Приложение А (справочное). Значения максимально допустимого воздействия

Приложение А
(справочное)

Значения максимально допустимого воздействия

А.1 Общие положения

Пределы допустимого излучения (ПДИ), как правило, получают из максимально допустимого воздействия (МДВ). МДВ включено в настоящее приложение, чтобы предоставить производителям дополнительную информацию, которая поможет в оценке вопросов обеспечения безопасности, связанных с целевым использованием изделий (как, например, определение НБРГ).

Примечание - Упрощенные расчеты могут в значительной степени обусловить неправильный показатель НБРГ. Например, когда лазерное изделие находится в пределах дальней зоны Релея, при наличии внешней перетяжки пучка, либо когда профиль пучка такой, что мощность, проходящая через апертуру, рассчитывается неправильно при взятии за основу гауссова профиля пучка. В таких случаях, как правило, целесообразно определять НБРГ путем измерений.

Значения максимально допустимого воздействия, содержащиеся в настоящем стандарте, заимствованы из предельных значений воздействия, опубликованных Международной комиссией по защите от неионизирующего излучения. Значения МДВ установлены ниже известных уровней опасности и основаны на наиболее доступных сведениях, полученных в ходе экспериментальных исследований. Значения МДВ следует использовать в качестве инструкций по контролю воздействия в целях безопасного проектирования изделия в качестве основы для предоставления информации пользователям. Значения МДВ не должны рассматриваться в качестве точно определенных разделяющих линий между безопасными и опасными уровнями. В таком случае воздействие лазерного излучения должно быть максимально низким.

МДВ, представленные в настоящем приложении, носят информационный характер и не должны интерпретироваться в качестве юридически обязательных пределов воздействия на работников на рабочем месте или на широкий круг лиц. Пределы воздействия на глаза и кожу работников на рабочем месте или широкого круга лиц во многих странах определены на уровне государственного законодательства. Такие пределы воздействия могут отличаться от значений МДВ, указанных в настоящем приложении.

Предполагается, что облучение несколькими длинами волн имеет аддитивное действие с учетом спектральной эффективности в отношении значений МДВ, указанных в таблицах А.1-А.5, при условии, что спектральные области обозначены в форме таблицы 1 как аддитивные обозначены символами: о - для воздействия на глаза, s - для воздействия на кожу. Если излучаемые длины волн не показаны в качестве аддитивных, опасности могут оцениваться отдельно.

Таблица А.1 - Максимально допустимое воздействие (МДВ) для С ₆ = 1 у роговицы, выраженное в виде облученности или энергетической экспозиции ^{а, b}

Длина волны , нм	Длительность излучения t, с
	От 10 -13 до 10 -11	От 10 -11 до 10 -9	От 10 -9 до 10 -7	От 10 -7 до 5·10 -6	От 5·10 -6 до 13·10 -5	От 13·10 -6 до 1·10 -3	От 1·10 -3 до 10	От 10 до 10 2	От 10 2 до 3·10 4
От 180 до 302,5	3·10 10 Вт·м -2		30 Дж·м -2
От 302,5 до 315			Фотохимическая опасность d (t > T 1) С 2 Дж·м -2					С 2 Дж·м -2
			Термическая опасность d (t T 1) С 1 Дж·м -2
От 315 до 400			С 1 Дж·м -2					10 4 Дж·м -2
От 400 до 450	1·10 -3 Дж·м -2	2·10 -3 Дж·м -2			18t 0,75 Дж·м -2			100 Дж·м -2	С 3 Вт·м -2
От 450 до 500								100 С 3 Дж·м -2 и с 10 Вт·м -2
От 500 до 700								10 Вт·м -2
От 700 до 1050	1·10 -3 Дж·м -2	2·10 -3 C 4 Дж·м -2			18t 0,75·C 4 Дж·м -2			10 С 4·С 7 Вт·м -2
От 1050 до 1400 е	1·10 -3 С 7 Дж·м -2	2·10 -2 C 7 Дж·м -2				90t 0,75·C 7 Дж·м -2
От 1400 до 1500	10 12 Вт·м -2		10 3 Дж·м -2				5600t 0,25 Дж·м -2	1000 Вт·м -2
От 1500 до 1800	10 13 Вт·м -2		10 4 Дж·м -2
От 1800 до 2600	10 12 Вт·м -2		10 3 Дж·м -2				5600t 0,25 Дж·м -2
От 2600 до 10 6	10 11 Вт·м -2		100 Дж·м -2	5600t 0,25 Дж·м -2
а Поправочные коэффициенты и значения представлены в таблице 9; уровень воздействия, сравниваемый со значениями МДВ, подлежит усреднению по соответствующей апертуре (таблица А.6). b МДВ для длительности воздействия менее 10 -9 с и длин волн менее 400 нм и более 1400 нм были получены путем расчета равноценной облученности по пределам воздействия излучения при 10 -9 с. МДВ для длительности энергетической экспозиции менее 10 -13 с заданы как равные эквивалентным значениям облученности МДВ при 10 -13 с. с В диапазоне длины волны от 450 до 500 нм применяются двойные пределы, а воздействие не должно превышать любой применимый предел. d Для импульсно-периодических ультрафиолетовых лазеров ни один предел не должен быть превышен. е В диапазоне длины волны от 1050 до 1400 нм пределы для защиты сетчатки, представленные в таблице, могут недостаточно защитить передние отделы глаза (роговицу, радужную оболочку), в связи с чем следует соблюдать осторожность. В случае, если воздействие не превышает значения МДВ для кожи, беспокоиться о передних отделах глаза не следует.

Таблица А.2 - Максимально допустимое воздействие (МДВ) у роговицы для протяженных источников в диапазоне длины волны от 400 до 1400 нм (область опасности повреждения сетчатки), выраженное в виде облученности или энергетической экспозиции ^d

Длина волны , нм	Длительность излучения t, с
	От 10 -13 до 10 -11	От 10 -11 до 5·10 -6	От 5·10 -6 до 13·10 -5	От 1,3·10 -5 до 10	От 10 до 10 2	От 10 2 до 10 4	От 10 4 до 3·10 4
От 400 до 700	1·10 -3 C 6 Дж·м -2	2·10 -3 C 6 Дж·м -2	18t 0,75·C 6 Дж·м -2		От 400 до 600 нм - фотохимическая опасность для сетчатки а
					100С 3 Дж·м -2 с использованием  ph = 11 мрад	1 С 3 Вт·м -2 с использованием  ph = 1,1t 0,5 мрад	1 С 3 Вт·м -2 с использованием  ph = 110 мрад
					и b
					От 400 до 700 нм - термическая опасность для сетчатки
					Вт·м -2 (t > Т 2)
					(t T 2) Дж·м -2
От 700 до 1050	1·10 -3 С 6 Дж·м -2	2·10 -3 х С 4·С 6 Дж·м -2	18t 0,75·C 4·C 6 Дж·м -2		Вт·м -2 (t > Т 2)
					(t T 2) Дж·м -2
От 1050 до 1400 c	1·10 -3 С 6·С 7 Дж·м -2	2·10 -2 С 6·С 7 Дж·м -2		90t 0,75·C 6·C 7 Дж·м -2	Вт·м -2 (t > Т 2)
					(t T 2) 90t 0,75·C 6·C 7 Дж·м -2
а Угол  ph является ограничивающим углом измерения восприятия. b В диапазоне длины волны от 400 до 600 нм применяются двойные пределы, а воздействие не должно превышать любой применимый предел. Как правило, пределы фотохимической опасности применяются только к длительности воздействия более 10 с; при этом для длин волн от 400 до 484 нм и размеров видимых источников от 1,5 до 82 мрад двойной предел фотохимической опасности 100 С 3 Дж·м -2 должен применяться к воздействию выше или равному 1 с. с В диапазоне длины волны от 1050 до 1400 нм пределы для защиты сетчатки, представленные в таблице, могут недостаточно защитить передние отделы глаза (роговицу, радужную оболочку), в связи с чем следует соблюдать осторожность. В случае, если воздействие не превышает значения МДВ для кожи, беспокоиться о передних отделах глаза не следует. d При длительности воздействия менее 0,25 с пределы для защиты сетчатки, представленные в таблице, могут недостаточно защитить передние отделы глаза (роговицу, радужную оболочку), в связи с чем следует соблюдать осторожность. В случае, если воздействие не превышает значения МДВ для кожи, беспокоиться о передних отделах глаза не следует. Примечание - Пределы воздействия для некоторых тканей глаза могут быть различными применительно к офтальмологическим изделиям; см. ISO 15004-2.

Таблица А.3 - Максимально допустимое воздействие (МДВ) из таблицы А.1 (С ₆ = 1) для диапазона длины волны от 400 до 1400 нм, выраженное в виде мощности или энергии ^{a, b}

Длина волны , нм	Длительность излучения t, с
	От 10 -13 до 10 -11	От 10 -11 до 5·10 -6	От 5·10 -6 до 13·10 -8	От 13·10 -6 до 10	От 10 до 10 2	От 10 2 до 3·10 4
От 400 до 450	3,8·10 -8 Дж	7,7·10 -8 Дж	7·10 -4 t 0,75 Дж		3,9·10 -3 Дж	3,9·10 -5 С 3 Вт
От 450 до 500					3,9·10 -3 С 3 Дж и с 3,9·10 -4 Вт
От 500 до 700					3,9·10 -4 Вт
От 700 до 1050	3,8·10 -8 Дж	7,7·10 -8 С 4 Дж	7·10 -4t 0,75·C 4 Дж		3,9·10 -4 С 4·С 7 Вт
От 1050 до 1400 d	3,8·10 -8 С 7 Дж	7,7·10 -7 С 7 Дж		3,5·10 -3t 0,75·C 7 Дж
а Поправочные коэффициенты и значения представлены в таблице 9. b Значения МДВ для длительности излучения менее 10 -13 с заданы как равные эквивалентным значениям мощности МДВ при 10 -13 с. с В диапазоне длины волны от 450 до 500 нм применяются двойные пределы, а воздействие не должно превышать любой применимый предел. d В диапазоне длины волны от 1050 до 1400 нм пределы для защиты сетчатки, представленные в данной таблице, могут недостаточно защитить передние отделы глаза (роговицу, радужную оболочку), в связи с чем следует соблюдать осторожность. В случае, если воздействие не превышает значения МДВ для кожи, беспокоиться о передних отделах глаза не следует. Примечание - Предел воздействия, сравниваемый с МДВ, выраженным в качестве мощности или энергии, определяется в качестве мощности или энергии, проходящей через апертуру диаметром 7 мм (значения МДВ, представленные в данной таблице, получены из значений таблицы А.1 путем умножения на область апертуры диаметром 7 мм).

Таблица А.4 - Максимально допустимое воздействие (МДВ) из таблицы А.2 (протяженные источники) для диапазона длины волны от 400 до 1400 нм, выраженное в виде мощности или энергии ^{а, b, с, d, е, g, f}

Длина волны , нм	Длительность излучения t, с
	От 10 -13 до 10 -11	От 10 -11 до 5·10 -6	От 5·10 -6 до 13·10 -6	От 13·10 -6 до 10	От 10 до 10 2	От 10 2 до 10 4	От 10 4 до 3·10 4
От 400 до 700	3,8·10 -8 С 6 Дж	7,7·10 -8 С 6 Дж	7·10 -4t 0,75·C 6 Дж		от 400 до 600 нм - фотохимическая опасность повреждения сетчатки d), е)
					3,9·10 -3 С 3 Дж с использованием  ph = 11 мрад	3,9·10 -5 С 3 Вт с использованием  ph = 1,1t 0,5 мрад	3,9·10 -5 С 3 Вт с использованием  ph = 110 мрад
					и с
					от 400 до 700 нм - термическая опасность повреждения сетчатки Т 2
					7·10 -4 Вт (t > Т 2)
					(t T 2) 7·10 -4t 0,75·C 6 Дж
От 700 до 1050	3,8·10 -8 С 6 Дж	7,7·10 -8 х С 4·С 6 Дж	7·10 -4t 0,75·C 4·C 6 Дж		7·10 -4 С 4·C 6 Вт (t > Т 2)
					(t T 2) 7·10 -4t 0,75·С 4·C 6 Дж
От 1050 до 1400 f	3,8·10 -8 x С 6·С 7 Дж	7,7·10 -7 С 6·С 7 Дж		3,5·10 -3t 0,75·C 6·C 7 Дж	3,5·10 -3 Вт (t > Т 2)
					(t T 2) 3,5·10 -3t 0,75·C 6·C 7 Дж
а Поправочные коэффициенты и значения представлены в таблице 9. b Значения МДВ для длительности излучения менее 10 -13 с заданы как равные эквивалентным значениям мощности МДВ при 10 -13 с. с В диапазоне длины волны от 450 до 600 нм применяются двойные пределы, а воздействие не должно превышать любой применимый предел. d Угол  ph является ограничивающим углом измерения восприятия. е При использовании времени воздействия от 1 до 10 с для длин волн от 400 до 484 нм и размеров видимого источника от 1,5 до 82 мрад, двойной предел фотохимической опасности 3,9·10 -3 С 3 Дж продлевается до 1 с. f В диапазоне длины волны от 1050 до 1400 нм пределы для защиты сетчатки, представленные в таблице, могут недостаточно защитить передние отделы глаза (роговицу, радужную оболочку), в связи с чем следует соблюдать осторожность. В случае, если воздействие не превышает значения МДВ для кожи, беспокоиться о передних отделах глаза не следует. g При длительности воздействия менее 0,25 с пределы для защиты сетчатки, представленные в таблице, могут недостаточно защитить передние отделы глаза (роговицу, радужную оболочку), в связи с чем следует соблюдать осторожность. В случае, если воздействие не превышает значения МДВ для кожи, беспокоиться о передних отделах глаза не следует. Примечания 1 Пределы воздействия для некоторых тканей глаза могут быть различными применительно к офтальмологическим изделиям; см. ISO 15004-2. 2 Предел воздействия, сравниваемый с МДВ, выраженным в качестве мощности или энергии, определяется в качестве мощности или энергии, проходящей через апертуру диаметром 7 мм (значения МДВ, представленные в данной таблице, получены из значений таблицы А.2 путем умножения на область апертуры диаметром 7 мм).

Таблица А.5 - Максимально допустимое воздействие лазерного излучения на кожу ^{a, b}

, нм	Длительность излучения t, с
	Менее 10 -9	От 10 -9 до 10 -7	От 10 -7 до 10 -3	От 10 -3 до 10	От 10 до 10 3	От 10 3 до 3·10 4
От 180 до 302,5	3·10 10 Вт·м -2	30 Дж·м -2
От 302,5 до 315		С 2 Дж·м -2 (t > Т 1)			С 2 Дж·м -2
		С 1 Дж·м -2 (t T 1)
От 315 до 400		С 1 Дж·м -2			10 4 Дж·м -2	10 Вт·м -2
От 400 до 700	2·10 11 Вт·м -2	200 Дж·м -2	1,1·10 4 t 0,25 Дж·м -2		2000 Вт·м -2
От 700 до 1400	2·10 11 С 4 Вт·м -2	200 С 4 Дж·м -2	1,1·10 4C 4·t 0,25 Дж·м -2		2000 С 4 Вт·м -2
От 1400 до 1500	10 12 Вт·м -2	10 3 Дж·м -2		5600t 0,25 Дж·м -2	1000 Вт·м -2 c
От 1500 до 1800	10 13 Вт·м -2	10 4 Дж·м -2
От 1800 до 2600	10 12 Вт·м -2	10 3 Дж·м -2		5600t 0,25 Дж·м -2
От 2600 до 10 6	10 11 Вт·м -2	100 Дж·м -2	5600t 0,25 Дж·м -2
а Поправочные коэффициенты и значения приведены в таблице 9; уровень воздействия, сравниваемый со значениями МДВ, подлежит усреднению по соответствующей апертуре (таблица А.6). b Существует только одно ограниченное подтверждение о последствиях воздействия менее 10 -9 с. Значения МДВ для такой длительности воздействия получены путем поддержания облученности при 10 -9 с. с Для участков воздействия на кожу более 0,1 м 2 МДВ снижено до 100 Вт·м -2. От 0,01 до 0,1 м 2 МДВ варьируется обратно пропорционально площади облучения кожи.

А.2 Ограничивающие апертуры

Для проведения всех измерений и расчетов значений воздействия следует использовать соответствующую апертуру. Это ограничивающая апертура, определяемая по диаметру площади окружности, по которой усредняется облученность или энергетическая экспозиция. Значения ограничивающих апертур приведены в таблице А.6. При использовании значений МДВ для области, опасной для сетчатки, выраженных в виде мощности или энергии (таблица А.3 или А.4), значение воздействия должно выражаться в виде мощности или энергии и определяться в качестве мощности или энергии, проходящих через апертуру диаметром 7 мм.

При облучении импульсно-периодическим лазерным излучением в спектральном диапазоне от 1400 до 10 ⁵ нм для оценки опасности одиночного импульса используется апертура 1 мм; при оценке МДВ используется апертура 3,5 мм применимого для воздействий дольше 10 с.

Значения воздействий на глаза в диапазоне спектра от 400 до 1400 нм измеряются по диаметру 7 мм (зрачок). МДВ не подлежит корректировке для учета малых диаметров зрачка.

Таблица А.6 - Диаметры апертуры для измерения облученности лазера и энергетической экспозиции

Область спектра, нм	Диаметр апертуры, мм
	Глаз	Кожа
От 180 до 400	1	3,5
От 400 до 1400	7	3,5
От 1400 до 10 5	1 для t 0,35 с	3,5
	1,5t 3/8 для 0,35 с < t < 10 с
	3,5 для t 10 с
От 10 5 до 10 6	11	11
Примечание - Мультиимпульсное экспонирование представлено в А.3.

А.3 Импульсно-периодические лазеры или лазеры с модуляцией

Для определения МДВ, применяемого к воздействию импульсно-периодического излучения, применяют следующие методы.

Воздействие любой группы импульсов (или подгруппы импульсов в серии), передаваемых за определенное время, не должно превышать МДВ для такого времени.

МДВ на зрение при длинах волн менее 400 нм и более 1400 нм, а также МДВ на кожу ограничены наиболее строгими требованиями, установленными в перечислениях а) и b).

МДВ на зрение при длинах волн от 400 до 1400 нм определяется по наиболее строгому из требований, установленных в перечислениях а), b) и с). Требование, установленное в перечислении с), применяется не к фотохимическим пределам повреждения сетчатки, а только к тепловым пределам повреждения сетчатки.

a) Воздействие одиночного импульса в пределах серии импульсов не превышает МДВ для одиночного импульса.

b) Среднее воздействие для серии импульсов длительностью T не превышает МДВ, указанного в таблицах А.1-А.3 для одиночного импульса длительности воздействия Т. Для аритмичной последовательности импульсов (включая варьирующиеся энергии импульсов) Т должно изменяться между T _i и максимально допустимой длительностью воздействия. Для регулярной последовательности импульсов достаточно усреднить длительность максимально допустимого воздействия.

c) Воздействие на импульс не превышает МДВ для одиночного импульса, умноженного на поправочный коэффициент С ₅. Коэффициент С ₅ применяют только к длительности отдельных импульсов менее 0,25 с.

,

где МДВ _одиноч - МДВ одиночного импульса;

МДВ _{серии о.и} - МДВ одиночного импульса в серии импульсов.

Если длительность t T _i, то:

для максимально предполагаемой длительности воздействия менее или равной 0,25 с:

- С ₅ = 1,0;

для максимально предполагаемой длительности воздействия более 0,25 с:

- если N 600, то С ₅ = 1,0,

- если N > 600, то С ₅ = 5N ^-0,25 с минимальным значением С ₅ = 0,4.

Если длительность t > T _i, то:

для 5 мрад:

- С ₅ = 1,0;

для 5 мрад <  _max:

- С ₅ = N ^-0,25 для N 40,

- С ₅ = 0,4 для N > 40.

для >  _max:

- С ₅ = N ^-0,25 для N 625,

- С ₅ = 0,2 для N > 625.

Кроме случаев, когда > 100 мрад, где С ₅ = 1,0 во всех случаях.

N - эффективное количество импульсов в серии импульсов в пределах оцениваемой длительности воздействия [когда импульсы возникают в пределах T _i (см. таблицу 2), N менее фактического количества импульсов; см. далее]. Максимальная длительность воздействия, подлежащая учету для оценки, соответствует Т ₂ (см. таблицу 9) или предполагаемая длительность воздействия, в зависимости от того, какая из них короче.

Если множественные импульсы возникают в период T _i (см. таблицу 2), они учитываются в качестве одиночного импульса для определения N, а энергетическая экспозиция отдельных импульсов добавляется для сравнения с МДВ T _i.

А.4 Условия измерения

А.4.1 Общие положения

Для выполнения оценки фактического воздействия следует придерживаться нижеприведенных условий измерения.

А.4.2 Ограничивающая апертура

Значения энергетической экспозиции или облученности, подлежащие сравнению с соответствующим МДВ, усредняются по круглой апертурной диафрагме согласно ограничивающим апертурам из таблицы А.6. Для зрительного воздействия в диапазоне длины волны от 400 до 1400 нм используется минимальное расстояние измерения 100 мм.

А.4.3 Угол восприятия

а) Фотохимические пределы повреждения сетчатки

Для измерения источников, подлежащих оценке согласно фотохимическим пределам (от 400 до 600 нм), ограничивающий угол восприятия  _ph равен:

- для 10 с < t 100 с:  _ph = 11 мрад;

- для 100 с < t 10 ⁴ с:  _ph = 1,1t ^0,5 мрад;

- для 10 ⁴ с < t 3·10 ⁴ с:  _ph = 110 мрад.

Если угловой размер источника превышает заданный предельный угол восприятия  _ph, угол восприятия не должен быть больше значений, заданных для  _ph. Если угловой размер источника менее заданного предельного угла восприятия  _ph, угол восприятия должен полностью охватывать рассматриваемый источник, но при иных обстоятельствах не должен быть четко выраженным (то есть угол восприятия не должен быть ограничен до  _ph).

Примечание - В случае отдельных источников, где <  _ph, не требуется выполнять измерение посредством определенного, четко выраженного угла восприятия. Чтобы получить четко выраженный угол восприятия, его можно задать путем проецирования источника на полевую диафрагму или посредством маски перед источником; см. рисунки 1 и 2 соответственно.

b) Другие пределы

Для измерения излучения, подлежащего сравнению с пределами, за исключением предела фотохимической опасности для сетчатки, угол восприятия должен полностью охватывать рассматриваемый источник (то есть угол восприятия должен быть таким же большим, как угловой размер источника ). Однако если >  _max в диапазоне длины волны от 302,5 до 4000 нм, предельный угол восприятия не должен превышать  _max для пределов термической опасности. В пределах диапазона длины волны от 400 до 1400 нм для пределов термической опасности при проведении оценки видимого источника, состоящего из множества точек, угол восприятия должен быть в диапазоне  _min max [см. перечисление d) 4.3].

При определении МДВ для источников с некруговыми диаграммами направленности значение углового размера прямоугольного или линейного источника определяется по среднему арифметическому двух угловых размеров источника. Любой угловой размер более  _max или менее  _min перед расчетом среднего должен быть ограничен до  _min или  _min соответственно. Пределы фотохимической опасности для сетчатки не зависят от углового размера источника, а источник измеряется по углу восприятия, как показано выше.

А.5 Лазеры, представляющие собой протяженный источник

Нижеприведенные поправки значения МДВ точечного источника в большинстве случаев ограничены наблюдением рассеянного отражения и в некоторых случаях могут применяться к лазерным матрицам, линейным лазерам, лазерам с перетяжками пучка диаметром более 0,2 мм и углам расходимости более 2 мрад или к диффузно излучающим лазерным изделиям, представляющим собой протяженный источник.

Для лазерного излучения от протяженного источника (например, наблюдение рассеянного отражения) при длинах волн от 400 до 1400 нм значения МДВ термической опасности для органов зрения увеличиваются на коэффициент С ₆ при условии, что угловой размер источника (измеренный по глазу наблюдателя) выше  _min, где  _min равно 1,5 мрад.

Поправочный коэффициент С ₆ получен посредством:

- С ₆ = 1 для  _min;

- С ₆ =  для  _min <  _max;

- C ₆ =  для >  _max.