Fläche zur Berechnung der MZB

[drank]

Hallo liebe LaserFreak-Community,

ich arbeite mich gerade ausgiebig in die DIN EN 60825-1:2008-05 ein.

Verstehe ich das richtig, dass bei der Berechnung des Grenzwertes der zugänglichen Strahlung (GZS) eine bestrahlte Fläche in Größe einer Blende von 7 mm Durchmesser (bei C6 = 1) angenommen wird?

Bei der Berechnung der zulässigen opt. Leistung anhand der Maximal zulässigen Bestrahlung (MZB) ist dann jedoch die tatsächlich bestrahlte Fläche (insofern der Strahldurchmesser < 7 mm beträgt) anzuwenden?


Dies würde ja dazu führen, dass ein System, welches nach Norm als Laserklasse 1 klassifiziert wurde und einen Strahldurchmesser < 7 mm hat, nicht den Anforderungen der MZB entspricht / entsprechen muss, oder?


Vielen Dank
drank

[adminoli]

Hi,

die 7mm ist der maximale Durchmesser einer Pupille. Inerhalb dieser 7mm darf nicht die MZB überschritten wird. Der Strahl kann durchaus kleiner als 7mm sein, darf aber auch hier nur in der Fläche die 1mW nicht überschreiten.

[drank]

Das der MZB für einen gefährdungsfreien Betrieb nicht überschritten werden darf ist, glaube ich, unumstritten.

Die Klassifizierung jedoch hängt doch lediglich von der GZS ab, oder?
Denn ein Gerät mit z.B. 4,5 mW cw VIS wird ja auch nach der GZS als Klasse 3R klassifiziert, erfüllt jedoch nicht die MZB.

Nach meinen Berechnungen kann ich somit auch einen 4 mW Laser (VIS) (C6 = 1) mit einem Einzelimpuls von 300 µs als Klasse 1 klassifizieren, halte jedoch nicht die MZB ein.

Verstehe ich das richtig, dass ein Hersteller seine Geräte nach der GZS klassifiziert und anhand der MZB bestimmt, ob sein Gerät (unabhängig von der Laserklasse) überhaut ungefährlich für Auge / Haut ist?

Ich versuche zu verstehen, welchen Sinn die Unterscheidung von GZS und MZB überhaupt hat und warum ein System der Klasse 1 unter z.B. den oben genannten Umständen nicht den MZB erfüllt.
Offensichtlich wird bei der GZS bereits eine Fläche vorgegeben (vermutlich die 7 mm "Normpupille" ?!?) und bei der MZB ist die tatsächliche Fläche einzusetzen.

darf aber auch hier nur in der Fläche die 1mW nicht überschreiten

Kannst Du mir die Stelle nennen, wo dies in der Norm geschrieben steht? Das würde mir sehr weiterhelfen. Ich habe die oben genannte Version vor mir liegen.
Deine Aussage trifft, so wie ich das sehe, lediglich für Klasse 2 bei nicht ausgedehnten Quellen bei einer Bestrahlungszeit von größer als 0,25 s (Stichwort: Abwendreaktion) zu.

Meine Aussagen berufen sich nach DIN EN 60825-1:2008-05 auf:
Klasse 1: Tabelle 4
Klasse 2: Tabelle 6


Freundliche Grüße

[ekkard]

Verstehe ich das richtig, dass bei der Berechnung des Grenzwertes der zugänglichen Strahlung (GZS) eine bestrahlte Fläche in Größe einer Blende von 7 mm Durchmesser (bei C6 = 1) angenommen wird?

Nein, es wird ein Mess-Blende mit einem Durchmesser von 7 mm zugrunde gelegt. Bei Berechnungen muss so gerechnet werden, als hätte die Eingangspupille des Messgerätes einen Durchmesser von 7 mm.

Bei der Berechnung der zulässigen opt. Leistung anhand der Maximal zulässigen Bestrahlung (MZB) ist dann jedoch die tatsächlich bestrahlte Fläche (insofern der Strahldurchmesser < 7 mm beträgt) anzuwenden?

Irrtum! Auch hier muss eine bestimmte Blende für das Messgerät gewählt werden. Im visuellen Bereich sind das 7 mm. (Bitte beachten: Das gilt nicht immer!)
Hat der Strahl einen größeren Durchmesser, kann man statt einer Messung auch einfach die Strahlungsleistung im Strahl durch den Spotquerschnitt dividieren, falls die Bestrahlung einigermaßen gleichmäßig ist. Grundsätzlich gilt der maximale Betrag auf dieser Fläche, gemessen mit einer 7mm-Blende. Denke immer, du habest ein Messinstrument in der Hand!

Dies würde ja dazu führen, dass ein System, welches nach Norm als Laserklasse 1 klassifiziert wurde und einen Strahldurchmesser < 7 mm hat, nicht den Anforderungen der MZB entspricht / entsprechen muss, oder?

Ja, "oder", wie zuvor dargelegt. Egal, welchen Durchmesser der Strahl hat, die Messpupille ist - in diesem Fall - 7 mm! Folglich entspricht Laserklasse 1 (nicht 1M (!)) immer auch der Einhaltung der MZB.

die 7mm ist der maximale Durchmesser einer Pupille. Innerhalb dieser 7mm darf nicht die MZB überschritten (werden). Der Strahl kann durchaus kleiner als 7mm sein, darf aber auch hier nur in der Fläche die 1mW nicht überschreiten.

... meint das Gleiche, was ich zuvor dargelegt habe, ist aber vom Prinzip her richtig.

Dass der MZB für einen gefährdungsfreien Betrieb nicht überschritten werden darf ist, glaube ich, unumstritten. Die Klassifizierung jedoch hängt doch lediglich von der GZS ab, oder?

Richtig. Die Klassifizierung klassiert die Lasereinrichtung anhand des Grenzwertes zugänglicher Strahlung (GZS) unter definierten Messbedingungen.

Unabhängig davon ist am Empfänger (insbesondere Auge, Haut) die maximal zulässige Bestrahlung (MZB) einzuhalten.

Denn ein Gerät mit z.B. 4,5 mW cw VIS wird ja auch nach der GZS als Klasse 3R klassifiziert, erfüllt jedoch nicht die MZB.

Das kommt darauf an wo! Ein beliebiger Laser, hält nach einem hinreichenden Abstand die MZB durchaus ein. Lasershows sind so konstruiert, dass ein Klasse-4-Laser am Zuschauerauge die MZB einhält (hoffentlich!).

Nach meinen Berechnungen kann ich somit auch einen 4 mW Laser (VIS) (C6 = 1) mit einem Einzelimpuls von 300 µs als Klasse 1 klassifizieren, halte jedoch nicht die MZB ein.

Das stimmt so nicht! Ich habe jetzt nicht nachgerechnet, aber schon das Prinzip ist nicht richtig. Wenn ein Einzelimpuls überhaupt das Einzige ist, was innerhalb von T2 (~10s) gefährlich werden kann, dann ist der Laser erst Klasse 1, wenn die Energie des Impulses den GZS unter den Messbedingungen einhält.

Wird der Impuls wiederholt, muss das "reduzierte Einzelimpulskriterium" angewendet werden.

Verstehe ich das richtig, dass ein Hersteller seine Geräte nach der GZS klassifiziert und anhand der MZB bestimmt, ob sein Gerät (unabhängig von der Laserklasse) überhaupt ungefährlich für Auge / Haut ist?

Nein. Der Hersteller klassifiziert immer nach GZS unter den vorgeschriebenen Messbedingungen. Mit MZB hat er nichts zu tun. Das ist Sache der Anwender.

Ich versuche zu verstehen, welchen Sinn die Unterscheidung von GZS und MZB überhaupt hat und warum ein System der Klasse 1 unter z.B. den oben genannten Umständen nicht den MZB erfüllt.

GZS ist eine quellen-spezifische Angabe; MZB eine empfänger-spezifische. Nimm eine Wasser-Quelle am Berghang. Der GZS sagt, wie viel Wasser durch eine vorgegebene Messöffnung, sagen wir 1 m hinter dem Ausfluss abströmt.
Die MZB sagt, wie nass die 200 km entfernte Fläche wird, die du bewässerst.

Offensichtlich wird bei der GZS bereits eine Fläche vorgegeben (vermutlich die 7 mm "Normpupille" ?!?) und bei der MZB ist die tatsächliche Fläche einzusetzen.

Nein, wie gesagt, die Messblenden sind dieselben.

Kannst Du mir die Stelle nennen, wo dies in der Norm geschrieben steht? Das würde mir sehr weiterhelfen. Ich habe die oben genannte Version vor mir liegen.

Umgekehrt: Wie kommst du auf die Vermischung der Messbedingungen der Klassifizierungsregeln (Kapitel 8 ab S. 34 unten) und der MZB-Geschichte nach Anhang A, Seite 54ff? Die Messung der Laserstrahlung erfolgt sende- wie empfangsseitig im Sinne der Tabelle 11, Seite 50, nur dass empfangsseitig keine Messabstände vorgeschrieben sind. Der Empfänger kann ja viele Meter von der Quelle entfernt stehen. Der Strahl kann bewegt sein und sich somit quasi in Impulse auflösen usw.

Ich denke, der Rest deiner Anmerkungen beruht auf einer nicht ganz klaren Trennung von sendeseitiger Klassifizierung und empfangsseitiger Messung (oder Berechnung) z. B. der Augengefährdung.

[drank]

Hallo ekkard,

vielen Dank für Deine sehr ausführliche Antwort.

Die hat mir für mein Verständnis sehr weitergeholfen.

Irrtum! Auch hier muss eine bestimmte Blende für das Messgerät gewählt werden. Im visuellen Bereich sind das 7 mm. (Bitte beachten: Das gilt nicht immer!)

Mir war nicht bewusst, dass sich die MZB-Berechnung auf die Fläche der Messblende bezieht.

Das beseitigt alle meine Unklarheiten.


Vielen Dank!