ПРИМЕР РАСЧЕТА ГРАНИЦЫ ЛАЗЕРНО-ОПАСНОЙ ЗОНЫ
Условия примера:
Определить границу ЛОЗ для источника диффузного излучения III класса опасности со следующими характеристиками:
1. Длина волны излучения – 1,06 мкм;
2. Длительность импульса излучения – 10 –3 с;
3. Частота повторения импульсов – 100 Гц;
4. Длительность серии импульсов – 1 с;
5. Энергия одного импульса излучения – 100 Дж;
6. Радиус источника излучения – 0,05 см;
7. Фоновая освещенности Еф = 100 лк .
Р е ш е н и е.
По формулам (5.6) и (5.7) определяем безразмерный параметр – Up.
; 
Для этого, по таблице 5.5 находим поправочный коэффициент К2 = 1,9 . 10 –1 .
Затем, находим ПДУ энергетической экспозиции в зависимости от длительности импульсов и длины волны излучения по таблице 5.8 –
НПДУ(τи) = 7,1 . 10 – 5 Дж/см 2. При фоновой освещенности Еф = 100 лк – радиус зрачка глаза по табл.5.6 rз = 0,25 см.
.
Расчет границы лазерно-опасной зоны проводим по формуле (5.8):
= 
Максимальный размер границы ЛОЗ равен 9,6 м.
РАСЧЕТНАЯ РАБОТА № 1
Требуется:
1. Найти предельно допустимые параметры излучения, используя методику, изложенную в разделе 2.
2. Определить класс лазера согласно разделу 3.
3. Рассчитать максимальный размер границы лазерно-опасной зоны. Расчет границы лазерно-опасной зоны проводится по методике, изложенной в разделе 5. Фоновую освещенность роговицы глаза Еф по вариантам принимаем по табл. 7.1. Количество воздействий лазерного излучения на человека определяется, исходя из времени работы лазерной установки в смену – 6 часов и частоты импульса в каждом конкретном варианте.
|
|
|
Исходные данные для расчета по вариантам приведены в табл. 7.2.
Таблица 7.1
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА
| № вари-анта | Тип лазера | Длина волны излучения, λ, нм | Длительность одиночного импульса τи, с | Частота следования импульсов fи, Гц | Диаметр пучка dи, м | Длительность облучения глаз (кожи) t, с | Энергия лазерного излучения (средняя мощность) |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 1 | Газовые лазеры | 223 | 5 .10 - 8 | 10 2 | 3. 10 -3 | 10 (10) | Р= 0,5 Вт |
| 2 | -«- | 331 | 3 . 10 - 9 | 10 2 | 3. 10 -3 | 0,25 (10) | Р= 1,2 Вт |
| 3 | -«- | 510 | 10 - 8 | 10 2 | 3. 10 -3 | 0,25 (10) | Р= 10 Вт |
| 4 | ГОР-100 | 690 | 10 - 3 | 10 - 2 | 2 . 10 - 4 | 10 (10) | W0 = 80 Дж |
| 5 | Твердотельные лазеры на кристаллах | 530 | 2 . 10 - 2 | 10 - 2 | 1,2 . 10 -2 | 10 (10) | W0 = 0,4 Дж |
| 6 | -«- | 1060 | 2 . 10 - 2 | 10 - 2 | 1,2 . 10 -2 | 10 (10) | W0 = 0,8 Дж |
| 7 | Лазеры на центрах окраски на основе кристаллов | 1200 | 8 . 10 - 11 | 10 8 | 5 . 10 - 3 | 1,4 . 10 -7 | Wc(t) = 10 – 4 Дж |
| 8 | Технологичес-кая установка «Квант-15» | 1060 | 4 . 10 –3 | 10 | 3 . 10 - 4 | 2 | Wc(t) = 168 Дж |
| 9 | Установка для сварки стекла | 10600 | Непрер. | - | 10 - 3 | 15 | Р = 30 Вт |
| 10 | Установка для спектроскопии | 340 | 10 - 5 | 10 3 | - | 10 (количество операций за рабочий день =250) | Р = 8 Вт |
Таблица 7.2
|
|
|
| № варианта | Еф, лк | № варианта | Еф, лк | |
| 1 | 10 -2 | 6 | 100 | |
| 2 | 100 | 7 | 8 | |
| 3 | 8 | 8 | 0,4 | |
| 4 | 0,4 | 9 | 0,2 | |
| 5 | 2000 | 10 | 2000 |
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Какие опасные и вредные факторы воздействуют на человека при работе лазерной установки?
2. От каких параметров зависит воздействие лазерного излучения на человека?
3. Объясните понятие «Лазерная безопасность».
4. Энергетические параметры, характеризующие лазерное излучение.
5. Что такое предельно допустимые уровни (ПДУ) лазерного излучения?
6. Какие характеристики лазерного излучения нормируются?
7. Для каких диапазонов длин волн и условий облучения устанавливаются ПДУ?
8. Как классифицируются лазерные установки по степени опасности?
9. Что такое лазерно-опасная зона (ЛОЗ)?
10. Приведите общее уравнение, определяющее границу ЛОЗ.
|
|
|
ЛИТЕРАТУРА
1. Средства защиты в машиностроении: Расчет и проектирование. Справочник/ С.В.Белов, А.Ф.Козьяков, О.Ф.Партолин и др.; Под ред. С.В.Белова.-М.: Машиностроение, 1989.
2. Рахманов Б.Н., Чистов Е.Д. Безопасность при эксплуатации лазерных установок. М .: Машиностроение, 1981.
3. Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров № 5804-91. М.:1993.
4. ГОСТ 12.1.040-83 Система стандартов безопасности труда. Лазерная безопасность. Общие положения.
5. Гигиена труда и профилактика профпатологии при работе с лазерами/ В.П. Жохов, А.А. Комарова, Л.И. Максимова и др. М.: Медицина, 1981.
6. Кириллов А.И., Морсков В.Ф., Устинов Н.Д. Дозиметрия лазерного излучения. М.: Радио и связь, 1983.
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
| 1. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ | 3 |
| 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ УРОВНЕЙ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ НА ГЛАЗА И КОЖУ | 7 |
| 2.1. ПДУ лазерного излучения в диапазоне 180 < λ ≤ 380 нм при однократном облучении глаз и кожи | 8 |
| 2.2. ПДУ лазерного излучения в диапазоне 180 < λ ≤ 380 нм при хроническом облучении глаз и кожи | 10 |
| 2.3. ПДУ лазерного излучения в диапазоне 380 < λ ≤ 1400 нм при однократном облучении глаз | 10 |
| 2.4. ПДУ лазерного излучения в диапазоне 380 < λ ≤ 1400 нм при хроническом облучении глаз | 12 |
| 2.5. ПДУ лазерного излучения в диапазоне 380 < λ ≤ 1400 нм при однократном облучении кожи | 14 |
| 2.6. ПДУ лазерного излучения в диапазоне 380 < λ ≤ 1400 нм при хроническом облучении кожи | 14 |
| 2.7. ПДУ лазерного излучения в диапазоне 1400 < λ ≤ 10 5 нм при однократном облучении глаз и кожи | 15 |
| 2.8. ПДУ лазерного излучения в диапазоне 1400 < λ ≤ 10 5 нм при хроническом воздействии на глаза и кожу | 17 |
| 3. КЛАССИФИКАЦИЯ ЛАЗЕРОВ ПО СТЕПЕНИ ОПАСНОСТИ ГЕНЕРИРУЕМОГО ИЗЛУЧЕНИЯ | 18 |
| 4. ПРИМЕР ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПДУ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И КЛАССА ОПАСНОСТИ ЛАЗЕРА | 22 |
| 5. РАСЧЕТ ГРАНИЦЫ ЛАЗЕРНО-ОПАСНОЙ ЗОНЫ | 25 |
| 6. ПРИМЕР РАСЧЕТА ГРАНИЦЫ ЛАЗЕРНО-ОПАСНОЙ ЗОНЫ | 32 |
| 7. РАСЧЕТНАЯ РАБОТА № 1 | 33 |
| ЛИТЕРАТУРА | 35 |
|
|
|
[1] Коллимированное лазерное излучение – лазерное излучение, заключенное в ограниченном телесном угле.
Дата добавления: 2021-07-19; просмотров: 153; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!