一文读懂激光安全那些事儿2019.05.09

  当今世界已经进入了“光制造”的时代,激光加工工艺已经实现了3C电子、汽车制造、航空航天等主要制造业中对传统工艺的更新换代,工业用激光蓬勃发展的同时,激光也给人类带来了很多安全性问题。那么,怎样才能知道一个激光产品是否安全呢?下面,和光博会一起学习激光安全那些事儿。


  首先,了解激光安全等级和标识

  国际电工委员会标准(IEC 60825-1)依据激光产品的波长以及最大输出激光功率,将激光产品分为了以下7个等级:1、1M、2、2M、3R、3B、4。 其中1M, 2M两个等级代表产品的安全等级分别和1、2级一致,但在使用如望远镜等光学设备时,可能将危害程度放大从而超越1、2级的危害。3级也分为3R和3B两个子级别。

  下面我们通过图1和表1来了解具体的分类情况以及不同类别代表的危害程度:



  图1 EC 60825-1激光等级分类及其代表危害程度


  表1 激光等级分类代表危害详述

  当我们见到一个激光器时,怎么才能知道它的等级呢?其实,经过严格检测和认证的激光产品,都在用户可以看得见的地方有明显的激光等级标识,如下表2所示:



  表2:激光等级标识及警告语

  除此以外,我们还要关注到激光设备系统的复杂性以及激光加工过程中会产生的伤害,一方面是激光生产系统中的典型非光束危害,表现在机械危害、电气危害、功能安全、热危害、振动、噪声;另一方面是激光加工过程中产生的其他有毒物质及二次辐射危害。


  激光等级常见的问题剖析

  Class 1的激光器就绝对安全吗?

  有一部分1类激光器因为其自身固有的发射功率非常小而不会对人产生危害,但并不是所有的激光器都是如此。有很多分类为1类的激光器,其内部可能使用Class 3B或4的激光源,如果使用不当,打开机器防护外壳或故意改变光路时,可能会造成更高等级的激光光束泄露,从而造成人身危害。


  指示类激光器为什么要在Class 2以内?

  激光笔、激光测量设备、带激光指示的工具类设备等普通消费者可以接触到或使用的产品,其等级一般不能高于Class 3R。有一些市场,比如欧洲,澳大利亚等要求指示类激光器,如激光笔等必须符合Clsss 2或更低等级的要求才能销售。


  如果不能确定激光器的等级该怎么办?

  在研发、调试过程中,有时无法确定产品内部某一部分的激光等级。这时,我们不能因为麻烦而简单的假定其等级和激光源等级相同或是很低的等级,相反,我们一般要假设其是Class 3B甚至Class 4的等级,做好充分的安全防护措施。


  认识激光安全防护装备很重要

  对于从事激光行业的光电人来说,激光安全与企业、与个人息息相关,更是不容忽视。在实际操作中,防护道具不可少。

  激光安全眼镜:在选择护目镜时,需对工作参数、MPE值和工作波长等仔细斟酌,并选择合适的护目镜。

  激光观察卡:使用时让卡片向下倾斜,避免反射指向自己或周围的人;注意防止烧坏甚至火灾,不可在没人时用卡片长期挡光。

  红外观察仪:和激光防护眼镜一起用时,可能观察不到,不能因此掉以轻心摘掉眼镜;不要误以为观察仪具有激光防护功能而直视激光,这很危险。解决方法是用红外相机查看。

  光挡:从一张纸卡片到塑料或金属罩壳都可以看成光挡。用纸挡光需选择合适的颜色,避免激光吸收带来烧坏或变热的问题;卡片可能释气并污染光学元件,若清洁不当最终会损伤光学元件;用金属板将纸张或卡片固定在光学平台上,避免松脱或损坏,同时多片还能围成小隔间;透光的聚碳酸酯塑料适合紫外或CO2激光波长。

  激光帘幕:一般可用于将实验室分隔成是否需要佩戴激光安全眼镜的区域,选择多样,安装方式各异。

  光学元件:对于实验中使用的光学元件,也应该注意其在实验过程中对人体造成的伤害。以激光偏振棱镜为例,需要特别注意溢出光端口,这类光学元件的旋转容易造成眼睛损伤。同时,背向反射和重影也要引起注意。光学元件必须保持清洁,并掌握正确的清洁方法。

  光博会提醒,任何时候,安全都是重中之重。从器物层来说,生产厂商应严格检验产品质量,进行安全评估和认证;从制度层来说,应制定和遵循行业标准;从从业人员来说,应对激光安全问题引起重视,建立防范措施,避免伤害。

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  参考素材:科学网、光粒网、激光网、华工激光

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