.275-10"2* 1.72-10*3 Дж-м*2.

Вывод — условие 5.2. перечисление с), является caifciM ограничивающим для МВЭ в импульсе, поэтому при непосредственном наблюдении Нивэ = 1.72-Ю*3 Дж-м~2. Подстановка этого значения МВЭ в уравнение (В.4) дает

600-10*


t72 10*3


0.055

0.01


*2.11


5.5 * -3.39 м.


Постольку результат отрицательный, лазер безопасен при непосредственном наблюдении на любом расстоянии. Следовательно, при наблюдении невооруженным глазом этот лазер безопасен, и соответствующее значение НО ГР ровно нулю:

Ь) наблюдете с испогъзоеанием бинокля.

Для того чтобы определить расширенное НОГР, определяют коэффициент оптического усиления 6 биноклей из уравнений (В.б) и (В.7) и меньшее из двух эначети подставляют в уравнение (В.8).

Прювгмаюг. что специальные лазерные ослабляющие фигътры не используются:

(т = 1), тогда кз уравнения (В.6) получаем

G = JU2 = 82 = 64h уравнение (В.7) дает G = 4^- =    = 51. Тогда подстановка

49    49

G » 51 в уравнение (В.8) дает

МПГР    1 /4 51 600 10» 0.055

гР*е—Р*«но* 0>01 у я172-10'э    0.01 *96“-

Следовэтегъно. наблюдать работу такого лазерного прибора в бюкжгъ 8x50 с расстояния меньше 9.6 ы опасно.

Пример В.6.6

Измеритель дальности на основе лазера на стекле с неодимом с модулированной добротностью имеет

следующие характеристики.

•    длина волны X.................... 1060км.

• пиковая импульсная мощность Рр.........1.5 МВт:

- энергия импульса Ор................45 мДмс

•    частота повторения импульсов F.........12 Гц:

•    выходной диаметр апертуры пучка а.......10 мм;

•    угол расходимости пуча р..............1 мрэд.

Определяют:

а) НОГР для невооруженного глаза;


Ь) НОГР для невооруженного глаза, когда на апертуре дальномера установлен 10 %-ный пропускающий фильтр и

с} НОГР при непосредственном наблюдении с использованием оптических средств диаметром 50 мм. Пренебрегают эффектами ослабления пучка или преломления фокуса из-за пропуска**» атмосферы. Решение:

а) ширина импульса tp может быть вычислена из условия Ре- tp = Ое.

при 1.5-10* ^, = 45Ю*Э получим tp »30нс(т.е. 10~*< (р<5*10~6с). Частота повторен*» пульсов F равна 12/60 = 0.2 Гц.

В этом примере а £ Если нет непосредственного нэбгьодения. используем длительность облучен*» 100 с. за это время чнсло импульсов

N = F ■ t = 0.2 Гц -100 с = 20.

Испогьзухл самую ограничительную М8Э при непосредственном наблюдем». вычисленное из подраздела 5.2.

Оценка облучения на основе воздействия одиночного импульса [см. условно 5.2. пвроннсломв а)]

По таблице 5 МВЭ одиночного импульса такого излучения с длитегъностью излучения 20 нс:

= 5х 10-2 С7 Дж-м*2.

по таблице 8 Су * 1, поэтому

Нмвэ ДМНОЧ. и МП = б'Ю"2 Дж-М*2.

Оценка усредненного облучения [см. условие 5.2. перечисление Ь)) По таблице 5 ЮЭ для длительности излучения 100 с:

Нцвэ = 90 /0 75 Сб С7 Дж-м*2.

где С7 = 1. При 20 импульсах за 100 с средняя МВЭ за импульс

цвэ_ Н^1=,42Дж»-=.

Оценка облучения для последовательности импульсов [см. условие 5.2. перечислтмо с)]

Максимальная длительность излучения, для которой должно быть применено требование перечиспе-м» с), является Т2 в диапазоне до» волн 400—1400 нм. где 7j * 10 с. при aSOn*. Поэтому при вычислен» Нвэ -—--г- мл используют поправочный коэффициент N * = (10-0,2)'ш = 0.84:

Н»ъэ ««вяз. «мвэ «ы-з*.    = 5-10 * 0.84 = 4.2-10-2 Дж-м 2.

Вывод условие 5.2. перечисление с), предполагает самое ограничивающее значение МВЭ для имгтугъсэ. поэтому при непосредственном набгмдении Нивэ = 4.2-10-2 Дж-м*2. После подстановки этого значения МВЭ а уравнение (В.4) с учетом того, что медовая структуре этого твердотельного лазера неизвестна, энергия импугъсз должна быть увеличена на коэффициент к = 2.5. Поэтому

НОП.-1 I    =

а. в'


♦ | х “U33 поспым ямп

НОГР = -^|1^14510~3 103 f * 42 Ю 2


10'2

Ю-з


= 1837 м.


Поэтому НОГР для лазерного измерителя дальности равен 1.84 км.

Ь) если на апертуре дальномера установлен 10 %-ный пропускающий фильтр. НОГР уменьшается. В этаж случае, используя предыдущее уравнение для НОГР. умножают энергию импульса на коэффициент 0.1 и учитывают влияние 10 %-носо фильтра. Тогда новое значение НОГР определяется уравнением

НЛП,- 1    |4 Z5-0.1 -45.10-3

10-3 | я 42 10 2


1Q-2

ю-3


= 574 м:


с) НОГР при непосредственном наблюдении лазера с использованием оптических средств диаметром 50 мм уве/мчивэется на коэффициент оптического усиления 6 и может быть определено из уравнения (8.7):

после подстановки в уравнение (В.8) получают НОГРР„ ___..

Из уравнения (В.7). принимая * = 1. G = 50*^49 = 51. и из уравнения (В.8):

НОГР,


PMUII


=— f

ю-31


4 25 514S1Q-3 ю *42-10-*    10*


-2


13.18 км.


Таким образом, при оче**> короткой длительности импульса лазера с испогъэованием оптических средств даже самое краткое по времени облучение глаза может быть опасным на рэссгояны менее 13.18 км от лазера.

В.7 Диффузные отражения и протяженные источники

Примерами протяженных истопников являются:

a)    лазерное излучение в диапазоне дш*н волн 400—1400 нм при отражениях его от диффузной поверхности (видимый источмис):

b)    изображение. сформированное на сетчатке глзза диффузным отражением, большее, чем определен

ное минимальное значение относящегося к сетчатке глаза изображения, определяемого пределом стяга-вэемого утла    где равен 1.5 мрад и измерен на расстоянии не менее 100 мм от видимого источника

(см. 5.4).

В МЭК 60625-10 определены три области для наблюдения диффузного отражения. Предполагается, что источник диффузного отражения с диаметром пятна D. тогда определяется в диапазоне (= D/a^). за пределами которого существует малый источнике Этим определяется первая из этих трех областей для набпиаде-игя диффузного отражения. Вторая область существует, когда стягмвэемьм угол 2 ОпМ = 0.1 рад соответствует миымииу (— Дим,). Мвжлу и /т»х кина ньрихиди между очи ж. (Зиньшкыи. и1миыедимиы1 к utndiw глаза изображениями, и условиями наблюдения малого источееса. В МЭК 60825-10 предложена блок-схема, которая помогает вычислению диапазонов опасности, однако перед переходом к модулю 2 этой бпок-схекы проверяют, что /од 2 100 км: если нет. переходят к модугко 7А или 7В блок-схемы в зависимости от значения МВЭ. То*ю так же проверяют, что 2 100 мм: есгы нет. переходят к модулю 5А или 5В блок-схекы 8 зависимости от значения МВЭ.

Пример В.7.1

Излучение лазера с модулируемой добротностью на иттрий-апоминиееом гранате с неодимом (к = 1064 м«, I = 10"® с), прежде чем быть отраженны от идеального рассеивателя, расширено и сформирован пучок диаметром 2 см.

a)    Определяют дагъность. на которой будут условия наблюдения протяженного историка.

b)    Вычисляют значение МВЭ на рэссгоныии 2.5 м от рассеивателя.

Решение: значение стягаваемого угла определяют уравнен ыом

г,


_ <Ui а * 2 arctg -^jr-

где d6i — диаметр лазерного пучка перед рассеивающей мишенью, а) В предельном случае а = вм, поэтому

°mtn


Г1. пш

Для этого примера

0.02 м

г«.*м* t5-10'3 рад “*3,Эм

На расстояниях, болышх. чем г, тм = 13 м. возникают условия наблюдения малого источника. МВЭ малого источника для указанной дттельности излучения определяют по таблнще 5:

Ннвэ * 5-10-г7 Джм‘3.

где С7 = 1 для л = 1 064 нм (см. таблицу 8).

Таким образом.

Ную = ЯО*3-! Дж м'г = 5-10-2 Дж м-3.

Ь) На расстоньиях мешм г« ^ * 13 м возникают условия наблюдения протяженного источнееса. МВЭ малого источника для указанной дттельности излучения определяют по таблице 6:

Н*э = 5 «Н Се С7 Дк-гг,

где также Су = 1 и С, = ala^ для<esct^(д^ = 0.1 рад).

На расстоянии г, = 2.5 м

сСьз


0.020 м - Z5m


= 8-10*3 рад и


а В.0-10~3 рад °*=    15 -10*3 рад = 5'33'

Следовательно. МВЭ при кабтмдении протяженного историка на расстоянии 2.5 м равна

Ныьэ = 5-10*3-5.33-1 Дж-м'3 = 027 Дж-м*3.

Пример В.7.2

Найти максимальную энергию излучения от лазера в примере 7.1. позволяющую безопасное наблюдете отраженного от совершенного диффузора излучения с расстояния менее 02 м от глаза наблюдателя.

Решение: с расстояния менее 0.2 ы условия наблюдения таковы, что угол приема а больше, чем а»». = 0.1 рад:

а

0.020 м 25м


= 0.1 рад.

Энергетическая экспозиция падающего пучка может вызвать опасное диффузное отражение в условиях наблюдения этого протяженного источника и может быть выражена как МВЭ интегральной энергетической яркости. Это выполняется делением диффузного отражения излучения, равного М8Э. на телесней угол, рваным максимальному приемному углу. Когда максимальный приемный угол «од» = 0.1 рад соответствует телесному углу О. выраженному как И * я (a*b*J2? = 7.85-10"3 ср. и диффузное отражение излучения, равное МВЭ. как интеграгъ-ная энергетическая яркость равно:

J-UB3 = (Cj/Q) Нивз «мого иеточная» = (66,6&г7.85,10"3) Ни8Э мапого иста-шч-Lu»3 = в.б-^Н^вэ мою иетнми Дж-м-2 ср'1.

Интегральную энергетическую яркость е данном случае МВЭ вычисляют подстановкой МВЭ малого источи-ка из В.5.2:

1*,вэ = 8.5Ю3-5.0-103 Дж-м-3 ср-’ = 425 Дж-м^ср'1

Интегральная энергетическая яркость диффузного отражения связана с энергетической экспозицией падающего пучка через выражение

Следовательно, энергетическая экспоэмдия как источник опасности при 100 %-ном отражении от белого диффузного отражателя равна

«меэ = к ср • i-иеэ Джм^ср'1 = 1.34-103 Дж м~2.

Тогда, предполагая, что энергия излучения равномерно распределена по площади участка поверхности А энергетическая экспозиция, достаточная, чтобы произвести опасное отражение, равна:

°квэ = нмвэА = ми8э(^4)^2кз= 1.34*10* (яМ) ОЛИ2» 0.42 Дж.

Пример В.7.3

Найти минимальное безопасное рэсстонмие наблюдения по нормат от экрана совершенного диффузора, если выходное излучение лазера в примере В.5.2 сфокусировано на экран.

Решение: а данном случае излучение отражено попусферичосжи и направлено наружу от точки фокуса на диффузной поверхности Ламберта, поэтому применимы условия наблюдем» малого исто и—а. На расстоянии г, от Ламбертова исто-мика энергетическая экспозиция равна

Н =


О cos 0

яг,

где 6 — угол наблюдения относительно нор мат к поверхности.

НОГР для Ламбертова источшжз определяется с использованием МВЭ малого исгокмка:

НОГР =

QcoeB_

иеэ МЧПь*. «сточим


Максимальное выходное излучение лазера, определенное в предыдущем примере, равно 0.42 Дж. а угол наблюдем» относительно нормали к поверхности 9 = 0 рад. С учетом идеального отражон» от поверхности НОГР равно

НОГР =


J0.42 cose V хО.05


1.6 м.


В.8 Защита глаз

Опттеская плотность О* защитных очков обычно сильно зависит от длиш вогыы излучения лазера и должна быть достаточной, чтобы уменьшить излучение до уровня ниже МВЭ на максимально обоснованное ожидаемое время экспозищы (см. в.4.5.2.2). Значение Dt. обеспечивающее необходимый уровень защиты зрения. вычисляют из уравнения (В.9) и/ы урашкнмя (В. 10). где

тш-    <8-9'

если £д — максимальная предполагаемая интенсивность падающего а незащищоиьм глаз излуомя. а МВЭ выражена как интенсивность падающего излучения или если

= ТШ'    (8 Ю)

где Н$ — максимагьнзя предполагаемая энергетическая экспозиция в незащищемюм глазу, а МВЭ выражена как энергетическая экспозиция.

Пример В.6.1

Найти оптическую плотность задотных очков для оператора лазерного дальномера кз примера В.6.6. Решение: МВЭ оджочюго импутъса с длительностью экспозиции 100 с была вычислена в примере В.6.6 и равна 4.2-10~2 ДжкГ*. Энергетическая экспозиция, испытанная человеком при непосредственном наблюдемги лазерного кзлучем». равна

«о


4к Q *«*1з '

где tf6J равно 10 мы. О = 45 мДж и * = 2.5 для неизвестной медовой структуры, тогда Hq = 1432 Дж-м'2 и оптическая плотность определяется уравнением В.10

°is|9 42 10-2 s4 53

Обычю в интересах безопасности резутызт округляют до следующего целого значения, тогда оптическая плотность будет равна 5.

Пример В.8.2

Найти оптическую плотность защитных оков для оператора лазерного дальномера кз примера В.6.1. Решение: МВЭ равна 10 Вт-м~*. Энергетическая экспозммя. испытанная человеком при непосредственном наблюдении лазерного излучения. равна

Н0 =


4fcQ


ха,


S3


где с^з равняется 1 мм. Р - 4 Вт и. как определено в примере В.6.1. * = 1.

Посхогъку диаметр пучка а 1 мы меньше ограничивающей апертуры 7 мм (см. таблмгу 2) на длине вогьы излучения (550 нм е примере В.б.З). то ючтенсиеность падающего излучения вычисляют с учетом ограничивающей апертуры, а не фактического диаметра пучка, следовате/ъно, Eq = 1.04-105 Вт-м~2 и оптичесхая плотность определяется уравнением В.9

* 4.0.


104-10* 10

Таким образом, оптическая плотность равна 4.

В.9 Составные малые источники

8.9.1 Комплексный лазерный источник на диодной матрице

Найти МВЭ. применимую для непосредственного наблюдения пуча, для времени 10 с при облучении на расстоямм 1 м от комплексного лазерного источника на диодной матрице на арсензде галлия (905 нм). Источмес состоит из двух рядов по 10 диодов в каждом, которые установлены позади коллимирующей оптической системы. Выходная мощность источника 6 Вт. частота повторения импульсов F составляет 12 кГц. Длительность имггугьса 80 нс. Выходная апертура (юллимирующая гыкза) составляет 5 см в диаметре, диаметр выходящего пучсз составляет 3.5 см в точке максимальной энергетической освещенности 1/е (т. е. измеряемая круглая апертура 3.5 см мажет собрать 63 % мощности пучка). Осевая энергетическая осавщенюсть лучса (е среднем) на рэсстояны 1 м равна Э.бх 103 Втм‘2. Расхождение пучка 25 мрад по горизонтали и 3 мрад по вертикали, рэссто-яио от выходной апертуры 1 м. размер пучка составляет прибгмзительно 3.0 х 3.8 см соответственно.

Фотография внутри пучка (испогъзуют инфракрасный фи/ьм) на расстоямм 1 м от выходной апертуры показывает, что каждый диод стягивает проекционную линию изображения 2.2 мрад в длину и менее 0.5 мрад в иирину. Каждый диод отделен углом 3.0 мрад (от центра до центра), а ряды отделены углом 2.3 мрад (см. рисунок В.1). Испогъэоеэние инфракрасного электронно-оптического преобразователя с фильтром, имеющим оптическую плотность 4. для уменьшения бликов показало, что эти угловые разделения постоянш для всех расстояний при набтодемш между 10 см и 2 мЧ

Рисунок В.1 — Лазерный источнпс на диодной матрице с двумя группам

Решение: МВЭ. применимая к лазерному источнису на диодной матрице, должна быть наиболее ограничивающей. исходя из оценки каждого отдельного источника и каждой возможной группировки диодной матрицы. Однако оценка может быть упрощена при использовании консервативного предположения, что вся мощность излучения исходит от одного точечного источника. Это всегда увеличивает уровень опасности и, если бы она не приводила к чрезмерно огрэ» мчигелыым мерам контроля, то не был бы нужен более сложный анализ протяженного источника.

Определение применяемой (наиболее ограничивающей) МВЭ требует эмпирического подхода, начиная с МВЭ для одного диода, двух соседних диодов, группы из трех игм четырех и т. д и всего множества, эадамюго для вычислений: признание, что в каждом случае мощность или энергия усреднены по стягиваемому углу а. применимому к такому расположены» источников. Полезно воссоздать карту расположения источников, для изученся различных комбинаций диодов (см. рисунок В.1). Общее число импульсов N за время экспозиции 10 с составляет 120000.

МВЭ одиночного импутьса для усредненюй оценки мощности задан (см. табгьщу 6 для импульса длитегъ-ностью 80 нс) следующим вьражением:

Ныеэ моим «п = Cs 5-10~3C4C6 Дж и-2 = 120000-°25-5Ю'3-2.57 С* Дж м'2 = 6.9-10“* С6 Дж ы*2.

,J Это свойство объяснено в главе 15 Sliney и Wotoarsht. Безопасность лазерных и других оптических источников. Нью-Йорк: Plenum Publishing Со.. 1980.

Для того чтобы сравнить МВЭ одиночюго импугьса со средней интенсивностью излучения пучса. удобно выразить вышеупомянутую А®Э (выраженную в единицах энергетической экспозиции) как облученность, усредненную по частоте импульсов F в секунду следующим образом:

^шэмслии ичп F = нмвэ посмдо*. ют ' F = 6-9 * Ю"4 Cg Дж-м2 - Л 2 * 104 Гц = 8.28 * Сб Вт м‘2.

МВЭ одиночного импульса для усредненной оцени мощности задана (см. таблицу 6 для экспозиции 10 с) следующим выраженном:

«мвэ сем = 187 0 75 С4С« Дж-м2 = 187 0 75-2.57 Сб Дж м 2 = 280-С* Дж-м'2.

Вышеупомянутую МВЭ. выраженную как энергетическая экспозищгя. можно также выразить как энергетическую освещенность, усредненную по экспозмлы 10 с. следующим образом:

£ывэ cpMB«MB3.<cM«s260-Ce Дж-м-г^(10с) = 2бС6Втм-2

Так как С* зависит только от стягиваемого группой диодов угла, е уравнениях для £ЫВэ    имп. г и

Еизэ. сред сохраняется то же значение, следовательно, для этого примера £меэ посмаоо. иил. f является наиболее ограничивающим.

Установка с одним диодом

Отдельный диод стягивает угол 0.5 мрад (по вертикали) и 22 мрад (по горизонтали). МВЭ для прямоугольных источников определяют среднеарифметическим значением стягиваемых углов. По 3.3.3 перед определе-1мом значения любой стягиваемый угол менее 1.5 игм более 100 мрад заменяют на 1.5 иты 100 мрад соответственно. Поэтому среднее мэчение должно быть

(1.5 + 22)/2 мрад = 1.85 мрад.

Эго значение больше 1.5 мрад. поэтому отдел ы-ый диод счгтают протяженньм истриыком и поправочный коэффициент Cg = 1.85/1.5 = 1.23. Применяемая МВЭ должна быть

£ывэ. дмыв ^мвэ последе*ют. е s 8.28-1.23 = 10.2 Вт-м'2.

Это значение МВЭ не применяют к обшей энергетической освещенности, а предпочтительнее к энергетической освещенности отдельного диода. Предполагая, что все диоды имеют одинаковую мощность излучения, это эначете М8Э сравнивают с общей энергетической освещенностью, деленную на число диодов, ъ е. на 20.

5***. *    >20 = 3 600/20 = 180 Вт м-г.

Значение МВЭ превышено на рэссготии 1 м на (можитетъ 180/10.2 = 17.8.

Горизонтальная группа из двух диодов

Возможна расстановка группы из двух диодов, расположенных рядом по горизонтах**. стягивающих углы 0.5 мрад (по вертикали) и 5.2 мрад (по горизонтали). При замене 0.5 мрад на 1.5 мрад а соответствии с 4.3.3 среднеарифметическое значение двух угловых размеров равно (1.5 + 5.2)/2 мрад = 3.35 мрад. Поправочшй коэффициент С* = 3.35/1.5 = 222. следовательно, применяет следующую М8Э:

Емвэ гор. дм s £ывэ поспело*. *•». f = 8-282,23 = 18.5 Вт-м'2.

Энергетическая освещенность этой группы адеов больше энергетической освещонюсги одоого диода, поэтому сравнивают МВЭ следующим образом:

диода = Е, диод-2 = 180-2 = Э60 Br-tT2.

На расстоянии 1 м множитель опасного фактора раоом 360/18.5 = 19.5. Следовательно, такая расстановка двух диодов увеличивает опасный фактор, т. в. требуется более консервативная МВЭ. чем для одного диода.

Вертикальная группа из двух диодов

Возможна расстановка группы из двух диодов, расположенных рядом по вертикахы. стягивающих утлы 2.8 мрад (по вертикаш). 22 мрад (по горизонтали). Среднеарифметическое значение двух угловых размеров

2.5 мрзд. Схтедоватехъно. поправочный коэффициент С* = 2.5/1.5 = 1.67. Применяемая М8Э:

5*вэ, мот. дм = 5мвэ последе* «л. F = 8.28*1.67 = 13.8 Вт м 2.

Так как энергетическая освещен * юстъ этой группы вдвое богьше энергетической освещенности одного диада. поэтому сравнивают МВЭ следующим образом:

Ег дмдд * £: амд-2 = 180-2 = 360 Вг-м'2.

На рэсстояню* 1 м множитель опасного фактора равен 360/13.8 = 26.1. С ледова тегьно. при таком расположении опасный фактор богъше. чем в предыдущем примере.

Группа из четырех диодов

Возможна расстановка группы из двух диодов, расположенных рядом (2 х 2) и стягивающих углы 2.8 мрад (по вертикали) и 5.2 мрад (по горизонтали). Среднеарифметическое значение двух угловых размеров равно 4 мрад. Следовательно, поправочный коэффициент С6 = 4/1.5 = 2.67. Применяемая МВЭ:

£меэ 4 дном = Емвэ пос/мам. имп. я = 8.28- 2.67 Вт-м'2 = 22,1 Вт-м~2.

Так как энергетическая освещенность этой группы вчетверо больше энергетической освещенности одного диода, то МВЭ сращивают следующим образом:

W* = 1804 = 720 Вт-м*2

На расстоянии 1 м множитель опасного фактора равен 720/22.1 = 32.5. Следовательно, при таком расположении опасный фактор больше, чем во всех предыдущих.

Горизонтальная группа из десяти диодов

Возможна расстановка группы из 10 диодов, расположегыых рядом по горизонтали, стягивающих углы 0.5 мрад (по вертикали) и 29.2 мрад (по горизонтали). Заменяют 0.5 мрад на 1.5 мрад в соответствии с 4.3.3, тогда среднеарифметическое значение двух угловых размеров (1.5 + 29.2У2 мрад = 15.3 мрад. Поправочный коэффициент С* = 15.3/1.5 = 10.2.

£мвэ. то ямам * £ывэ гослвдм.аот. р = 8.28-10.2 = 84.5 Вт-м'2.

Так сак группа содержит 10 диодов. МВЭ сравнивают следующим образом:

£,0*0*. =E,W10= 180-10= 1800 Вт мЧ

На расстоянии 1 м множитель опасного фактора равен 1800/84.5 = 21.3.

Г руппа из двадцати диодов

Последняя рассматриваемая расстановка — группа из 20 диодов, расположенных рядом по горизонтали в два ряда. Стягиваемый по вертикали утоп аналогичен группе из 4 диодов. т.е. 2.8 мрад и по горизонт агм 29.2 мрад. Среднее значение составляет 16 мрад Поправочный коэффициент С» = 16/1,5 = 10.7 и. соответственно, значение МВЭ равно:

£кеэ. годимм = £мвэ гослддм mi. Р - 8.28-10.7 = 88.3 Вт-м'2.

На расстояню*1 м множитель опасного фактора равен 3600/88.3 = 40.7. Следовательно, при таком расположении опасный фактор больше, чем во всех предыдущих.

После вычислежй ясно, что другие группы, например три расположенных рядом по горизонтали диода, шесть расположенных рядом диодов (2 ж 3) и т. д. дают опасные факторы менее 40.7. Поэтому значение опасного фактора 40.7 используют для оценки опасности матрицы.

Дополнительные замечания

Важно отметить, что при других расположениях диодов предельный случай можно полу-ыть из группировки тогыю чести исто’имка. внеиз соьокутости всех элементов. > 1алример. допускается расе чггиеат& другое множество. составлежое из 20 зюдое. расположенных в двух рядах по 10 диодов е каждом, с такими же угловым* размерами и теми же расстояниями по вертмсали. как в примере, описанном выше, но с расстоянием от центра до центра диода по горизонтали 6 мрад.

В этом случае стягиваемый утоп, который используется для всего множества, равен (2.6 + 56.2У2 мрад = = 29.5 мрад. и наиболее ограи*ивающая М8Э задается Емвэ мсмдо*. мм. р • Следовательно, поправочный коэффициент С« = 29.5/1.5 = 19.7 и применяют следующую МВЭ:

£мвэ. Тодесом = £меэ мсл«дм men р = в.28-19,7 = 163 Вт-м'2.

Опасный фактор всего множества равен 3600/163 = 22.1.

Тогда С6 = 11.5/1,5 =7.67. Стягиваемый этой группой угол равен (Z8 + 20.2У2 = 11.5мрад Тогда Се = 11.5/11 = 1.05. Следовательно, применяемая МВЭ:

^МВЭ мсаиь = ^мвэ поожаоа лип. р = 8.28-7.67 Вт-м2 = 63.5 Вт-м-г.

Это значение сравнивают следующим образом:

Емвэ.«а.о«. =£1*«д-в=180 - 8 =1440Вт-м-2.

Опасный фактор такой группировки равен 1440/63.5 = 22.7. Так как значение 22.7 является наибольшим, то оно рассматривается как опасный фактор для этого множества.

Факт, что целая матрица дает опасный фактор, метыиий. чем для группы из восьми диодов, не означает, что целая матрица из 20 диодов менее опасна, чем собранная из восьми диодов. Это значит, что в конкретном случав правильная оценка опасности не получена, т. к. 20 диодов рассматриваюсь как один однородный источник со стягиваемым углом 29.5 мрад а анализ части проводился как для всего множества Необходимо учитывать фаст. что в целом источник неоднороден.

Требование к оптическом плотности

Для защиты пользователя на расстоянии 1 м от лазерного излучения требуется защитный фильтр с коэффициентом ослабления 40.7. Оптическая плотность 1.7 согласуется с коэффициентом ослабления 50 и обеспечивает адекватную защиту от лазера на рэсстоями 1 м.

Также необходимо, чтобы фильтр обестеивал защиту от излучаемой мощности, т. к. даже при достаточной оптической плотности возможны повреждения от излуки «я.

Используя упрощенный подход и аппроксимируя точечный источник вместо вычислений для группы, получают МВЭ для всего множества 8,28 Вт-м*2. Таким образом, после аппроксимации точечного источи на на рэссто-янм 1 м получают облученность, превышающую МВЭ в 3600/8.28 = 43S раз. Требуемая оптическая плотность должна быть Ig 435 = 2.64 или больше. Следует отметить, что аппроксимация точечного источника приводит к оценке опасности, бопее чем в четьфе раза превышающей оценку, полученную при более тонном подходе к группе диодов.

Использование оптического устройства

Обынные телескопы и бинокгм не позволяют сфокусировать объекты на расстоянии 1 м. Однако для насто-гкдего примера возможно использооамо устройства с кратностью 3* для наблюдения лазера с расстояния 1 м. Для этого требуется дополнительный анализ.

Апертура этого устройства — 21 мм. т.е. менее размера пучка. Поэтому увеличивают мощность на коэффициент Э2 = 9. Стягиваемый в пространстве угол увеличивают на коэффищнент 3 для устройства с кратностью 3“. Это необходимо для выполнения ранее приведенных вычислений, но с учетом новых значений для угловых размеров и мощности каждой группы.

Так как метод измерения требует максимального прием-юго утла амк = 100 мрад для приема излукимп (см. 4.3.3.). когда один из двух угловых размеров группы, например гориэомтэгъный (обозначенный « больше, чей мощность группы должна быть умекыиена на коэффициент а,,, /а^. с тем чтобы искгвочить часть источника, находяцуюся вне приемного угла. Кроме того, любой стягиваемый угол должен быть ограничен до <x»t. для определения среднеарифметического значения, используемого при вычислении Cg. как указано в 4.3.3. Однако в этом конкретном примере все стягиваемые углы меньше сц^.

Анализ набподения с помощью оптических устройств различных диодных групп показывает, что махсимагъ-ное значение опасного фактора получено в группе из 20 диодов. Это значотею. равное 122. требует дополнитель-ной оптической плотности Ig 122 = 2.1.

Следует отметить, что в других ситуациях оценка проще, если источник является равномерным, игы пучок больше апертуры 3х оптического устройства, или стягиваемые каждой группой углы (вкпочаюг воо площадь) находятся между сц^ и    при набл кодоны как вооруженным, так и невооруженным глазом. Фактически в этом

случае оптика мажет собрать приблизительно в девять раз большую моидость. но источник будет казаться в три раза больше. Следовательно, пока поправочный коэффициент Cg в три раза больше, опасность, исходящая от этого оптического устройства, е три раза выше опасности для невооруженного глаза.

В этом конкретном случае, даже если источник является неоднородным, опасный фактор прибгмзительно в три раза выше для невооруженного глаза. Однако е других случаях результаты могут быть »иыми.

быипст. пропускает пушДтоднтапныо 70 % ияпучонмя на кпьщретыпй дгн«ыо втюыы г пгутяпдлм О 15 дополнительной огтиесхой плотности. Следовательно, необходимая оптическая плотность с трехкратным увеличением составляет OD = 2.1 — 0.15 = 1.95. Таким образом. OD 1.95 или более обеспечивает заииту как для вооруженного, так и для невооруженного глаза при прямом наблюдении пучка на рассгогми 1 м от выходной апертуры.

Приложение С (справочное)

Учет биофизических факторов

С.1 Анатомия глаза (ш. рисунок С. 1)

С.1.1 Рисунок С.1 (А) Анатомия глаза

Диаграмма внешнего вида левого глаза. Края век ограничивают попе эpet-мя глаза до форт миндаля. Основные части передней поверхности глаза на схеме снабжены надписями и указаны пунктирныьм линиям* и стрелками.

С.1.2 Рисунок С.1 (В) Схема повреждения биологических структур лазером

Схема горизонтального сечения левого таза. Глаз разделен на две части: переднюю камеру, которая ограничена роговой оболочкой, радужной оболочкой и хрусталиком, и задоою камеру, которая отрогиюна сетчаткой и содержит желеобразное стекловидное вещество

С.1 Л Рисунок С.1 (С)

Внутренняя полость неповрежденного глаза, видимая через офтальмоскоп. Этот прибор направляет пучок света через зрачок и освещает внутремеою полость глаза, позволяя видеть глазное дно. которое имеет красноватый оттенок, однако хорошо видны главные сосуды сетчатки. Другими важными частями являются беловатый огттичесхий диск и центрагъная ямка. Центральная ямка представляет собой небольшое углубление в сетчатке, которое может быть более интенсивно окрашено, чем окружающая сетчатка: она является областью наиболее острого зрения.

С.1.4 Рисунок С.1 <D)

Структура сетчатки в разрезе (см. рисунок С.1(ВИ-увеличенная по сравнению с натуральной примерно в 320 раз. Сетчатка состоит из ряда слоев нервных, а также фотогуэст витальных клеток: палочек и колбочек, г. е. свет, падающий на поверхность сетчатки, проходит мороз слои нервных клеток, а затем достигает фоточувстви-тегъных клеток. Под споем палочек и колбочек находится слой, который называется «пигментным эпителием» и содержит коричнееато-чершй пигмент — меланин: шже находится спой с тонкими кровеносными сосудами хориокапиплярами.

Конечным поглощающим слоем является хороид. которьм содержит как пигментные клетки, так и кровеносные сосуды.

C.1.S Рисунок С.1 (Е)

Структура области центральной ямки, увеличенная примерно в 150 раз. В ней представлены только колбочки. Нервные клетки расположены радиально в этой области наиболее острого зрения. Пигмент пятна, наиболее сильно поглощающий излучение в диапазоне от 400 до 500 нм. расположен а волокотом слое Хенла.

С2 Влияние лазерного излучения на биологическую ткань

Механизм повреждения лазерным излучением аналоги-ген для всех биологических систем и может включать в себя тепловые воздействия, термоакустические переходте процессы, фотохимические гфоцессы и нелинейные эффекты. Степень участия каждого из этих воздействий е поврежден*** ткани мажет быть связана с определенными физическими параметрами историка облучения, наиболее важными из которых являются длина волны, длительность импульса, размер изображения, облучетостъ и энергетическая экспозиция.

При экспозициях выше пороговых доминирующее воздействие связано с дгмтельностью импугъса облучения. Так. при увеличении длитагъности импульса, т. е. при наносекундных и субнаносекундных облучениях, основными являются акустические переходше процессы и нелино**ью эффекты: при длительностях от 1 мс до нескольких секунд — тепловые эффекты: при длительностях свькие 10 с — фотохимические эффекты.

Лазерное излучение отличается от большинства других известных видов излучения коплимированностъю пучка. Этот фактор совместно с высокой начальной энергии* приводит к передаче тканям большого количества энергии. Отовным моментом при повреждении лазерным излучением любого типа является поглощение излучения биологической структурой. Поглощение происходит на атомарном или молекулярном уровне и зависит от длины аогмы. Таким образом, длина вогмы определяет, какая ткэ»ь может быть поорождоиа от излучения конкретного лазера.

1 — бровь, 2 — paginal; 3 — склера, 4 — им сетчатки: 5 — оптический диск: в — ееко: 7 — радужная оболочка; в — расовая оболочка (стекловидная передняя поверхность глаза). 9 — эрачок: 10 — аодяиастое тело. 11 - комьектиы, 12 — еыдед оптического нерпа. 13 — артерия сетчатки. 14 — кровеносные сосуды: >5 — хрусталик; !б — стекловидное тело. Т7 — фоееа. 1ш — склера. 19 — сеет, /о — рецепторные клетки (палочки и копоочкя); г 1 — эпителия пигмента. 42 — сосудистая о Рол очка. 23 — сетчатка. 24 — склера. 25 — свет; 26 — рецепторные клетки (колбочки). 27 — сосудистая оболочка. 20 — эпитетам

пигмента

Рисунок С.1 — Анатомия глаза

Тепловые эффекты

Есгы структура поглотила достаточное количество энергии излучения, то колебания составляющих ее молекул увелюиваются. а это означает увеличение количества тепла. Повреждения от лазерного излучен ыл в боль-иинстве случаев связаны с нагревом поглощающей ткани или тканей. Обычно такое термическое повреждаю имеет ограниченную площадь, расположенную по сторонам участка поглощения лазерной энергии с центром в месте падения луче. Клетки в пределах этой области имеют признаки ожога, и повреждение ткани связано, главным образом, с разрушением протеина. Как показано выше, действие вторичшх механизмов повреждения при воздействии лазерного излучения может быть связано с временем реакции нагрева ткани, т. е. непосредственно с детальностью импульса лазера (см. рисунок С.2) и временем поглощения тепла. Термохимические реакции происходят во время нагревания и во время охлаждения и определяют зависимость размера пятна от теплового поражения. Если на ткань направлен непрерывный лазер или лазер, генерируюиый длиимо импугь-сы. то вследствие проводимости площадь структуры, испытывающей воздействие повышенной температуры, постепенно увеличивается. Такой распространяющийся тепловой фронт создает возрастающую зону повреждения, ъ к. все большее число клеток нагревается выше теплового предела. Размер изображения пучка также имеет большое значение, поскольку степень периферийного распространения вследствие проводимости является функцией размера, а также температуры начальной области нагрева ткани. Такой тип теплового повреждения обычно связан с воздействием непрерывных лазеров, лазеров с дгинными импульсами, но таске возможен и от лазеров с короткими импульсами. Для облучаемых поверхностей с размером пятна 1—2 мм или менее от лучевого теплового потока определяется рвэмвр поврежденного пятна.


О

W \\ II it////

"Гц II \\ \\Т-

ъ а 6



а — лазерная энергия поглошается биололгчесхой струхтурон: Ь — поглощенная энергия создает тепло, которое распространяется а окружающие ткани: с — при воздействии непрерывных лазеров или лазеров с длинными импульсам* сохрани!чс

г*пл9«в«о аркита постапанМО уаали-1иааа! абпастъ паражааха; d — ара аоздажтаии nasapDB с aepeiKxux хипупаеамх

высокая плотность мощности создает взрывное разрушение спето* я повреждение о результате физического смещетмя

Рисунок С.2 — Схема повреждения биологических структур лазером

Фотохимические эффекты

Степень повреждений может быть также обусловлена поглощением света молекула»*». Этот процесс вызывается поглощением света с определенной энергией. Однако помимо освобождения энергии вещество таске подвергается воздействию химичесхой реакцю». присущей этому состоянию. Эта фотохимическая реакция способна на пости повреждение и при нижих уровнях воздействия. В этом процессе некоторые биологические псам», такие как кожа, хрусталик глаза и. е особенности, сетчатка, могут показать необратимые изменения, вызванные д/ьпельным воздействием облучения ультрафиолетом и светом коротких длин волн. Такие фотохимические изменения могут привести к поереждемоо структуры, если длитегъность облучения является безмерной или кратковременные облучения повторяются в течение длительного времени. Отделы-ые фотохимические реакции, вызываете лазерным облучением, могут носить характер патологии или ухудшения. Фотохимические реакции в общем следуют закону Бунзена и Роско и для длительности примерно от 1 до 3 ч и/м менее (играют роль соответствующие механизмы) пороговой ее Гатчиной является энергетическая экспозиция в постоянном или широком диапазоне по длительности воздействия. Зависимость размера пятна, как происходит в случаях с тепловыам эффектами при тепловой диффузии не существует.

Нелинейные эффекты

Лазеры с короткими импульсами, характеризующиеся высокой пикоеой мощностью (например, с модулированной добротностью или синхро» мзацией мод), могут вызывать повреждение ткани при различных комбинациях механизмов передачи энергии. Энергия воздействует на биологическую мишеьв» в течете о»ю»к> короткого времени, и поэтому создается высокая облучетость. Ткани ммиени нагреваются так быстро, что жидкие компоненты клеток преобразуются в газ. В больштстве случаев эти фазовые изменения происходят так быстро и имеют такой взрывной характер, что клетки разрываются. Перепады давлешя. возникшие в реэугьтэте. создаст вокруг ожогового центра круглую зону разрыва. Подобные перепады давления могут создаваться тепловым расширением и приводить к травмам тканей, удаленных от поглощающих слоев, в результате объемного физического смещения. При облучении с субнаносекунд ной длительностью приблизительно между 10 пс и 1 нс вследствие самофокусировки глаз в них концентрируется энергия коллиимроеанного пучка лазера, что приводит к понижете порога безопасной экспозиции. Также проявляются другие нелинейные оптические механизмы, которые играют рать в повреждении сетчатки глаза е субнаносекучдном диапазоне.

Все описанные выше механизмы повреждения воздействуют на сетчатку, влияют на точки прерывания программы или изменяют значение уровней безопасной экспозиции, приведенных е настоящем стандарте.

Таблица С.1 — Патологические измене»*». связагныв с чрезмерным облучеююм светом

Спектральный диапазон МКО*'

Глаз

Кожа

Ультрафиолетовый С (180—280 нм)

Фотокератит

Эритема

(солнежый ожог). Процессы ускоренного старения кожи. Увеличение пигментации

Ультрафиолетовый 8 (280—315 нм)

Ультрафиолетовый А (315—400 нм)

Фотохимическая катаракта

Потемнение пигмента. Фоточувсгентельные реакции

Ожог

кожи

Видимый (400—780 нм)

Фотохимическое и тепловое повреждение сетчатки

Инфракраоый А (730—1400 нм)

Катаракта, ожог сетчатки

Инфракраоый В (1.4—3.0 мкм)

Отек, катаракта, ожог роговой оболочки

Инфракраоый С (от 3.0 мкм до 1 мм)

Только ожог роговой оболочки

*> Спектрвхьные диапазоны, олредепенте МКО. следует использовать для описачя биологичесхих ихмгн mi »>1 при зтпм мялп учитывать urn nut* могут ив гтпипгтып гпптттптгтгутплту тектгчальыыи /ыапятоыям в табшцах значений МВЭ.

С.2.1 Опасность повреждения глаз

Краткое описание анатомии глаза приведено в С.1. Глаз специально приспособлен для приема и преобразования оптического излучен». Поглощающее свойство глаза по отношемео к излучению с различными длина мы волн показано на рисунке С.2. а патологические изменения, вызываемые чрезмерным облучением, приведет е таблице С.1. Так. например, лазеры, излучающие в ультрафиолетовом и дагънем инфракрасном диапазоне, представляет опасность для роговой оболочки глаза, а системы, излучающие в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне, могут воздействовать на сетчатку.

Лазеры видимого и ближнего инфракрасного диапазона особенно опасны для глаз, поскольку глаз 8 силу своих свойств является эффективным преобразователем света, в результате чего ткани с сильной пигментацией подвергаются энергетической экспоэщии высокого уродит. Возрастание облученности от роговой оболочки сетчатки к внутренним частям глаза примерно пропорционально отношению площади зрачка к площади иэображе-м» на сетчатке. Это возрастание обусловлено тем. что сеет, прошедший через зрачок, фокусируется в «точке» на сетчатке. Зрачок имеет перемежую апертуру, но его диаметр может достигать 7 мм при максимагъном расширении. что характерно для молодого возраста. Изображение на сетчатке, соответствующее такому зрачку, может иметь диаметр от 10 до 20 мкм. Из-за внутриглазного рассеивания и аберраций роговицы возрастаете облученности от роговой оболочки к сетчатке составляет примерно 2 x10s. Ест» предположить, что возрастание составляет 5х to5, то пучок, дакхцмй на роговой оболочке энергетическую освещенность 50 Вт м‘:. которая на сетчатке соотеетстоошо будет равна 1 х 107 Вт-м*2. В настоящем стандарте предполагается, что зрачок диаметром 7 мм представляет собой предельную апертуру, что при облучении глаз является самым плохим случаем (зрачок измерялся у людей молодого возраста).

В качестве исключения допускается, что при определении предела экспозиции для защитных ограничений против фоторетинита при наблюдении яркого видимого лазерного источника (400—700 нм) для периода, превышающего 10 е. применяют зрачок диаметром 7 мм. В этом случае 3 мм зрачок лрюетт как условие наихудшего случая: однако усреднение измерений энергетической освещенности до апертуры 7 мм считается приемлемым для физиологических движений зрачка в пространстве.

Если интенсивный лазерный пучок фокусируется на сетчатке, то лишь небольшая часть света (до 5 %) будет поглощаться пигментами в палочках и колбочках. Большая часть света будет поглощаться лклиентом. называемым меланином, содержащимся в эпителии. (8 области пятна некоторое количество энерпи в диапазоне от 400 до 500 нм будет поглощаться пигментом пятна.) Поглощеныая энергия будет вызывать местньм нагрев и ожог как эгмтелия пигмента, так и соседних чувствительных к свету палочек и колбочек. Этот ожог или повреждение может привести к потере зрения. Фотохимические повреждения. даже нетепловые, также локализуются в эпитетыи пигмента.

В зависимости от экспозиции такая потеря зрения может иметь временный или постоянный характер. Ухудшение зрения обычно замечается самим пострадавшим, тогъко естм повреждена центральная или наиболее чувствительная часть пятна. Центральная ямка — углубление в центре пятна, является наиболее важной частью сетчатки, посхолыгу в ней достигается наибольшая острота зрения. Именно эта часть сетчатки используется тоща, когда необходимо «что-то хорошо разглядеть». Утоп видения центрагъмой ямки равен углу видения Луны. Если эта область повреждена, то ухудшение зрения может сначала проявляться в виде появления размытого белого пятна, затеняющего центральную область зрения. Через две или более недегм оно может превратиться в черное пятно. Пострадавший даже может перестать ощущать это пятно и ыдеть нормально. Однако его можно сразу обнаружить, если смотреть на пустой визуальный объект, например jmct белой бумаги. Повреждения на периферийных участках можно субъективно обнаружить только при обширных повреждениях оетчатки. Небольшие периферийные повреждения могут оставаться незамеченныаы и не обнаруживаться даже при систематических обследованиях окулистами.

В диапазоне длин волн 400—1400 нм самая богъшая опасность — повреждение сетчатки глаза. Роговая оболочка, водянистое тело, хрусталик глаза и стекловидное тело проницаемы для излучения на этих донах волн. В случае хорошо коллимированного пучка опасность фактически не зависит от расстояния между источником излучения и глазом, потому что относящееся к сетчатке глаза изображение предполагается в виде пятна диаметром приблизительно от 10 до 20 мхм. В этом случае с учетом теплового равновесия относящаяся к сетчатке глаза зона опасности ограничивается стягиваемым углом оь... который в общем соответствует сетчатке глаза диаметром приблизительно 25 мкы

В случае протяженного источник опасность меняется е зависимости от расстояния наблюдения от истсм-ника до глаза, потому что мгновенная облученность сетчатки глаза зависит от излучения источника и особенностей хрусталика глаза: термнгческая диффузия тепловой энергии от больших изображений на сетчатке глаза менее действенна и приводит к зависимости размера пятна на овтчатке глаза для тепловых повреждений, которые не содержат фотохимической опасности (преобладающей только в диапазоне 400—600 нм). Кроме того, движения глаз далее распространяют поглощенную энергию излучения лазера, работающего в непрерывном режиме, и приводят к разным зависимостям риска для отличающихся размеров изображения на сетчатке глаза.

В качестве основы для ограничений при облученем глаз в области сетчатки глаза применяют поправочный коэффициент, учитывающий движение глаз при дпитагъносги наблюдения более 10 с. При быстрых движению глаз поглощенная энергия распространяется при минимальных изображениях на оегчатке глаза (25 мкм кгм менее) при длительности 0.1—10 с. поэтому условия наблюдения ограничивают с запасом по безопасности. За 0.25 с на сетчатке глаза появляется небольшое освещенное пятно диаметром приблизитегъно 50 ши. За 10 с относящаяся к сетчатке глаза освещенная зона увеличивается приблизительно до 75 мкм и минимальный коэффициент. с запасом по безопасности, равен 1.7 по отношению к стабильному оостоянию глаза с учетом размере пятна. За 100 с обычно образуется освещенная зона не менее 135 мкм (измерения проводят на 50 % точек), поэтому с запасом по безопасности минимальный коэффициент равен 2—3 или более.

Данные исследований движения глаз, относящихся к сетчатке, и исследований тепловых повреждений были объединены для получения контрольной точки времени Т2. за которое движения глаз компенсируют увегм-■ кишим теоретический риск теплового повреждения при повышенной облученности сетчатки таза в сравнении с неподвижным глазом. Так как тепловой порог повреждения, выраженный как мощность излучения, проникающего в глаза, понижается при увеличении длигегьности воздействия / при повышении мощности до уровня 025 (т. е. понижение только на 44 % при десятикратном увеличении длительности), то тогъко умеренное увеличение воздействия на сетчатку глаза может компенсировать увели» км но риска для большего времени наблюдения. Постоянно увеличивающаяся область воздействия излучения на сетчатке таза как результат эначитегъных движений глаз при уоогм1 юнии времени наблюдения увеличивает компенсационное время, необходимое для уменьшения воздействия тепловой диффужи в больших протяженных источниках. Таким образом, для увеличения стягиваемого угла а контрольная точка Т3 увегичивается с 10 с для малых историков до 100 с — для больших источников. При времени более 100 с не происходит дальнейшего увеличения рисха теплового поражения при малых и средних размерах изображения. При определенны пределов и условий измерения учитывают эти переменные с некоторым упрощением, приводящим к консервативному определен»» риска. Предполагается, что относящиеся к сетчатке глаза тепловые пороги повреждения изменяются обратно пропорционально размеру изображены (стабилизированному) приблизительно между 25 мш и 1 мм (1 мкм соответствует угловому размеру 59 мрад): при размере изображения свыше 1.7 мм (соответствует угловому размеру свыше 100 мрад) зависимости нет.

Для повреждены сетчатки глаза, выэваыых фотохимическим путем, нет зависимости размера пятна для устойчивого изображения. В отличив от мехаюома теплового поражено* пороги для фотохимического поражения сильно зависят от длины волны и дозы облучения, таким образом пороги воздействия уменьшаются обратно пропорционально увеличен*» в реме ют воздействия. Исследования фотохимического повреждения сетчатки глаза от дуговой сварки со стягиваемыми углами от 1 до 1.5 мрад показывают, что типичные размеры повреждены примерно от 185 до 200 мкм (соответствуют виэуальньш углам от 11 до 12 мрад). и ясно указывают на впияню движений глаз во время фмссации. эти и другие исследования движений глаз во время фиксации приводят к установлен» МВЭ. защищающей от фотохимического поражения сетчатки глаз. Эти исследования также привели к определен*» МВЭ при усреднении размеров источников более 11 мрад для длительности воздействия от 10 до 100 с. Следовательно, источники со стяливэемым углом менее 11 мрад рассматривают одинаково с точечными источниками, а ввли'ыпа а,„ расширена до наблюдения непрерывного лазера. Этот подход не является строго корректным, посхогьку измерение энергетической освещенности источников со стягиваемым углом 11 мрад неэквивалентно усредненной энергетической освещенности при ушах больше поля зрения у 11 мрад. если источник не имел прямоугольного расл редело чтя излучения. Следовательно, в настоящем стандарте разгычие сделано между стягиваемым утлом источннса и усредненной энергетической освещвнюстью для значения МВЭ при фотохимическом воздействии. Для времени наблодетя приблизительно от 30 до 60 с прерывистое движение глазами обычно является психосоматическим, определяется визуальной задачей, и обычно неверно предполагают, что источник света был бы отображен исключительно в ямке с длительностью более 100 с. По этой причине увеличен гынейно на квадратный корень из t. Минимальный стягиваемый угол корректно оставить углом приведемте 1.5 мрад для всех длительностей воздействия, используемых в оценю тепловой опасности, относящейся к сетчатке глаза. Однако для оценки фотохимической опасности, относящейся к сетчатке глаза, решения различны, поскольку угол ц, является линейным для измерения энергетической освещенности. а для применения к протяхемтым источникам важно, чтобы угол приблизительно превышал 11 мрад.

Расстояние наблюдения

В случав точечного типа исто»икеса с расходящимся лучсом опасность увеличивается с уменьшением расстояния между сужением пучса и глазом, т. к. с уменьшением расстояния собранная мощность увеличивается, в то время как размер изображения на сетчатке глаза, можно считать. остается дифракциоч-ю-ограниченным истинными лазерными истсмникам* до расстояния, близкого к 100 мм (вследствие аккомодационных способностей глаза). Самая большая опасность происходит на самом коротком расстоянии аккомодации. При дальнейшем уменьшении расстояния опасность для нееооружечюго глаза также понижается, поскольку быстро растет изображение на сетчатке глаза и соответственно уменьшается облученность, даже ecru собирается больше мощности. Для того чтобы смодегыровать риск наблюдения коллимированного пучка с бигоклем или телескопом. принимают за основу самое бгызкое расстояние, равное примерно 2 м с 50-миллиметровой апертурой, которое принимают базовым для ясного наблюдения.

Для целей настоящего стандарта самое короткое расстояние аккомодации человеческого глаза установлено рвоты 100 мы для всех длин волн от 400 до 1400 нм. Это является компромиссом, потсику что на расстоянии менее 100 мм не могут аккомодировать глаза молодью люди и некоторое число близоруких. Это расстояние можно использовать для измерения облученности в случае непосредственного наблюдения пучка.

Для длин воги менее 400 или более 1400 нм самой большой опасностью является повреждение линзы мы роговой оболочки. В зависимости от дгыны вогьы оптическое излучение поглощается большей частью или искгво-чительно роговой оболочкой или линзой (см. таблицу С.1). Для источников с расходящимся пучком (протяженный или точечный) на этих длинах волн следует избегать коротких расстояний между источником и глазом.

В диапазоне длин волн 1500—2600 нм излучение проникает в водянистое тело. Поэтому нагревающий эффект рассеивается по богъшему объему глаза, и МВЭ для экспозиции моноо 10 с увеличивают. Самое большое увеличение МВЭ происходит для catfetx коротких по длительности импугьсое в пределах диапазона длин воги 1500—1800 нм. когда объем эбсорбщы максимальный Для отрезков времени более 10 с с учетом теплопроводности тепловая энергия перераспределяется так. чтобы воздействие от глубины проникновения не было существенным

С.2.2 Опасность повреждения кожи

Кожа может выдерживать гораздо более сильное воздействие лазерной энергии, чем глаз. Биологическое воздействие облучения кожи лазерами, работающими в видимом (от 400 до 700 нм) ww инфракрасном (от 700 нм) спектральных диапазонах, монет приводить кас к легкой эритеме, так и к ожогу 2-й степени. В тканях с высоким поверхностным поглощением после облучен*я излучением лазеров с очень короткими и мощными импульсааш большей честью происходит обугтмеание без промежуточной эритемы.

Пигментация, изьязвлеше кожи, появление на ней шрамов и повреждение расположенных под кожей органов могут происходить при чрезвычайно высокой облученности. Установлено, что скрытые или кумулятивные воздействия лазерного излучения не являются преобладающими. Однако отдельные исследования показали, что при определенных условиях небогьшие участки тканей человека могут приобрести повышенную чувствительность к повторяющимся местным облучениям, в резутътзте чего уровень облучения для ни ммалыых реакций изменяется, а реакции тканей при таком низком уровне обпученыя становятся болев сильными.

В диапазоне длин волн 1500—2600 нм исследованыя биологических порогов показывают, чго риск повреждения кожи аналогичен риску для глаз. Для длительностей воздействия до ЮсМВЭ увеличивают в пределах этого спектрального диапазона.

С.З МВЭ и усредненная облученность

В настоящем стандарте значения МВЭ были адаптированы в соответствии с имеющимися рекомендациями ICNIRP. Аналогично были адаптированы апертуры усредненной облученности (измерительные апертуры), рекомендованные ICNIRP. либо применялся дополнительный практически фактор по безопасности технического комитета МЭК ТК 76.

Таблица С.2 — Пояокхмо к измерительным апертурам, применяемым к соответствующим значвшям МВЭ

Спектр апьиый диапаэоаа к. км

время жспоэмиям L с

Д*аыогр апертуры, ыы

Коыыентар** и обоснование диаметра апертуры

180—400

/<3-10*

1

Разброс в эпитеты роговицы и в слое роговой оболочки до 1 мм: предположение о неподвижности облучаемой ткет для условия непрерывного облучения приемлемо для МЭК. Однако из-за движемся таз при продолжительной экспозиции рекомендуется 3.5 мм

400—600

(фотохимический)

1> 10

3 для определения МВЭ. но для измерений используют 7

Боковое движение зрачка диаметром 3 мм е пространстве воспроизводит апертуру доаметром 7 мм. усредненную для непрерывного излучения лазера, что применимо для механизма фотохимического повреждения

400—1400

(термический)

Любое значение 1

7

Диаметр расширенного зрачка и боковое движение зрачка для непрерывного излучения лазера

Х> 1400

К 0.35

1

Тепловая диффузия е слое роговицы таза и гка-нях эпителия

Х>1400

0.35 < f < 10 < > 10

1.Я»

3.5

Богъшая тепловая диффузия и движение «ткань-мишени» (при облучении) относительно пучка после 0.35 с

10SSXS10*

Любое значение /

11

Апертура больше, чем предел дифракции (т. е. приблизительно 10') для точых измерений

С А Справочные документы

1    International Commission on Non-Ionizing Radiabon Protection (ICNIRP). Guidelines ontanits of exposure to laser radiation of wavelengths between 180 nm and 1.000 pm. HeaMh Phys. 1996, 71 (5). 804-819

2    International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (ICNRP). Revision of guxielines on bmtts of exposure to laser radetion of wavelengths between 400 nm and 1.4 pm. Wealth Phys. 79 (4). 431-440

3    NESS. J.. ZVVTCK, HA. STUCK. BA. LUNO. D.J.. MOLCHANY. JA and SLINEY. O.H. Retold image motion dung deliberate fixation: implications to laser safety for long duration viewmg. Health Phys. 78 (2). 131-142

4    ROACH. W.P.. JOHNSON. P.E. and ROCKWELL. BA Proposed maximum permissible exposure limits for uftrashort laser pulses. HeaMh Phys. 76 (4). 349—354

5    SLINEY. D.K and WOLBARSHT. M.L. Safety with Lasers and Other Optical Sources. New Yorfc, Plenum Publishng Corp.. 1980

6    United Nations Environment Programme (UNEP): World Health Organization (WHO). International Radiabon Protection Association (IRPA). Environmental Health Catena No. 23: Lasers and Optical Radiation. Geneva. WHO. 1962

Библиография

[1] МЭК 60027-1:1992

Обозначено» бухоопыо. применяемые в электротехнике. Часть 1. Основные положения

(IEC 60027-1:1992) Д МЭК 60050-845 (IEC 60050-845)

[3] IEC 60300-3-9:1995

(Letter symbols to be used in electrical technology — Part 1: General)

Международный электротеэомчвский словарь — Глава 845: Освещение (International Electrotechnical Vocabulary (IEV) — Chapter 845: Lighting)

Dependatxkty management — Part 3: Application guide — Section 9; Risk analysts of technological systems

[4] IEC 60601-2-22:1995

Medical electrical equipment — Part 2: Particular requirements for the safety of diagnostic and therapeutic laser equipment

[5] IEC 60825-1

Safety of laser products — Part 1: Equipment classification, reqtarements and user's guide

[6] МЭК 60825-2

Безопасность лазерных устройств. Часть 2. Безопасность волоконно-оптических систем связи

(IEC 60825-2)

[7] МЭК/ТО 60825-3

[Safety of laser products — Pari 2: Safety of optical fiber commumcabon systems (OFCS)] Безопасность лаэвршх устройств. Часть 3. Руководящие указания по применение

(IEOTR 60825-3) [8] МЭК 60825-4

лазеров для зрелмцных мероприятий

(Safety of laser products — Part 3: Gudance for laser cfcsplays and shows) Безопасность лазерных устройств. Часть 4. Устройства защиты от лазерного воз-

(IEC 60825-4)

(9) МЭЮТО 60825-5

действия

(Safety of laser products — Pari 4: Laser guards)

Безопасность лазерных устройств. Часть 5. Конгрогъный перечень х МЭК 60825-1

(IEOTR 60825-5) [10] IEC 60825-6

для изготовителей

(Safety of laser products — Part 5: Manufacturers checklist for IEC 60825-1)

Safety of laser products — Part 6: Safety of products with optical soirees, exclusively used for visible information transmission to the human eye

[11] IEC 60825-7

Safety of laser products — Part 7: Safety of products emitting infrared optical radiation, exclusively used for wireless 'free air' data transmission and surveMance

[12] МЭЮТО 60825-8

Безопасность лазерных устройств. Часть 8. Рукоеоаядие указа чя по безопасному

(IEOTR 60825-8) [13] МЭКЯО 60825-9

использованию лазерных лучей для людей

(Safety of laser products — Part 8: Guidelines for the safe use of laser beams on humans) Безопасность лазерных устройств. Часть 9. Максимально допустимое воздействие

(IEOTR 60825-9)

некогерентного огтыесюто излученгя

(Safety of laser products — Part 9: Compilation of maximum pemvssibfe exposure to incoherent optical radiation)

[14] МЭК/ТО 60825-10

Безопасность лазерных устройств. Часть 10. Руководство по применению и пояемг-тольмыо хамочаиия к МЭК 60826 1

(IEOTR 60825-10)

(Safety of laser products — Part 10: Appication guidelines and explanatory notes to IEC 60825-1)

[15] IEC 61010-1:2001

Safety requirements for electncal eqixpment for measurement, control and laboratory use — Part 1: General requirements

[16] МЭК 61040

Детекторы, контрольно-измерительные приборы и оборудование для измерено*

(IEC 61040)

мощности и энергии лазерного излучения

(Power and energy measumg detectors, instruments and equipment for laser radiation)

[17]    ISO/IEC Guide 2    Standardization and related activities. Genera/ vocabulary

[18]    ISO/IEC Guide 51:1999 Safely aspects — Guidelines for their inclusion in standards

[19]    ISO 1000:1992    S/ units and recommendations for the use of the* multiples and of certain other units


[22]    1999/519/EC. Council Recommendation of 12 July 1999: On the limitation of exposure of the general public to electromagnetic fields (0 Hz to 300 GHz)

[20] EN 207

Personal eye-protection. Fdters and eye-protectors agamst laser radiation (laser eye-protectors}

[21] EN 208

Personal eye-protection. Eye-protectors for adfustmenl work on lasers and laser systems (laser adfustment eye-pro/eefors)


[23]    Guidotnos for Limiting Exposure to Time-Varying Electric. Magnetic, and Electromagnetic Felds (up to 300 GHz). Heafth Physics. 1998. VoL 74. No 4. pp. 494—522

[24]    Internabonai Commission on Non-ionizing Radiation Protection (1CNIRP): Guidelines on limits of exposure to laser radiation of wavelengths between 180 nm and 1.000 urn. Health Phys.. 1996. 71 (5). 804—819

УДК 621.375.826:001.4:006.354    ОКС 13.160.31.260    Т58    ОКП 63 4200

Юьочевые слова: лазерное излучение: длина волны: длительность импульса: энергетическая экспозиция: максимально возможная экспозиция: опасные излучения: УФ-. видимое-. ИК-излучение; энергетическая освещенность: яркость: расходимость пучка: коллимированный пучок номинальная опасная для глаз зона

Редактор В. Н. Копысов Технический редактор В. Н. Прусакова Корректор С. В. Смирнова Компьютерная верстка В. И Романовой

Гарнитура А риал


Сдано а набор 24 02 2014. Поели сама • печать 05.06.2014. Формат 60x64'/,. Бумага офсетная Печать офсетная Уел. печ. я. 8.37. Уч-нзд. л. 7.60. Тирая 67 экз. Зак. 346.

•ГУП «СТАНДАРТИНФОРМ*. Т23995 Мовва. Гранатный пер, 4.     intoQgostinfo ru

Набрано т отпечатано в Калужской типографии стандартов. 246021 Калуга, уп Московская. 256

РЬ

*(в ч /ч)2

тогда

_    4 3-10"

Е -    - 10 08 В> м 2

Ж0.013+60 10'4)2    •

Для длительности излучения в диапазоне от 10 до 3-10 с соответствующее значение МВЭ приведено в таблице 5 и равно

Еивэ = ЮВти~2.

Так как это значение меньше излучения пучка на рэсстоямм 60 м. то длительность излучения будет менее 10 с. В таблице 5 для длительности излучения в диапазоне от МО’3 до 10 с соответствующее значение МВЭ равно

Нивз = 18/875 Дж-М"2

и эквивалентно

Еивэ= 187-®^ Вт-ы-2.

Таким образом, максимальная дхытельностъ излучения получена приравниванием этого значения Еывэ к 10.58 Втм~2 и решением для t:

181-0-25 10.58 Вт м2.

Тогда f =    =8.38 с:

Ь) минимальный диапазон для безопасного набгеддения мажет быть получен решогмом уравнения (ВЛ) для НОГР. В этом случае дштельностъ излучеьня I = 180 с (3 мин) и из таблицы 5 Емвэ = Ю Вт м'2: