Приложение В (справочное). Рекомендации по применению очков для защиты от лазерного излучения

Приложение В
(справочное)

Рекомендации
по применению очков для защиты от лазерного излучения

В.1 Основные положения

В приложении В приведены рекомендации по выбору защитных очков от лазерного излучения в соответствии с типом лазера и условиями эксплуатации.

Перед выбором защитных очков необходимо провести анализ риска путем применения контрольных мер по снижению риска, насколько это возможно. Контрольные меры приведены в EN 60825-1 и действующих национальных правилах и руководствах.

Светофильтры для смотровых элементов выбирают так, чтобы они могли выдерживать падающее на них лазерное излучение до тех пор, пока оно может действовать.

Примечание - Информация, приведенная в таблице В.1, эквивалентна информации, содержащейся в 3.1, таблица 1, и повторяется здесь для облегчения применения настоящего стандарта.

В.2 Типы лазеров

Можно различать разные типы лазеров в зависимости от их продолжительности работы и длительности импульса. Значение символов D, I, R и М приведено в таблице 4.

В.3 Определение степени защиты (градационного шифра)

В.3.1 Основные положения

Для дальнейших расчетов плотности мощности площадь поперечного сечения лазерного пучка излучения (диаметр лазерного пучка излучения d ₆₃) определяют как площадь круга, содержащего 63 % энергии или мощности излучения. При форме лазерного пучка излучения, отличающейся от окружности, площадь поперечного сечения лазерного пучка излучения определяют как площадь прямоугольника, содержащего 63 % энергии или мощности излучения.

Градационные шифры установлены для различных режимов лазера D, I, R и М. Для импульсных лазеров может быть получен градационный шифр для одного из типов лазеров I, R или М и градационный шифр для типа лазера D. Для каждого из двух типов лазера может применяться индивидуальный градационный шифр или максимальный из двух значений.

Таблица В.1 - Градационные шифры (максимальные значения спектрального коэффициента пропускания и устойчивость к лазерному излучению) светофильтров и/или СИЗ глаз для защиты от лазерного излучения

Градационный шифр	Максимальный спектральный коэффициент пропускания при длинах волн лазерного излучения	Максимальные значения плотности мощности (Е) или энергии (Н) в диапазоне длин волн
		от 180 нм до 315 нм			свыше 315 нм до 1400 нм			свыше 1400 нм до 1000 мкм
		Тип лазера/длительность импульса в секундах
		D/не менее	I, R/от 10 -9 до	M/менее 10 -9	D/свыше	I, R/от 10 -9 до	М менее 10 -9	D/свыше 0,1	I, R/от 10 -9 до 0,1	М/менее 10 -9
		E D, Вт/м 2	H I,R, Дж/м 2	E M, Вт/м 2	E D, Вт/м 2	H I,R, Дж/м 2	H M, Дж/м 2	E D, Вт/м 2	H I,R, Дж/м 2	E M, Вт/м 2
LB1	10 -1	0,01			10 2	0,05		10 4	10 3	10 12
LB2	10 -2	0,1			10 3	0,5		10 5	10 4	10 13
LB3	10 -3	1			10 4	5	0,15	10 6	10 5	10 14
LB4	10 -4	10			10 5	50	1,5	10 7	10 6	10 15
LB5	10 -5	100			10 6		15	10 8	10 7	10 16
LB6	10 -6	10 3			10 7			10 9	10 8	10 17
LB7	10 -7	10 4			10 8			10 10	10 9	10 18
LB8	10 -8	10 5			10 9			10 11	10 10	10 19
LB9	10 -9	10 6			10 10			10 12	10 11	10 20
LB10	10 -10	10 7			10 11			10 13	10 12	10 21

Если для определения градационного шифра соответствующего светофильтра используются диаметры лазерного пучка, отличные от 1 мм (диаметр для испытания на устойчивость к лазерному излучению), оцененные плотности мощности/энергии следует умножить на следующие функции (d - диаметр лазерного пучка в мм), в зависимости от основной составляющей защитного светофильтра:

Стекло F(d) = d _1,1693 Если диаметр луча d превышает 15 мм, должны использоваться функциональные значения для d = 15 мм.

Пластик F(d) = d _1,2233 Если диаметр луча d больше 15 мм, должны использоваться функциональные значения для d = 15 мм.

Для полностью отражающих светофильтров функции всегда одинаковы.

Примечание - Благодаря тепловыделению устойчивость к лазерному излучению зависит не только от плотности мощности/энергии, но и от диаметра облучаемой области.

В.3.2 Лазер непрерывного режима работы (тип D)

Плотность мощности Е лазерного пучка излучения вычисляют по мощности лазера Р и площади поперечного сечения лазерного пучка (или граничной поверхности) А по формуле

.

(В.1)

Определяют необходимую степень защиты, которая соответствует длине волны лазера с помощью столбца D таблицы В.1.

В.3.3 Лазер импульсного режима работы (типы I и R) с длительностью импульса 10 ^-9 с

В.3.3.1 Основные положения

Для определения градационного шифра в основном применяют два критерия - импульсный критерий и критерий средней мощности - как указано ниже. Из первого критерия выводят градационный шифр, соответствующий типу лазера I или R (в зависимости от длительности импульса лазера), а из второго - градационный шифр, соответствующий типу лазера D, хотя анализируются требования безопасности для импульсного лазера.

В.3.3.2 Расчет для импульсного режима работы

Плотность энергии Н лазерного пучка вычисляют по энергии импульса Q и площади поперечного сечения пучка (или граничной поверхности) А по формуле

.

(В.2)

Для лазеров в диапазоне длин волн от 400 нм до 10 ⁶ нм, длительности импульсов < 0,25 с и частоты повторения импульсов v > 1 Гц эта плотность энергии для одиночного импульса должна быть умножена на поправочный коэффициент k.

.

(В.3)

k вычисляется по числу лазерных импульсов N, испускаемых при длительности экспозиции Т = 5 с, следующим образом:

.

(В.4)

Затем градационный шифр может быть рассчитан для максимума двух значений Н и Н' из столбца I или R таблицы В.1, соответствующего длине волны лазера. Для длительностей импульсов менее 10 ^-6 с применяется символ R, а также символ I. Если длительность импульса превышает длительность экспозиции, указанную в начале таблицы В.1, то градационный шифр для I не применяется и рассчитывается только для типа лазера D в соответствии с В.3.3.3.

Замечание при расчете коэффициента k.

Если v - частота импульсов лазера, то общее число n импульсов за время экспозиции вычисляют по формуле

,

(В.5)

где k задается формулой (В.4).

Формула (В.5) применяется только в том случае, если временной интервал между последовательными одиночными импульсами больше периода зависимости длины волны T _i, приведенного в таблице В.2. Для интервалов импульсов, меньших T _i, следует добавить энергию всех импульсов в течение T _i. Максимальная частота повторения, которая должна быть применена v _max, тогда является обратной от времени T _i. В этом случае поправочный коэффициент для плотности энергии одиночного лазерного импульса задается произведением k и дополнительного коэффициента k _Ti, который учитывает количество импульсов во времени T _i.

Таблица В.2 - Периоды времени Т _i, ниже которых необходимо добавить энергии единичных импульсов и максимальные частоты повторения импульсов v _max = 1/Т _i для применения формулы (В.4)

Длина волны , нм	T i/, с	v max/,ГЦ
400 < 1 050
1 050 < 1 400
1 400 < 2 600	10 -3	10 3
2 600 < 10 6	10 -7	10 7

В.3.3.3 Расчет для средней мощности

Среднюю плотность мощности E _m лазерного луча рассчитывают из средней мощности лазера P _m и площади пучка А как

,

(В.6)

или, если известна только энергия импульса, как

,

(В.7)

где N - количество импульсов в течение длительности воздействия;

Q - энергия одиночного импульса.

В случае регулярно пульсирующего лазерного луча (N/5c) - это частота повторения лазера по формуле (В.5).

Затем из столбца D таблицы В.1 можно рассчитать требуемый градационный шифр, соответствующий длине волны лазера. Тип лазера обозначается D.

В.3.4 Лазер импульсного режима работы с синхронизацией мод: длительность импульса менее 10 ^-9 с (тип М)

В.3.4.1 Основные положения

Для определения градационного шифра в основном применяют два критерия - импульсный критерий и критерий средней мощности, как указано ниже. Из первого критерия рассчитывают градационный шифр, соответствующий типу лазера М, а из второго - градационный шифр, соответствующий типу лазера D, хотя анализируются требования безопасности для импульсного лазера.

В.3.4.2 Расчет для импульсного режима работы

В.3.4.2.1 Для длин волн от 400 нм до 1400 нм

Эта процедура аналогична процедуре, описанной в В.3.3.2. Для максимального значения Н и Н' необходимый градационный шифр для этого диапазона длин волн можно рассчитать из столбца М таблицы В.1. Тип лазера обозначается М.

В.3.4.2.2 Для длин волн менее 400 нм и более 1400 нм

Пиковую плотность мощности рассчитывают с использованием пиковой мощности одиночного импульса Р _р

.

(В.8)

Затем из столбца М таблицы В.1 можно рассчитать требуемый градационный шифр, соответствующий длине волны лазера. Тип лазера обозначается М.

В.3.4.3 Расчет для средней мощности

Эта процедура аналогична процедуре, описанной в В.3.3.3.

Затем из столбца D таблицы В.1 можно рассчитать требуемый градационный шифр, соответствующий длине волны лазера. Тип лазера обозначается D.

В.4 Временной базис

Защитные очки согласно таблице 1 не предназначены для того, чтобы продолжительное время смотреть на лазерный пучок. Защита от воздействия лазерного излучения рассчитана на длительность облучения 5 с для длин волн более 315 нм, для других длин волн - 30 000 с. В обоих случаях устойчивость к лазерному излучению испытывают в течение 5 с.

Если в особых случаях для длин волн свыше 315 нм пользователь хотел бы взять за основу временной базис, который превышает 5 с, то при соблюдении предельных величин, указанных в EN 60825-1:2007, он должен выбрать соответственно более высокие степени защиты.

В.5 Светофильтры в приборах

Светофильтры для защиты от лазерного излучения согласно настоящему стандарту допускается применять в качестве смотровых окон в устройствах экранирования и лазерных приборах. В соответствии с применяемым временным базисом (см. В.4) и условиями испытаний (см. 4.4) они должны защищать, главным образом, от случайного облучения.

Если лазерное излучение должно быть ослаблено ниже предельного значения для продолжительного облучения, то при соблюдении требований EN 60825-1 следует применять светофильтр с соответственно более высокой степенью защиты. Изготовитель прибора должен обеспечивать устойчивость к лазерному излучению смотрового окна в течение всего срока эксплуатации.