5W Laser im Schwimmbad

[ekkard]

Laserleistung: 5 W,
Aufweitung: 10 mrad (50 mm in 5 m Abstand)
Verweildauer ca.: 2 ms (Erfahrungswert, v. Geschwindigkeit abhängig)
Anzahl Impulse in 10 s ca.: 10
MZB = 18 * t^-0,25 W/m² = 18 * (10*2ms)^-0,25 = 48 W/m²
Der Sicherheitsabstand ergibt sich aus folgender Bedingung:
5W/S < 48 W/m², wobei S die Strahlquerschnittsfläche darstellt.
S = (Abstand*Aufweitung/2)^2*Pi.
Diese Beziehungen lassen sich auflösen nach dem Abstand:
Mindestabstand = Wurzel((5W/48W)*m²/Pi)/Aufweitung (Fehler: bitte weiterlesen!)
Mindestabstand = 18 m. (NEIN: sondern 36.41 m; s. Beitrag JAN)

Zur Frage der absoluten Strahlhöhe: Die DIN 56912 verlangt zwar, dass Strahlung in 2,7 m Höhe über begehbaren Flächen verlaufen muss, aber für Schwimmer (wie für stehende Personen) gilt offensichtlich ein Mindestabstand von der Augenhöhe von ca. 75 cm (1,95 + 0,75 = 2,7 m, wobei große Leute mit 60 cm auskommen müssen). Überträgt man dies auf die Situation in einem Schwimmbad, so muss der Strahl 75 cm über zugänglicher Augenhöhe, also etwa 90 cm bis 1 m über der Wasserfläche angeordnet werden. Es sei denn, man kann dort stehen. In dem Falle sind natürlich die 2,7 m über der Bodenfläche einzuhalten!

Ist diese Bedingung erfüllt, darf eine "Insel" oder Sprungturm nicht näher an den Strahlaustritt als knapp 20 m angeordnet werden.
Achtung: Meine Berechnung enthält (mal wieder) Vereinfachungen und Annahmen, die nicht zutreffen müssen. Insbesondere ist die Bewegungsgeschwindigkeit der Figuren kritisch (10 * 2 ms).

[tschosef]

halli hallo,

mal eben erzählt: ich war am Freitag auf einer Informationsveranstalltung von der BGFE (Feinmech Elektrotech) in Nürnberg zum Thema:"Schutz vor Laserstrahlung: Neue Vorschruften, Regeln und Informationen" (es ging teilweise um EU-Richtlinien usw.) (Vortrag von Dip.-Phys. Brose, BGFE)

Dort kam auch "der Pointer" zur Sprache (dessen grenzwert übrigens nach unten gesetzt werden soll auf <0,7 mW) , sowie Lasershow und Laser in der Verarbeitungstechnik u. Medizin.

Sehr interessanter Punkt: der Lidschlussreflex (bei den Spookys Gutachten argumentiert(e) man ja teilweise damit als Zeitbasis).

Tests ergaben: DIESEN REFLEX GIBT ES NICHT. Wenn ich mich recht erinnere gibts diesen bei nur 40% der Menschen, es kan bis zu 3 Sekunden dauern, bis eine Abwendungsreaktion eintritt, sofern es nicht gerade der Sinn ist in den Strahl zu blicken (Justage, Medizin, Show....)

Ich fragte daher, welche Zeitbasis denn nun für die Berechnung der Sicherheit bei Lasershows anzunehmen ist. 0,24Sekunden, 3Sekunden???? 10 Sekunden?? oder wie.
Antwort: Solange die Show dauert!... man müsse also alle pulse die treffen über die Zeit der Show addieren, und das zur Betrachtung verwenden.

HMMMM... das macht mich stutzig... das währe ja wie bei Radioaktivität, wo sich die Dosis aufadiert, daher gibt es dort eine Lebensdosis...Jahresdosis usw als Grenzwerte.

Ich dachte wenn man die Erwärmung betrachtet, dann gibts auch wieder eine Abkühlung im Auge. Klar, wenn ein Einzelpuls schon zu stark ist, dass andere Effekte mit auftreten, zählt das nicht... aber addieren sich diese auch über die Zeit auf (5 Minuten Show)????

Naja.. damit tut man sich sehr schwer, überhaupt was zu berechnen, da ja der Projektionsverlauf auf Grund von Effekten und sonstigem kaum vorherberechenbar ist. Messen ist auch schwer, denn wo soll man messen? erst mal müsste man wissen, wo die meisten Treffer landen.

Ganz zu schweigen von LJ`s... welche einen Abend lang den Laser bedienen oder so...

Die Aussage ist folgende: Bei jedem Laser/Laseranlage muss angegeben werden, bei werlcher Bestrahlungsdauer in welchem Abstand ist die Anlage sicher. (so, bzw so ähnlich war das Schlusswort auf meine Frage)

Interessant ist dieser Ansatz bei der Berechnung von Dir (Ekkard).

Anzahl Impulse in 10 s ca.: 10

Ich kenn ja die 10 Sekunden aus anderen Beispielen von Dir. Geht man jedoch nach der Aussage bei der Veranstalltung... dann kann man das so nicht sagen. Und es wird für Audiencescanning noch schlimmer.

Da bin ich ja gespannt, was die EU noch so für Themen aufbringt. Ich hab diverse Broschüren mit genommen

Auch zur Abschätzung von LED?s und mehr.... Sehr interessant.

Nur so am Rande....
Grüße von hier

Erich

[jan]

MZB = 18 * t^-0,25 W/m² = 18 * (10*2ms)^-0,25 = 48 W/m²

Wieso ^-0,25? Diese Potenz finde ich weder in der DIN 60825 noch in irgendeinem bisherigen Rechenbeispiel. Ich bitte dringend um Erläuterung!

[ekkard]

1. Die Zählung der Impulse bezieht sich auf die Parameterfunktion T2. Diese ist, sofern man nicht mehr weiß, 10 s

2. t^0.75 ist verbunden mit J/m². Teilt man diesen Wert durch die betrachtete Zeit, so kommt t^(0.75 - 1) = t^-0.25 heraus. Das ist dann im Ergebnis mit W/m² verbunden.

[jan]

Der Sicherheitsabstand ergibt sich aus folgender Bedingung:
5W/S < 48 W/m², wobei S die Strahlquerschnittsfläche darstellt.
S = (Abstand*Aufweitung/2)^2*Pi.
Diese Beziehungen lassen sich auflösen nach dem Abstand:
Mindestabstand = Wurzel((5W/48W)*m²/Pi)/Aufweitung
Mindestabstand = 18 m.

Bei 18m Abstand errechne ich aber für 5W/S einen Wert von 196,5W/m². Ist da in der Gleichung für den Mindestabstand nicht ein Faktor 2 verloren gegangen? Bei 36,5m kommt's hin.

[ekkard]

Uups - stimmt, Danke und Entschuldigung.

(Ich weiß schon, warum ich die Darstellung im BASIC- oder Excel-Format hasse! Normalerweise verwende ich MathCad, da kann man solche Umformungen automatisch durchführen lassen)

Also: Der Sicherheitsabstand beträgt mindestens 37 m (Rechenwert: 36,4 m).

[rayman]

Ich muss gestehen, dass ich jetzt einigermaßen verwirrt bin!
Dieser Beispielrechnung zufolge wäre dann ja praktisch jede Art von Audience-Scanning im Watt-Bereich zumindest so, wie es üblicherweise bei Lasershows gemacht wird weit jenseits der MZB.
Anders ausgedrückt: Jede "richtige" Lasershow, die ich bisher gesehen habe, wäre bei weitem nicht MZB konform gewesen.
In 37m Entfernung hätte man bei 10mrad einen Lichtkegel von 37cm!!!
Ich bin ja immer für Sicherheit beim Lasern, aber ist das nicht etwas unrealistisch?

[ekkard]

Dieser Beispielrechnung zufolge wäre dann ja praktisch jede Art von Audience-Scanning im Watt-Bereich zumindest so, wie es üblicherweise bei Lasershows gemacht wird weit jenseits der MZB.
Anders ausgedrückt: Jede "richtige" Lasershow, die ich bisher gesehen habe, wäre bei weitem nicht MZB konform gewesen.

Nun, ich habe schon eine ganze Reihe von Shows gesehen, die mit "heißen Strahlen" auf Projektionsflächen gehen und mit "zulässigen" Strahlen in Publikum.
Was hast Du denn von einem schmerzhaften Aufblitzen im Auge? Heller als die höchstmögliche (persönliche) Hellempfindung wirds nicht. Und die wird bei jener Bestrahlungsstärke locker erreicht, die der Laserklasse 1 entspricht (etwa 0,4 mW in die Pupille). Der Rest wäre (!) vergebliche Mühe und würde im Extremfall zu Schäden führen.

Im Übrigen bitte ich das Beispiel nicht zu Tode zu reiten. Es steckt ja immerhin die Annahme darin, dass der Strahl 2 ms im Auge ansteht. Je weiter man weggeht, umso kürzer werden die Bestrahlungszeiten - allerdings wächst auch der Strahldurchmesser und damit die Trefferwahrscheinlichkeit. Also Vorsicht!