Приложение С (справочное). Описание классов и связанных с ними потенциальных опасностей

Приложение С
(справочное)

Описание классов и связанных с ними потенциальных опасностей

С.1 Общие положения

В данном приложении представлено описание классов, а также возможных опасностей, которые с ними связаны.

Приложение служит руководством для производителей в части описания рисков, связанных с лазерным изделием. Здесь также указаны ограничения классификационной схемы - ситуации, в которых тот или иной уровень класса, как правило, неприменим.

Классификация разработана в помощь пользователю при оценке опасности лазера и определении мер внутреннего контроля. Классификация лазера имеет отношение к потенциальной опасности допустимого лазерного излучения, если речь идет о поражении кожи или глаз, и не затрагивает другие потенциальные опасности, такие как электрические, механические или химические, а также риски вторичного оптического излучения. Цель классификации - идентификация повышенного риска травмы с увеличением мощности доступного излучения, при условии класса 1, а также наиболее точное описание риска потенциального воздействия на близких расстояниях от лазера. Зона опасности для различных лазеров может значительно различаться в пределах одного класса. Потенциальная опасность может быть существенно сокращена с помощью расширенных мер защиты пользователя, включая дополнительные средства инженерного контроля, такие как защитные кожухи.

С.2 Описание классов

С.2.1 Класс 1

Лазерные изделия, безопасные при эксплуатации, в том числе в отношении продолжительного наблюдения в пучке, даже в случае воздействия с использованием телескопической оптики. Класс 1 также включает высокомощные лазеры полностью закрытого типа, так что потенциально опасное излучение недоступно при использовании (изделие со встроенным лазером). Наблюдение в пучке в лазерных изделиях класса 1, излучающих видимое излучение, все-таки может создавать ослепляющие визуальные эффекты, в частности при слабом освещении.

Термин "безопасный для глаз" может использоваться только в отношении лазерных изделий класса 1. Термин "безопасный для глаз лазер" не следует употреблять при описании лазера только на основании его выходной длины волны, превышающей 1400 нм. Лазеры любой длины волны с достаточной выходной мощностью могут вызывать травму.

С.2.2 Класс 1М

Лазерные изделия, являющиеся безопасными, в том числе в отношении продолжительного наблюдения в пучке невооруженным глазом (без вспомогательных устройств). Может быть превышено МДВ, и возможна травма глаза в результате воздействия с использованием телескопической оптики, такой как бинокли для коллимированного пучка с диаметром более диаметра измерения, заданного для условия 3 (см. таблицу 10).

Область длин волн для лазеров класса 1М ограничена спектральной областью, в которой наиболее широко используемые в оптических устройствах стеклянные оптические материалы обладают хорошей прозрачностью, т.е. от 302,5 до 4000 нм. Наблюдение в пучке излучения лазерного изделия класса 1М, которое генерирует видимое излучение, может создать ослепляющий эффект, особенно при низкой окружающей освещенности.

С.2.3 Класс 1С

Лазерные изделия, предназначенные для целенаправленного применения лазерного излучения на коже или тканях внутренних органов в медицинских, терапевтических или косметических целях, таких как удаление волос, разглаживание морщин и лечение угревой сыпи. Несмотря на то, что лазерное излучение может соответствовать уровням классов 3R, 3В или 4, воздействие на зрение должно быть предотвращено с помощью одного или более инженерных средств. Уровень воздействия на кожу зависит от применения, в связи с чем этот аспект обеспечивается вертикальными стандартами. Данный класс был введен в настоящем стандарте, поскольку такие изделия присутствуют сегодня на рынке, а средства контроля, обычные для лазерных изделий классов 3В или 4, для них не подходят. Технические комитеты, применяющие класс 1С, в целях безопасности обязаны разрабатывать необходимые спецификации в вертикальных стандартах.

С.2.4 Класс 2

Лазерные изделия, которые генерируют видимое лазерное излучение в диапазоне длины волны от 400 до 700 нм и являются безопасными при кратковременном воздействии, но могут причинить вред при целенаправленном взгляде на пучок. Базовый промежуток времени 0,25 с является неотъемлемым параметром при оценивании этого класса с предположительно очень низкой угрозой травмы при несколько более продолжительном кратковременном воздействии.

Предотвращению травмирования при обоснованно прогнозируемых условиях способствуют следующие факторы:

- непреднамеренное воздействие в редких случаях может вызвать наиболее неблагоприятные условия, например, при регулировке положения пучка со зрачком с наихудшей аккомодацией и зафиксированной головой;

- собственный запас надежности МДВ, на котором основывается ПДИ;

- естественная негативная реакция на воздействие яркого света.

Для класса 2 в отличие от класса 2М использование оптических устройств не повышает риск поражения глаз.

При этом пучок лазерного изделия класса 2 может вызвать временную потерю остроты зрения, кратковременное ослепление вспышкой и появление остаточного изображения источника, в частности в условиях слабой освещенности. Это может косвенно повлиять на общую безопасность по причине временного нарушения зрения или испуга. Такие зрительные нарушения могут вызвать особенные затруднения в случае их влияния на выполнении критичных для безопасности манипуляций, таких как эксплуатация механизмов, высотные работы, работа с высоким напряжением или управление автомобилем.

Пользователи получают информацию через маркировку о недопустимости прямого взгляда на пучок, а именно о необходимости принять активные защитные меры: отворачиваться или закрывать глаза, - а также об исключении возможности наблюдения в пучке.

С.2.5 Класс 2М

Лазерные изделия, которые генерируют видимые лазерные пучки и являются безопасными при кратковременном воздействии исключительно на невооруженный (без дополнительных устройств) глаз. Может быть превышено МДВ, и возможна травма глаза в результате воздействия с использованием телескопической оптики, такой как бинокли для коллимированного пучка с диаметром более диаметра измерения, заданного для условия 3 (см. таблицу 10).

При этом пучок лазерного изделия класса 2М может вызвать временную потерю остроты зрения, кратковременное ослепление вспышкой и остаточные изображения, в частности в условиях слабой освещенности. Это может косвенно повлиять на общую безопасность по причине временного нарушения зрения или испуга. Такие зрительные нарушения могут вызвать особенные затруднения в случае их влияния на выполнении критичных для безопасности манипуляций, таких как эксплуатация механизмов, высотные работы, работа с высоким напряжением электричества или управление автомобилем.

Пользователи получают информацию через маркировку о недопустимости прямого взгляда на пучок, а именно о необходимости принять активные защитные меры: отворачиваться или закрывать глаза, - а также об исключении возможности наблюдения в пучке.

С.2.6 Класс 3R

Лазерные изделия, которые генерируют излучение, превосходящее МДВ при наблюдении в пучке, однако угроза травмы в большинстве случаев сравнительно низка.

ПДИ для класса 3R ограничено до пяти раз по сравнению с ПДИ класса 2 (видимое лазерное излучение) или в пять раз от ПДИ класса 1 (невидимое лазерное излучение). Низкая угроза предъявляет меньше требований к производству и мерам контроля для пользователя (в зависимости от государственных норм), чем для класса 3В. Притом, что лазерные изделия класса 3R не считаются конструктивно безопасными, риск ограничен в связи со следующими аспектами:

- непреднамеренное воздействие в редких случаях может вызвать наиболее неблагоприятные условия, например, при регулировке положения пучка с большим зрачком и наихудшей аккомодацией с полной энергией пучка, попадающей в глаз;

- внутренний коэффициент ослабления (степень безопасности) в МДВ;

- естественное неприятие воздействия яркого света в случае видимого излучения и реакция на нагрев роговицы дальним инфракрасным излучением.

Риск травмы возрастает с длительностью воздействия, а оно может быть опасным для зрения при наиболее неблагоприятных условиях или в связи с целенаправленным наблюдением в пучке.

В зависимости от меняющегося диапазона риска, связанного с лазерами класса 3R, применимость специальных пользовательских средств контроля (включая административный контроль и индивидуальную защиту глаз) должна быть четко обозначена в инструкциях пользователя.

Примечание - По сравнению со значениями МДВ и ПДИ для классов 1, 1М, 2, 2М и 3R, обозначенных во втором издании IEC 60825-1, соответствующие значения в этом, третьем издании снижены для некоторых точечных источников с одним импульсом, но повышены для большинства импульсно-периодических источников и большинства протяженных импульсных источников; поправочные коэффициенты (степень безопасности) таких значений соответственно изменены. Как следствие, некоторые импульсные изделия, отнесенные к классу 3R во втором издании, в настоящем стандарте (третьем издании IEC 60825-1) относятся к классу 2, а некоторые импульсные изделия, отнесенные к классу 3В во втором издании теперь причислены к классу 3R в настоящем стандарте. Что касается последнего, то практический опыт в отношении риска травмирования ограничен, поскольку он существует для источников с непрерывным режимом работы с коллимированными пучками мощностью до 5 мВт, используемыми в течение многих лет в качестве котировочных лазеров.

Временная потеря остроты зрения, кратковременное ослепление вспышкой и остаточные изображения могут быть вызваны пучком лазерного изделия класса 3R в видимом диапазоне длины волны (как у лазера класса 2), в частности в условиях слабой освещенности. Это может косвенно повлиять на общую безопасность по причине временного нарушения зрения или испуга. Такие зрительные нарушения могут вызвать особенные затруднения в случае их влияния на выполнении критичных для безопасности манипуляций, таких как эксплуатация механизмов, высотные работы, работа с высоким напряжением электричества или управление автомобилем.

Лазеры класса 3R следует использовать при условиях, когда прямое наблюдение в пучке маловероятно.

С.2.7 Класс 3В

Лазерные изделия, которые, как правило, являются опасными при непосредственном воздействии пучка на орган зрения (то есть в пределах НБРГ), включая случайное кратковременное воздействие. Взгляд на рассеянное отражение, как правило, является безопасным. Лазеры класса 3В, приближенные к ПДИ класса 3В, могут вызвать минимальное поражение кожи или даже создать угрозу возгорания воспламеняющихся материалов. Однако это вероятно, только если пучок имеет малый диаметр или является сфокусированным.

Примечание - Теоретически (но маловероятно) есть несколько условий зрительного восприятия, при которых осмотр рассеянного отражения может вызвать превышение МДВ. Например, применительно к лазерным изделиям класса 3В с мощностью, приближенной к ПДИ, длительный взгляд (дольше 10 с) на реальные рассеянные отражения видимого излучения на расстоянии менее 13 см между рассеивающей поверхностью и роговицей может превышать МДВ.

С.2.8 Класс 4

Лазерные изделия, с которыми наблюдение в пучке и воздействие на кожу представляет опасность и может быть опасным взгляд на рассеянное отражение. Такие лазеры зачастую несут риск возгорания.

С.2.9 Примечание по номенклатуре

"С" в классе 1С обусловлена из режима работы, при котором лазерное излучение выше ПДИ класса 1 может быть произведено только при контакте (в непосредственной близости) излучателя с кожей или тканями внутренних органов.

"М" в классах 1М и 2М обусловлена из увеличивающих оптических наблюдательных устройств. "R" в классе 3R обусловлена из сниженных или смягченных требований: смягченные требования как для производителя (например, без необходимого ключевого переключателя, блокиратора пучка или аттенюатора и блокировочного коннектора), так и для пользователя. "В" для класса 3В имеет историческое происхождение, так как в предыдущей версии данного стандарта (IEC 60825-1:1993) существовал класс 3А, который обладал значением, аналогичным тому, которое в настоящее время имеют классы 1М и 2М.

Следует отметить, что вышеуказанные описания во всех случаях, когда используется термин "опасное" или существует предпосылка высокого риска травмы, данная опасность и риск существуют только в пределах области вокруг лазера, где превышены соответствующие уровни МДВ. Для воздействия на невооруженный глаз данная область ограничена НБРГ или хорошо коллимированным излучением классов 1М и 2М, наблюдаемы через бинокли или телескопы, расширенным НБРГ (РНБРГ). Вполне вероятно, что определенное (класс 3В или 4) лазерное изделие обладает очень коротким НБРГ, связанным с ним, поэтому при определенной установке или применении для персонала, находящегося за пределами НБРГ защиты глаз не требуется. Примерами такого оборудования являются сканирующие лазеры или линейные лазеры, установленные на потолке производственной площадки, проецирующие изображение или линию на заготовку в рабочей области снизу. В то время как уровень мощности и схема сканирования могут быть такими, что воздействие в рабочей зоне будет ниже МДВ, а значит, безопасным, порядок технического и сервисного обслуживания потребует особого внимания. Например, воздействие на более близких расстояниях может быть опасным, к примеру, когда пользователь чистит окно, взобравшись на лестницу. Другой пример: в то время как схема сканирования может быть безопасной, опасность вероятна, если пучок вернется в несканирующий режим. Кроме того, для лазерных изделий класса 4 существует НБРГ, связанное с рассеянными отражениями (несмотря на то, что такое НБРГ с большой вероятностью будет довольно ограниченным по протяженности). Описание опасности, связанной с определенным лазером и применением, является частью оценки риска.

Классификационные испытания следует проводить в наиболее неблагоприятных условиях с применением наиболее жестких требований, чтобы было гарантировано, что изделия низшего класса (например, класса 1) не представляют опасности для глаз и кожи при разумно предвидимых наихудших ситуациях; условия испытания предназначены для рассмотрения различных неблагоприятных ситуаций (см. Sliney и др.). Следовательно, изделие класса 3В или 4 может быть сконструировано таким образом, что оно может рассматриваться безопасным для его использования по назначению при нормальных условиях эксплуатации, так как опасность возникает только при наихудших ситуациях. Например, изделие может иметь защитный кожух (который удовлетворяет требованиям IEC 60825-4), но не может быть классифицировано как изделие класса 1 со встроенным лазером по следующим причинам:

- защитный кожух не проходит испытание согласно настоящему стандарту в течение продолжительного периода (тогда как согласно IEC 60825-4 в отношении машин может быть использовано более короткое время оценки);

- изделие не имеет верхней крышки, но будет считаться безопасным для обстановки, в которой присутствие людей над защитой исключено;

- изделие не оснащено автоматическим распознаванием доступа людей. При этом в контролируемой обстановке это может быть компенсировано организационными мерами безопасности в виде индивидуальных блокировок, предотвращающих закрытие дверцы при нахождении кого-либо внутри защитного кожуха, что не влияет на классификацию, но представляет собой процедуру, которая обеспечивает необходимый уровень безопасности для пользователя.

В случаях, когда опасность, связанная с лазерным изделием классов 3В и 4 ограничена в пределах кожуха, может быть достаточно организационных мер безопасности. Точно так же таких мер может быть достаточно для лазерной системы без крышки либо в ситуации, когда после некоторой более длительной ошибки может возникнуть прогорание защиты.

Существуют другие примеры, когда опасности, связанные с лазерами классов 3В и 4, возникают только в определенных условиях. Например, ситуация, при которой классификация основана на дополнительной принадлежности, такой как коллимирующая линза, применяемая к высоко расходящемуся пучку для низкоуровневой лазерной терапии. Такое изделие может быть классифицировано как класс 3В на основании устанавливаемой дополнительной линзы, поскольку она формирует потенциально опасный коллимированный пучок. Однако использование без дополнительной принадлежности, вызывающей формирование расходящегося пучка, может быть безопасным (то есть любое воздействие на глаз будет ниже МДВ). Таким образом, опасная область будет существовать только вокруг лазера сразу после установки дополнительной принадлежности.

С.3 Ограничения классификационной схемы

Несмотря на то что классификационные испытания во многих случаях являются ограничивающими и неблагоприятными, существуют ограничения, которые иногда способны приводить к опасностям помимо тех, что связаны с соответствующими классами. Классификация основана на трех "компонентах":

a) ПДИ различных классов;

b) требования к измерениям в переводе на расстояние измерения, диаметр апертуры и угол восприятия для отражения потенциальных условий воздействия. Такие требования к измерениям для определенного лазерного изделия определяют допустимое излучение, которое сравнивается с ПДИ для установления класса;

c) условия испытаний, при которых определяется ПДИ и допустимое излучение. Сюда входит учет обоснованно прогнозируемых условий единичного отказа. Также необходимо разграничение эксплуатации, технического обслуживания и сервисного обслуживания. Следует учитывать использование дополнительных принадлежностей и различных конфигураций изделия, которые могут быть обеспечены без инструментов.

Каждый из этих трех компонентов имеет некоторые подразумеваемые допущения: в редких случаях, когда такие допущения не соблюдаются, могут возникать опасности за пределами обычного понимания класса. Например, ПДИ для классов 1 и 1М при длительном воздействии основано на допущении движений анестезированного глаза. Таким образом, в случае пролонгированного воздействия на анестезированный глаз во время медицинских процедур лазерное излучение классов 1 и 1М может привести к потенциально опасному воздействию. Также требования к измерениям основаны на допущениях и оценках вероятности воздействия с определенными типами оптических инструментов. Например, попадание коллимированного пучка большого диаметра (более 50 мм) в большой телескоп, может быть опасным даже для лазерного изделия класса 1. При этом вероятность такого случайного воздействия на зрение, как правило, довольно низкая ввиду малого поля обзора оптических приборов. Другая ситуация, которую, возможно, следует учесть: изделие помещают в условия, незначимые для классификации, но опасное излучение тем не менее становится открытым. Например, несмотря на то, что это не предусмотрено производителем в качестве дополнительной принадлежности к изделию, расходящийся пучок изделия класса 1М или 2М может быть преобразован в коллимированный пучок потенциально опасным на большом расстоянии путем закрепления коллимирующей линзы. Однако это следует учитывать в качестве модификации изделия, а лицу, выполняющему такую модификацию необходимо повторно классифицировать изделие.

Тем не менее производитель должен осознавать наличие ограничений, чтобы он мог привести предупреждения в руководстве по эксплуатации изделия. Конкретные примеры таких потенциальных ограничений приведены ниже (следует помнить, что эти ограничения являются лишь потенциальными, так как это зависит от типа изделия, если ограничения применяются или не применяются):

- лазерные изделия с коллимированным пучком класса 1, 2 или 3R большого диаметра, рассматриваемые через большие телескопы;

- лазерные изделия с резко расходящимся пучком класса 1, 2 или 3R, наблюдаемые через увеличители (см. также примечание 1 в 5.4.1 и IEC 60825-2);

- бинокли или телескопы с увеличением менее чем в семь раз. В таком случае для условия 1 увеличение углового источника , который может быть применен [см. перечисление с) 4.3], либо в качестве альтернативы сокращение угла восприятия [см. перечисление b) 5.4.3] должно соответствовать действительному коэффициенту увеличения, то есть менее семикратного увеличения;

- сканирующие лучи при наблюдении через телескопы;

- при наблюдении в пучке на очень близких расстояниях интенсивность от ультрафиолетового А излучения лазерных изделий класса 1 может превышать МДВ для глаза при длительности воздействия дольше 1000 с.

Условия двойного отказа, которые могут быть вероятными. Это случаи, когда каждый отдельный отказ не приведет к допустимому излучению выше ПДИ, однако оба отказа, возникающие одновременно, способны на это. Когда такие отказы возникают со сравнительно высокой долей вероятности, возможность двойного отказа может быть достаточно высокой, таким образом, что это следует учитывать при проектировании изделия;

- класс лазера может не быть показателем опасности в местах, где возможно воздействие лазерного пучка на людей. Следует учитывать НБРГ, особенно в отношении широких рассеивающихся лазерных пучков.

С.4 Библиография

[1] Henderson R. and Sohulmeister K.: Laser Safety, Taylor and Francis Ltd., United Kingdom, 2004 (Лазерная безопасность)

[2] Sliney D.H., Marshall W.J., Brumage E.C.: Radional for laser classification measurement conditions. J. Laser App. 2007, 19(3): 197-206 (Обоснование режимов измерения при классификации лазеров)

[3] ISO/IEC 51:2014, Safety aspects - Guidelines for their inclusion in standards (Аспекты безопасности. Руководящие указания по включению их в стандарты)