Реферат: Лазерная безопасность

1. Физиологические эффекты при воздействии лазерного излучения на человека.

Непосредственное воздействие на человека оказывает лазерное излучение любой длины волны, однако в связи со спектральными особенностями поражаемых органов и существенно различными предельно допустимыми дозами облучения обычно различают воздействие на глаза и кожные покровы человека.

1.1. Воздействие лазерного излучения на органы зрения

Рисунок 1. Спектральные характеристики глаза:
t1— относительное пропускание глазной среды;
t2— произведение пропускания глазной среды на поглощение всеми слоями сетчатки

Основной элемент зрительного аппарата человека — сетчатка глаза — может быть поражена лишь излучением видимого ( от 0.4 мкм ) и ближнего ИК-диапазонов ( до 1.4 мкм ), что объясняется спектральными характеристиками человеческого глаза ( рис. 1 ). При этом хрусталик и глазное яблоко, действуя как дополнительная фокусирующая оптика, существенно повышают концентрацию энергии на сетчатке, что, в свою очередь, на несколько порядков понижает максимально допустимый уровень ( МДУ ) облученности зрачка. Световой диаметр зрачка при расчете МДУ облучения принимают обычно равным 7 мм. Это не всегда соответствует действительности. Например, при большой светлоте ( физиологическая оценка яркости ) фона — из-за световой адаптации, в пожилом возрасте — из-за уменьшения чувствительности световых рецепторов.

1.1.1. МДУ прямого облучения сетчатки

Кроме длины волны l, необходимо учитывать также длительность воздействия светового излучения. При очень коротких импульсах ( когда не успевают сработать механизмы теплопроводности в области сетчатки ) нормируют плотность энергии для видимого излучения ( 0.4<l<0.7 мкм ) при Dt< 2×10-5c МДУ облучения роговицы глаза составляет 5×10-3Дж/м2; для ИК-излучения ( 1.05<l<1.4 мкм ) при 2×10-5<Dt<5×10-5с — на порядок больше, то есть 5×10-2Дж/м2. Если длительность импульса превышает 20 мкс для видимого и 20¸50 мкс для ближнего ( до 1.4 мкм ) излучения, то нормируют в первом приближении плотность мощности: для видимого излучения МДУ составляет 18Dt0.75Вт/м2; для ИК-излучения — почти порядок больше, то есть 90Dt0.75Вт/м2.

Во всех рассматриваемых далее случаях переходная область спектра — от темно-красного ( l>700 нм ) до полностью невидимого ближнего ИК-излучения ( l<1050 нм ) — характеризуется монотонным повышением МДУ от минимального значения ( для темно-красного излучения ) до максимального ( для полностью невидимого ИК-излучения ) по закону С4=10(l-700)/500.

Приведенные данные по МДУ охватывают область наиболее критических значений параметров облучения зрачка глаза, когда в интервале от 10-9до 10 с причиной повреждения сетчатки является тепловое действие сфокусированного света при прямом наблюдении лазерного пучка, тогда как сверхкороткие лазерные импульсы вызывают в основном термоакустическое воздействие — протоплазма клеток из-за быстрого разогрева закипает и разрывает оболочку. В этом случае нормируют плотность мощности: для видимого излучения МДУ составляет 5×106Вт/м2, для ИК-излучения — 5×107Вт/м2.

Длительное ( Dt>10 с ) прямое воздействие лазерного излучения на сетчатку приводит в основном к фотохимическим процессам ее разрушения. Чтобы избежать этого (как и в случае сверхкоротких импульсов), нормируют энергетическую освещенность (экспозицию). Для зеленого (l=550 нм) и более коротковолнового (l>400 нм) видимого света МДУ составляет 100 Дж/м2. Что касается «теплых» цветов (550<l<700 нм), то фотохимические процессы начинают играть заметную роль только при больших временных воздействиях лазерного излучения (T2=100.02(l-500)+1c), и в этом случае МДУ нужно уменьшить в С3раз (C3=100.015(l-550)).

Сверхдлительное (Dt>103¸104c) прямое воздействие лазерного излучения характеризуется малым значением МДУ, а именно 0.01 Вт/м2для сине-зеленого (0.4<l<0.55 мкм) излучения. Более длинноволновое видимое излучение (550<l<700 нм) допускает МДУ=100.015(l-500)+2 Вт/м2. В случае ИК излучения переход от экспозиционного к мощностному ограничению (когда существенную роль играют регенерационные процессы, компенсирующие фотохимическое разрушение) осуществляется при Dt>10 c: для 1.05<l<1.4 мкм МДУ составляет 16 Вт/м2; для l>700 нм (темно-красное излучение) и l<1050 нм (ближнее ИК излучение) монотонно возрастающий МДУ составляет 3.2×10(l-700)/500 Вт/м2.

На перечисленные МДУ облучения ориентируются при однократном воздействии на глаз прямого лазерного излучения, фокусируемого хрусталиком в очень незначительное пятно на сетчатке.

При наличии последовательности импульсов не только ни один из них, но и усредненная облученность не должны превышать МДУ. При усреднении воздействия последовательности импульсов с длительностью Dt<10 мкс и частотой повторения f>1 Гц МДУ одиночного импульса должен быть уменьшен в С5раз:

--PAGE_BREAK--

/>(1.1)

Если длительность отдельных импульсов Dt в последовательности превышает 10 мкс ( а частота следования f>1 Гц), то для импульса длительностью NDt за ограничение облученности принимают (1/N)-ю часть МДУ.

Наиболее сложно определить МДУ для повторяющихся серий, состоящих из определенного числа импульсов. Когда в серии не более 10 импульсов, ее приравнивают к одному эквивалентному импульсу. При этом:

если Dt серии меньше 10 мкс, то за длительность эквивалентного импульса принимают длительность самого короткого импульса в серии, а за энергетическое воздействие — суммарное (полное) энергетическое воздействие всей серии;

если Dt серии больше 10 мкс, то за длительность эквивалентного импульса принимают суммарную длительность парциальных импульсов, а за энергетическое воздействие — суммарное энергетическое воздействие всей серии.

Если в серии более 10 импульсов, то МДУ рассчитывают как для одного, якобы непрерывного импульса, охватывающего всю последовательность.

1.1.2. МДУ для наружных покровов глаз человека

Невидимое УФ (0.2<l<0.4 мкм) или ИК излучение (1.4<l<1000 мкм) практически не доходит до сетчатки и потому может повреждать лишь наружные части глаз человека: УФ излучение вызывает фотокератит, средневолновое ИК излучение (1.4<l<3 мкм) — отек, катаракту и ожог роговой оболочки глаза; дальнее ИК излучение (3 мкм<l<1 мм) — ожог роговицы. Поэтому МДУ облучения глаз при УФ и ИК излучении рассматривают здесь, хотя (из-за отсутствия фокусирующего действия хрусталика) численные значения данного МДУ на несколько порядков больше значений, приведенных в подразделе «МДУ прямого облучения сетчатки», и соответствуют МДУ для кожных покровов. К тому же для наружных покровов глаза и кожных покровов МДУ нормируются относительно апертуры диаметром 1 мм (для сетчатки — 7 мм), что еще более снижает требования лучевой безопасности в рассматриваемом случае. Тем не менее эти данные могут оказаться полезными, так как в настоящее время возрастает число коммерческих лазеров, работающих в УФ и ИК диапазонах.

Плотность мощности для сверхкоротких (менее 1 нс) импульсов почти одинакова в обоих диапазонах: 30 ГВт/м2в УФ области и 100 ГВт/м2в ИК области (1.4 мкм<l<1 мм).

При больших временах воздействия ситуация наиболее проста для жесткого (200<l<320.5 нм) УФ излучения, где МДУ=30 Дж/м2, вплоть до длительностей облучения 30000 с, то есть свыше 8 часов.

Более сложна система задания МДУ для узкого участка УФ излучения с 302.5<l<315 нм. Для сколько-нибудь длительного воздействия (10<Dt<30000 c) МДУ возрастает на 2.5 порядка по закону С2=10(l-295)/5Дж/м2. В области импульсных воздействий (1 нс<Dt<10 c) такое быстрое нарастание МДУ имеет место лишь при Dt>T1=10(l-295)/5c; если Dt<T1, то МДУ не зависит от длины волны и составляет С1=5600(Dt)0.75Дж/м2.

МДУ для ближней УФ области (315<l<400 нм) в случае импульсного (1 нс<Dt<10 c) облучения почти не меняется, составляя С1=5600(Dt)0.25Дж/м2, плавно переходящее в 10 КДж/м2для времени облучения от 10 до 1000 с; если длительность облучения превышает 1000 с, то нормируют плотность мощности, и МДУ равно 10 Вт/м2.

В ИК области МДУ облучения наружных покровов почти не зависит от длины волны и составляет: для сверхкоротких (Dt<1 нс) импульсов 100 ГВт/м2; для гигантских ( 1 нс<Dt<100 нс) импульсов 100 Дж/м2; для остальных (100 нс<Dt<10 с) импульсов 5600(Dt)0.25Дж/м2. Плотность мощности при непрерывном облучении (10 с<Dt<30000 c) не должна превышать 1 кВт/м2.

Надо отметить, что такие значения справедливы и для дальней ИК области (0.1<l<1 мм) с той лишь разницей, что МДУ задают здесь в апертуре диаметром 11 мм (а не 1 мм, как для УФ и основного ИК диапазонов).

1.1.3. Представление МДУ облучения как поверхности в координатах l— Dt

В 825-й публикации МЭК полностью, хотя и не всегда с достаточно высокой точностью, определены МДУ облучения роговой оболочки глаза человека прямым (то есть направленным непосредственно из оптической системы, а не рассеянным на каких-либо шероховатых поверхностях) лазерным излучением. Для удобства практического применения эти рекомендации МЭК представлены в виде таблицы 1.1.

В результате, во первых, появляется возможность достаточно просто (хотя и приближенно) определить численные значения МДУ при прямом облучении глаза человека лазерным излучением. При измерении следует лишь помнить следующие рекомендации МЭК по пространственному усреднению облученности: для 0.2<l<0.4 мкм — внутри круга Æ1 мм; для 0.4<l<1.4 мкм — внутри круга Æ7 мм (что соответствует зрачку глаза при темновой адаптации); для 1.4<l<100 мкм — внутри круга Æ1 мм; для 100 мкм<l<1 мм — внутри круга Æ11 мм.

Во вторых, таблица 1.1 свидетельствует о том, что в разных спектральных поддиапазонах лазерное воздействие частично аддитивно. Эта ситуация относится к двух- и более волновым лазерам, в основном, к лазерным приборам и установкам, в которых используется лазерное излучение разных длин волн. В соответствии с рекомендацией МЭК весь диапазон длин волн лазерного излучения делят на четыре поддиапазона, внутри которых лазерное излучение полностью аддитивно (как для глаз: так и для кожных покровов):

продолжение
--PAGE_BREAK--

поддиапазон — УФ-С и УФ-В, 200<l<315 нм;

поддиапазон — УФ-А, 315<l<400 нм;

поддиапазон — весь видимый и ИК-А, 0.4<l<1.4 мкм;

поддиапазон — ИК-В и ИК-С, 1.4<l<1000 мкм.

Кроме того, всегда суммируют воздействия облучений 2-го и 4-го поддиапазонов. Аналогичное суммирование проводят и при совместном воздействии на кожные покровы лазерных излучений 2-го и 3-го поддиапазонов.

Естественно, что принимать во внимание эффект аддитивного воздействия имеет смысл лишь при близких к МДУ значениях облучения для каждой из генерируемых длин волн. К сожалению, 825-я публикация МЭК не дает аналитического выражения для определения МДУ аддитивного облучения, а лишь указывает на необходимость особой осторожности, если длительности воздействия существенно различаются (например, совместное действие импульсного и непрерывного излучений). В случае, если длительности импульсов или время экспозиции соизмеримы (имеют один порядок), то полагают, что парциальное (на одной длине волны) облучение пропорционально МДУ для данного излучения, то есть суммарное относительное облучение не должно превышать единицы:

И, наконец, МЭК настоятельно напоминает об опасности любого облучения, в том числе лазерного, подчеркивая, что МДУ является не порогом безопасности, а лишь усредненным значением (определенным на основе многочисленных экспериментов) уровня опасности повреждения органов зрения (и кожного покрова) человека.

Таблица 1.1

МДУ прямого облучения глаз человека

Длина

МДУ

волны

Еди-

Усло-

При длительности излучения Dt, с

l, нм

ница изме-рения

вие

<10-9

От 10-9до 10-7

От 10-7до 1.8×10-5

От 1.8×10-5до 5×10-5

От 5×10-5до 10

От 10 до 103

От 103до 104

От 104до 3×104

От 200 до

ГВт/м2

—

302.5 (УФ-С)

Дж/м2

—

От 302.5

Дж/м2

При Dt£T1

—

до 315 (УФ-В)

Дж/м2

При Dt>T1

—

Дж/м2

—

ГВт/м2

—

От 315 до 400

Вт/м2

—

3×1010

—

(УФ-А)

Дж/м2

—

104

—

От 400

Вт/м2

—

5×106

—

10-2

до 550

Дж/м2

—

5×10-3

100

—

продолжение
--PAGE_BREAK--

От 550 до 700

Дж/м2

При Dt£T2

—

С6

—

Дж/м2

При Dt>T2

—

С3×102

—

Дж/м2

—

5×10-3

С6

—

Вт/м2

—

5×106

—

С3×10-2

От 700 до

Дж/м2

—

5С4×10-3

С4С6

—

1050 (ИК-А)

Вт/м2

—

5С4×106

—

3.2С4

От 1050 до

Дж/м2

—

5×10-2

5С6

—

1400 (ИК-В)

Вт/м2

—

5×107

—

От 1400

Дж/м2

—

100

С1

—

до 106(ИК-С)

Вт/м2

—

1011

—

103

С1=5.6×103(Dt)0.25; T1=100.8(l-295)-15;

C2=100.2(l-295); T2=101+0.02(l-550);

C3=100.015(l-550);

C4=10(l-700)/500;

С6=18(Dt)0.75;

1.1.4. МДУ облучения глаз рассеянным лазерным излучением

На практике наиболее вероятно именно рассеянное лазерное облучение. В этом случае важно при определении МДУ облучения перенормировать плотность излучения в диапазоне 0.4<l<1.4 мкм, достигающего сетчатки и поражающего ее. Эта перенормировка связана с тем, что характер и размер поражения сетчатки изменяются в связи с резким увеличением зоны облучения — от 0.01 мм (определяется аберрацией глаза и дифракцией света на его зрачке), то есть угловой размер составляет примерно 1', или 0.0003 рад, до a=0.015¸0.24 рад. Последняя величина (эффективный угол зрения) во многом зависит от длительности облучения и (для коротких импульсов) от длины волны. Все это видно из рисунка 2, где представлена кусочно-линейная аппроксимация a=a(Dt) в двойном логарифмическом масштабе.

Рисунок 2. Предельный угол видения (предполагаемый угол поля зрения):
1 — 0.012 рад;
2 — 0.00885 рад;
3 — 0.00025(Dt)-0.17(при 1050£l<1400 нм);
5 — 0.015×(Dt)0.21(при 400£l<1400 нм);

продолжение

--PAGE_BREAK--6 — 0.24 рад.
МДУ облучения глаза протяженным источником с угловым размером aизл>aприведены в таблице 1.2. Напомним, что при измерении энергетической яркости рассеянного (точнее: со значительным углом расходимости) излучения ее усреднение при измерении МДУ следует выполнять по углу a(см. рисунок 2). Кроме того, поскольку глаза устроены так, что не пропускают к сетчатке УФ и ИК излучение с l>1.4 мкм, то в этих диапазонах разница между МДУ, указанным в таблице 1.1, и МДУ, указанным в таблице 1.2, отсутствует.

Таблица 1.2 МДУ облучения глаз человека рассеянным лазерным излучением

Длина волны l, нм

МДУ

Единица измерения

Условие

При длительности экспозиции Dt, с

<10-9

От 10-9до 10-7

От 10-7до 10

От 10 до 103

От 103до 104

От 104до 3×104

От 200

ГВт/м2

—

до 302.5

Дж/м2

—

От 302.5 до 315

Дж/м2

При Dt£T1

—

Дж/м2

При Dt>T1

—

Дж/м2

—

ГВт/м2

—

От 315

Вт/м2

—

3×1010

—

до 400

Дж/м2

—

104

—

От 400

Вт/м2 ср

—

1011

—

до 550

Дж/м2 ср

—

С7

2.1×105

—

От 550 до 700

Дж/м2 ср

При Dt£T2

—

2С8

—

Дж/м2 ср

При Dt>T2

—

2.1×105С3

—

Дж/м2 ср

—

С7

—

Вт/м2 ср

—

1011

—

21С3

От 700

Дж/м2 ср

—

С4С7

2С4С8

—

до 1050

кВт/м2ср

—

С4×108

—

6.4С4

От 1050

Дж/м2 ср

—

5С7

10С8

—

до 1400

Вт/м2 ср

—

5×1011

—

3.2×104

От 1400

Дж/м2

—

100

С1

—

до 106

Вт/м2

—

1011

—

103

С1=5.6×103(Dt)0.25; T1=100.8(l-295)-15;

C2=100.2(l-295); T2=101+0.02(l-550);

C3=100.015(l-550);

C4=10(l-700)/500;

С7=105(Dt)0.33;

С8=1.9×104(Dt)0.75;

Таблица 1.3МДУ облучения наружных покровов человека

Длина волны l, нм

МДУ

Единица измерения

Условие

При длительности экспозиции Dt, с

<10-9

От 10-9до 10-7

От 10-7до 10

От 10 до 103

От 103до 3×104

От 200

Дж/м2

—

до 302.5

ГВт/м2

—

От 302.5

Дж/м2

При Dt£T1

—

до 315

Дж/м2

При Dt>T1

—

Дж/м2

—

Вт/м2

—

3×1010

—

10-3С3

10-3С2

От 315

Дж/м2

—

С1

104

—

до 400

Вт/м2

—

3×1010

—

От 400

Дж/м2

—

200

С9

—

до 1400

Вт/м2

—

2×1011

—

2000

От 1400

Дж/м2

—

100

С1

—

до 106

Вт/м2

—

1011

—

1000

С1=5.6×103(Dt)0.25; T1=100.8(l-295)-15;

C2=100.2(l-295);

С9=1.1×104(Dt)0.25;

продолжение

--PAGE_BREAK--1.2. МДУ лазерного облучения кожных покровов

При принятии должных мер безопасности (защитные очки и др.) повреждение зрительных органов человека обычно исключается. Однако остается возможность поражения кожных покровов (например, рук при обслуживании лазерной технологической установки). Что касается МДУ лазерного облучения для кожных покровов человека, то их значения, по рекомендации МЭК, отличаются от значений, рассмотренных ранее для глаз, лишь в области видимого и ближнего ИК излучåíèÿ (l<1.4 ìêì). Ïðè ýòîì îáëó÷åíèå óñðåäíÿþò â ïðåäåëàõ êðóãëîé àïåðòóðû Æ1 ìì äëÿ âñåõ äëèí âîëí ìåíåå 0.1 ìì. Îáëó÷åíèå â äàëüíåé ÈÊ îáëàñòè (0.1<l<1 ìì) ïî-ïðåæíåìó óñðåäíÿþò â àïåðòóðå Æ11 ìì.

Òàêèì îáðàçîì, ïðè ëþáîì ëàçåðíîì èçëó÷åíèè, ïîëüçóÿñü äàííûìè òàáëèö 1.1 — 1.3, ìîæíî ëåãêî îïðåäåëèòü ÌÄÓ îáëó÷åíèÿ, ïîçâîëÿþùèé èçáåæàòü îðãàíè÷åñêèõ ïîâðåæäåíèé ãëàç è êîæíûõ ïîêðîâîâ ÷åëîâåêà.

Ïðèìåíåíèå òîãî èëè èíîãî ñïîñîáà îáåñïå÷åíèÿ áåçîïàñíîñòè ÷åëîâåêà ïðè ëàçåðíîì èçëó÷åíèè çàâèñèò îò ñòàäèè èçãîòîâëåíèÿ èëè ýêñïëóàòàöèè ëàçåðíîãî ïðèáîðà. Íà çàùèòó ïîëüçîâàòåëÿ îò ëàçåðíîãî îáëó÷åíèÿ, ïðåâûøàþùåãî ÌÄÓ, íàöåëåíû ðåêîìåíäóåìûå ÌÝÊ êîíñòðóêòèâíûå ìåðîïðèÿòèÿ, íåîáõîäèìûå ïðè èçãîòîâëåíèè ëàçåðíûõ ïðèáîðîâ. Ïîñêîëüêó ýòè ìåðîïðèÿòèÿ â òîé èëè èíîé ñòåïåíè îáÿçàòåëüíû äëÿ âñåõ èçãîòîâèòåëåé ëàçåðíûõ ïðèáîðîâ, öåëåñîîáðàçíî ðàññìîòðåòü èõ áîëåå ïîäðîáíî.

2. Òðåáîâàíèÿ ê èçãîòîâèòåëÿì ëàçåðíûõ ïðèáîðîâ â ñâÿçè ñ îáåñïå÷åíèåì áåçîïàñíîñòè ïîëüçîâàòåëåé

ÌÝÊ ðåêîìåíäóåò â ñâÿçè ñ óíèôèêàöèåé òðåáîâàíèé ê êîíñòðóêöèÿì ëàçåðíûõ ïðèáîðîâ ðàçäåëÿòü ýòè ïðèáîðû íà ÷åòûðå êëàññà ñ òî÷êè çðåíèÿ îïàñíîñòè ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ äëÿ ïîëüçîâàòåëåé.

2.1. Ëàçåðíûå èçëó÷àòåëè êëàññà 1

Íàèáîëåå áåçîïàñíûìè êàê ïî ñâîåé ïðèðîäå (ÌÄÓ îáëó÷åíèÿ íèêàê íå ìîæåò áûòü ïðåâûøåí), òàê è ïî êîíñòðóêòèâíîìó èñïîëíåíèþ ÿâëÿþòñÿ ëàçåðíûå ïðèáîðû êëàññà 1. Â ñâÿçè ñ òàêèì äâîéíûì ïîäõîäîì äîïóñòèìûå ïðåäåëû èçëó÷åíèÿ (ÄÏÈ) ëàçåðíûõ ïðèáîðîâ êëàññà 1 â ñïåêòðàëüíîé îáëàñòè îò 0.4 äî 1.4 ìêì, äëÿ êîòîðîé âîçìîæíî êàê òî÷å÷íîå, òàê è ïðîòÿæåííîå ïîâðåæäåíèå ñåò÷àòêè, õàðàêòåðèçóþòñÿ çíà÷åíèÿìè â äâóõ àñïåêòàõ — ýíåðãåòè÷åñêîì (â âàòòàõ èëè äæîóëÿõ) è ÿðêîñòíîì. Ñîîòâåòñòâóþùèå çíà÷åíèÿ ïðèâåäåíû â òàáëèöå 2.1 (êðîìå ÓÔ èçëó÷åíèÿ, à òàêæå ÈÊ èçëó÷åíèÿ îò 1.4 ìêì)

Òàáëèöà 2.1 ÄÏÈ äëÿ ëàçåðîâ êëàññà 1

Äëèíà

ÄÏÈ

âîëíû

Åäè-

Óñëî-

Ïðè äëèòåëüíîñòè èçëó÷åíèÿ Dt, ñ

l, íì

íèöà èçìå-ðåíèÿ

âèå

<10-9

Îò 10-9 äî 10-7

Îò 10-7 äî 1.8×10-5

Îò 1.8×10-5 äî 5×10-5

Îò 5×10-5 äî 10

Îò 10 äî 103

Îò 103 äî 104

Îò 104 äî 3×104

Îò 200

ìêÄæ

—

äî 302.5

êÂò

—

Îò 302.5

ìêÄæ

Ïðè Dt£T1

—

0.79C1

—

äî 315

ìêÄæ

Ïðè Dt>T1

—

0.79C2

—

ìêÄæ

—

0.79C2

êÂò

—

Îò 315

êÂò

—

7.9×10-9

äî 400

ìêÄæ

—

0.79C1

7.9×103

—

Îò 400

Äæ

—

21×104

Ñ10

3.9×10-3

—

äî

Äæ/ì2 ñð

—

Ñ7

2.1×105

—

550*

Âò

—

200

—

3.9×10-7

Âò/ì2 ñð

—

1011

—

Îò 550 äî 700*

ìÄæ è Äæ/ì2 ñð

Ïðè Dt£T2

—

103Ñ10

—

ìÄæ

Ïðè Dt>T2

—

3.9Ñ3

—

ÌÄæ/ ì2 ñð

—

10-6Ñ7

—

ìÄæ è Äæ/ì2 ñð

—

2×10-4

103Ñ10

2×10-4

—

ìêÂò

—

200

—

0.39× 10-6×Ñ3

Âò/ì2

—

1011

—

21Ñ3

Îò 700

Äæ

—

2Ñ4×10-7

Ñ4Ñ10

—

äî 1050*

Äæ/ ì2ñð

—

Ñ4Ñ7

2Ñ4Ñ8

—

êÂò

—

0.2Ñ4

—

12Ñ4

êÂò/ ì2ñð

—

Ñ4×108

—

6.4Ñ4

Îò 1050

Äæ

—

2×10-6

5Ñ10

—

äî 1400*

Äæ/ ì2ñð

—

Ñ7

—

Âò

—

2×103

—

6×104

Âò/ ì2ñð

—

5×1011

—

3.2×104

Îò 1400

ìêÄæ

—

0.4Ñ9

—

äî 105

Âò

—

8×104

—

8×10-4

Îò 105

Äæ

—

10-2

10-4Ñ1

—

äî 106

Âò

—

107

—

0.1

Ñ1=5.6×103(Dt)0.25; T1=100.8(l-295)-15;

C2=100.2(l-295); T2=101+0.02(l-550);

C3=100.015(l-550);

C4=10(l-700)/500; *— Íåîáõîäèìû äâîéíûå ïðåäåëû äëÿ êëàññà 1.

Ñ7=105(Dt)0.33;

Ñ8=1.9×104(Dt)0.75;

Ñ9=1.1×104(Dt)0.25;

Ñ10=7×10-4(Dt)0.75;

продолжение

--PAGE_BREAK--2.2. Ëàçåðíûå èçëó÷àòåëè êëàññà 2

Ýòî ìàëîìîùíûå ëàçåðíûå ïðèáîðû, èçëó÷àþùèå òîëüêî â âèäèìîì (0.4<l<0.7 ìêì) äèàïàçîíå. Èõ íåïðåðûâíàÿ ìîùíîñòü îãðàíè÷åíà 1 ìÂò, òàê êàê ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî ÷åëîâåê îáëàäàåò åñòåñòâåííîé ðåàêöèåé çàùèòû ñâîèõ ãëàç îò âîçäåéñòâèÿ íåïðåðûâíîãî èçëó÷åíèÿ (ðåôëåêñ ìèãàíèÿ). Â ñëó÷àå êðàòêîâðåìåííûõ îáëó÷åíèé (Dt<0.25 ìèí) ýíåðãåòèêà ëàçåðíûõ èçëó÷àòåëåé êëàññà 2 íå äîëæíà ïðåâûøàòü ñîîòâåòñòâóþùèå ÄÏÈ äëÿ ïðèáîðîâ êëàññà 1.

Òàêèì îáðàçîì, ëàçåðíûå èçëó÷àòåëè êëàññà 2 íå ìîãóò íàíåñòè âðåä ÷åëîâåêó ïîìèìî åãî æåëàíèÿ.

2.3. Ëàçåðíûå èçëó÷àòåëè êëàññà 3

Èçëó÷àòåëè ýòîãî êëàññà çàíèìàþò ïåðåõîäíîå ïîëîæåíèå ìåæäó áåçîïàñíûìè ïðèáîðàìè êëàññîâ 1, 2 è ëàçåðàìè êëàññà 4 (êîòîðûå áåçóñëîâíî òðåáóþò ïðèíÿòèÿ ìåð ïî çàùèòå ïåðñîíàëà). Â ñîîòâåòñòâèè ñ ýòèì ÌÝÊ ðåêîìåíäóåò ïîäðàçäåëÿòü ëàçåðíûå èçëó÷àòåëè êëàññà 3 íà äâà ïîäêëàññà — 3À è 3Á.

2.3.1. Ëàçåðíûå èçëó÷àòåëè ïîäêëàññà 3À

Ê íèì îòíîñÿò óñëîâíî áåçîïàñíûå èçëó÷àòåëè. Îíè íå ñïîñîáíû ïîâðåäèòü çðåíèå ÷åëîâåêà, íî ïðè óñëîâèè íåèñïîëüçîâàíèÿ êàêèõ-ëèáî äîïîëíèòåëüíûõ îïòè÷åñêèõ ïðèáîðîâ äëÿ íàáëþäåíèÿ ïðÿìîãî ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ. Â ñîîòâåòñòâèè ñ ýòèì óñëîâèåì ìîùíîñòü âèäèìîãî èçëó÷åíèÿ íåïðåðûâíûõ ëàçåðîâ ïîäêëàññà 3À íå äîëæíà ïðåâûøàòü 5 ìÂò (òî åñòü ïÿòèêðàòíîãî çíà÷åíèÿ ÄÏÈ äëÿ êëàññà 2), à îáëó÷åííîñòü — 25 Âò/ì2. Äîïóñòèìàÿ ýíåðãåòèêà äëÿ äðóãèõ äëèí âîëí è äëèòåëüíîñòåé îáëó÷åíèÿ íå äîëæíà áîëåå ÷åì â 5 ðàç ïðåâûøàòü ÄÏÈ äëÿ êëàññà 1 (ñì. òàáëèöó 2.2).

Òàáëèöà 2.2

ÄÏÈ äëÿ ëàçåðîâ ïîäêëàññà 3À

Äëèíà

ÄÏÈ

âîëíû

Åäè-

Óñëî-

Ïðè äëèòåëüíîñòè èçëó÷åíèÿ Dt, ñ

l, íì

íèöà èçìå-ðåíèÿ

âèå

<10-9

Îò 10-9 äî 10-7

Îò 10-7 äî 1.8×10-5

Îò 1.8×10-5 äî 5×10-5

Îò 5×10-5 äî 10

Îò 10 äî 103

Îò 103 äî 104

Îò 104 äî 3×104

Îò 200

ìÄæ

—

0.12

äî

Äæ/ì2

—

302.5*

ÌÂò

—

0.12

—

ÃÂò/ì2

—

Îò 302.5

ìêÄæ

Ïðè Dt£T1

—

4C1

—

äî 315

ìêÄæ

Ïðè Dt>T1

—

4C2

—

ìêÄæ

—

4C2

Äæ/ì2

Ïðè Dt£T1

—

Äæ/ì2

Ïðè Dt>T1

—

Äæ/ì2

—

ÌÂò

—

0.12

—

ÃÂò/ì2

—

Îò 315

Âò

—

1.2×105

—

4×10-5

äî 400

продолжение
--PAGE_BREAK--

Âò/ì2

—

3×1010

—

ìêÄæ

—

4C1

4×10-4

—

Äæ/ì2

—

104

—

Îò 400

Äæ

—

10-6

5Ñ10

—

äî 700

Äæ/ì2

—

5×10-3

Ñ6

—

Âò

—

1000

—

5×10-3

Âò/ì2

—

5×106

—

25**

Îò 700

Äæ

—

Ñ4×10-6

5Ñ4Ñ10

—

äî 1050

Äæ/ì2

—

5×10-3× Ñ4

Ñ4Ñ6

—

Âò

—

103×Ñ4

—

6×10-4× Ñ4

Âò/ì2

—

5×106Ñ4

—

3.2Ñ4

Îò 1050

ìÄæ

—

0.01

Ñ6

—

äî

Äæ/ì2

—

0.05

5Ñ6

—

1400

Âò

—

104

—

3×10-3

Âò/ì2

—

5×107

—

Îò 1400

ìêÄæ

—

400

2Ñ9

—

äî 105

Äæ/ì2

—

100

Ñ1

—

Âò

—

4×105

—

4×10-3

Âò/ì2

—

1011

—

103

Îò 105

ìÄæ

—

0.5Ñ1

—

äî 106

Äæ/ì2

—

100

Ñ1

—

Âò

—

5×107

—

0.5

Âò/ì2

—

1011

—

103

Ñ1=5.6×103(Dt)0.25; T1=100.8(l-295)-15;

C2=100.2(l-295); T2=101+0.02(l-550);

C4=10(l-700)/500;

Ñ6=18(Dt)0.75; *— Çäåñü è äàëåå íåîáõîäèìû äâîéíûå ïðåäåëû
Ñ9=1.1×104(Dt)0.25; äëÿ êëàññà 3À.

Ñ10=7×10-4(Dt)0.75; **— Åñòåñòâåííàÿ çàùèòíàÿ ðåàêöèÿ íà
èçëó÷åíèå áîëåå 0.25 ñåêóíä.

2.3.2. Ëàçåðíûå èçëó÷àòåëè ïîäêëàññà 3Á

Ê íèì îòíîñÿò èçëó÷àòåëè ñðåäíåé ìîùíîñòè, íåïîñðåäñòâåííîå íàáëþäåíèå êîòîðûõ äàæå íåâîîðóæåííûì (áåç ôîêóñèðóþùåé îïòè÷åñêîé ñèñòåìû) ãëàçîì îïàñíî äëÿ çðåíèÿ. Îäíàêî ïðè ñîáëþäåíèè îïðåäåëåííûõ óñëîâèé — óäàëåíèè ãëàçà áîëåå ÷åì íà 13 ñì îò ðàññåèâàòåëÿ è âðåìåíè âîçäåéñòâèÿ íå áîëåå 10 ñ — äîïóñòèìî íàáëþäåíèå äèôôóçíî ðàññåÿííîãî èçëó÷åíèÿ. Ïîýòîìó íåïðåðûâíàÿ ìîùíîñòü òàêèõ ëàçåðîâ íå ìîæåò ïðåâûøàòü 0.5 Âò, à ýíåðãåòè÷åñêàÿ ýêñïîçèöèÿ — 100 êÄæ/ì2. Îñòàëüíûå çíà÷åíèÿ ÄÏÈ äëÿ ëàçåðîâ ïîäêëàññà 3Á ïðèâåäåíû â òàáëèöå 2.3.

Òàáëèöà 2.3

ÄÏÈ äëÿ ëàçåðîâ ïîäêëàññà 3Á

Äëèíà âîëíû

ÄÏÈ

l, íì

Åäèíèöà

Ïðè äëèòåëüíîñòè èçëó÷åíèÿ Dt, ñ

èçìåðåíèÿ

<10-9

Îò 10-9 äî 0.25

Îò 0.25 äî 3×104

Îò 200 äî 302.5

Äæ

—

3.8×10-4

—

Âò

3.8×10-5

—

1.5×10-3

Îò 302.5 äî 315

Äæ

—

1.25×10-5×Ñ2

—

Âò

1.25×104×Ñ2

—

5×10-5×Ñ2

Îò 315 äî 400

Äæ

—

0.125

—

Âò

1.25×108

—

0.5

Îò 400 äî 700*

Äæ/ì2

—

3.14×Ñ7 è <105

—

Âò

—

0.5

Âò/ì2

3.14×1011

—

Îò 700 äî 1050*

Äæ/ì2

—

3.14×Ñ4×Ñ7 è <105

—

Âò

—

0.5

Âò/ì2

3.14×1011

—

Îò 1050 äî 1400*

Äæ/ì2

—

15.7×Ñ7 è <105

—

Âò

—

0.5

Âò/ì2

1.57×1012

—

Îò 1400 äî 106

Äæ/ì2

—

105

—

Âò

—

0.5

Âò/ì2

1014

—

C2=100.2(l-295);

C4=10(l-700)/500; *— Íåîáõîäèìû äâîéíûå ïðåäåëû äëÿ êëàññà 3Á.

Ñ7=105(Dt)0.33;

продолжение

--PAGE_BREAK--2.4. Ëàçåðíûå èçëó÷àòåëè êëàññà 4

Ýòî ìîùíûå ëàçåðíûå óñòàíîâêè, ñïîñîáíûå ïîâðåäèòü çðåíèå è êîæíûå ïîêðîâû ÷åëîâåêà íå òîëüêî ïðÿìûì, íî è äèôôóçíî ðàññåÿííûì èçëó÷åíèåì. Çíà÷åíèÿ ÄÏÈ â äàííîì ñëó÷àå ïðåâûøàþò çíà÷åíèÿ, ïðèíÿòûå äëÿ ïîäêëàññà 3Á. Ðàáîòà ñ ëàçåðíûìè èçëó÷àòåëÿìè êëàññà 4 òðåáóåò îáÿçàòåëüíîãî ñîáëþäåíèÿ ñîîòâåòñòâóþùèõ çàùèòíûõ ìåð.

2.5. Îñîáåííîñòè èñïîëüçîâàíèÿ ÄÏÈ ïðè êëàññèôèêàöèè ëàçåðíûõ èçëó÷àòåëåé

Ëàçåðíûå èçëó÷àòåëè, ãåíåðèðóþùèå íà äâóõ èëè áîëåå äëèíàõ âîëí íåàääèòèâíî, êëàññèôèöèðóþò ïî íàèáîëüøåìó êëàññó îïàñíîñòè äëÿ êàæäîé èç íèõ. Â ñëó÷àå ïîïàäàíèÿ ãåíåðèðóåìûõ âîëí â îäèí ïîääèàïàçîí (àääèòèâíûå âîçäåéñòâèÿ) ïîñòóïàþò àíàëîãè÷íî îïðåäåëåíèþ ÌÄÓ, òî åñòü ñóììà îòíîñèòåëüíûõ èçëó÷åíèé, íîðìèðîâàííûõ ïî ÄÏÈ äëÿ äàííîé äëèíû âîëíû, íå äîëæíà ïðåâûøàòü åäèíèöû:

(ÈS)îòí = Èîòí(l1) + Èîòí(l1) +… = Èîòí(l1) / ÄÏÈ(l1) + Èîòí(l1) / ÄÏÈ(l2) +… < 1.

Åñëè, íàïðèìåð, ÷åðåç êàêîå-ëèáî îòâåðñòèå êîðïóñà çàùèòíîãî êîæóõà, èëè ïðè ââåäåíèè îïòè÷åñêîãî çîíäà, èëè â ñëó÷àå îòêàçà áëîêèðîâîê ëàçåðíîå èçëó÷åíèå ìîæåò ïîïàñòü íà ÷åëîâåêà — åãî ãëàçà èëè òîëüêî íà êîæíûå ïîêðîâû, òî êëàññèôèêàöèþ îñóùåñòâëÿþò ñ ó÷åòîì è ýòîãî äîïîëíèòåëüíîãî îáëó÷åíèÿ.

Êëàññèôèêàöèÿ ëàçåðíûõ ïðèáîðîâ, èçëó÷àþùèõ ïîâòîðÿþùèåñÿ èìïóëüñû, îñóùåñòâëÿþò ñëåäóþùèì îáðàçîì. Ïîñëåäîâàòåëüíî îïðåäåëÿþò êëàññ îïàñíîñòè äëÿ:

íàèáîëåå ìîùíîãî èìïóëüñà â ñåðèè;

ñðåäíåé ìîùíîñòè èìïóëüñîâ â ñåðèè, äåéñòâóþùèõ ÿêîáû êàê îäèí èìïóëüñ ñ äëèòåëüíîñòüþ, ðàâíîé äëèòåëüíîñòè ñåðèè;

íàèáîëåå ìîùíîãî èìïóëüñà ïîñëåäîâàòåëüíîñòè èç n èìïóëüñîâ (çà âðåìÿ ïðîâåäåíèÿ êëàññèôèêàöèè) ïðè ìãíîâåííîé ÷àñòîòå ïîâòîðåíèÿ èìïóëüñîâ (îïðåäåëÿåìîé ïî ñàìîìó êîðîòêîìó èíòåðâàëó) f>1 Ãö. Îäíàêî ïðè äëèòåëüíîñòè îòäåëüíûõ èìïóëüñîâ Dt<10 ìêñ çíà÷åíèå âêëàäà êàæäîãî îòäåëüíîãî èìïóëüñà óìåíüøàþò íà çíà÷åíèå êîýôôèöèåíòà Ñ5; ïðè Dt>10 ìêñ îäèíî÷íûì ñ÷èòàþò èìïóëüñ äëèòåëüíîñòüþ T=Dt×n è çíà÷åíèå åãî âêëàäà óìåíüøàþò â n ðàç;

íàèáîëåå ìîùíîãî ýêâèâàëåíòíîãî èìïóëüñà, ïðåäñòàâëÿþùåãî ñîáîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòü (ãðóïïó) èç n<10 èìïóëüñîâ, ïîâòîðÿþùèõñÿ ñ êâàçèðåãóëÿðíûìè èíòåðâàëàìè. Ïðè ýòîì ýíåðãåòè÷åñêàÿ ýêñïîçèöèÿ ýêâèâàëåíòíîãî èìïóëüñà ðàâíà ïîëíîé ýíåðãåòè÷åñêîé ýêñïîçèöèè ãðóïïû èìïóëüñîâ, à äëèòåëüíîñòü ýêâèâàëåíòíîãî èìïóëüñà ðàâíà èëè íàèìåíüøåé äëèòåëüíîñòè èìïóëüñà â ãðóïïå (ïðè Dtãð<10 ìêñ), èëè ñóììå äëèòåëüíîñòåé îòäåëüíûõ èìïóëüñîâ â ãðóïïå (ïðè Dtãð>10 ìêñ).

Â ðåçóëüòàòå ëàçåðíîìó ïðèáîðó ïðèñâàèâàþò íàèáîëåå âûñîêèé êëàññ îïàñíîñòè èç âû÷èñëåííûõ â ïóíêòàõ 1 — 4. Åñëè ïðè îïðåäåëåíèè ÄÏÈ äëÿ ýêâèâàëåíòíîãî èìïóëüñà òðåáîâàíèÿ áóäóò áîëåå æåñòêèìè, òî, ñëåäóÿ ïóíêòàì 1 — 3, ìîæíî íåìíîãî óìåíüøèòü ïîëó÷àåìûå çíà÷åíèÿ. Ïðè÷åì åñëè n>10, òî íóæíî ñëåäîâàòü ïóíêòó 3.

Êðîìå òîãî, 825-é ïóáëèêàöèåé ÌÝÊ ïðåäóñìîòðåí öåëûé ðÿä äîïîëíèòåëüíûõ îðãàíèçàöèîííî-òåõíè÷åñêèõ ìåðîïðèÿòèé, îáÿçàòåëüíûõ äëÿ èçãîòîâèòåëÿ, ïî îáåñïå÷åíèþ áåçîïàñíîñòè ëàçåðíûõ èçäåëèé.

3. Òåõíèêî-ãèãèåíè÷åñêàÿ îöåíêà ëàçåðíûõ èçäåëèé â Ðîññèè

Â íàøåé ñòðàíå íà áàçå ïðîâåäåííûõ êîìïëåêñíûõ èññëåäîâàíèé è ñîâðåìåííûõ ïðåäñòàâëåíèé î âëèÿíèè ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ íà îðãàíèçì ÷åëîâåêà ðàçðàáîòàí è óòâåðæäåí ðÿä íîðìàòèâíûõ äîêóìåíòîâ, îáåñïå÷èâàþùèõ áåçîïàñíóþ ýêñïëóàòàöèþ ëàçåðíûõ èçäåëèé. Ýòè äîêóìåíòû óñòàíàâëèâàþò åäèíóþ ñèñòåìó îáåñïå÷åíèÿ ëàçåðíîé áåçîïàñíîñòè. Â òàêóþ ñèñòåìó âõîäÿò: òåõíè÷åñêèå ñðåäñòâà ñíèæåíèÿ îïàñíûõ è âðåäíûõ ïðîèçâîäñòâåííûõ ôàêòîðîâ, îðãàíèçàöèîííûå ìåðîïðèÿòèÿ, êîíòðîëü óñëîâèé òðóäà íà ëàçåðíûõ óñòàíîâêàõ.

Â ñîâðåìåííîé îòå÷åñòâåííîé íàó÷íî-òåõíè÷åñêîé è íîðìàòèâíîé ëèòåðàòóðå äàíî íåñêîëüêî âàðèàíòîâ êëàññèôèêàöèè ëàçåðíûõ èçäåëèé. Ñ ïîçèöèè îáåñïå÷åíèÿ ëàçåðíîé áåçîïàñíîñòè èõ êëàññèôèöèðóþò ïî îñíîâíûì ôèçèêî-òåõíè÷åñêèì ïàðàìåòðàì è ñòåïåíè îïàñíîñòè ãåíåðèðóåìîãî èçëó÷åíèÿ.

Â çàâèñèìîñòè îò êîíñòðóêöèè ëàçåðà è êîíêðåòíûõ óñëîâèé åãî ýêñïëóàòàöèè îáñëóæèâàþùèé åãî ïåðñîíàë ìîæåò áûòü ïîäâåðæåí âîçäåéñòâèþ îïàñíûõ è âðåäíûõ ïðîèçâîäñòâåííûõ ôàêòîðîâ, ïåðå÷åíü êîòîðûõ ïðèâåäåí â ÃÎÑÒ 12.1.040-83.

Óðîâíè îïàñíûõ è âðåäíûõ ïðîèçâîäñòâåííûõ ôàêòîðîâ íà ðàáî÷åì ìåñòå íå äîëæíû ïðåâûøàòü çíà÷åíèé, óñòàíîâëåííûõ ïî ýëåêòðîáåçîïàñíîñòè, âçðûâîîïàñíîñòè, øóìó, óðîâíÿì èîíèçèðóþùåãî èçëó÷åíèÿ, êîíöåíòðàöèè òîêñè÷åñêèõ âåùåñòâ è äð.

3.1. Êëàññû îïàñíîñòè ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ ïî ÑÍèÏ 5804-91

Ñòåïåíü âîçäåéñòâèÿ ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ íà îïåðàòîðà çàâèñèò îò ôèçèêî-òåõíè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê ëàçåðà — ïëîòíîñòè ìîùíîñòè (ýíåðãèè èçëó÷åíèÿ), äëèíû âîëíû, âðåìåíè îáëó÷åíèÿ, äëèòåëüíîñòè è ïåðèîäè÷íîñòè èìïóëüñîâ, ïëîùàäè îáëó÷àåìîé ïîâåðõíîñòè.

Áèîëîãè÷åñêèé ýôôåêò ëàçåðíîãî îáëó÷åíèÿ çàâèñèò êàê îò âèäà âîçäåéñòâèÿ èçëó÷åíèÿ íà òêàíè îðãàíèçìà (òåïëîâîå, ôîòîõèìè÷åñêîå), òàê è îò áèîëîãè÷åñêèõ è ôèçèêî-õèìè÷åñêèõ îñîáåííîñòåé ñàìèõ òêàíåé è îðãàíîâ.

Íàèáîëåå îïàñíî ëàçåðíîå èçëó÷åíèå ñ äëèíîé âîëíû:

380¸1400 íì — äëÿ ñåò÷àòêè ãëàçà,

180¸380 íì è ñâûøå 1400 íì — äëÿ ïåðåäíèõ ñðåä ãëàçà,

180¸105íì (ò.å. âî âñåì ðàññìàòðèâàåìîì äèàïàçîíå) — äëÿ êîæè.

Íàøèìè ãèãèåíèñòàìè âûäâèíóòû òðåáîâàíèÿ, â ñîîòâåòñòâèè ñ êîòîðûìè â îñíîâó ïðîåêòèðîâàíèÿ, ðàçðàáîòêè è ýêñïëóàòàöèè ëàçåðíîé òåõíèêè äîëæåí áûòü ïîëîæåí ïðèíöèï èñêëþ÷åíèÿ âîçäåéñòâèÿ íà ÷åëîâåêà (êðîìå ëå÷åáíûõ öåëåé) ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ, êàê ïðÿìîãî, òàê è çåðêàëüíî èë äèôôóçíî îòðàæåííîãî.

Â ñîîòâåòñòâèè ñî ÑÍèÏ 5804-91 ëàçåðíûå èçäåëèÿ ïî ñòåïåíè îïàñíîñòè ãåíåðèðóåìîãî èçëó÷åíèÿ ïîäðàçäåëÿþò íà 4 êëàññà. Ïðè ýòîì êëàññ îïàñíîñòè ëàçåðíîãî èçäåëèÿ îïðåäåëÿåòñÿ êëàññîì îïàñíîñòè èñïîëüçóåìîãî â íåì ëàçåðà. Êëàññèôèêàöèþ ëàçåðîâ ñ òî÷êè çðåíèÿ áåçîïàñíîñòè ïðîâîäèò ïðåäïðèÿòèå-èçãîòîâèòåëü ïóòåì ñðàâíåíèÿ âûõîäíûõ õàðàêòåðèñòèê èçëó÷åíèÿ ñ ïðåäåëüíî äîïóñòèìûìè óðîâíÿìè (ÏÄÓ) ïðè îäíîêðàòíîì âîçäåéñòâèè. Îïðåäåëÿÿ ïðèíàäëåæíîñòü ëàçåðíîãî èçäåëèÿ ê òîìó èëè èíîìó êëàññó ïî ñòåïåíè îïàñíîñòè ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ, íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü âîçäåéñòâèå ïðÿìîãî èëè îòðàæåííîãî ëàçåðíîãî ïó÷êà íà ãëàçà è êîæó ÷åëîâåêà è ïðîñòðàíñòâåííûå õàðàêòåðèñòèêè ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ (ïðè ýòîì ðàçëè÷àþò êîëëèìèðîâàííîå èçëó÷åíèå, òî åñòü çàêëþ÷åííîå â îãðàíè÷åííîì òåëåñíîì óãëå, è íåêîëëèìèðîâàííîå, òî åñòü ðàññåÿííîå èëè äèôôóçíî îòðàæåííîå). Èñïîëüçîâàíèå äîïîëíèòåëüíûõ îïòè÷åñêèõ ñèñòåì íå âõîäèò â ïîíÿòèå "êîëëèìàöèÿ", à îãîâàðèâàåòñÿ îòäåëüíî.

Ëàçåðíûå èçäåëèÿ ñ òî÷êè çðåíèÿ òåõíèêè áåçîïàñíîñòè êëàññèôèöèðóþò â îñíîâíîì ïî ñòåïåíè îïàñíîñòè ãåíåðèðóåìîãî èçëó÷åíèÿ. Óñòàíîâëåíû ñëåäóþùèå 4 êëàññà ëàçåðîâ:

ê íåìó îòíîñÿò ïîëíîñòüþ áåçîïàñíûå ëàçåðû, âûõîäíîå èçëó÷åíèå êîòîðûõ íå ïðåäñòàâëÿåò îïàñíîñòè äëÿ ãëàç è êîæè ÷åëîâåêà;

ê íåìó îòíîñÿò ëàçåðû, âûõîäíîå èçëó÷åíèå êîòîðûõ ïðåäñòàâëÿåò îïàñíîñòü ïðè îáëó÷åíèè êîæè èëè ãëàç ÷åëîâåêà êîëëèìèðîâàííûì ïó÷êîì. Â òî æå âðåìÿ äèôôóçíî îòðàæåííîå èçëó÷åíèå ëàçåðîâ ýòîãî êëàññà áåçîïàñíî êàê äëÿ êîæè, òàê è äëÿ ãëàç;

ê íåìó îòíîñÿò ëàçåðíûå óñòðîéñòâà, ðàáîòàþùèå â âèäèìîé îáëàñòè ñïåêòðà è âûõîäíîå èçëó÷åíèå êîòîðûõ ïðåäñòàâëÿåò îïàñíîñòü ïðè îáëó÷åíèè êàê ãëàç (êîëëèìèðîâàííûì è äèôôóçíî îòðàæåííûì èçëó÷åíèåì íà ðàññòîÿíèè ìåíåå 10 ñì îò îòðàæàþùåé ïîâåðõíîñòè), òàê è êîæè (òîëüêî êîëëèìèðîâàííûì ïó÷êîì);

íàèáîëåå îïàñíûé — ê íåìó îòíîñÿò ëàçåðíûå óñòðîéñòâà, äàæå äèôôóçíî îòðàæåííîå èçëó÷åíèå êîòîðûõ ïðåäñòàâëÿåò îïàñíîñòü äëÿ ãëàç è êîæè íà ðàññòîÿíèè ìåíåå 10 ñì.

Ïðè îïðåäåëåíèè êëàññà îïàñíîñòè ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ ó÷èòûâàþòñÿ òðè ñïåêòðàëüíûõ äèàïàçîíà.

Òàáëèöà 3.1

Êëàññ

îïàñíîñòè

180<l£380

380<l£1400

1400<l£105

ëàçåðíîãî

Äèàïàçîí

èçëó÷åíèÿ

III

—

продолжение

--PAGE_BREAK--3.2. Ãèãèåíè÷åñêîå íîðìèðîâàíèå ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ.

Â ñîîòâåòñòâèè ñî ÑÍèÏ 5804-91 ðåãëàìåíòèðóþò ÏÄÓ äëÿ êàæäîãî ðåæèìà ðàáîòû ëàçåðà è åãî ñïåêòðàëüíîãî äèàïàçîíà. Íîðìèðóåìûìè ïàðàìåòðàìè ñ òî÷êè çðåíèÿ îïàñíîñòè ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ ÿâëÿþòñÿ ýíåðãèÿ W è ìîùíîñòü P èçëó÷åíèÿ, ïðîøåäøåãî îãðàíè÷èâàþùóþ àïåðòóðó äèàìåòðàìè dà=1.1 ìì (â ñïåêòðàëüíûõ äèàïàçîíàõ I è II) è dà=7 ìì (â äèàïàçîíå II); ýíåðãåòè÷åñêàÿ ýêñïîçèöèÿ H è îáëó÷åííîñòü E, óñðåäíåííûå ïî îãðàíè÷èâàþùåé àïåðòóðå:

H=W/Sa; E=P/Sa(3.1)

ãäå Sa— ïëîùàäü îãðàíè÷èâàþùåé àïåðòóðû.

Óãëîâîé ðàçìåð lïðîòÿæåííîãî èñòî÷íèêà èçëó÷åíèÿ îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå

/>(3.2)

ãäå S— ïëîùàäü èñòî÷íèêà, l — ðàññòîÿíèå îò òî÷êè íàáëþäåíèÿ äî èñòî÷íèêà, Q— óãîë ìåæäó íîðìàëüþ ê ïîâåðõíîñòè èñòî÷íèêà è íàïðàâëåíèåì âèçèðîâàíèÿ.

Â ñëó÷àå ïðîòÿæåííîãî èñòî÷íèêà èçëó÷åíèÿ ââîäÿò äîïîëíèòåëüíûé êîýôôèöèåíò Â³1 äëÿ âñåãî äèàïàçîíà âîçìîæíûõ èíòåðâàëîâ îáëó÷åíèÿ ïðè l>lïðåä— óãëîâîãî ðàçìåðå òî÷å÷íîãî èñòî÷íèêà.

ÏÄÓ ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ óñòàíàâëèâàþò äëÿ äâóõ óñëîâèé — îäíîêðàòíîãî è õðîíè÷åñêîãî îáëó÷åíèÿ. Ïîä õðîíè÷åñêèì ïîíèìàþò "ñèñòåìàòè÷åñêè ïîâòîðÿþùååñÿ âîçäåéñòâèå, êîòîðîìó ïîäâåðãàþòñÿ ëþäè, ïðîôåññèîíàëüíî ñâÿçàííûå ñ ëàçåðíûì èçëó÷åíèåì". ÏÄÓ ïðè ýòîì îïðåäåëÿþò êàê:

óðîâíè ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ, ïðè êîòîðûõ "ñóùåñòâóåò íåçíà÷èòåëüíàÿ âåðîÿòíîñòü âîçíèêíîâåíèÿ îáðàòèìûõ îòêëîíåíèé â îðãàíèçìå" ÷åëîâåêà;

óðîâíè èçëó÷åíèÿ, êîòîðûå "ïðè ðàáîòå óñòàíîâëåííîé ïðîäîëæèòåëüíîñòè â òå÷åíèå âñåãî òðóäîâîãî ñòàæà íå ïðèâîäÿò ê òðàâìå (ïîâðåæäåíèþ), çàáîëåâàíèþ èëè îòêëîíåíèþ â ñîñòîÿíèè çäîðîâüÿ êàê ñàìîãî ðàáîòàþùåãî, òàê è ïîñëåäóþùèõ åãî ïîêîëåíèé".

ÏÄÓ õðîíè÷åñêîãî âîçäåéñòâèÿ ðàññ÷èòûâàþò ïóòåì óìåíüøåíèÿ â 5¸10 ðàç ÏÄÓ îäíîêðàòíîãî âîçäåéñòâèÿ.

ÏÄÓ ïðè îäíîâðåìåííîì âîçäåéñòâèè èçëó÷åíèé ñ ðàçíûìè äëèíàìè âîëí óñòàíàâëèâàþò òàê: äëÿ êîæè è ïåðåäíèõ ñðåä ãëàçà — â ñïåêòðàëüíûõ äèàïàçîíàõ I è III (äëèíà âîëí 180<l£380 íì è 1400<l£105íì ñîîòâåòñòâåííî); äëÿ ñåò÷àòêè ãëàçà — â äèàïàçîíå II (äëèíà âîëí 380<l£1400 íì). Â êàæäîì èç ýòèõ ñëó÷àåâ äåéñòâèå ðàçëè÷íûõ èñòî÷íèêîâ ñ÷èòàþò àääèòèâíûì:

/>(3.3)

ãäå n — ÷èñëî èñòî÷íèêîâ èçëó÷åíèÿ, äåéñòâèå êîòîðûõ àääèòèâíî, i — óñëîâíûé ïîðÿäêîâûé íîìåð èñòî÷íèêà, />— ïðåäåëüíî äîïóñòèìûå çíà÷åíèÿ ýíåðãèè (èëè ìîùíîñòè) êàæäîãî èñòî÷íèêà; Ñi— îòíîñèòåëüíûé ýíåðãîâêëàä êàæäîãî èñòî÷íèêà, îïðåäåëÿåìûé êàê îòíîøåíèå ýíåðãèè (ìîùíîñòè) èñòî÷íèêà ñ ïîðÿäêîâûì íîìåðîì i ê ñóììàðíîé ýíåðãèè (ìîùíîñòè) âñåõ èñòî÷íèêîâ.

3.2.1. ÏÄÓ ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ ÓÔ äèàïàçîíà

Äëÿ ÓÔ èçëó÷åíèÿ ñ äëèíîé âîëíû l=180¸380 íì (êàê êîëëèìèðîâàííîãî, òàê è ðàññåÿííîãî) ïðè îäíîêðàòíîì âîçäåéñòâèè íà ãëàçà è êîæó ÷åëîâåêà íîðìèðóþò Hïäó, Eïäóè Wïäó, Ðïäó. Â ýòîì ñïåêòðàëüíîì äèàïàçîíå äèàìåòð îãðàíè÷èâàþùåé àïåðòóðû da=1.1×10-3ì. Ïîýòîìó

/>(3.4)

ãäå ÏÄÓ îáëó÷åíèÿ çàâèñèò îò äëèòåëüíîñòè âîçäåéñòâèÿ è äëèíû âîëíû

Òàáëèöà 3.2

Ïðåäåëüíûå äîçû ïðè îäíîêðàòíîì âîçäåéñòâèè íà ãëàçà

è êîæó êîëëèìèðîâàííîãî èëè ðàññåÿííîãî ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ

Äëèíà âîëíû l, íì

Äëèòåëüíîñòü âîçäåéñòâèÿ t, ñ

HÏÄÓ, Äæ×ì-2;

EÏÄÓ, Âò×ì-2

180<l£380

t£10

HÏÄÓ/>

380<l£302.5

10<t£3×104

HÏÄÓ=25; EÏÄÓ=25/t

302.5<l£315

10<t£T1

HÏÄÓ/>

302.5<l£315

T1<t£3×104

HÏÄÓ=0.8×100.2(l-295); EÏÄÓ=0.8×100.2(l-295)/t

315<l£380

10-9<t£10

HÏÄÓ/>

315<l£380

10<t£3×104

HÏÄÓ=8×103; EÏÄÓ=8×103/t

Ïðèìå÷àíèÿ: 1. Âî âñåõ ñëó÷àÿõ Wïäó=Hïäó×10-6; Pïäó=Eïäó×10-6.

2. Äëÿ âòîðîãî ñïåêòðàëüíîãî ïîääèàïàçîíà T1=105×100.8(l-295), ãäå l â íàíîìåòðàõ.

продолжение
--PAGE_BREAK--

3. Îãðàíè÷èâàþùàÿ àïåðòóðà ñîñòàâëÿåò 1.1×10-3 ì.

Íà ïðàêòèêå âàæíîå çíà÷åíèå èìååò ïðåäåëüíî äîïóñòèìàÿ îäíîêðàòíàÿ ñóòî÷íàÿ äîçà.

Òàáëèöà 3.3

Ïðåäåëüíûå îäíîêðàòíûå ñóòî÷íûå äîçû ïðè îáëó÷åíèè ãëàç è êîæè ëàçåðíûì èçëó÷åíèåì

Äëèíà âîëíû l, íì

HSÏÄÓ (3×104) Äæ×ì-2;

180<l£380

302.5<l£315

0.8×100.2(l-295)

305

307.5

250

310

8×102

312.5

2.5×103

315

8×103

315<l£380

8×103

3.2.2 ÏÄÓ ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ ïðè îáëó÷åíèè ãëàç â äèàïàçîíå 380<l£1400 íì

Òàáëèöà 3.4

Ïðåäåëüíûå äîçû ïðè îäíîêðàòíîì âîçäåéñòâèè íà ãëàçà

êîëëèìèðîâàííîãî ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ

Äëèíà âîëíû l, íì

Äëèòåëüíîñòü âîçäåéñòâèÿ t, ñ

WÏÄÓ, Äæ

380<l£600

t£2.3×10-11

2.3×10-11<t£5×10-5

8×10-8

5×10-5<t£1

600<l£750

t£6.5×10-11

6.5×10-11<t£5×10-5

1.6×10-7

5×10-5<t£1

750<l£1000

t£2.5×10-10

2.5×10-10<t£5×10-5

4×10-7

5×10-5<t£1

1000<l£1400

t£10-9

10-9<t£5×10-5

10-6

5×10-5<t£1

Ïðèìå÷àíèÿ: 1. Äëèòåëüíîñòü âîçäåéñòâèÿ ìåíüøå 1 ñ.

2. Îãðàíè÷èâàþùàÿ àïåðòóðà = 7×10-3 ì.

3.2.3 ÏÄÓ ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ ïðè îáëó÷åíèè êîæè â äèàïàçîíå 380<l£1400 íì

Òàáëèöà 3.7

Ïðåäåëüíûå äîçû ïðè îäíîêðàòíîì âîçäåéñòâèè íà êîæó êîëëèìèðîâàííîãî èëè ðàññåÿííîãî ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ

Äëèíà âîëíû l, íì

Äëèòåëüíîñòü
èçëó÷åíèÿ t, ñ

HÏÄÓ, Äæ×ì-2;
EÏÄÓ, Âò×ì-2

380<l£500

10-10<t£10-1

HÏÄÓ=/>

10-1<t£1

HÏÄÓ=/>

1<t£102

EÏÄÓ=/>

t>102

EÏÄÓ=5×102

500<l£900

10-10<t£3

HÏÄÓ=/>

3<t£102

EÏÄÓ=/>

t>102

EÏÄÓ=5×102

900<l£1400

10-10<t£1

продолжение
--PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--

/>(ti)ti£p×10-2×HSïäó×(3×104)

Wi(tè)>p×10-2×Hïäó(tè)

Wic(tè)>p×10-2×Hïäó(tè)

P(t)>p×10-2×Eïäó(tè) *

/>(tè)>p×10-2×HSïäó×(3×104)

/>(ti)ti>p×10-2×HSïäó×(3×104)

380<l
£750

/>**

W(tè)£8×102×Wïäó(tè)

Wñ(t)£8×102×Wñïäó(t)

P(t)£8×102×Pïäó(t) **

W(tè)£p×104×Wïäó(tè) ***

Wñ(t)£p×104×Wñïäó(t) ***

P(t)£p×104×Pïäó(t) * ***

W(tè)>p×104×Wïäó(tè) ***

Wñ(t)>p×104×Wñïäó(t) ***

P(t)>p×104×Pïäó(t) * ***

750<l
£1400

/>*

W(tè)£8×102×Wïäó(tè)

Wñ(t)£8×102×Wñïäó(t)

P(t)£8×102×Pïäó(t) **

W(tè)£p×10-2×Hïäó(tè) ***

Wñ(t)£p×10-2×Hñïäó(t) ***

P(t)£p×10-2×Eïäó(t) * ***

W(tè)>p×10-2×Hïäó(tè) ***

Wñ(t)>p×10-2×Hñïäó(t) ***

P(t)>p×10-2×Eïäó(t) * ***

1400<l

W(tè)£Hïäó(tè)Sï

Wc(t)£Hcïäó(tè)Sï

P(t)£Eïäó(t)Sï*

£105

W(tè)£p×10-2×Hïäó(tè)

Wñ(t)£p×10-2×Hñïäó(t)

P(t)£p×10-2×Eïäó(t) *

W(tè)>p×10-2×Hïäó(tè)

Wñ(t)>p×10-2×Hñïäó(t)

P(t)>p×10-2×Eïäó(t) *

* Äëèòåëüíîñòü âîçäåéñòâèÿ íåïðåðûâíîãî èçëó÷åíèÿ â äèàïàçîíàõ 180<l£380 íì, 750<l£1400 íì è 1400<l£105íì ñîñòàâëÿåò 10 ñ (íàèáîëåå âåðîÿòíîå âðåìÿ ïðåáûâàíèÿ ÷åëîâåêà â ñîñòîÿíèè ïîëíîé íåïîäâèæíîñòè).

** Äëèòåëüíîñòü âîçäåéñòâèÿ íåïðåðûâíîãî èçëó÷åíèÿ â äèàïàçîíå 380<l£750 íì ñîñòàâëÿåò 0.25 ñ (âðåìÿ ìèãàòåëüíîãî ðåôëåêñà).

*** Ïðåäåëüíî äîïóñòèìûå óðîâíè Íïäó è Åïäó äëÿ êîæè.

Îãëàâëåíèå

еще рефераты

Еще работы по коммуникациям

Реферат по коммуникациям

Усилитель мощности звуковой частоты для автомагнитолы

1 Сентября 2013

Реферат по коммуникациям

Широкополосный усилитель мощности

1 Сентября 2013

Реферат по коммуникациям

Усилитель мощности для 1-12 каналов TV 2

1 Сентября 2013

Реферат по коммуникациям

Усилитель мощности системы поиска нелинейностей

1 Сентября 2013