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激光百科

激光防护屏
发布人:新特光电 时间:2017-04-07 关注:

本标准等效采用国际电工委员会IEC 60825-4:1997《激光产品安全 第4部分:激光防护屏》,在技术内容上与IEC 60825-4保持一致,编写格式上略有变动。

通过本标准的制定,可以规范和发展我国激光加工机用的激光防护屏和其他专用激光防护屏的质量和品种,保证和提高各种激光防护屏及其工作区的安全性能,为我国有关激光产品进入国际市场和开展国际范围的竞争提供有利条件。

本标准的附录A、附录B和附录C都是提示的附录。

本标准由国家经济贸易委员会安全生产局提出并归口。

本标准起草单位:中国计量科学研究院。

本标准主要起草人:马冲、徐大刚。

IEC前言

1) IEC(国际电工委员会)是一个由世界各国电工委员会(IEC各国委员会)组成的世界性标准化组织。IEC的目的是为了促进电气和电子领域各种有关标准化 问题的国际合作。为此目的,除其他活动,IEC出版国际标准。各标准的制定委托给各技术委员会;任何一个对所研讨主题有兴趣的IEC各国分委员会,都可以 参与该标准制定工作。凡是与IEC有联络关系的国际、政府和非政府组织也参与这项制定。IEC与国际标准化组织(ISO)之间签有协议,密切合作。

2) 每个技术委员会均有来自各有关国的委员会代表,因而IEC有关技术问题的正式决议或协议尽可能地表达了国际间对有关主题的共同意见。

3) 这样产生的文件以标准、技术报告或导则的形式出现,并以推荐的方式在国际上使用,而且它们在这种意义上为各国委员会采纳。

4) 为了促进国际间的统一,IEC各国委员会旗帜鲜明地着手把IEC国际标准尽可能最大程度地应用于他们的国家和地区标准。IEC标准与相应的国家或地区标准之间的任何差异,均应在后一类标准中明确说明。

5) IEC不提供任何表示认可的标志方法,对任何设备宣称其符合IEC委员会的某一标准不承担责任。

6) 提请注意的是本国际标准的个别处可能涉及到专利权。IEC不负责验明任何一种或所有这些专利权。

国际标准IEC 60825-4是由IEC 76“光学辐射安全和激光设备”技术委员会制定的。

本标准内容是以下列文件为基础:

本标准投票表决通过的全部情况,可在上表所列表决报告中找到。

附录A、附录B和附录C是提示的附录。

引言

在低辐照度和低辐照量下,遮挡激光辐射的材料及其厚度选择,主要取决于所需的光学衰减量。然而,在高辐照度或高辐照量下,还要考虑激光辐射可能熔化、氧化或切削防护屏材料而使其消蚀。此过程可导致激光辐射穿透原先不能透过的材料。

GB 7247—1995详述激光防护屏的有关问题,包括人员接触、联锁和标记,并给予高功率激光防护罩和围封设计的一般导则。

本标准仅涉及激光辐射的防护。材料加工中发生的二次辐射的危害则不涉及。

激光防护屏也可遵照激光防护镜的标准,但是这对于满足本标准的要求来说是不够的。

1 总则

1.1 范围

本标准规定了各种长期和临时(如维修)用来围封激光加工机工作区的激光防护屏的要求以及专用激光防护屏的规格。

本标准适用于防护屏包括目视透明屏和视窗、激光(防护)帘和壁在内的所有组成部分。光路器件、光栏以及激光产品不围封加工区的防护罩等其它部分的要求包含在GB 7247内。

此外,本标准还指出了:

a) 如何评价和规范激光防护屏的防护性质;

b) 如何选择激光防护屏。

1.2 引用标准

下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

GB 7247—1995 激光产品的辐射安全、设备分类、要求和用户指南(IEC 60825-1:1984)

GB/T 15706.1—1995 机械安全 基本概念与设计通则 第1部分:基本术语、方法学(eqv ISO/TR 12100-1:1992)

GB/T 15706.2—1995 机械安全 基本概念与设计通则 第2部分:技术原则和规范(eqv ISO/TR 12100-2:1992)

ISO 11553:1996 机械安全 激光加工机 安全要求

1.3 定义

本标准的下列定义旨在补充GB 7247已给出的定义。

1.3.1 激光防护屏laser guard

也称激光挡屏。通过防止其后表面可能接触超过1类可达发射极限(AEL)的激光辐射来限制危险区范围的物理挡屏。

1.3.2 主动激光防护屏active laser guard

作为安全控制系统的一个部分的激光防护屏。该控制系统能够在超过1类AEL激光辐射作用于激光防护屏前表面时,产生一个主动防护屏终止信号。

1.3.3 被动激光防护屏passive laser guard

仅依靠其本身物理性质工作的激光防护屏。

1.3.4 专用激光防护屏proprietary laser guard

厂家提供的具有特定防护照射限的非控或主动激光防护屏。

1.3.5 临时激光防护屏temporary laser guard

在激光加工机的某些操作运行中,限制危区范围的替代或补充的受控或被动激光防护屏。

1.3.6 前表面front surface

激光防护屏用来曝露于激光辐射的表面。

1.3.7 后表面rear surface

激光防护屏的远离相关激光束且通常可能接触使用者的表面。

1.3.8 防护照射限protective exposure limit(PEL)

用来防止其后表面可接触超过1类AEL激光辐射的激光防护屏前表面的最大激光照射。

1实际上,这可能大于一次激光最大照射。

2不同PEL可专用于激光防护屏的不同部位,如果这些部位明显可辨的话(例如,构成激光防护屏一部分的观察窗口)。

1.3.9 预计照射限foreseeable exposure limit(FEL)

在正常和合理的可预料故障的条件下估算的,激光防护屏前表面在维修检查期内的最大激光照射。

1.3.10 主动防护屏终止信号active guard termination signal

主动防护屏应变其前表面的过量照射所发出的旨在自动终止激光辐射的信号。

注:安全联锁作用变为开路,视为本文中的信号。

1.3.11 主动防护屏的防护时间active guard protection time

在主动激光防护屏前表面一给定激光照射下,从主动防护屏终止信号发出开始测量且该防护屏能够安全地防御在其后表面达到超过1类AEL激光辐射的最短时间。

1.3.12 激光终止时间laser termination time

主动防护屏为终止激光辐射而发出终止信号所占有的最长时间。

注:激光终止时间与主动激光防护屏的响应时间无关,而与激光加工机,特别是激光安全快门的响应时间有关。

1.3.13 维修检查间隔时间maintenance inspection interval

激光防护屏相继两次安全维修检查之间的时间。

1.3.14 激光加工机laser processing machine

在ISO 11553规定范围内的,采用激光加工材料的机器。

1.3.15 加工区process zone

激光束与被加工材料相互作用的区域。

1.3.16 合理预料的事件(或条件)reasonably forseeable

可能发生和不能漠视其发生(或存在)可能性的事件(或条件)。

1.3.17 安全维修检查safety maintenance inspection

按厂家说明书进行的记录在案的检查。

1.3.18 可达发射极限accessible emission limit(AEL)

给定类别激光产品允许的最大发射水平。

2 激光加工机用防护屏

本章规定了激光加工机生产厂家为围封加工区所提供的激光防护屏的要求。

2.1 设计要求

激光防护屏应当满足GB/T 15706.2—1995关于防护屏的一般要求及其定位和固定方法的更为具体的要求。此外,应符合以下的特殊的激光要求。

2.1.1 一般要求

激光防护屏在其预定位置,曝露于FEL以下的激光辐射时,处于防护屏后表面及其以外区域,应当不致发生各种有关危害。

1有关危害的例子包括:高温,泄放有毒材料,着火,爆炸,静电。

2见估算FEL的附录B(提示的附录)。

2.1.2 激光防护屏的消耗部分

为了替换激光防护屏易受激光辐射损害的部分,应当提供备份。

注:例如试验或可更换的屏。

2.2 性能要求

2.2.1 通则

激光防护屏在维修检验期的任何时候,当其前表面曝露于FEL激光辐射时,均应防止透过其后表面的激光辐射超过1类AEL。对于自动激光加工机来讲,维修检验间隔时间应不超过8h。

本要求在激光防护屏所期望的工作条件的预期寿命期间均应满足。

1本要求包括激光辐射透射少和抗激光引发损伤两个方面。

2由于老化、紫外辐射照射、某些气体、温度、湿度和其他环境条件,某些材料可能丧失其防护性质。此外,在高强度激光照射下,即使没有可见损伤(比如不可逆的漂白效应),某些材料也传输激光。

2.2.2 主动激光防护屏

a) 在FEL下,主动防护屏防护时间应当超过激光终止时间。

b) 主动防护屏终止信号发出一个看得见或听得到的警告。在激光发射重新开始以前需要用手使其复位。

注:见详释术语的附表C(提示的附录)中C2。

2.3 核验

如果激光加工机厂家愿意制作激光防护屏,则厂家应当证实该防护屏遵守2.1的设计要求,并能满足2.2给出的性能要求。

注:关于激光防护屏设计和选择导则见附录A(提示的附录)。

2.3.1 性能核验

2.3.1.1 整个激光防护屏或其结构材料的合适样品,应当在所核验的每个FEL下进行检测。

1综合各种激光和防护屏材料的预定FLE表以及适用的检测步骤,将作为本标准今后修正件中的资料附录发布。

2关于FEL的估算见附录B(提示的附录)。

2.3.1.2 对于检测目的来说,FEL照射应当这样达到:

a) 通过计算和测量照射量,进而复现条件;或者

b) 营造激光加工机产生FEL的条件。

激光防护屏或样品应该复现常规检验要求范围和防护屏维修期内所允许的前表面物理条件,使得激光防护屏的激光防护性能大大降低的情形(例如破裂、划伤和表面污染)也包括在内(见2.4.2)。

2.4 用户须知

2.4.1 厂家应当提供文件,详述检验和测试方法、清洁、损伤件更换或修理,以及使用限制。并给用户以维修检验期。

2.4.2 厂家应当提供文件,告诉用户主动防护屏的安全控制系统启动后的操作、损坏原因和检查,重新恢复控制系统前的必要补救措施。

3 专用激光防护屏

本章规定了专用激光防护屏供应商所应满足的要求。

3.1 设计要求

专有激光防护屏按用户须知的规定使用,当其曝露于FEL以下的激光辐射时,在防护屏后表面不产生各种有关危害(见3.6)。

3.2 性能要求

当其前表面承受规定PEL时,激光防护屏后表面可接触到的激光辐射应不超过1类AEL。对于主动激光防护屏,此要求应适用于主动激光防护屏防护期间接触到的激光辐射。

本要求在激光防护屏所期望工作条件的预期寿命间均应满足。

3.3 规格要求

全部PEL规格应当包括以下内容:

a) 在规定照射面积上限下,激光防护屏前表面上的辐照度和辐照量(分别以W/m2或J/m2为单位)的大小及其随时间的变化;

b) 在上述条件下,总照射持续时间;

c) 该PEL应用的波长;

d) 激光辐射的入射角度和偏振性(如果有关的话);

e) 辐照面积的最小尺寸(例如,若主动激光防护屏用分离传感元件,则直径小的激光束可能通过无探测器的防护屏);

f) 主动激光防护屏的保护时间(对于主动激光防护屏)。

1见术语详释B1节。

2一般都说范围或一组值而不是一个值。

3图形表示(例如,辐照度与持续时间,其它参数不变)。

 

3.4 检测要求

3.4.1 概述

应当使用整个激光防护屏或其合适样品进行检测。不管那种方式检测,激光防护屏或样品的条件都应当复现或超过所允许前表面最坏的物理条件,包括表面反射减少和日常维修说明书范围允许的损伤(见3.6)。

前表面辐照应当按规定使用PEL,或者在样品检测的情况下,按后面3.4.2的规定。

当前表面处于PEL照射条件时,在激光防护屏后表面测得可接触到的激光辐射不应超过1类AEL(检测按GB 7247中的规定)。这一要求适用于PEL规定的曝光持续时间或规定的主动防护屏防护时间。

3.4.2 样品检测

3.4.2.1 样品厚度和成分均匀,圆形或方形,直径或边长不小于50mm。检测时,照射一面。样品用夹持器握住,夹持样品边缘不超过2.5mm。与样品接触的夹持材料应是低热导率的,至少1mm厚,适宜在所产生的温度下使用。

3.4.2.2 引用PEL而不规定辐照面积的限制时[见33a]],则检测应曝露不小于90%样品面积,而投射在样品上的总激光功率或能量除以总辐照面积应不低于规定的辐照度或辐照量。

3.5 标牌要求

3.5.1 所有标牌都要放在防护屏的后表面。

3.5.2 若防护屏方位重要,则防护屏后表面应当明晰可辨。

3.5.3 如果仅是防护屏的部分前表面为激光防护屏,则这部分面积应当用醒目彩色轮廓和文字,以便于识别。

3.5.4 标牌应当说明全部PEL规格。

3.5.5 应当提供厂名、制造时间和地点,并声明是根据本标准。

3.6 用户须知

除了3.3所列规范外,专用激光防护屏的生产厂家还应给用户提供以下资料:

a) 激光防护屏允许使用说明;

b) 激光防护屏安放和连接方式说明;

c) 激光防护屏的安装资料—对于主动激光防护屏,这将包括防护屏的接口和电源要求;

d) 维修要求,包括检查和检测步骤、洁净、损坏的替换和修理;

e) 主动防护屏安全控制系统作用后的操作、损伤原因分析和检查,在重新启动控制系统前采取必要补救方法;

f) 3.5的标牌及其位置。如仅是防护屏的部分前表面是激光防护屏,则这一面积应当标识;

g) 遵守本标准的声明。

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