ANSI Z136 барања и процедури за тестирање за безбедна употреба на ласери

Серијата стандарди ANSI Z136, развиена од Американскиот национален институт за стандарди (ANSI), вклучува барања и процедури за тестирање за безбедна употреба на ласери.

„ANSI Z136.1 Американски национален стандард за безбедна употреба на ласери“ е фундаменталниот хоризонтален стандард. Програмите за безбедност на ласери обезбедуваат општи барања за проценка на опасноста, класификација (Класа 1, 1M, 2, 2M, 3R, 3B, 4), максимална дозволена изложеност, контролни мерки, опасности кои не се поврзани со зрачење и слични прашања. Сите други ANSI Z136 стандарди се однесуваат на или се базираат на овој дел.

Другите ANSI Z136 стандарди се специјализирани (вертикални) стандарди. Тие се однесуваат на специфични средини или апликации и генерално имаат предност пред ANSI Z136.1 стандардот во рамките на нивниот специфичен опсег.

Стандардот ANSI Z136 се состои од следниве подсекции:

• Стандардот ANSI Z136.1 „Безбедно ракување со ласери“ ги опишува препорачаните упатства за безбедно ракување со ласери што работат на бранови должини помеѓу 180 nm и 1000 μm. Овој стандард ја специфицира средината во која се користи ласерот и средината околу патеката на зракот.

Денес, ласерската технологија е широко користена во индустриите низ целиот свет. Иако можноста за материјална штета при ласерските процеси е важен фактор, главната загриженост е опасноста за секој што ја ракува опремата.

Стандардот ANSI Z136.1 дава сеопфатни препораки за безбедна употреба на ласери и ласерски системи што работат на бранови должини помеѓу 180 nm и 1000 μm (1 mm). Иако се фокусира на заштита на луѓето од опасности поврзани со ласерското зрачење, тој се занимава и со опасности кои не се поврзани со зрачење.

Овој стандард се однесува на индустриски, медицински, истражувачки, образовни, воени и надворешни ласерски апликации. Тој е широко признат од OSHA и служи како де факто репер за програмите за безбедност на ласери.

Еден од најважните придонеси на овој стандард е системот за класификација на ласери од седум класи, базиран на потенцијалот на ласерот да предизвика биолошко оштетување на окото или кожата:

• Класа 1 е безбедна под сите нормални услови (без опасност).
• Класата 1М е безбедна освен ако не се гледа со оптички инструменти (на пр., лупи).
• Видливите ласери од класа 2 генерално го штитат окото преку одговор на избегнување (рефлекс на трепкање).
• Класа 2М е иста како Класа 2, но е опасна кога се гледа со оптички инструменти.
• Класа 3R: Низок ризик од повреда од директен поглед, мал ризик од повреда на очите.
• Класа 3Б: Видот преку директна или спекуларна рефлексија е опасен; дифузните рефлексии се генерално безбедни.
• Ласерите од класа 4 се ласери со голема моќност кои можат да предизвикаат повреди на очите и кожата, опасност од пожар и опасни расфрлани рефлексии.

Оваа класификација го категоризира секој тип на ласер според неговиот потенцијал да предизвика биолошка штета. Ласерите од класа 1 се ослободени од сите контроли бидејќи не претставуваат опасност, додека ласерите од класа 4 бараат ригорозни контроли за да се намали ризикот од изложеност на очите или кожата. Специфичните контроли за секоја класификација се детално опишани во стандардот.

• Стандардот ANSI Z136.2, „Безбедно ракување со оптички комуникациски системи со употреба на ласерски диоди и LED извори“, дава упатства за безбедно ракување, одржување, сервисирање и инсталација на оптички комуникациски системи со употреба на ласерски диоди или светлосни диоди што работат на бранови должини помеѓу 0,6 mm и 1 mm.

Оптичките комуникациски системи вклучуваат врски базирани на оптички влакна од крај до крај, фиксни копнени врски од точка до точка во слободен простор или комбинација од двете. Овој стандард е дизајниран за употреба од страна на оние кои инсталираат системи од крај до крај и од страна на сервисер, одржувач и друг персонал кој може да комуницира со овие системи во ситуации каде што пристапот е неконтролиран, контролиран или ограничен. Тој обезбедува детални информации за безбедноста за системи каде што оптичката енергија е достапна и параметрите на изворот се неизвесни или не се под контрола на корисникот.

Овој стандард вклучува контролни мерки соодветни на специфичното ниво на опасност (врски со оптички влакна) и нивото на пристап (врски со слободен простор). Повеќето проценки можат да се извршат аналитички, а голем број репрезентативни примери за проценка на опасност се дадени во додатоците.

Овој стандард се однесува на два главни типа на системи:

• Оптички комуникациски системи: Врски базирани на фибер-оптички влакна од крај до крај.
• Оптички комуникациски системи во слободен простор: Фиксни копнени врски од точка до точка (или хибридни системи што ги комбинираат обете).

За разлика од конвенционалните ласери, системите со оптички влакна се генерално затворени и работат како Класа 1 (по природа безбедни) под нормални услови. Сепак, опасностите се јавуваат за време на сервисирање, одржување, инсталација или кога влакната се исклучени (кога е присутно достапно оптичко зрачење).

Оптичките мрежи брзо растат. Техничарите често работат со активни или потенцијално напојувани влакна во неконтролирани средини. Стандардот ANSI Z136.2 помага да се спречат повреди на очите од невидливо инфрацрвено ласерско зрачење, што претставува реален ризик за време на спојување или тестирање.

• Стандардот ANSI Z136.3 „Безбедна употреба на ласери во здравствената заштита“ дава упатства за ласерите во здравствената заштита и се однесува на ласери (ласерско зрачење) што работат на бранови должини помеѓу 180 nm и 1000 µm во UV, видливите и инфрацрвените региони на електромагнетниот спектар. Тој обезбедува специфични процедури за заштита на секој што може да биде изложен на ласерско зрачење и помага во воспоставувањето програма за промовирање на безбедната употреба на ласерските системи во здравствената заштита.

Овој стандард се однесува на сите услови каде што ласерот што се користи во здравствените ласерски системи се користи како медицински уред. Ова вклучува болнички установи, амбулантски хируршки центри и индивидуални медицински, стоматолошки и ветеринарни ординации, како и немедицински услови како што се салони и спа центри.

Здравствените ласерски системи вклучуваат дистрибутивен систем за насочување на ласерскиот излез, напојување со ласерски контроли и калибрации, заштитно куќиште и придружни течности и гасови.

Медицинските ласери се користат во илјадници процедури секој ден. Опасностите вклучуваат повреди на очите, изгореници на кожата, хируршки пожари, вдишување на ласерски испарувања (кои може да содржат вируси и канцерогени материи) и електрични ризици. Овој стандард им помага на установите да ги спречат овие инциденти преку структурирани контроли, обука и надзор.

Овој стандард е златен стандард за безбедност на ласери во здравствениот сектор. Усогласеноста со овој стандард ги штити пациентите и персоналот, ги намалува ризиците од одговорност и обезбедува безбедна и ефикасна употреба на медицински ласери.

• Стандардот ANSI Z136.4 за мерења на безбедноста на ласерот дава насоки за оптички мерења поврзани со барањата за безбедност на ласерот. Оптичките мерења се однесуваат на испитување на интензитетот, спектралната распределба, поларизацијата или другите својства на светлината што емитирана од или рефлектирана од објект или што минува низ медиум. Овој стандард специфицира дека за успешно оптичко мерење, зракот мора да биде правилно порамнет со секој елемент на својот пат, вклучувајќи отвори, леќи, клинови, филтри, огледала, пригушувачи на зракот и детектори.

Понатаму, овој стандард конкретно се однесува на мерењето на параметрите поврзани со излезниот зрак на ласерот потребни за добивање вредности за количините што се користат во пресметките за класификација или проценка на опасност. Проценката се состои од споредување на измерените експозиции со максимално дозволените вредности на експозиција наведени во стандардот ANSI Z136.1, врз основа на способноста на директниот, рефлектираниот или расфрланиот ласерски зрак да предизвика биолошко оштетување на окото или кожата.

Овој стандард дава детални упатства за тоа како да се извршат оптички мерења на ласерски зраци, кои се неопходни за проценка на опасностите и класификација на ласерите според стандардот ANSI Z136.1. Ги опфаќа мерењата потребни за одредување на следните основни параметри:

• Моќност или излезна енергија
• Интензитет на зрачење или изложеност на зрачење
• Дијаметар на гредата и отклонување
• Карактеристики на пулсот (за пулсирани ласери)
• Бранова должина и спектрална распределба

Овие мерења се неопходни за следниве цели:

• Одредување на точната класификација на ласери.
• Пресметување на максимално дозволените нивоа на изложеност.
• Дефинирање на номиналната зона на опасност.
• Проценка на остварливите ограничувања на емисиите.

Овој стандард се однесува на ласери што работат помеѓу 180 nm и 1 mm (UV до далечно инфрацрвено).

Овој стандард ја обезбедува техничката основа за прецизна проценка на опасноста од ласери. Иако е поспецифичен и фокусиран на мерење од другите Z136 стандарди, тој е неопходен за секој што сака да класифицира ласери, да пресметува номинални зони на опасност или сигурно да ги проверува безбедносните контроли. Правилната примена на оваа препорачана практика помага да се премости јазот помеѓу теоретските безбедносни ограничувања и реалните перформанси на ласерот.

• Стандардот ANSI Z136.5 „Безбедна употреба на ласери во образовни институции“ се однесува на проблемите со безбедноста на ласери и ситуациите што можат да се појават во образовните услови. Овој стандард не го заменува стандардот ANSI Z136.1, кој е неопходен за целосно разбирање на должностите на службеникот за безбедност на ласери и проценката на опасноста од ласери. Образовните услови каде што може да бидат присутни ласери вклучуваат наставни лаборатории, училници, предавални, научни саеми, музеи и студентски проекти на кампусот и надвор од него. Овој стандард е дизајниран за факултет и студенти кои користат ласери на основно, средно и универзитетско ниво, со исклучок на постдипломски истражувачки лаборатории. Опсегот на бранови должини од интерес ги вклучува ултравиолетовите (UV), видливите и инфрацрвените (IR) региони на електромагнетниот спектар, поточно опсегот на бранови должини помеѓу 180 нанометри (nm) и 1 милиметар (mm).

Накратко, овој стандард се однесува на прашања поврзани со безбедноста на ласери специфични за наставата и демонстрациите. Опфаќа безбедна употреба на ласери и ласерски системи во училници, лаборатории, научни саеми и училишни демонстрации, а особено нагласува следново:

• Безбедност на учениците
• Обука на наставници
• Поедноставени контролни мерки за да одговараат на образовните буџети и средини.
• Спречување на повреди со истовремено промовирање на практично учење со ласери.

Овој стандард се однесува на ласери што работат помеѓу 180 nm и 1 mm и првенствено се фокусира на ласери со мала до средна моќност (класа 1, 2, 3R и некои од класа 3B) што најчесто се користат во образованието.

• Стандардот ANSI Z136.6 „Безбедна употреба на ласери во надворешни простори“ специфицира упатства за дизајнери, корисници и оператори на ласери или ласерски системи за надворешна употреба и има бројни примени, вклучувајќи ласерски светлосни емисии, ласери што се користат во научни истражувања на отворено и воени ласери.

Една од најзначајните загрижености во врска со надворешната употреба на методите со светлосно стимулирана емисија е тоа што ласерските зраци можат слободно да патуваат без да бидат блокирани од истите бариери што го попречуваат распрснувањето на ласерот во затворен простор. Дифракцијата на ласерскиот зрак може да предизвика негово ширење на поголеми растојанија, што претставува опасност за поголем број луѓе. Овој стандард, исто така, се однесува на атмосферските ефекти што можат да ги променат ласерите кога се користат само на отворено. На пример, сцинтилацијата предизвикана од промените на температурата доведува до промени во распределбата на енергијата на зракот, додека слабеењето предизвикано од аеросолите ја менува брановата должина на зраците.

Овој стандард се справува со уникатните предизвици на употребата на ласери на отворено, каде што фактори како што се долгото атмосферско ширење, непредвидливиот јавен пристап, временските услови и загриженоста за авијацијата значително го зголемуваат ризикот. Овој стандард ги опфаќа ласери што работат помеѓу 180 nm и 1 mm (UV до далечно инфрацрвено).

Главните области на примена се:

• Ласерски светлосни емисии и забавни екрани
• Градежништво, геодетски преглед и усогласување
• Научно истражување (на пр., атмосферски LIDAR, астрономија)
• Воени и одбранбени апликации
• Комуникација на отворено и одредување на домет.
• Оптички системи со слободно поле

Овој стандард нагласува заштита не само на операторите, туку и на пошироката јавност, воздухопловите и чувствителните приемници (на пр., опсерватории).

Надворешните ласери можат да претставуваат опасност на многу долги растојанија. Ласерот со голема моќност од класа 4 може да биде опасен на километри. Вообичаените ризици вклучуваат:

• Повреди на очите кај цивили или пилоти
• Одвлекување на вниманието или привремено слепило кај екипажот на авионот
• Оштетување на чувствителна оптичка опрема (на пр., астрономски телескопи)

Овој стандард им помага на организациите да спроведат пропорционални контроли, а воедно овозможува вредни апликации за ласер на отворено. Особено е важен за продуцентите на ласерски емисии кои мора да се придржуваат кон овој стандард и прописите на FAA за дозволи за воздушен простор.

• Стандардот ANSI Z136.7 за тестирање на ласерска заштитна опрема дава препораки за тестирање и етикетирање на ласерски заштитни материјали и заштитна опрема, како што се заштитници за очи, бариери, завеси, филтри и прозорци, дизајнирани за употреба со ласери и ласерски системи што работат на бранови должини помеѓу 180 nm и 106 nm. Со оглед на тоа што човечкото око сега е широко прифатено дека е речиси секогаш поранливо на повреди од човечката кожа, обезбедувањето соодветно тестирање на ласерските заштитни очила (на пр., технологии за апсорпција, мешање/рефлектирање и хибридни филтри) е од најголема важност.

Овој стандард обезбедува процедури за тестирање за да се осигури дека материјалите и опремата за заштита од ласер го одржуваат своето одредено ниво на заштита во текот на целиот животен век на производот. Овие заштитни уреди вклучуваат ласерски уреди за заштита на очите или филтри за инструменти, ласерски филтри за прозорци и бариери за заштита на ласерското поле, екрани или завеси што го блокираат зракот. Може да бидат потребни различни методи на тестирање во зависност од заштитниот уред, типот на ласерот, режимот на преоден работен режим и брановата должина. Целта на овој стандард е да обезбеди разумни и соодветни упатства за методите на тестирање, протоколите и спецификациите за уреди што се користат за заштита на очите од ласери и ласерски системи.

Накратко, овој стандард им обезбедува на производителите, лабораториите за тестирање и корисниците јасни препораки за евалуација и означување на материјали и опрема за заштита од ласер. Овој стандард ги опфаќа следниве области:

• Ласерски заштитни очила
• Бариери и завеси
• Прозорци и филтри
• Други заштитни материјали

Овој стандард се однесува на ласери што работат помеѓу 180 nm и 1000 μm. Тој нагласува ригорозно тестирање за да се осигури дека опремата го одржува одреденото ниво на заштита во текот на целиот нејзин работен век. Клучните ограничувања на овој стандард вклучуваат:

• Личната заштитна опрема не е опфатена за високоенергетски ласери со оптичка густина поголема од 7.
• Можеби не е доволно за ласери со екстремно висок импулс или многу висока континуирана бранова моќност.

Овој стандард игра витална улога во екосистемот за безбедност на ласери, осигурувајќи дека заштитната опрема е сигурно тестирана и јасно означена. Во ерата на сè помоќни и разновидни ласерски апликации, овој стандард помага да се одржи довербата во опремата што ги штити очите, најранливиот дел од телото.

• Стандардот ANSI Z136.8 „Безбедна употреба на ласери во истражување и тестирање“ дава упатства и препораки за корисниците за безбедна употреба на ласери и ласерски системи што првенствено се користат за истражување, развој или тестирање во затворени средини. Се однесува на ласери/ласерски системи што работат помеѓу ултравиолетови (UV) и инфрацрвени (IR) бранови должини од 180 nm и 1000 μm.

Тест средините може да отстапуваат од нормалните ласерски операции и може да бараат пристап до нивоа на ласерско зрачење повисоки од остварливите граници на емисија за доделената класа на ласери. Имајќи ги предвид овие размислувања, безбедноста се обезбедува првенствено со класифицирање на ласерите според нивните релативни опасности, а потоа со одредување на контролни мерки врз основа на овие опасности и услови на работа.

Овој стандард се справува со предизвици што се разликуваат од оние во индустриските или клиничките услови:

• Чести промени во експерименталните поставувања
• Отворени зрачни патеки
• Ласерски системи по нарачка или домашно изработени
• Привремени или еволутивни конфигурации
• Високомоќни или нови ласерски технологии

Овој стандард е првенствено применлив за внатрешни средини, но исто така вклучува и одредби за контролирани експерименти на отворено. Тој е базиран на стандардот ANSI Z136.1 и го надополнува, а воедно нуди и пофлексибилни и практични пристапи погодни за истражување и развој.

Истражувачките лаборатории често користат 3D и ласери од класа 4 во нерутински конфигурации. Вообичаените ризици вклучуваат изложеност на очите за време на усогласувањето, неочекувани рефлексии на зракот и несоодветни контроли во модифицирани системи. Овој стандард им помага на организациите да ги балансираат најсовремените истражувања со безбедноста преку обезбедување реални и прилагодливи барања. Овој стандард е широко користен од:

• Универзитетски оддели за физика, хемија и инженерство
• Национални лаборатории
• Наменски објекти за истражување и развој
• Државни истражувачки институции

Овој стандард обезбедува практични, специфични за индустријата упатства за безбедна употреба на ласери и ласерски системи во производствени и индустриски услови. Овој стандард опфаќа ласери со бранови должини помеѓу 180 nm и 1 mm (UV до далечно инфрацрвено) што се користат во процеси како што се следниве:

• Обработка на материјал (сечење, заварување, дупчење, обележување, гравирање)
• Ласерско усогласување, нивелирање и метрологија.
• Производство и монтажа
• Машински вид и контрола
• Контрола на залихи и автоматизирани системи

Овој стандард се справува со уникатните предизвици на производствените средини, вклучувајќи производство со голем обем, автоматизирани машини, интеграција со роботски системи и присуство на индустриски опасности кои не се поврзани со ласер.

Овој стандард останува фундаментална референца за безбедноста на ласери во производствениот сектор. Тој ги преведува широките принципи на безбедноста на ласери во практични, производствено ориентирани барања кои ја поддржуваат и заштитата на работниците и ефикасното работење. За секој објект што користи ласери во индустриска обработка или автоматизација, овој стандард е неопходна алатка за воспоставување робусна и усогласена програма за безбедност на ласери. Насоките на овој стандард остануваат многу релевантни за модерните паметни фабрики и напредното производство.

• „ANSI Z136.910 Безбедна употреба на ласери во забавни, изложбени и изложбени простори“ е најновиот стандард планиран во серијата за безбедност на ласери. За разлика од другите објавени стандарди во серијата, овој стандард сè уште не е објавен како конечен стандард и сè уште е во фаза на развој. Целта на овој стандард е да обезбеди практични упатства специфични за примената за безбедна употреба на ласери и ласерски системи во следниве области:
  • Ласерски светлосни емисии и забавни продукции
  • Архитектонски и уметнички изложби
  • Трговски саеми, изложби и промотивни настани
  • Тематски места, ноќни клубови, концерти и фестивали.
  • Надворешни и внатрешни апликации за прикажување

Овој стандард се справува со уникатните предизвици на следните средини:

• Динамични, подвижни зраци и скенирани обрасци
• Големи толпи (честопати необучени за безбедност од ласер)
• Привремени инсталации и чести промени на опремата.
• Музиката е во интеракција со магла, магла и сценски ефекти.
• Координација со персоналот на местото на одржување, изведувачите и властите (на пр. FAA за настапи на отворено)

Овој стандард ги опфаќа ласери што работат помеѓу 180 nm и 1 mm и се фокусира конкретно на ласерите од класа 3B и класа 4, кои се широко користени во индустријата за забава.

Овој стандард служи како многу потребен, специјализиран водич за безбедна и креативна употреба на ласери на претстави и изложби.

Со години, нашата организација, со својот компетентен и искусен тим, ги разбира потребите на своите клиенти, обезбедувајќи им напредни услуги за тестирање што им се потребни и помагајќи им во воспоставувањето, имплементацијата и подобрувањето на системите за управување. Во оваа рамка, ние исто така нудиме услуги за тестирање во согласност со стандардите ANSI Z136.