Приложение С (справочное). Описание классов и соответствующих потенциальных опасностей

Приложение С
(справочное)

Описание
классов и соответствующих потенциальных опасностей

С.0 Общие положения

Данное приложение содержит описание классов, которым соответствуют потенциальные опасности.

Приложение предлагается как руководство для изготовителей в их задачах описания опасностей, связанных с их продукцией. Данное приложение также устанавливает ограничения на схемы классификации, так как объединить лазеры в одну группу, к которой применимы общие нормы безопасности, невозможно.

С.1 Введение

Классификация развивалась так, чтобы исключить опасности для пользователей лазерной аппаратуры и определить необходимые меры контроля. Классификация лазеров относит к потенциальным опасностям возможное излучение лазера и соответствующее повреждение кожи и глаз и не относится к другим потенциальным опасностям, таким как электрические, механические или химические или опасности от вторичного оптического излучения. Основой классификации является повышение риска поражения с повышением мощности, превышающей базис-класс 1, и более точное описание риска от потенциального облучения на малых расстояниях от лазера. Опасная зона может сильно отличаться для разных лазеров одного класса. Потенциальная опасность может быть значительно снижена за счет применения пользователем дополнительных защитных мер, включая средства дополнительного технического контроля, такого как ограждения.

С.2 Описание классов

Класс 1

Лазерная аппаратура, которая безопасна при любых обоснованно предсказуемых условиях работы, включая длительное прямое наблюдение в пучке, даже в тех случаях, когда экспозиция происходит через оптические устройства наблюдения, такие, как лупа или бинокль. К классу 1 также относятся лазеры большой мощности, полностью закрытые так, что исключаются потенциальные опасности излучения при длительном использовании (встроенная лазерная аппаратура). Наблюдение в пучке лазера класса 1, который излучает энергию в видимом диапазоне, может вызвать эффект потери или притупления зрения при низкой освещенности внешней среды.

Класс 1М

Лазерная аппаратура, которая безопасна, включая длительное прямое наблюдение в пучке, даже в тех случаях, когда экспозиция происходит через оптические устройства наблюдения, такие, как лупа или бинокль. МДЭ может быть превышен, облучение может вызвать повреждение глаз с одним или несколькими оптическими приборами (глазные лупы или бинокли) при следующих условиях:

a) для расходящегося пучка, если пользователь располагает оптические компоненты в пределах 100 мм от источника сфокусированного (коллимированного) пучка или

b) для коллимированного пучка с диаметром больше, чем диаметр, указанный для условия 3 (см. таблицу 11).

Диапазон волн для лазеров класса 1М ограничен спектральным диапазоном, где чаще всего стеклянные оптические материалы, используемые в оптических приборах, могут значительно усилить передачу, т.е. между 302,5 и 4, 000 нм. Наблюдение в пучке лазера класса 1М, который излучает энергию в видимом диапазоне, может вызвать эффект потери или притупления зрения при низкой освещенности внешней среды.

Класс 2

Лазеры, испускающие видимое излучение в диапазоне длин волн от 400 до 700 нм, безопасны при мгновенном облучении, но могут быть опасны при непосредственном облучении пучком широко открытых глаз. Временная база 0,25 с, принята при определении класса и минимального риска повреждения при мгновенном облучении.

Следующие факторы способствуют предотвращению повреждений при обоснованно прогнозируемых условиях:

- непреднамеренное облучение возможно изредка при неблагоприятных условиях, например при нахождении на одной линии пучка и зрачка при закрепленной голове, и является наихудшим случаем;

- обязательное поле безопасности при МДЭ, превышающей ПДЭ;

- желательно предотвращать при облучении яркий свет.

Для класса 2, в противоположность классу 2М, использование оптических приборов не повышает риск повреждения глаз.

Однако лазерная аппаратура класса 2 может вызвать длительное или кратковременное ослепление, появление остаточного изображения источника, особенно в условиях низкой окружающей освещенности. Это может иметь косвенные опасные последствия, возникающие в результате временного нарушения зрения или испуга. С такими нарушениями зрения могут, в частности, быть связаны опасные ситуации при выполнении некоторых критических операций, таких как работа с механизмами или работа на высоте, работа с высоким напряжением или вождение.

При помощи маркировки пользователям дается указание не смотреть в пучок, т.е. применять активные предупреждающие реакции, отворачиваясь или закрывая глаза и избегая продолжительного преднамеренного наблюдение в пучке.

Класс 2М

Лазеры, испускающие видимое излучение и безопасные для короткого времени экспозиции только для открытого (невооруженного глаза). Повреждение глаза может быть связано с облучением одним или несколькими оптическими приборами (глазные лупы или бинокли) при следующих условиях:

a) для расходящегося пучка, если пользователь располагает оптические компоненты в пределах 100 мм от источника сфокусированного (коллимированного) пучка, или

b) для коллимированного пучка диаметром более чем диаметр, указанный для условия 3 (см. таблицу 11).

Однако лазерная аппаратура класса 2М может вызвать длительное или кратковременное ослепление, появление остаточного изображения источника, особенно в условиях низкой окружающей освещенности. Это может иметь косвенные опасные последствия, возникающие в результате временного нарушения зрения или испуга. С такими нарушениями зрения могут, в частности, быть связаны опасные ситуации при выполнении некоторых критических операций, таких как работа с механизмами или работа на высоте, работа с высоким напряжением или вождение.

При помощи маркировки пользователям дается указание не смотреть в пучок, т.е. применять активные предупреждающие реакции, отворачиваясь или закрывая глаза и избегая продолжительного преднамеренного наблюдение в пучке.

Класс 3R

Лазеры, излучение которых может превысить МДЭ при прямом наблюдении в пучке, однако риск повреждения в большинстве случаев ниже, поскольку ПДЭ для лазеров класса 3R только в пять раз выше, чем ПДЭ для лазеров класса 2 (в видимом диапазоне) или ПДЭ для лазеров класса 1 для других длин волн. Риск повреждения повышается пропорционально длительности экспозиции, и облучение опаснее при преднамеренном облучении глаз. Поскольку риск незначителен, некоторые изготовители применяют требования и меры контроля, применяемые пользователем по сравнению с теми, которые применяют к классу 3В.

Следующие факторы способствуют предотвращению повреждений при корректно предсказуемых условиях:

- непреднамеренное облучение может изредка при неблагоприятных условиях, например при нахождении на одной линии пучка и зрачка;

- обязательное поле безопасности при МДЭ;

- обычно не представляющий риска облучения яркий свет в случае видимого излучения из-за реакции на нагрев роговой оболочки от инфракрасного излучения.

Однако лазерная аппаратура класса 3R может вызвать длительное или кратковременное ослепление, появление остаточного изображения источника, особенно в условиях низкой окружающей освещенности. Это может иметь косвенные опасные последствия, возникающие в результате временного нарушения зрения или испуга. С такими нарушениями зрения могут, в частности, быть связаны опасные ситуации при выполнении некоторых критических операций, таких как работа с механизмами или работа на высоте, работа с высоким напряжением или вождение.

Лазеры класса 3R должны использоваться только в тех случаях, когда прямое наблюдение в пучке маловероятно.

Класс ЗВ

Лазеры, непосредственное наблюдение пучка которых вызывает облучение (например, в пределах НОГЗ), включая кратковременное облучение. Наблюдение диффузного отражения не опасно. Лазеры класса 3В, излучение которых приближается к ПДЭ для класса 3В, могут вызвать незначительное поражение кожи и даже вызвать воспламенение пожароопасных материалов. Однако это вероятно в том случае, если пучок малого диаметра или сфокусирован.

Примечание - Существуют теоретические (но маловероятные) условия наблюдения, когда наблюдаемое диффузное отражение может превысить МДЭ. Например, для лазеров класса 3В мощность приблизится к ПДЭ при длительности наблюдения диффузных отражений видимого излучения не менее 10 с и наблюдении с расстояния менее 13 см между диффузной поверхностью и роговицей глаза.

Класс 4

Лазерная аппаратура, которая может представлять собой опасность при наблюдении в пучке и экспозиции кожи или наблюдении диффузного отражения. Кроме того, эти лазеры часто представляют опасность возникновения пожара.

Замечание по номенклатуре

"М" в классах 1М и 2М дополняется от оптических приборов наблюдения. "R" в классе 3R дополняется от снижения или ослабления требований: снижение требований для изготовителя и пользователя (т.е. отсутствие требований по клавишным переключателям, блокираторам пучка или аттенюаторам и соединителям блокировки).

Необходимо отметить, что для вышеуказанных описаний, всякий раз слово "опасность" используется или имеется ссылка на увеличение риска поражения, эта опасность и риск существуют только в пределах площади вокруг лазера, где соответствующий уровень МДЭ превышен. При облучении незащищенного глаза эта площадь ограничивается НОГР или для хорошо коллимированных пучков лазеров классов 1М и 2М видимым в бинокли или телескопы на протяжении НОГР. Может быть, что некоторые лазеры (класса 3В или класса 4) имеют очень маленькое НОГР, так что для специальной установки или приложения для наружной части НОГР защита глаз не является необходимой. Примерами таких установок являются сканирующие лазеры или линейные лазеры, поднятые до потолка производственного помещения, которые делают по образцу или по линии обработки заготовок в производственном помещении. Пока уровень мощности такой, что излучение на производственной площадке ниже МДЭ, и поэтому является безопасным, техническое и сервисное обслуживание измерительной аппаратуры требует специального обсуждения. Например, облучение на отгороженном расстоянии может быть опасным для случая, когда пользователь находится на лестнице и моет окно. Другой пример: растровое изображение безопасно, опасность может возникнуть, если пучок возвращается назад к несканирующему состоянию. Например, для лазеров Класса 4 существует НОГР, связанное с диффузными отражениями (хотя это НОГР может быть полностью ограничено в пространстве). Характеристики, связанные с лазерной опасностью, и приложения являются частью снижения риска.

Классификационные испытания определяют или "наихудший случай", или "нижний класс" (т.е. класс 1) и ограничивают применение лазеров так, что нет опасности для глаз или кожи даже при обоснованно прогнозируемых событиях. Поэтому лазеры класса 3В или класса 4 могут оформляться таким образом, что их обычное использование и функционирование безопасны, а опасность может стать возможной в наихудшем случае. Для случая, когда лазер имеет защитный кожух (который соответствует IEC 60825-4), но не достигает уровня класса 1:

- корпус не соответствует требованиям настоящего стандарта на длительный период (меняется для машин в соответствии с МЭК 60825-4 и на небольшое время может быть использован);

- не полностью обеспечивается безопасность для окружающей среды, где может быть человек;

- не обеспечивается автоматическая проверка при прохождении людей в огражденную зону. (Однако в контролируемой окружающей среде это возможно заменить на организационные меры безопасности, индивидуальные ключи, которые предотвращают открывание дверей, когда кто-либо находится позади кожуха, который не влияет на классификацию, но является процедурой, которая увеличивает уровень безопасности пользователя).

В случаях, когда опасность связана с лазерами классов 3В и 4, организационные меры безопасности вблизи кожуха могут быть достаточными. Обычно для лазерных систем, не оборудованных крышей или в ситуациях, когда возможно прогорание защиты насквозь после продолжительной неисправности, могут оказаться достаточными организационные меры.

Существуют другие примеры для лазеров классов 3В и 4, возникающие только в специфических ситуациях. Например, сравним ситуацию, в которой классификация основана на принадлежностях, таких как коллимирующие линзы, применяемые к сильно расходящимся источникам низкого уровня для лазерной терапии. Такой лазер можно классифицировать как класс 3В, основываясь на том, что принадлежащие линзы нормально закреплены и через них проходит потенциально опасный коллимированный пучок. Однако использование лазера без нормального крепления линз, результатом чего может быть расхождение пучка, также может быть безопасным (некоторое облучение глаз может быть ниже МДЭ). Поэтому опасная площадь может быть только вокруг лазера, когда коллимирующие линзы нормально закреплены.

С.3 Ограничения схемы классификации

Хотя испытания для классификации имеют много путей для ограничения худших случаев, существуют ограничения, которые могут исключить опасность, связанную с рассматриваемыми классами. Классификация основана на трех подходах:

a) ПДЭ различных классов;

b) требования к измерениям на больших расстояниях измерения, диаметр апертуры и угол приема, отражающие излучения. Эти требования к измерениям для имеющейся лазерной аппаратуры определяются доступной эмиссией, которую сравнивают с ПДЭ при определении класса;

с) условия испытаний, в соответствии с которыми определяют ПДЭ и доступную эмиссию. При этом принимают во внимание обоснованно прогнозируемые условия единичных неисправностей. Также необходимо разделить условия функционирования, технического и сервисного обслуживания. Следует рассмотреть использование дополнительных принадлежностей и различных конфигураций аппаратуры, которые могут быть выполнены без использования инструментов.

Каждый из этих компонентов содержит допущения, связанные с обоснованно допустимыми случаями, а при несоответствии опасность при использовании более низкого класса возрастает. Например, ПДЭ для классов 1 и 1М для большого времени излучения основывается на движении глаз. Однако, если увеличить облучение глаз в соответствии с длительностью медицинских процедур, тогда для класса 1 лазерная эмиссия может вести к потенциально опасным последствиям. Также требования измерения базируются на предположениях и оценках вероятности последствий с некоторыми типами оптических приборов. Например, коллимированный пучок большого диаметра, перехваченный большим телескопом мог бы быть опасен даже для лазера класса 1. Однако вероятность таких случайных последствий обычно очень мала из-за маленького поля обзора телескопа. Другая ситуация, которую учитывают, состоит в том, что аппаратура помещена в условия, которые необязательно рассматривают для классификации, но от которого опасное излучение возможно. Например, даже при том, что это не обеспечено изготовителем, расходящийся пучок от лазера класса 1М или класса 2М может быть преобразован в коллимированный пучок, потенциально опасный на большом расстоянии из-за коллимирующей линзы, прилагаемой к аппаратуре. Это можно рассматривать как изменение аппаратуры, и лицо, выполняющее это изменение, должно изменить класс аппаратуры.

Изготовитель должен знать об ограничениях, чтобы было возможно включить предупреждения в руководство пользователя для аппаратуры. Определенные примеры таких потенциальных ограничений даны ниже (эти ограничения возможны, т.к. их введение зависит от типа аппаратуры):

- большой диаметр коллимированного пучка лазеров классов 1, 2 или класса 3R, который наблюдают в большие телескопы;

- сильно расходящийся пучок лазеров классов 1, 2 или класса 3R, который наблюдают с лупами с большим усилением;

- бинокль или телескопы с усилением меньше, чем . В этом случае для условия 1 усиление источника с углом , который может быть применен [см. 8.3 с)], или, альтернативно, уменьшение угла приема [см. 9.3.2 b)] должно соответствовать реальному фактору усиления, меньше, чем ;

- наблюдение пучков с телескопами;

- условий двойной неисправности, которые могут быть вероятны, т. е. каждое условие неисправности в отдельности не должно дать доступную эмиссию выше ПДЭ, но оба условия неисправности, произошедшие одновременно - могут. Когда эти условия неисправности, как ожидается, произойдут с относительно высокой вероятностью, тогда вероятность для двойной неисправности могла бы быть достаточно высока, и это необходимо рассмотреть в процессе проектирования.