Messung Streustrahlung und Vergleich mit EGW nach TROS Laser

[sebastian1975]

Hallo,

für die Gefährdungsbeurteilung eines Schweißautomaten ist es notwendig die Streustrahlung zu messen. Dies haben wir getan.
Messgeräte:

- PM WAND UV/VIS (http://www.coherent.de/produkte/laser-m ... is-sensor/)
- OP-2 IR (http://www.coherent.de/produkte/laser-m ... esskoepfe/)
- beide von COHERENT

Die Messung an sich stellte kein großes Problem dar, die Berechnung des des Expositionsgrenzwertes schon. Ich bin mir einfach nicht sicher, wie die Winkelausdehnung der scheinbaren Quelle zu berechnen ist. Wenn ich von den typischen Werten 1-1,5mrad ausgehe, dann würde der EGW 50W/m² betragen (bei 1075nm Wellenlänge und einer Expositionszeit von >10s). Mich verwundern die Messwerte, denn diese besagen, dass in einem Abstand von 750mm von der offenen Strahlquelle (3,1kW; Sensor war rechtwinklig zum Laserstrahl angeordnet) der EGW bereits deutlich unterschritten werden würde und ich demnach keine PSA mehr bräuchte. Der NOHD sagt da aber etwas ganz anderes aus. In dieser Betrachtung (diffuse Reflexion) wäre der Grenzwert erst bei einem Abstand von mehr als 6m unterschritten. Dies sorgt hier für allgemeine Verwirrung und daher wende ich mich mit der Bitte um Hilfe und Entwirrung vertrauensvoll an das Forum.

Vielen Dank vorab.
Gruß,
Sebastian

Übrigens:
Gibt es eigentlich einen nachvollziehbaren Rechengang für die Bestimmung der Winkelausdehnung? Ist die Annahme Laser liegen zwischen 1 und 1,5mrad richtig und begründet?

[ekkard]

Die Messung an sich stellte kein großes Problem dar, ...

Streustrahlungsmessungen stellen sehr wohl ein Problem dar. Denn Reflexion und Strahlungsverteilung sind nur schwer reproduzierbar. Euch kann einfach die stärkste Reflexion "durch die Lappen" gehen. Ferner stören die nicht kohärenten Strahlungsanteile. D. h. eine Messung ist (quasi) keine Messung. Ich kenne nur leider nicht Vorschrift und Ziel dieser Messungen. Anscheinend geht es um die Auslegung persönlicher Schutzausrüstungen (Schweißer-Schild, Schutzfilter)???

Zu den Expositionsgrenzwerten gibt es detaillierte Vorgehensweisen und Bestimmungsgleichungen.

Ich bin mir einfach nicht sicher, wie die Winkelausdehnung der scheinbaren Quelle zu berechnen ist.

Die Winkelausdehnung der Quelle ist bei diffuser Reflexion einfach der Durchmesser des Strahlungsflecks bezogen auf den vorgeschriebenen Messabstand. Wenn der ungünstigste Fall zu suchen ist, dann muss man in verschiedenen Abständen Leistung/Aperturquerschnitt und C6 (die Erhöhung des Expositionsgrenzwertes) bestimmen. Die ungünstigste Kombination von gemessener Leistung und Wirkung von C6 ist dann zu nehmen.

Der Rest ist mir leider unklar geblieben.
Vorschrift? Zweck? Rechtsfolgen?
Warum "rechtwinklige" Anordnung des Sensors?
Warum 750 mm Abstand und nicht z. B. 350mm?
Warum nur 10 s
NOHD stammt aus DIN EN 60825-1. Dort wird von vereinfachenden Annahmen ausgegangen. Dabei muss man prüfen, ob diese für euren Fall zutreffen.

Übrigens:
Gibt es eigentlich einen nachvollziehbaren Rechengang für die Bestimmung der Winkelausdehnung? Ist die Annahme Laser liegen zwischen 1 und 1,5mrad richtig und begründet?

Ja, so, wie von mir oben beschrieben. Für die Laserquelle selbst gilt das auch. Doch ist die Strahltaille i.d.R. so klein, dass sie unter 1,5 mrad (den Bezugswert für C6) liegt. In dem Falle gilt C6=1 (drunter bleibt das so). C6 ist nur sinnvoll, wenn der Sichtwinkel auf die Quelle deutlich größer ist als 1,5 mrad. Dann ergibt sich eine Erhöhung des Grenzwertes und damit eine Erleichterung, den Grenzwert einzuhalten.
Beispiel: Der ungünstigste Fall ergibt sich in 350 mm Abstand. Dort misst man auf der Messzelle noch relativ viel Leistung, aber der Grenzwert nimmt bei weiterer Abstandsminderung bereits zu.
Der Strahlungsfleck habe einen sichtbaren Durchmesser vom 5 mm. Dies ergibt einen Sichtwinkel von 5mm/350mm=14,29mrad; C6=14,29/1,5=9,5; abgerundet also 9. Bei elliptischen Querschnitten wird der Mittelwert der beiden Durchmesser (Max+Min)/2 genommen.