Хелпикс

Главная

Контакты

Случайная статья



СанПиН 5804-91 5 страница

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 7Следующая ⇒


 

П2.2. Особенности определения ПДУ лазерного излучения видимого и ближнего ИК диапазонов спектра при использовании оптических средств наблюдения

 

П2.2.1. Коллимированное лазерное излучение

Если для наблюдения источника лазерного излучения используются оптические приборы (бинокли, телескопы и т.д.), энергетическая экспозиция или облученность сетчатки глаза может существенно возрастать. Наиболее надежным методом оценки изменения степени опасности излучения является сопоставление результатов измерения энергии или мощности, проходящей через ограничивающую апертуру диаметром 7 мм, при непосредственном наблюдении и при наблюдении с использованием оптического прибора. В последнем случае ограничивающая апертура располагается вблизи окуляра в плоскости, соответствующей положению роговицы глаза. Отношение результатов измерений дает поправочный коэффициент для коррекции предельно допустимых уровней излучения, устанавливаемых настоящим документом.

Теоретические оценки, как правило, являются приближенными. В рекомендациях по применению таких оценок здесь и далее рассматривается наиболее распространенный тип оптических средств наблюдения, у которых диаметр выходного зрачка меньше или равен 7 · 10-3 м (теоретический диаметр зрачка глаза), а потери излучения, связанные с поглощением и отражением на поверхностях оптических элементов и т.д., пренебрежимо малы.

Применение оптического средства наблюдения с увеличением (кратностью) k с позиций безопасности эквивалентно увеличению диаметра ограничивающей апертуры в k раз.

Таким образом, для определения предельно допустимых уровней энергии излучения при прямом наблюдении коллимированных пучков с помощью оптических приборов следует нормировать энергию или мощность излучения, прошедшего через ограничивающую апертуру диаметром k · 7 · 10-3 м, расположенную в плоскости входного зрачка прибора. Значения  и  не должны превышать Wпду и Рпду, определяемых пунктами 3.4 и 3.5.

Пример 8.

Для создания оптических эффектов при проведении музыкального шоу используется непрерывный гелий-неоновый лазер, излучение которого при сканировании может оказаться направленным в зрительный зал. Определить предельно допустимую мощность лазера с учетом того, что отдельные зрители, занимающие ряды дальше седьмого, могут пользоваться театральными биноклями с кратностью k = 2,5. Диаметр пучка в плоскости 1-го ряда  м, на уровне 7-го ряда  м. Скорость сканирования в плоскости 1-го ряда n1 = 2 м·с-1, в плоскости 7-го ряда n2 = 3 м·с-1. Распределение интенсивности излучения в поперечном сечении лазерного пучка близко к однородному.

Время облучения глаз соответствует времени прохождения лазерного пучка через ограничивающую апертуру.

Для зрителей 1-го ряда

 с

Для зрителей 7-го ряда

 с

Соответствующие значения предельно допустимых параметров излучения с длиной волны 633 нм определяются по таблице 3.3 с учетом коэффициента гигиенического запаса, заданного пунктом 3.11.

 Вт

 Вт

Значение  определяет предельную мощность излучения, прошедшего через апертуру диаметром 7·10-3 м. Полная мощность лазера при этом составляет

 Вт

Аналогично, для зрителей 7-го ряда, пользующихся театральными биноклями (ограничивающая апертура увеличена в 2,5 раза):

 с

 Вт

 Вт

Таким образом, использование театрального бинокля существенно повышает опасность повреждения глаз. Мощность лазера при рассмотренных условиях не должна превышать 4,7·10-4 Вт.

Пример 9.

Оптик проводит юстировку выходного зеркала гелий-кадмиевого лазера, работающего в непрерывном режиме, используя диоптрийную трубку с кратностью k > 1. Длина волны излучения l = 441 нм. Мощность генерируемого излучения, возникающего в первой стадии юстировки, - до 1,5 · 10-3 Вт. Диаметр пучка излучения не превышает 3 мм.

Определить пропускание защитного светофильтра T, устанавливаемого перед диоптрийной трубкой для обеспечения безопасной работы.

Длительность воздействия на глаза примем равной времени реакции мигания: t = 0,25 с.

Значение предельно допустимой мощности излучения с длиной волны 441 нм при прямом облучении глаз и ограничивающей апертуре диаметром 7 · 10-3 м определяется по табл.3.3 (рис.3.4) с дополнительным коэффициентом запаса для хронического воздействия, в соответствии с п.3.5.

 Вт

В рассматриваемом случае диаметр пучка излучения существенно меньше диаметра ограничивающей апертуры на входе диоптрийной трубки, равного k · 7 · 10-3 м. На выходе оптической системы трубки диаметр пучка уменьшается до величины, равной ~dп / k, что также существенно меньше теоретического диаметра зрачка (7 · 10-3 м). Таким образом, практически все излучение лазера проходит через зрачок глаза, а приведенное выше значение Рпду определяет предельно допустимое значение общей мощности излучения P', прошедшего защитный светофильтр: P' = Рпду.

Аналогичный результат был бы получен и для случая прямого облучения глаз без использования оптического средства наблюдения, так как и здесь диаметр пучка dп меньше теоретического размера зрачка.

Иными словами, использование диоптрийной трубки не привело к увеличению опасности для глаз.

Последний вывод иллюстрирует общее правило, согласно которому применение оптических инструментов для наблюдения коллимированных лазерных пучков диаметром меньшим диаметра зрачка глаза не повышает степени опасности повреждения сетчатки.

Возвращаясь к решению поставленной задачи, определим минимально допустимую величину пропускания защитного фильтра Т для излучения с длиной волны 441 нм.

П2.2.2. Рассеянное или диффузно отраженное излучение

Если источником излучения является протяженный объект, использование для наблюдения оптических приборов не приводит к заметным изменениям энергетической экспозиции или облученности сетчатки глаза (здесь, как и ранее, рассматриваются оптические приборы, у которых диаметр выходного зрачка меньше теоретического диаметра зрачка глаза, а потери излучения пренебрежимо малы). Это обусловлено тем, что увеличение энергии излучения, прошедшего через зрачок глаза, в k2 раз (k >> 1 - увеличение или кратность прибора) сопровождается увеличением площади изображения на сетчатке в такое же число раз. Указанное правило применимо, если видимый угловой размер излучающего объекта a без оптических средств наблюдения превышает aпред = 2 · 10-3 рад, а k · a >> 2 · 10-3 рад.

При оценке изменений ПДУ для глаз, связанных с использованием оптических приборов, необходимо принимать во внимание наблюдаемое увеличение видимого углового размера источника излучения, которое составляет aоп = k · a.

Формула, определяющая поправочный коэффициент B в п.3.4.2, с учетом возможности использования оптического средства наблюдения, перепишется в виде:

B = B1 (k · a)2 + 1 (k · a > aпред)

B = 1 (k · a £ aпред)

Пример 10.

При проведении хирургической операции используется лазерный скальпель на основе аргонового лазера и операционный микроскоп с увеличением k = 100. Мощность отраженного от тканей и попадающего на входной зрачок микроскопа излучения P = 0,1 Вт. Длина волны излучения - 514 нм. Диаметр сфокусированного пучка на операционном поле: dп = 10-4 м. Длительность непрерывной работы с лазерным излучением t = 120 с.

Определить пропускание T защитного светофильтра, обеспечивающего безопасную работу хирурга.

По табл.3.4 (рис.3.5) с учетом поправочного коэффициента для хронического воздействия (п.3.5) найдем предельно допустимую мощность прямого облучения глаз коллимированным потоком излучения с длиной волны 514 нм: Рпду = 1,2 · 10-6 Вт.

Изображение операционного поля наблюдается в микроскопе на расстоянии наилучшего видения – 25 · 10-2 м. Таким образом, видимый угловой размер источника излучения aоп составляет

 рад

Поправочный коэффициент B и значение Рпду (п.3.4.2) определяются по табл.3.5:

B = 103 (aоп)2 + 1 = 2,6

 Вт

Таким образом, пропускание защитного фильтра на длине волны 514 нм не должно превышать

П2.3. Предельно допустимые энергетические параметры некоторых типов лазеров при хроническом воздействии

Предельно допустимые значения нормируемых энергетических параметров излучения лазеров при хроническом воздействии на глаза и кожу приведены в таблице 2П.1.

 


Таблица 2П.1

Предельно допустимые энергетические параметры излучения некоторых лазеров при хроническом воздействии

 

Типы лазеров

Длина волны излучения l, нм

Длительность одиночного импульса tи, с

Частота следования импульсов Fи, Гц

Воздействие на глаза

Воздействие на кожу
Длительность облучения t, с Нормируемый параметр ПДУ Длительность облучения t, с Нормируемый параметр ПДУ  
 

Твердотельные лазеры на кристаллах и стеклах, активированных ионами Сr, Ti, Nd, Ho, Er, Yb, Dy;

1-я и 2-я гармоники

 10-8 один. 10-8 Нпду 4,4 Дж·м-2 (М £ 180) 10-8 Нпду 4,4 Дж·м-2 (М £ 180)  
" 10-8 10 Вт·м-2 (М £ 4·103) 10 Вт·м-2 (М £ 4·103)  
520¸535 10-10 один. 10-10 Wпду 8·10-9 Дж 10-10 Нпду 7 Дж·м-2  
" 10-10 102 0,25 6,8·10-8 Дж 22 Вт·м-2  
" 10-10 103 0,25 3,3·10-7 Дж 70 Вт·м-2  
" 10-10 104 0,25 1,5·10-6 Дж 160 Вт·м-2  
" 10-8 один. 10-8 Wпду 8·10-9 Дж 10-8 18 Дж·м-2  
" 10-8 102 0,25 6,8·10-8 Дж 57 Вт·м-2  
520¸535 5·10-4 один. 5·10-4 Wпду 3,7·10-8 Дж 5·10-4 Нпду 150 Дж·м-2  
" 5·10-4 102 0,25 1,1·10-7 Дж 160 Вт·м-2  
" непр. - 0,25 Wпду 2,4·10-6 Дж Eпду 160 Вт·м-2  
2·10-8 один. 2·10-8 Wпду 1,6·10-8 Дж 2·10-8 Нпду 20 Дж·м-2  
" 2·10-8 0,25 5,3·10-8 Дж 31,6 Вт·м-2  
" 5·10-4 один. 5·10-4 Wпду 7,5·10-8 Дж 5·10-4 Eпду 150 Вт·м-2  
750¸900 10-8 один. 10-8 Wпду 4·10-8 Дж 10-8 Нпду 18 Дж·м-2  
" 10-8 102 4·10-7 Вт 57 Вт·м-2  
" 5·10-6 один. 5·10-6 Wпду 4·10-8 Дж 5·10-6 Нпду 61 Дж·м-2  
" 5·10-6 1,6·10-7 Вт 96 Вт·м-2  
1040¸1070 10-10 один. 10-10 Wпду 2,2·10-8 Дж 10-10 Нпду 20 Дж·м-2  
" 10-10 102 2,2·10-7 Вт 63 Вт·м-2  
1040¸1070 10-10 103 10-6 Вт 200 Вт·м-2  
" 10-10 104 4,7·10-6 Вт 320 Вт·м-2  
" 10-8 один. 10-8 Wпду 10-7 Дж 10-8 Нпду 50 Дж·м-2  
" 10-8 102 10-6 Вт 160 Вт·м-2  
" 5·10-4 один. 5·10-4 Wпду 4,7·10-7 Дж 5·10-4 Нпду 440 Дж·м-2  
" 5·10-4 102 4,7·10-6 Вт 320 Вт·м-2  
" непр. - Pпду 3,4·10-5 Вт Eпду 320 Вт·м-2  
1340¸1370 10-8 один. 10-8 Wпду 10-7 Дж 10-8 Нпду 50 Дж·м-2  
" 5·10-4 один. 5·10-4 Wпду 4,7·10-7 Дж 5·10-4 Нпду 440 Дж·м-2  
1540¸1640 10-8 160 Вт·м-2 160 Вт·м-2  
" 5·10-4 один. 5·10-4 870 Дж·м-2 5·10-4 870 Дж·м-2  
1540¸1640 5·10-4 один. 5·10-4 870 Дж·м-2 5·10-4 870 Дж·м-2  
" 5·10-4 630 Вт·м-2 630 Вт·м-2  
2060¸2180 10-8 один. 10-8 Нпду 35 Дж·м-2 10-8 Нпду 35 Дж·м-2  
" 10-8 55 Вт·м-2 55 Вт·м-2  
" 5·10-4 один. 5·10-4 Нпду 300 Дж·м-2 5·10-4 Нпду 300 Дж·м-2  
" 5·10-4 320 Вт·м-2 320 Вт·м-2  
2700¸3000 2,5·10-4 один. 2,5·10-4 Нпду 95 Дж·м-2 2,5·10-4 Нпду 95 Дж·м-2  
" 2,5·10-4 150 Вт·м-2 150 Вт·м-2  
" 2·10-8 один. 2·10-8 Нпду 14 Дж·м-2 2·10-8 Нпду 14 Дж·м-2  

Лазеры на центрах окраски на основе кристаллов

 800-900 10-8 один. 10-8 Wпду 4·10-8 Дж 10-8 Нпду 18 Дж·м-2  
" 10-8 102 4·10-7 Вт 57 Вт·м-2  
" 10-5 один. 10-5 Wпду 4·10-8 Дж 10-5 Нпду 70 Дж·м-2  
" 10-5 Рпду(t) 2,5·10-7 Вт 160 Вт·м-2  
901-1000 10-8 один. 10-8 Wпду 4·10-8 Дж 10-8 Нпду 50 Дж·м-2  
" 10-8 102 4·10-7 Вт 160 Вт·м-2  
" 10-5 один. 10-5 Wпду 4·10-8 Дж 10-5 Нпду 200 Дж·м-2  
" 10-5 2,5·10-7 Вт 320 Вт·м-2  
1001-1400 10-8 один. 10-8 Wпду 10-7 Дж 10-8 Нпду 50 Дж·м-2  
" 10-8 102 10-6 Вт 160 Вт·м-2  
" 10-5 один. 10-5 Wпду 10-7 Дж 10-5 Нпду 200 Дж·м-2  
" 10-5 6,3·10-7 Вт 320 Вт·м-2  

Лазеры на органических красителях

 340-380 10-8 один. 10-8 Hпду 4,4 Дж·м-2 (М £ 180) 10-8 Нпду 4,4 Дж·м-2 (М £ 180)  
" 10-8 102 14 Вт·м-2 (М £ 5700) 14 Вт·м-2 (М £ 5700)  
381-500 10-8 один. 10-8 Wпду 8·10-9 Дж 10-8 Нпду 6,3 Дж·м-2  
" 10-8 102 0,25 6,8·10-8 Дж 20 Вт·м-2  
501-600 10-10 один. 10-10 Wпду 8·10-9 Дж 10-10 Нпду 7 Дж·м-2  
" 10-10 102 0,25 6,8·10-8 Дж 22 Вт·м-2  
" 10-8 один. 10-8 Wпду 8·10-9 Дж 10-8 Нпду 18 Дж·м-2  
" 10-8 102 0,25 6,8·10-8 Дж 57 Вт·м-2  
" 5·10-6 один. 5·10-6 Wпду 8·10-9 Дж 5·10-6 Нпду 61 Дж·м-2  
" 5·10-6 0,25 2,8·10-8 Дж 96 Вт·м-2  
" непр. - 0,25 Wпду 2,4·10-6 Дж Eпду 160 Вт·м-2  
601-750 10-10 один. 10-10 Wпду 1,6·10-8 Дж 10-10 Нпду 7 Дж·м-2  
" 10-10 102 0,25 1,4·10-7 Дж 22 Дж·м-2  
" 10-8 один. 10-8 Wпду 1,6·10-8 Дж 10-8 Нпду 18 Дж·м-2  
" 10-8 102 0,25 1,4·10-7 Дж 57 Вт·м-2  
" 5·10-6 один. 5·10-6 Wпду 1,6·10-8 Дж 5·10-6 Нпду 61 Дж·м-2  
" 5·10-6 0,25 5,5·10-8 Дж 96 Вт·м-2  
" непр. - 0,25 Wпду 4,8·10-6 Дж Eпду 160 Вт·м-2  
751-900 10-8 один. 10-8 Wпду 4·10-8 Дж 10-8 Нпду 18 Дж·м-2  
" 10-8 102 4·10-7 Вт 57 Вт·м-2  
" 5·10-6 один. 5·10-6 Wпду 4·10-8 Дж 5·10-6 Нпду 61 Дж·м-2  
" 5·10-6 1,6·10-7 Вт 96 Вт·м-2  

Газовые лазеры на ArF, KrCl, N2, XeF, He-Cd, Ar парах Cu, He-Ne, Kr, Co, CO2.

 193, 223 5·10-8 один. 5·10-8 Hпду 2,5 Дж·м-2 (М £ 1) 5·10-8 Нпду 2,5 Дж·м-2 (М £ 1)  
" 5·10-8 102 0,25 Вт·м-2 (М £ 1000) 0,25 Вт·м-2 (М £ 1000)  
непр. - Епду 78 Вт·м-2 (М £ 1) Eпду 78 Вт·м-2 (М £ 1)  
3·10-9 один. 3·10-9 Hпду 3,3 Дж·м-2 (М £ 240) 3·10-9 Нпду 3,3 Дж·м-2 (М £ 240)  
" 3·10-9 102 10,4 Вт·м-2 (М £ 7700) 10,4 Вт·м-2 (М £ 7700)  
" 3·10-9 103 33 Вт·м-2 (М £ 2,4·104) 33 Вт·м-2 (М £ 2,4·104)  
348, 353 5·10-8 один. 5·10-8 Hпду 6,6 Дж·м-2 (М £ 120) 5·10-8 Нпду 6,6 Дж·м-2 (М £ 120)  
" 5·10-8 102 21 Вт·м-2 (М £ 3800) 21 Вт·м-2 (М £ 3800)  
непр. - 0,25 Wпду 2,4·10-6 Дж Eпду 160 Вт·м-2  
488+514 непр. - 0,25 Wпду 2,4·10-6 Дж Eпду 160 Вт·м-2  
510, 578 10-8 один. 10-8 Wпду 8·10-9 Дж 10-8 Нпду 18 Дж·м-2  
" 10-8 102 0,25 8·10-8 Дж 57 Вт·м-2  
" 10-8 103 0,25 Wc(t) 3·10-7 Дж 160 Вт·м-2  
634, 647 непр. - 0,25 Wпду 4,8·10-6 Дж Eпду 160 Вт·м-2  
непр. - Pпду 3,4·10-5 Вт Eпду 320 Вт·м-2  
3390, 4500-5700, 10600 непр. - Eпду 320 Вт·м-2 Eпду 320 Вт·м-2  
  10-6 один. 10-6 Hпду 32 Дж·м-2 10-6 Нпду 32 Дж·м-2  
  10-6 102 100 Вт·м-2 100 Вт·м-2  
  10-6 103 320 Вт·м-2 320 Вт·м-2  
  10-6 104 320 Вт·м-2 320 Вт·м-2  

Полупроводниковые лазеры с электронной накачкой на основе LnS, LnO, LnSe, CdS, CdSxSe1-x

 340-360 10-9 один. 10-9 Hпду 2,5 Дж·м-2 (М £ 320) 10-9 Нпду 2,5 Дж·м-2 (М £ 320)  
" 10-9 103 25 Вт·м-2 (М £ 3,2·104) 25 Вт·м-2 (М £ 3,2·104)  
" 10-7 один. 10-7 Hпду 7,8 Дж·м-2 (М £ 100) 10-7 Нпду 7,8 Дж·м-2 (М £ 100)  
" 10-7 103 78 Вт·м-2 (М £ 104) 78 Вт·м-2 (М £ 104)  
450-470 10-9 один. 10-9 Wпду 8·10-9 Дж 10-9 Нпду 3,9 Дж·м-2  
" 10-9 103 0,25 3,3·10-7 Дж 40 Вт·м-2  
" 10-7 один. 10-7 Wпду 8·10-9 Дж 10-7 Нпду 10 Дж·м-2  
" 10-7 103 0,25 Wc(t) 3,3·10-7 Дж 100 Вт·м-2  
520-600 10-9 один. 10-9 Wпду 8·10-6 Дж 10-9 Нпду 11 Дж·м-2  
" 10-9 103 0,25 3,3·10-7 Дж 110 Вт·м-2  
" 10-7 один. 10-7 Wпду 8·10-9 Дж 10-7 Нпду 28 Дж·м-2  
" 10-7 103 0,25 3,3·10-7 Дж 160 Вт·м-2  
601-700 10-9 один. 10-9 Wпду 1,6·10-8 Дж 10-9 Нпду 11 Дж·м-2  
" 10-9 103 0,25 6·10-7 Дж 110 Вт·м-2  
" 10-7 один. 10-7 Wпду 1,6·10-8 Дж 10-7 Нпду 28 Дж·м-2  
" 10-7 103 0,25 6·10-7 Дж 160 Вт·м-2  

Полупроводниковые инжекционные лазеры на основе AlGaAs, GaAs, InGaAsP, PbTe, SnPbTe

 650-750 5·10-8 один. 5·10-8 Wпду 1,6·10-8 Дж 5·10-8 Нпду 24 Дж·м-2  
" 5·10-8 102 0,25 1,4·10-7 Дж 76 Вт·м-2  
" 5·10-8 104 0,25 3·10-6 Дж 160 Вт·м-2  
" непр. - 0,25 Wпду 4,8·10-6 Дж Eпду 160 Вт·м-2  
751-900 5·10-8 один. 5·10-8 Wпду 4·10-8 Дж 5·10-8 Нпду 24 Дж·м-2  
" 5·10-8 102 4·10-7 Вт 76 Вт·м-2  
" 5·10-8 104 8,6·10-6 Вт 160 Вт·м-2  
" непр. - Pпду 1,4·10-5 Вт Eпду 160 Вт·м-2  
1300-1400 5·10-8 один. 5·10-8 Wпду 10-7 Дж 5·10-8 Нпду 70 Дж·м-2  
" 5·10-8 102 10-6 Вт 220 Вт·м-2  
1300-1400 5·10-8 104 2,2·10-5 Вт 300 Вт·м-2  
" непр. - Pпду 3,4·10-5 Вт Eпду 300 Вт·м-2  
1401-1550 5·10-8 один. 5·10-8 Hпду 140 Дж·м-2 5·10-8 Нпду 140 Дж·м-2  
" 5·10-8 102 440 Вт·м-2 440 Вт·м-2  
" 5·10-8 104 630 Вт·м-2 630 Вт·м-2  
" непр. - Епду(t) 630 Вт·м-2 630 Вт·м-2  
4000-6450, 64-4,6·103 5·10-6 один. 5·10-6 Hпду 44 Дж·м-2 5·10-6 Нпду 44 Дж·м-2  
  5·10-6 103 320 Вт·м-2 320 Вт·м-2  

Химические и фотодиссоционные лазеры на CF3, HF, DF.

 10-8 один. 10-8 Wпду 10-7 Дж 10-8 Нпду 50 Дж·м-2  
" 10-4 один. 10-4 Wпду 1,6·10-7 Дж 10-4 Нпду 320 Дж·м-2  
2700, 3500 один. Hпду 1000 Дж·м-2 Нпду 1000 Дж·м-2  
" один. Eпду 320 Вт·м-2 Eпду 320 Вт·м-2  

Примечания к таблице 2П.1.


⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒
  

© helpiks.su При использовании или копировании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.