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一文讀懂激光安全那些事兒 2019.05.09
當(dāng)今世界已經(jīng)進(jìn)入了“光制造”的時(shí)代,激光加工工藝已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了3C電子、汽車制造、航空航天等主要制造業(yè)中對(duì)傳統(tǒng)工藝的更新?lián)Q代,工業(yè)用激光蓬勃發(fā)展的同時(shí),激光也給人類帶來了很多安全性問題。那么,怎樣才能知道一個(gè)激光產(chǎn)品是否安全呢?下面,和光博會(huì)一起學(xué)習(xí)激光安全那些事兒。
首先,了解激光安全等級(jí)和標(biāo)識(shí)
國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)(IEC 60825-1)依據(jù)激光產(chǎn)品的波長(zhǎng)以及最大輸出激光功率,將激光產(chǎn)品分為了以下7個(gè)等級(jí):1、1M、2、2M、3R、3B、4。 其中1M, 2M兩個(gè)等級(jí)代表產(chǎn)品的安全等級(jí)分別和1、2級(jí)一致,但在使用如望遠(yuǎn)鏡等光學(xué)設(shè)備時(shí),可能將危害程度放大從而超越1、2級(jí)的危害。3級(jí)也分為3R和3B兩個(gè)子級(jí)別。
下面我們通過圖1和表1來了解具體的分類情況以及不同類別代表的危害程度:

圖1 EC 60825-1激光等級(jí)分類及其代表危害程度

表1 激光等級(jí)分類代表危害詳述
當(dāng)我們見到一個(gè)激光器時(shí),怎么才能知道它的等級(jí)呢?其實(shí),經(jīng)過嚴(yán)格檢測(cè)和認(rèn)證的激光產(chǎn)品,都在用戶可以看得見的地方有明顯的激光等級(jí)標(biāo)識(shí),如下表2所示:

表2:激光等級(jí)標(biāo)識(shí)及警告語
除此以外,我們還要關(guān)注到激光設(shè)備系統(tǒng)的復(fù)雜性以及激光加工過程中會(huì)產(chǎn)生的傷害,一方面是激光生產(chǎn)系統(tǒng)中的典型非光束危害,表現(xiàn)在機(jī)械危害、電氣危害、功能安全、熱危害、振動(dòng)、噪聲;另一方面是激光加工過程中產(chǎn)生的其他有毒物質(zhì)及二次輻射危害。
激光等級(jí)常見的問題剖析
Class 1的激光器就絕對(duì)安全嗎?
有一部分1類激光器因?yàn)槠渥陨砉逃械陌l(fā)射功率非常小而不會(huì)對(duì)人產(chǎn)生危害,但并不是所有的激光器都是如此。有很多分類為1類的激光器,其內(nèi)部可能使用Class 3B或4的激光源,如果使用不當(dāng),打開機(jī)器防護(hù)外殼或故意改變光路時(shí),可能會(huì)造成更高等級(jí)的激光光束泄露,從而造成人身危害。
指示類激光器為什么要在Class 2以內(nèi)?
激光筆、激光測(cè)量設(shè)備、帶激光指示的工具類設(shè)備等普通消費(fèi)者可以接觸到或使用的產(chǎn)品,其等級(jí)一般不能高于Class 3R。有一些市場(chǎng),比如歐洲,澳大利亞等要求指示類激光器,如激光筆等必須符合Clsss 2或更低等級(jí)的要求才能銷售。
如果不能確定激光器的等級(jí)該怎么辦?
在研發(fā)、調(diào)試過程中,有時(shí)無法確定產(chǎn)品內(nèi)部某一部分的激光等級(jí)。這時(shí),我們不能因?yàn)槁闊┒?jiǎn)單的假定其等級(jí)和激光源等級(jí)相同或是很低的等級(jí),相反,我們一般要假設(shè)其是Class 3B甚至Class 4的等級(jí),做好充分的安全防護(hù)措施。
認(rèn)識(shí)激光安全防護(hù)裝備很重要
對(duì)于從事激光行業(yè)的光電人來說,激光安全與企業(yè)、與個(gè)人息息相關(guān),更是不容忽視。在實(shí)際操作中,防護(hù)道具不可少。
激光安全眼鏡:在選擇護(hù)目鏡時(shí),需對(duì)工作參數(shù)、MPE值和工作波長(zhǎng)等仔細(xì)斟酌,并選擇合適的護(hù)目鏡。
激光觀察卡:使用時(shí)讓卡片向下傾斜,避免反射指向自己或周圍的人;注意防止燒壞甚至火災(zāi),不可在沒人時(shí)用卡片長(zhǎng)期擋光。
紅外觀察儀:和激光防護(hù)眼鏡一起用時(shí),可能觀察不到,不能因此掉以輕心摘掉眼鏡;不要誤以為觀察儀具有激光防護(hù)功能而直視激光,這很危險(xiǎn)。解決方法是用紅外相機(jī)查看。
光擋:從一張紙卡片到塑料或金屬罩殼都可以看成光擋。用紙擋光需選擇合適的顏色,避免激光吸收帶來燒壞或變熱的問題;卡片可能釋氣并污染光學(xué)元件,若清潔不當(dāng)最終會(huì)損傷光學(xué)元件;用金屬板將紙張或卡片固定在光學(xué)平臺(tái)上,避免松脫或損壞,同時(shí)多片還能圍成小隔間;透光的聚碳酸酯塑料適合紫外或CO2激光波長(zhǎng)。
激光簾幕:一般可用于將實(shí)驗(yàn)室分隔成是否需要佩戴激光安全眼鏡的區(qū)域,選擇多樣,安裝方式各異。
光學(xué)元件:對(duì)于實(shí)驗(yàn)中使用的光學(xué)元件,也應(yīng)該注意其在實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)人體造成的傷害。以激光偏振棱鏡為例,需要特別注意溢出光端口,這類光學(xué)元件的旋轉(zhuǎn)容易造成眼睛損傷。同時(shí),背向反射和重影也要引起注意。光學(xué)元件必須保持清潔,并掌握正確的清潔方法。
光博會(huì)提醒,任何時(shí)候,安全都是重中之重。從器物層來說,生產(chǎn)廠商應(yīng)嚴(yán)格檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量,進(jìn)行安全評(píng)估和認(rèn)證;從制度層來說,應(yīng)制定和遵循行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);從從業(yè)人員來說,應(yīng)對(duì)激光安全問題引起重視,建立防范措施,避免傷害。
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參考素材:科學(xué)網(wǎng)、光粒網(wǎng)、激光網(wǎng)、華工激光