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激光防護

激光的安全分級和防護措施

星之球科技 來源:激光雜誌2011-07-27 我要評論(0 )   

本文介紹了我國和國際( IEC、ILA) 激光產(chan) 品安全分級方法,國際標準追蹤激光技術的發展,其對激光產(chan) 品的安全分級更為(wei) 細致明確。另外對工程防護和日常生活中常常被忽視的激...

       所有激光產(chan) 品的安全標準都是將激光產(chan) 品按照輸出能量、工作波長、脈寬等參數分成若幹個(ge) 安全級別,劃分的依據
是與(yu) 損傷(shang) 閾值直接相關(guan) 的輻射極限。對激光產(chan) 品進行安全分級的目的是幫助使用者識別激光潛在的危害程度並采取
相應的防護措施。

1  我國激光產(chan) 品安全分級
      我國現在執行的是強製性安全標準GB7247. 1 - 2001 ,《激光產(chan) 品的安全第1 部分:設備分類、要求和用戶指南》。根據這一標準,我國激光產(chan) 品分為(wei) 4 級,其中第3 級激光產(chan) 品又細分為(wei) 3A 類和3B 類。
     (1) 級激光產(chan) 品:指在正常操作下,不會(hui) 產(chan) 生對人有傷(shang) 害的光輻射。
     (2) 級激光產(chan) 品:其輻射範圍在可見光譜區,其可達輻射極限(Accessible Emission Limits ,即AEL 值) 相當於(yu) 在第1 級產(chan) 品的輻射中暴露0. 25 秒時的值,需要附加警告標誌,進行安全測試。2 級激光產(chan) 品通常可由包括眨眼在內(nei) 的回避反應提供眼睛保護。
     (3) 級激光產(chan) 品:分成3A 與(yu) 3B 兩(liang) 級。3A 級別對於(yu) 具有對強光正常躲避的人來說,不會(hui) 對裸眼造成傷(shang) 害,但是對於(yu) 使用透鏡儀(yi) 器進行觀察的情況,就會(hui) 對人眼造成傷(shang) 害。3B級產(chan) 品包括在200nm至1mm範圍內(nei) 的輻射,如果裸眼直視就會(hui) 造成傷(shang) 害。
     (4) 級激光產(chan) 品:AEL 值在3 級以上,不但在直視時會(hui) 對人眼造成傷(shang) 害,在其他情況下也會(hui) 造成意外傷(shang) 害。不但對眼睛,也可能傷(shang) 及皮膚,甚至引起火災。對該級產(chan) 品要進行嚴(yan) 格的管理與(yu) 控製。

2  國際標準對激光產(chan) 品的安全分級
       國際標準主要有國際電工委員會(hui) ( IEC) 標準,國際標準化組織( ISO) 標準,世界衛生組織(WHO) 標準以及美國國家標準學會(hui) (ANSI) 標準。其中, IEC〔3〕和ANSI〔4〕專(zhuan) 門針對激光產(chan) 品輻射安全製定了係列標準。IEC60825 :2007 - Safety of laser products 係列規定了激光產(chan) 品的安全標準,其第一部分, IEC60825 - 1 :2007 Equipment classification and requirements ,將激光產(chan) 品分為(wei) 4 級。ANSIZ136 係列中, Z136. 1 : 2007 - American National Standard for Safe Use of Lasers 也同樣將激光產(chan) 品分為(wei) 4 級。
       1 級激光產(chan) 品:在合理可預見的工作條件下是安全的,包括長時間使用光學儀(yi) 器進行裸眼束內(nei) 觀察。1M級激光產(chan) 品:在合理可預見的工作條件下是安全的,但是若用光學儀(yi) 器進行裸眼束內(nei) 觀察,則最大允許輻照量(Max Permissible Exposure ,MPE) 可能會(hui) 超出眼睛所能承受的程度,對眼睛造成傷(shang) 害。裸眼束內(nei) 觀察可見光譜範圍內(nei) 的光輻射還有可能造成眩目效應。
       2 級激光產(chan) 品:其輻射範圍在可見光譜區,通常可由包括眨眼在內(nei) 的回避反應提供眼睛保護。除非有意直視光輻射,否則在合理預見的工作條件下是安全的,包括長時間使用光學儀(yi) 器進行裸眼束內(nei) 觀察。2M級激光產(chan) 品:其輻射範圍在可見光譜區,短時間內(nei) 進行裸眼觀察是安全的。但是若用光學儀(yi) 器進行裸眼束內(nei) 觀察,可能會(hui) 對眼睛造成傷(shang) 害。
       3R 級激光產(chan) 品:其輻射能量超過了直接裸眼束內(nei) 觀察的MPE ,但是在絕大多數情況下造成的危害是很小的,因為(wei) 其AEL 值是2 級激光產(chan) 品(可見光譜範圍) 或者1 級激光產(chan) 品(不可見光譜範圍) AEL 值的5 倍。危害程度會(hui) 隨著輻射時間持續而增加,但風險比3B 級激光產(chan) 品低,其製造要求和對用戶使用的控製措施比3B 級激光產(chan) 品要少。           

       3B級激光產(chan) 品:隻要裸眼束內(nei) 觀察就會(hui) 對眼睛造成傷(shang) 害,包括意外造成的短時間曝露在光輻射中。觀察漫反射一般是安全的。接近3B 級激光產(chan) 品AEL 值時,如果光束直徑較小或者已經聚焦,可能會(hui) 造成皮膚輕微損傷(shang) 或者使易燃材
料燃燒。
       4 級激光產(chan) 品:束內(nei) 觀察、皮膚曝露在光輻射下,甚至觀察漫反射都會(hui) 產(chan) 生危險。使用這類激光產(chan) 品還要特別小心火災。
       國際標準對激光產(chan) 品分級中,1M級和2M級激光產(chan) 品中的M源於(yu) Magnifying optical viewing instruments ,目的是將使用
光學儀(yi) 器進行裸眼束內(nei) 觀察的安全性進行細分。3R 級激光產(chan) 品中的R 源於(yu) Reduced requirement ,目的是將原先3 級激光
產(chan) 品根據對製造商和用戶的要求不同進行細分。雖然比較來看,國際標準對激光輻射安全分級更為(wei) 細致明確,實際上,我國的標準GB7247. 1 - 2001 是等同采用當時的國際標準IEC60825 - 1 :1993。隨著激光技術的發展, IEC對60825 係列標準進行了修訂,用1M級和2M級體(ti) 現了通過光學儀(yi) 器直接觀察激光束的危害。本著追蹤國際標準的原則,對GB7247. 1 - 2001 的修訂工作已經開始。

3  工程應用中激光輻射的安全防護
       為(wei) 了確保激光產(chan) 品的安全,對激光的危害必須嚴(yan) 加控製,尤其在工程應用中,絕大多數激光產(chan) 品都屬於(yu) 3B 級或者4 級,正確了解激光產(chan) 品的安全級別並且采用正確的防護措施,對製造商和用戶都有積極的意義(yi) 。
3. 1 工程控製
       工程控製是指對激光源及其光束傳(chuan) 輸和聚焦係統在結構上所采取的安全措施,主要包括:
3. 1. 1 防護罩
       每個(ge) 激光產(chan) 品必須裝有防護罩以防止人員接觸超過1級的激光輻射(包括漂移激光輻射) 。
3. 1. 2 安全連鎖
       在維護或工作期間需要移開防護罩,可使人員接觸到3級AEL 的激光輻射,必須為(wei) 防護罩安裝擋板並提供安全聯鎖,保證移開防護罩時可自動避免輻射。
3. 1. 3 鑰匙控製器
       除400nm 至700nm 波長範圍內(nei) 發射不超過2 級激光產(chan) 品AEL 值5 倍的3B 類激光產(chan) 品外,屬於(yu) 4 級和3B 級的任何激光係統必須安裝一個(ge) 用鑰匙操作的總開關(guan) 。鑰匙必須是可取下的,而且當取下鑰匙時激光輻射是不可接觸的。
3. 1. 4 安全光路
       安全光路是對激光輻射可能引起燃燒或次級輻射的光路予以封閉。即每個(ge) 激光產(chan) 品必須裝有控製裝置,確保在調
整和使用時,不會(hui) 受到超過1 類及2 類AEL 激光輻射照射。準直輔助器是在日常維護要求對光路元件準直時,需要提供
的相應的安全裝置。
3. 1. 5 光束終止
       為(wei) 了使激光束不超越受控的加工區域,可使用光束終止器或衰減器。除400nm 至700nm 波長範圍內(nei) 發射不超過2類AEL 值5 倍的3B 類激光產(chan) 品外,屬於(yu) 4 類和3B 類的任何激光係統必須帶有一個(ge) 或多個(ge) 永久性的附加衰減裝置。另外, 不同安全等級的激光產(chan) 品都有相應的安全標誌,特別是在工程應用的加工區域,要設置危險標誌和必要的警報裝置。激光實驗室的進出口處也必須具有明顯的激光輻射警告標誌。
3. 2  個(ge) 人防護
3. 2. 1 配戴激光防護眼鏡

      激光對眼睛的危害不可忽視,尤其對短波長激光,防護眼鏡必不可少。激光防護眼鏡的濾光片是選擇性的衰減特定的激光波
長,並盡可能地透過安全的激光輻射。在開展實驗時要根據不同的激光器和不同的安全級別配戴相應的防護眼鏡,而且配戴防護眼鏡工作時,室內(nei) 要有足夠的照明。對眼鏡的安全保護不能完全依賴防護鏡,即使配戴了防護眼鏡也不能直視光束。#p#分頁標題#e#
3. 2. 2 配戴激光防護麵罩
       防護麵罩在一般的工程應用中不常見,但對波長小於(yu) 400nm的紫外激光源,防護麵罩既可以保護眼睛,也可以保護麵部皮膚。
3. 2. 3 配戴激光防護手套
      通常高功率激光加工係統都有安全工作區域,嚴(yan) 格來講,隻有區域封閉,激光器才能出光。但根據加工需求以及具體(ti) 工藝方法,區域並不是封閉的。配戴防護手套可以避免高功率激光散射造成的損害。
3. 2. 4 穿戴激光防護服
       針對特殊工作崗位,要為(wei) 工作人員配備防護服,防護服要耐火、耐熱。

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