Лазерные станки. Часть 3: безопасность лазера

Об опасности лазерного излучения

Воздействие лазерного излучения на организм человека сложно описать в двух словах. Оно зависит от многих параметров:

• длины волны;

• мощности;

• длительности воздействия на организм;

• частоты следования импульсов;

• размеров облучаемой области;  

• а также анатомо-физиологических особенностей облучаемой ткани (например, глаза или кожи).  

Наибольшую опасность лазерное излучение представляет для органов зрения. Сетчатка глаза может быть поражена лазерами видимого (0,38–0,7 мкм) и ближайшего к видимому (0,75–1,4 мкм) инфракрасных диапазонов. Лазерное ультрафиолетовое (0,18–0,38 мкм) и дальнее инфракрасное (более 1,4 мкм) излучения не достигают сетчатки, но могут повредить роговицу, радужку, хрусталик.

Кроме этого, лазерное излучение опасно и для кожных покровов. Сила воздействия на них зависит от длины волны лазера. Отражающая способность кожного покрова в видимой части спектра достаточно высока, а вот излучение дальней инфракрасной области поглощается им достаточно сильно, так как активно сорбируется водой внутри клеток. Таким образом, возникает опасность получения ожогов как кожи, так и внутренних тканей.

Российские регламенты по работе с лазерным оборудованием

В России основным документом в области лазерной безопасности является СанПиН 5804-91 «Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров». Он регламентирует предельно допустимые уровни (ПДУ) лазерного излучения и требования к устройству и эксплуатации лазеров. В основе установки величины ПДУ лежит принцип определения минимальных «пороговых» повреждений в облучаемых тканях (сетчатка, роговица глаза, кожа). Степень возможных повреждений определяется современными методами исследований во время или после воздействия лазерного излучения. Нормируемыми параметрами являются энергетическая экспозиция Н (Дж/м2) и облученность Е (Вт/м2), а также энергия W (Дж) и мощность Р (Вт).

С 1 января 2017 г. введены в действие СанПиН 2.2.4.3359-16 «Санитарно-эпидемиологические требования к физическим факторам на рабочих местах». В этом документе в разделе VIII устанавливаются требования к лазерному излучению на рабочих местах.

Классификация опасности лазеров

По степени опасности лазерного излучения для персонала, работающего с оборудованием, лазеры подразделяются на четыре класса:

Класс 1 (безопасные): выходное излучение не опасно для глаз.

Класс 2 (малоопасные): опасно для глаз прямое или зеркально отраженное излучение.

Класс 3 (среднеопасные): опасно для глаз прямое, зеркальное, а также диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от отражающей поверхности, а для кожи опасно прямое или зеркально отраженное излучение.

Класс 4 (высокоопасные): опасно для кожи прямое, зеркальное, а также диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от отражающей поверхности.

Эта классификация учитывает специфику воздействия излучения на органы зрения и кожу человека.

Устройства класса 1 не требуют применения дополнительных мер безопасности.

Устройства классов 2 и 3 требуют ограждения лазерной зоны либо экранирования пучка излучения. Экраны и ограждения должны изготавливаться из материалов с наименьшим коэффициентом отражения, быть огнестойкими и не выделять токсичных веществ при воздействии на них лазерного излучения.

Устройства 4-го класса опасности размещаются в отдельных изолированных помещениях и управляются дистанционно.

ГОСТы

Также в России действует национальный стандарт РФ ГОСТ Р 58373-2019 (ИСО 11145:2018 – «Оптика и фотоника. Лазеры и лазерное оборудование» (утвержден и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 сентября 2019 г. N 812-ст).

В части лазерной безопасности данный документ опирается на разработанный на основе международных стандартов ГОСТ IEC 60825-1 «Безопасность лазерной аппаратуры».

В этом стандарте даны четкие определения для каждого класса лазерной аппаратуры и приведены необходимые технические характеристики для причисления ее к тому или иному классу.

Например, лазерная аппаратура класса 1, согласно этому документу, — это «любая лазерная аппаратура, которая в процессе функционирования не допускает доступа человека к лазерному излучению, для которого чрезмерное значение предела доступной эмиссии установлено классом 1 для соответствующих длин волн и длительностей эмиссии».

Почему Makeblock LaserBox безопасен

Полные тексты САНПИН и ГОСТ можно без проблем найти в интернете, но главное состоит в том, что даже аппаратура с достаточно высокой мощностью излучения может соответствовать классу 1 безопасности, если соблюдены все необходимые условия по ограждению от него человека.

Именно по этому пути пошла компания Makeblock, разрабатывая свой лазерный станок LaserBox. Конструкция станка выполнена таким образом, что в момент работы поражающие факторы не воздействуют на пользователя, а при любой попытке вмешательства в работу устройства происходит его автоматическое отключение. Такой комплекс мер безопасности позволил станку быть причисленным к 1-му классу безопасности.

Под присмотром педагога с LaserBox могут работать даже ученики начальной школы, причем без очков и других дополнительных средств защиты. Корпус устройства надежно ограждает учеников от излучения, а встроенные средства обеспечения безопасности исключают работу станка при любом внешнем вмешательстве. Внутренние компоненты LaserBox нельзя вынуть, не нарушив работоспособность, а количество настроек, которые нужно проделать самостоятельно, сведено к минимуму.

Конечно, ради безопасности производителю пришлось отказаться от некоторых заманчивых возможностей. Например, от использования специальных прорезей в корпусе, позволяющих работать с материалом большой длины, или от легкосъемного рабочего стола. Тем не менее, в итоге мы получили оборудование, к которому без опасений можно подпустить ребенка. Учитывая, что обычно станки такого класса имеют 3-й класс безопасности, это делает LaserBox еще более интересным продуктом.

Вывод

Если вы читали 1 и 2 части нашего обзора, то знаете и о других сильных сторонах этого оборудования. Учитывая все сказанное ранее можно смело сказать, что Makeblock LaserBox — это практически идеальное умное и безопасное решение для образовательных учреждений. В том числе для уроков технологии и для знакомства с современными методами обработки материалов.