Obraz

Firma

Bezpieczeństwo lasera

Obraz tła

Niezbędne praktyki dla użytkowników laserów światłowodowych

IPG Photonics dostarcza unikalną linię laserów włóknowych i wzmacniaczy dla integratorów systemów, jak również bezpośrednio do użytkowników końcowych. Ponieważ IPG dostarcza produkty różnym użytkownikom końcowym, pragniemy przedstawić podstawowe informacje na temat bezpieczeństwa laserów.  
 
Informacje te są dostarczane jako usługa zarówno dla naszych obecnych klientów, jak i przyszłych klientów. Dodatkowe źródła informacji na temat bezpieczeństwa laserów znajdują się w linkach na końcu sekcji. 
 
Lasery / wzmocnione źródła światła wytwarzają światło, które nie istnieje w naturze: bodziec, taki jak światło o wysokiej intensywności, jest wprowadzany do wnęki laserowej, a wynikiem jest emisja lasera lub wyjście światła. Mimo że na wyjściu jest światło, różni się ono znacznie od światła słonecznego lub żarówki. Dlatego też, ponieważ światło laserowe/wzmocnione ma specjalne właściwości, często występują zagrożenia podczas pracy i potencjalnie podczas serwisowania. Lasery/wzmocnione źródła światła wytwarzają bardzo intensywne światło monochromatyczne, które może być widoczne lub niewidoczne dla ludzkiego oka, a także jest spójne, co oznacza, że wszystkie fale są ze sobą w fazie. Koherencja sprawia, że światło to jest znacznie bardziej niebezpieczne niż niespójne światło o tej samej długości fali i intensywności. Wiązki skolimowane lub wiązki, które nie rozchodzą się gwałtownie po wyjściu z otworu urządzenia, stwarzają ryzyko nawet przy dużych odległościach od otworu.

 

 

Zagrożenia

Rozważając zagrożenia związane z laserem, najczęstszym obszarem zainteresowania jest zazwyczaj oko. Poniższe informacje dotyczą nie tylko zagrożeń związanych z okiem, ale także innych zagrożeń, które mogą wystąpić podczas korzystania z produktu laserowego.

Lasery diodowe IPG działają w zakresie 980 nm, lasery i wzmacniacze Ytterbium działają przy około 1060 nm, lasery i wzmacniacze Raman działają przy około 1400 nm, lasery i wzmacniacze Erbium przy około 1550 nm, a lasery i wzmacniacze Thulium działają przy około 2000 nm. IPG oferuje również źródła laserowe o długości fali poniżej 980 nm.

Zagrożenia dla oczu

 

Ekspozycja na działanie lasera może spowodować uszkodzenie oczu. Lasery mogą uszkodzić oko na różne sposoby, w zależności od długości fali i mocy wyjściowej, na którą narażony jest użytkownik:

  • Wiązki światła widzialnego (400 do 700nm) i bliskiej podczerwieni (IR-A, 700 do 1400nm) mogą przenikać przez oko, powodując nieodwracalne uszkodzenia siatkówki, nerwu wzrokowego i centralnej części oka. Zazwyczaj ludzkie oko jest w stanie rozpoznać światło w zakresie długości fal od 400 do 700nm (od fioletu do czerwieni). Niestety, oko przepuszcza również fale o długości powyżej 1400 nm, które nadal stanowią poważne zagrożenie dla siatkówki i nerwu wzrokowego.
  • Niewidoczne wiązki o długościach fal innych niż bliska podczerwień mogą powodować uszkodzenia zewnętrznych części oka. Promieniowanie UV (180-400nm) może powodować uszkodzenie rogówki, a także uszkodzenie soczewki. Promieniowanie średniej podczerwieni (IR-B, 1400 do 3000nm) może przenikać przez powierzchnię oka i powodować zaćmę. Daleka podczerwień (IR-C, 3000nm do 1mm) może uszkodzić zewnętrzną powierzchnię lub rogówkę.
  • Użytkownik powinien spodziewać się obecności wiązek wtórnych pod różnymi kątami. Wiązki wtórne mogą znajdować się na powierzchni roboczej lub w jej pobliżu. Wiązki te są zwierciadlanymi odbiciami wiązki głównej od różnych powierzchni. Chociaż te wiązki wtórne mogą mieć mniejszą moc niż całkowita moc emitowana przez laser, ich intensywność może być wystarczająco duża, aby spowodować uszkodzenie oka. Należy wziąć to pod uwagę podczas instalacji systemów laserowych.

 

Dodatkowe zagrożenia

  • Możliwe jest poparzenie skóry przez systemy laserowe; Potencjał i dotkliwość uszkodzenia będą bardzo zależne od długości fali i mocy.
  • Niektóre systemy laserowe są elementami ciężkiego sprzętu i powinny być obsługiwane z dużą ostrożnością dla operatora i innych osób znajdujących się w obszarze działania lasera.
  • Niektóre lasery są wystarczająco mocne, aby spalić odzież, papier lub zapalić rozpuszczalniki i inne łatwopalne substancje. Należy wziąć to pod uwagę podczas korzystania z systemów laserowych.
  • Podczas korzystania z laserów wysokiej mocy mogą być obecne gorące lub stopione kawałki metalu. Należy zachować ostrożność, jeśli w danym zastosowaniu generowane są odłamki.

 

Zagrożenia elektryczne

  • Napięcie (zarówno AC, jak i DC) stosowane w produktach laserowych jest często wysokie. Wszystkie kable elektryczne i połączenia należy traktować tak, jakby był to poziom szkodliwy. Wszystkie części kabla elektrycznego, złącza lub obudowy urządzenia należy traktować jako niebezpieczne.

 

Klasyfikacja laserów

Oprócz powyższych informacji dotyczących bezpieczeństwa, poniżej znajduje się krótki opis klasyfikacji systemów laserowych. Systemy laserowe są klasyfikowane według długości fali i mocy wyjściowej, na którą użytkownik końcowy może być narażony podczas pracy. Można to również określić jako potencjał zagrożenia systemu laserowego. Klasyfikacja jest określana na podstawie długości fali emisji, mocy wyjściowej i charakterystyki wiązki.

Klasy laserów zaczynają się od klasy 1, a kończą na klasie 4. Im wyższy numer w klasyfikacji, tym większy potencjał zagrożenia systemu laserowego. Klasyfikacje laserów są identyfikowane na systemie laserowym i często do identyfikacji numeru klasy używane są cyfry rzymskie. Proces identyfikacji odbywa się poprzez umieszczenie etykiety na produkcie. Wraz z ostrzeżeniami tekstowymi etykiety te zawierają informacje dotyczące długości fali, całkowitej mocy wyjściowej i klasyfikacji lasera.

Klasa 1 

Systemy laserowe klasy 1 są iskrobezpieczne. W normalnych warunkach pracy lasery te nie stanowią potencjalnego zagrożenia dla zdrowia. Specjalne rozwiązania konstrukcyjne zapobiegają dostępowi człowieka do promieniowania laserowego podczas pracy. 

Klasa 2

Systemy laserowe klasy 2 to lasery widzialne o niskiej mocy. Naturalny odruch mrugania oka spowodowany awersją do jasnego światła chroni użytkownika. Istnieją pewne potencjalne zagrożenia w przypadku bezpośredniego patrzenia przez dłuższy czas. W przypadku laserów klasy 2 wymagana jest etykieta UWAGA. 

Klasa 3

W przypadku systemów laserowych klasy 3a wymagane jest również umieszczenie etykiety UWAGA, a w niektórych przypadkach etykiety NIEBEZPIECZEŃSTWO. Odruch awersji do światła powinien chronić użytkownika, jeśli jest on oglądany tylko przez chwilę. Zagrożenie może występować w przypadku obserwacji z wykorzystaniem optyki zbierającej, np. podczas procesu strojenia optycznego.

Systemy laserowe klasy 3b mogą stwarzać zagrożenie, jeśli są oglądane bezpośrednio lub poprzez oglądanie wiązek wtórnych. Zazwyczaj lasery te nie wytwarzają niebezpiecznych odbić od matowej powierzchni. Systemy te mają umieszczoną etykietę NIEBEZPIECZEŃSTWO i chociaż istnieje możliwość uszkodzenia oczu, ryzyko pożaru lub zagrożenia dla skóry jest niskie. Podczas korzystania z tych laserów zaleca się stosowanie okularów ochronnych. 

Klasa 4

Systemy laserowe klasy 4 stanowią zagrożenie zarówno dla oczu, jak i skóry. Zagrożenia mogą wynikać z odbić bezpośrednich, wtórnych i rozproszonych. Na wszystkich systemach laserowych klasy 4 umieszczona jest etykieta NIEBEZPIECZEŃSTWO. Lasery klasy 4 mogą również uszkadzać materiały w obszarze lasera lub wokół niego oraz zapalać substancje łatwopalne. Podczas korzystania z tych laserów wymagane jest stosowanie okularów ochronnych.

 

Aspekty, które należy wziąć pod uwagę podczas korzystania z laserów

IPG Photonics dostarcza zarówno lasery klasy 3b, jak i klasy 4 oraz systemy laserowe naszym użytkownikom końcowym. Poniższa lista zawiera elementy, które użytkownicy laserów lub potencjalni użytkownicy powinni wziąć pod uwagę podczas korzystania z systemów laserowych. 

  • Przed rozpoczęciem korzystania z produktu należy przeczytać i zrozumieć instrukcję obsługi oraz zapoznać się z dostarczonymi instrukcjami obsługi i konserwacji. W przypadku jakichkolwiek pytań lub niezrozumiałych sekcji należy skontaktować się z producentem. 
  • Wszyscy operatorzy znajdujący się w obszarze muszą nosić odpowiednie okulary ochronne przed włączeniem emisji lasera. Dotyczy to również operatorów, którzy nie korzystają bezpośrednio z systemu laserowego. 
  • Nigdy nie należy patrzeć bezpośrednio w port wyjściowy lasera, gdy zasilanie jest włączone. 
  • Ustawić laser i wszystkie elementy optyczne używane z laserem z dala od poziomu oczu. 
  • Nie instaluj ani nie zakańczaj światłowodów lub kolimatorów, gdy laser jest aktywny. 
  • Podczas pracy z wyjściem, np. podczas montażu światłowodu lub kolimatora w uchwycie itp. należy zawsze wyłączać laser. W razie potrzeby ustaw moc wyjściową przy niskiej mocy wyjściowej, a następnie stopniowo zwiększaj moc wyjściową. 
  • Interakcja między laserem a obrabianym materiałem może również generować promieniowanie UV i widzialne o wysokiej intensywności. 
  • Należy upewnić się, że obudowy lasera są na miejscu, aby zapobiec uszkodzeniu oczu przez promieniowanie widzialne. Należy upewnić się, że powierzchnia robocza jest odpowiednio wentylowana. Gazy, iskry i zanieczyszczenia, które mogą powstać w wyniku interakcji między laserem a powierzchnią roboczą, mogą stanowić dodatkowe zagrożenie dla bezpieczeństwa. 
  • Lasera należy używać w pomieszczeniu z dostępem kontrolowanym przez blokady drzwi. Należy umieścić znaki ostrzegawcze. Ogranicz dostęp do obszaru do osób przeszkolonych w zakresie bezpieczeństwa lasera podczas jego obsługi. 
  • Należy unikać używania lasera w zaciemnionym otoczeniu. 
  • Nie należy włączać lasera bez światłowodu sprzęgającego lub jego odpowiednika podłączonego do optycznego złącza wyjściowego. 
  • Operator lasera jest odpowiedzialny za powiadamianie o użyciu lasera i kontrolowanie obszaru lasera.

 

Okulary ochronne

Laserowe okulary ochronne są oznaczone zarówno gęstością optyczną, jak i zakresem pokrycia długości fali. Gęstość optyczna, OD, jest parametrem o dużym znaczeniu przy wyborze laserowych okularów ochronnych. Wzór na gęstość optyczną podano poniżej.

Gęstość optyczna = -1 (przepuszczalność światła)

Tl = 10 - OD

Korzystając z powyższego wzoru można zauważyć, że na każdy wzrost OD przypada 10-krotny wzrost ochrony (10-krotny spadek transmisji lasera). IPG Photonics zaleca, aby użytkownik końcowy systemów laserowych dokonał przeglądu konkretnego zastosowania podczas oceny wymagań dotyczących okularów. Ważne jest, aby zrozumieć potencjalne zagrożenia związane z lub wynikające z zastosowania końcowego.

IPG Photonics zaleca, aby użytkownicy laserów sprawdzili wszelkie lokalne, stanowe, federalne lub rządowe wymagania, a także wymagania dotyczące obiektu lub budynku, które mogą mieć zastosowanie do instalacji lub użytkowania lasera lub systemu laserowego.

 

Dodatkowe informacje

Aby uzyskać dodatkowe informacje dotyczące bezpieczeństwa lasera, zapoznaj się z poniższą listą, która zawiera niektóre dostępne informacje:

Laser Institute of America (LIA)
13501 Ingenuity Drive, Suite 128
Orlando, Florida 32826
Phone: 407.380.1553, Fax: 407.380.5588
Toll Free: 1.800.34.LASER
https://www.lia.org/

Amerykański Instytut Norm Krajowych
ANSI Z136.1 - 2000, American National Standard for the Safe Use of Lasers
(dostępny za pośrednictwem LIA)

Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna
IEC 60825-1, wydanie 1.2, 2001-08
Bezpieczeństwo urządzeń laserowych -
Część 1: Klasyfikacja urządzeń, wymagania i instrukcja obsługi.
(dostępne za pośrednictwem LIA)

Sprzęt bezpieczeństwa laserowego
Laurin Publishing
Sprzęt bezpieczeństwa laserowego i poradniki dla kupujących