Frage bezüglich Sicherheit

Alles zum Thema "sicherer Umgang mit Lasern", Gefahren, gesetzliche Vorschriften und Normen.

Moderator: ekkard

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senox
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Frage bezüglich Sicherheit

Post by senox » Fri 02 Nov, 2007 10:31 am

Hi

ich arbeite schon länger mit Elektronik(aber eben nicht Lasertechnik), ich bin also hier weil ich Fragen bezüglich meines neusten Projektes habe, und nun ganz unsicher bin wegen der Schädlichkeit.

Kurz erklärt: Es handelt sich um eine drahtlose Datenübertragung mittels Laser --> Fotodiode über ca 50-70 Meter Luftlinie. Die Geräte stehen jeweils auf dem Dach, und die minimalste Entfernung Boden-->Laser beträgt 5 Meter.
Ich benutze eine Laserdiode mit maximal 5mW ( 670nm Wellenlänge )

Nun meine Frage:
Bin ich bei 5mW schon an der Grenze, wo es anfängt gefährlich zu werden?
Beim kurzen drüberlesen der threads bin ich mir mit meinen 5mw etwas mickrig vorgekommen (hab 200mW und 400mW gelesen usw...) und mir sind Zweifel gekommen das mein Laser stark genug sein wird, um in 60 Meter Entfernung noch auswertbare Signaländerungen zu erfassen.(ich habe nicht vor mehr als 5mW zu benutzen..schon alleine wegen des Preises) Habe ich mehr Erfolg wenn ich den Laser in der leistung drossle, ihn dafür aber bündle? Inwieweit entsteht daraus wieder eine Gefährdung?

Alles was ich bei wiki dazu gefunden hab, und was mir weitergeholfen hat war das:
Thus, it appears that brief 0.25 second exposure to a <5 mW laser does not pose a threat to eye health. Apart from an aggressive act, briefly (0.25 second) shining a <5mW laser at another persons eye from a distance of several metres, will not affect their vision. On the other hand there is a potential for injury if a person deliberately stares into a beam of a class IIIa laser for few seconds or more at close range. Even if injury occurs, most people will fully recover their vision.
Also Zweifel berechtigt? oder mach ich mir da nur zuviele sorgen?

Senox

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Dr.Ulli
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Post by Dr.Ulli » Fri 02 Nov, 2007 10:45 am

Hi Hi,
also wenn der Strahl immer 5m über jeder Standfläche bleibt ist das wohl ungefährlich.
ABER: Es ist nicht OHNE ANMELDUNG beim Ordnungsamt erlaubt, mit Leistungen >1mW in der Öffentlichkeit zu hantieren!!!!
Und das hast du ja vor, wenn´s von Haus zu Haus über 50m gehen soll!
Daher kurze Anmeldung beim OA, Schilderung, was man vorhat und eine Versicherung, dass absolut nix passieren kann (da entsprechende Vorkehrungen getroffen wurden, wie z.B Blenden für nicht gewünschte Bereiche etc...) dabeischreiben - dann ist man auf der sicheren Seite von wegen "Verwaltungsrechtlicher Vorschriften".
Eine Aufweitung sehe ich als nicht notwendig an....bei 50m.
Gruß!
Alt ist man, wenn man mehr an die Vergangenheit als an die Zukunft denkt.

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Post by senox » Fri 02 Nov, 2007 11:06 am

Ah wunderbar
Genau das was ich gesucht habe :)

Bis auf das mit der Anmeldung beim Ordnungsamt ist alles im grünen Bereich… Aber das muss jetzt eh erstmal alles intern getestet werden, und wenn soweit alles funktioniert meld ich mich mal bei denen.

Danke nochmals.

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lightwave
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Post by lightwave » Fri 02 Nov, 2007 11:48 am

Hallo,

5mW is genug für die Anwendung. Such mal nach dem User "Laser-TV" der hat mit sowas Erfahrung.
Grüße, Georg~lightwave


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ekkard
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5mW sichtbar Fernübertragung

Post by ekkard » Fri 02 Nov, 2007 8:21 pm

Dr.Ulli wrote:also wenn der Strahl immer 5m über jeder Standfläche bleibt ist das wohl ungefährlich.
Das kann man so nicht unterschreiben. Denn es hängt davon ab, ob sich z. B. in Wohnungen des 1. oder 2. OG Personen aufhalten.
Dr.Ulli wrote:ABER: Es ist nicht OHNE ANMELDUNG beim Ordnungsamt erlaubt, mit Leistungen >1mW in der Öffentlichkeit zu hantieren!!!!
Die Sache ist komplizierter: Nur "leistungsstarke Lasereinrichtungen" sind anmeldepflichtig, hauptsächlich, weil im Ordnungsrecht die arbeitsrechtlichen Vorschriften anzuwenden sind (BGV B2, downloadbar). Zu den "leistungsstarken Lasern" gehören alle Laser der IEC-Laserklassen 3R, 3B und 4. (Lasst euch nicht von den amerikanischen Klassen verwirren –die haben römische Zahlen und sind anders definiert). Bei hinreichender Aufweitung des Strahles (nicht Divergenz, sondern große Sendelinse und großem Strahldurchmesser) kann man bei nahezu parallel gerichteter Strahlung und 5 mW durchaus die Laserklasse 2M erreichen. Dazu muss der Strahl mindestens einen Durchmesser von 30 mm haben. Einkalkuliert ist dabei, dass bei einem Gauß-Profil in der Mitte mehr Leistung steckt, als am Rand.
Zusätzlich kann bei Laserdioden die Strahltaille relativ groß sein, was man allerdings untersuchen müsste (z.B. Tüv-Labor). In diesem Falle kann die Strahlfläche noch durch den C6-Faktor (ca. 2; beim Durchmesser: durch Wurzel(C6)) dividiert oder die Leistung bei gleichem Durchmesser verdoppelt werden.
Ein großer Sendelinsen-Durchmesser hat auch noch den Vorteil, dass man mit leicht konvergenter Strahlung arbeiten kann, solange man die 30mm-Grenze nicht unterschreitet.
Mit freundlichen Grüßen
Ekkard

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Post by senox » Sat 03 Nov, 2007 12:26 pm

Oh das war information overkill :/

Ich werde natürlich alle eventualitäten miteinberechnen...ich will bei Gott nicht das jemand zu schaden kommt.

Aber so wie ich das gerade aus deinem post herausgelesen habe, bin ich sowieso im unbedenklichen Bereich
Sprich das ich sogar die ganze Gerätschaft nichtmal anmelden muss.
Nur "leistungsstarke Lasereinrichtungen" sind anmeldepflichtig[...]Zu den "leistungsstarken Lasern" gehören alle Laser der IEC-Laserklassen 3R, 3B und 4.
kann man bei nahezu parallel gerichteter Strahlung und 5 mW durchaus die Laserklasse 2M erreichen
wobei 2M noch nicht zu den Leistungsstarken Lasern gehört, und somit nicht anmeldepflichtig. wenn ich das so richtig verstanden habe.

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Post by ekkard » Sat 03 Nov, 2007 1:32 pm

Yep, hinreichende Aufweitung des Strahls, wie beschrieben, vorausgesetzt.
Mit freundlichen Grüßen
Ekkard

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Post by senox » Sat 03 Nov, 2007 2:58 pm

hm also...

Die Laserdiode die ich höchstwahrscheinlich benutze hat eine effektive-Emitterfläche von ~1-2mm²
dh. um auf die 30mm Durchmesser zu kommen muss ich den Strahl mittels Linse aufweiten?

Noch dazu:
Die Laserdiode hat ja eine Ausgangsleistung von 5mW auf der Fläche von 1-2mm²
Wie sind die IEC-Laserklassen flächenmäßig definiert? Man könnte sich ja nen aufgeweiteten (nahezu parallelen) Laserstrahl vorstellen von nem Quadratmeter Fläche, der dann effektiv im Auge nichts beschädigen würde aber trotzdem über 5mW hätte (wegen der übergroßen Fläche).

Hab ich da einen Denkfehler drin?

Man merkt das ich damals bei Optik in der schule irgendwas verpasst hab ;)

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Post by ekkard » Sat 03 Nov, 2007 6:11 pm

Senox wrote:Die Laserdiode die ich höchstwahrscheinlich benutze hat eine effektive-Emitterfläche von ~1-2mm²
Bei Laserdioden (nicht LED) entspricht die Quellgröße der Strahltaille. Dies kann erheblich kleiner sein, als irgendwelche geometrischen Flächen (z. B. Emitterfläche), weil der Strahl aus dem Volumen des Kristalls zu kommen scheint. Ehe man ein C6>1 anwenden kann, muss man das messtechnisch untersuchen.
Senox wrote:dh. um auf die 30mm Durchmesser zu kommen muss ich den Strahl mittels Linse aufweiten?
Korrekt! (Große Linse, lange Brennweite)
Senox wrote:Die Laserdiode hat ja eine Ausgangsleistung von 5mW auf der Fläche von 1-2mm²
Wie sind die IEC-Laserklassen flächenmäßig definiert?
Es würde der ganze Apparat klassifiziert. Gemessen wird in 100 mm Abstand von der scheinbaren Quelle. Diese liegt bei Linsenanordnungen bei "-unendlich", folglich wird direkt auf der Linse gemessen. Die 2. Messung findet in 2m Abstand vom Strahlausgang statt mit einer 50 mm-Blende. An keiner Stelle des zugänglichen Strahlungsbereiches darf der Grenzwert für 0,25 s überschritten werden. Kritisch kann also eine Fokussierung, die eine scheinbare Quelle darstellt, werden. Aber ich bin guter Hoffnung, dass man die Anlage so justieren kann, dass ein derartiger Focus "im zugänglichen Bereich" nicht auftritt.
Natürlich müsste man sich die Sache genau überlegen und messtechnisch verifizieren. 5mW ist eben nicht so einfach.
Zumindest kann man sich die Genehmigung sehr vereinfachen, wenn man nachweist, dass die maximal zulässige Bestrahlung für einen zufälligen Treffer eingehalten wird. Und das lässt sich in jedem Fall durch geeignete Vorrichtungen (siehe Dr. Ulli) erreichen.
Senox wrote:Man könnte sich ja nen aufgeweiteten (nahezu parallelen) Laserstrahl vorstellen von nem Quadratmeter Fläche, der dann effektiv im Auge nichts beschädigen würde aber trotzdem über 5mW hätte (wegen der übergroßen Fläche).
Genau. Nur kann man bei 5mW leicht aus der Klasse 2M nach oben heraus rutschen. Der Strahl muss ja auch die 2m-Marke bei 50mm Messblende nehmen!
Ich muss dazu nochmals in die Norm gucken. - Ich melde mich dazu nochmal, hab' im Moment keine Zeit'!
Mit freundlichen Grüßen
Ekkard

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Post by senox » Sat 03 Nov, 2007 7:02 pm

Ok danke das hat mir schonmal stark weitergeholfen.

Da ja anscheinend 5mW sehr großzügig gewählt scheinen, kann ich dann nicht einfach ein wenig runtergehen auf zB ~3mW. So wie ich das aus deinem post rauslese würde das die ganze Angelegenheit vereinfachen?

Hier mal ein großes dankeschön... :oops:

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Post by ekkard » Sat 03 Nov, 2007 11:33 pm

Ich komme nochmals auf die Laserklasse 2M zurück. Es heißt dort in der Norm:
DIN EN 60825-1 wrote:Ist die Höhe der Strahlung, die nach Bedingung 1 (2m mit 50 mm-Blende) oder Bedingung 2 (14 mm mit 7mm-Blende) ... bestimmt wurde, größer als der Grenzwert (GZS) von Klasse 2 (C6 mW) und kleiner als der Grenzwert (GZS) von Klasse 3B (0,5 W), dann wird die Laser-Einrichtung der Klasse 2M zugeordnet, falls die Höhe der Strahlung, die mit einer Messblende gemessen wurde, die einen Durchmesser und einen Abstand von der scheinbaren Quelle
hatte, wie sie in Tabelle 10 für Bestrahlungsstärke- und Bestrahlungsmessungen angegeben sind (7mm in 100 mm Abstand), kleiner oder gleich dem Grenzwert (GZS) von Klasse 2 ist.
Es ist also so, wie ich das oben beschrieben habe: "... bei hinreichender Aufweitung ...".
Senox wrote:Da ja anscheinend 5mW sehr großzügig gewählt scheinen, kann ich dann nicht einfach ein wenig runtergehen auf zB ~3mW. So wie ich das aus deinem post rauslese würde das die ganze Angelegenheit vereinfachen?
Ja. Der Durchmesser geht quadratisch ein, die Leistung aber nur linear. Daher ist die Aufweitung effektiver als eine Leistungsbegrenzung.
Mit freundlichen Grüßen
Ekkard

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Post by senox » Mon 05 Nov, 2007 4:48 pm

Also bei dem Projekt wär jetzt Hardware und Software soweit fertig. Jetzt müsste ich nurnoch bestellen&aufbauen.

Was bleibt mir jetzt also außer der Weg zum TÜV labor noch übrig, um Gewissheit zu haben?

So wie ich sehe werde ich 3R _definitiv_ nicht erreichen, oder?

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Post by ekkard » Tue 06 Nov, 2007 2:21 pm

Senox wrote:Was bleibt mir jetzt also außer der Weg zum TÜV labor noch übrig, um Gewissheit zu haben?
Für die Klassifizierung ist der Hersteller (also Du oder Deine Schule/Uni) verantwortlich. Bei genügender Fachkunde kann man das selbst machen, dokumentieren und die Aufkleber dementsprechend auf die Lasereinrichtung kleben. Du kannst Dir bei einem Sachverständigen (also z. B. beim Tüv) Hilfe holen. Ich stelle gerne die Verbindung her, wenn Du ein Angebot einholen willst.
Gibt es in Deiner Umgebung nicht jemanden (Tutor, Lehrer), der sich Deine Berechnungen einmal kritisch ansieht (Vier-Augen-Prinzip)? Ein paar Tipps hatte ich ja schon abgelassen.
Mit freundlichen Grüßen
Ekkard

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