Kreuzlaser, Linienlaser-Wie Gefährlich?

[mic]

Hallo,
ich habe eine Anfängerfrage zu einem Laser, der ein Fadenkreuz projeziert:
Die techn. Daten:
10 mW
532nm
Class 3B
Können die grünen Linien, die für Positionierarbeiten bestimmt sind, gefährlich werden?
Mir wurde gesagt, dass durch die Striche die Leistung pro mm2 auf wenige
µW absinkt und der Laser deswegen vollkommen unbedenklich sei.

Ich hoffe hier ist jemand., der mir die Frage beantworrten kann

[patty00]

Jo, der Laser ist (bei genügend Abstand) ungefährlich,weil mit größerer Entfernung die Linien länger werden, muss der Laser mehr Fläche "beleuchten".

[mic]

Danke für die schnelle Antwort-aber was bedeutet
"genügend Abstand" bzw. wieviel Abstand ist genügend?

[ChrissOnline]

In der Tat ist "genügend Abstand" eine sehr dürftige Angabe!

Gerade wenn's um Sicherheit geht, sollte man mit solchen Aussagen vorsichtig sein...

...wenn man also nichts konkretes sagen kann ist es manchmal besser gar nichts zu sagen!

[turntabledj]

Also - ein derartiges Gerät dürfte m.E. niemals ein Klasse 3B-Gerät sein !
Will man sich an die Vorschriften halten, packt man das Teil besser erst gar nicht aus.

Hier mal ein Auszug aus den Vorschriften und Richtlinien (Quelle lasersafe.de):



Nach den Bestimmungen des Gerätesicherheitsgesetzes (GSG) ist jedes "technische Arbeitsmittel" in Deutschland so herzustellen, daß Gefahren nicht auftreten. Normen und andere Technischen Regeln gelten als Mindestanforderung (z.B. VDE 0837).

Auch der Betreiber hat nach Unfallverhütungsvorschrift (UVV) - Laserstrahlung Vorsorge zum Schutz der Beschäftigten gegen Unfälle treffen. Ab der Laserklasse 3B ist die Inbetriebnahme einer Lasereinrichtung den zuständigen Behörden anzuzeigen und ein Laserschutzbeauftragter zu ernennen.4

Meistens genügen für Lese-Zwecke Lasereinrichtungen der Klassen 1 bis 3A. Diese sind lediglich normgerecht zu beschildern.

Ab Laserklasse 3B sind geeignete Maßnahmen insbesondere zum Schutz der Augen zu ergreifen. Ursache für die Gefahr sind die physikalischen Eigenschaften der Laserstrahlung, die im Auge auf extrem kleine Flächen konzentriert werden kann (Brennglas-Effekt).

Geeignete Maßnahmen sind Zugangsbeschränkungen, Schlüsselschalter, Schirme, Blenden und Schutzbrillen.


10mW sind also defivitiv zu viel !
Das maximal zulässige dürfte da wahrscheinlich eher bei 1 oder 5mW liegen.

Ausnahme: Das Gerät ist zu konstuiert, dass die Leisungsdichte bereits am Strahlaustrittsfenster innerhalb der MZB (Maximal zulässigen Bestrahlungsstärke) liegt. In dem Fall müsste für das Gerät aber auch ein allgemeines Gutachten vorliegen. Nichts desto Trotz würden die oben beschriebenen Richtlinien dann z.T. nicht ausser Kraft gesetzt werden - Schlüsselschalter, Anmelden und LSB wären weiterhin erforderlich...

Sollte so hinkommen, oder !?

Achim

[mic]

Danke für die Antwort, sehr ausführlich. So wie´s aussieht sollte ich wohl
lieber die Finger von dem Modell lassen.
Trotzdem würde mich es jetzt doch interessieren wie der Laser durch die Optik an Leistung verlieren kann/könnte bzw. wie es dann zu der Aussage kommt, der Laser habe als Kreuzlinie nur noch µW Leistung und die Abbildung (Fadenkreuz) sei für´s Auge unbedenklich.
(Das Ding, für das ich mich interresiert habe hat die Kreuzoptik direkt in
dem Messing(?)rohr. Also eine Einheit.
Vor allem Interresiert mich auch, ob man so ein Ding denn einfach als
Positionierlaser frei verkaufen kann ohne gleich eine Schutzbrille mitzuempfehlen, die entsprechenden Gutachten mitzuliefern und so weiter...
Oder ist man als "Laserkonsument" den Gefahren ausgeliefert, wenn man sich nicht selbst informiert?

Gruß, Mic

[floh]

Angenommen der Strahl des Kreuz ist 1mm breit, dann addierst du einfach die Länge und hast schon die Fläche in mm2. Die Laserleistung teilt sich auf dieser Flache auf. Bei 100mm Linienlänge (5cm+5cm) hast du schon nur noch 0,1mW pro mm2. Da in der Regel mit glaube ich 7mm Pupillendurchmesser gerechnet wird, wären das 0,7mW im schlimmsten Fall. Also unter der Klasse 2 oder evtl. 2M einzuordnen. Ist die Linie länger wird es nur noch sicherer. Wird der Laser nun so montiert, dass es nicht möglich die Augen so vor den Laser zu halten, dass man näher als die Distanz kommt in der diese Leistung erreicht wird (auch nicht mit Spiegeln oder so) betrachte ich es als sicher.
Sollte ich einen Rechen- oder überlegungsfehler gemacht haben, bitte korrigiert mich.

[turntabledj]

Vor allem Interresiert mich auch, ob man so ein Ding denn einfach als Positionierlaser frei verkaufen kann ohne gleich eine Schutzbrille mitzuempfehlen, die entsprechenden Gutachten mitzuliefern und so weiter...

Das Zeugs darf scheinbar ohne oder auch mit irreführenden Hinweisen verkauft werden.

Hier mal z.B. ein Auszug eines Textes, mit der ein deutscher Hersteller seine Produkte anpreist:

Neu entwickelter, DMX gesteuerte Stand-Alone Laserprojektoren mit 64 vorprogrammierten Basis-Animationen. DIN-Safety integriert. Leistungen von 10mW - 150mW mit Mustergutachten für genehmigungsfreien Betrieb!

Nicht gerade seriös, wenn man mich fragt.

Da braucht man sich nicht wundern, wenn überall Laser rumhängen, die Illegal betrieben werden. Der Käufer liest's, glaubt das dem Hersteller/Vertrieb - die wissen ja schließlich, was sie verkaufen - und schon verstößt man gegen Vorschriften.
Hauptsache die Kasse klingelt und der Absatz stimmt.

Definitiv müssen solche Geräte Angemeldet werden und es muss ein Laserschutzbeauftragter da sein. Genehmigungspflichtig ist es auch weiterhin, nur sollte die Genehmigung aufgrund des Mustergutachtens erteilt werden. Sollte - muss aber nicht, da es im Ermessen der Behörde liegt, eine TÜV-Abnahme zu verlangen oder nicht...

Achim

[mrjens]

Hallo,

habe mir gerade Eure Meinungen und Anmerkungen durchgelesen. Meines Wissens gibt es für bestimmte Anwendungszwecke durchaus Anwendungsfälle bei denen Laserkl. 3B (grösser 5mW,400 - 700nm, Scan. etc.) benötigt wird -- Allerdings sind dann, wie oben beschrieben, klar definierte Schutzmaßnahmen einzuhalten(LSB, Schutzbrille, Unterweis. usw.)

Was mich mal Interessieren würde Wie wird den das Teil betrieben oder angesteuert - CW oder gepulst??

Zum gepulsten Betrieb:

Glaube habe hier im Forum irgendwo mal gelesen, das im Bereich von Zehntel µs, der zulässige Grenzwert auf der Pupille bei 0,2µJ liegt !!

[ekkard]

Meines Erachtens ist ein 10 mW Linienlaser ungefährlich. Die Klassifizierung 3B scheint mir nicht korrekt zu sein. Es müsste 1M, maximal 2M heißen. Vermutlich spart sich der Hersteller die teuren Gutachten, deklariert der Einfachheit halber mit 3B und fertig. Soll der Nutzer doch sehen, wie der damit klar kommt.

[bernd]

Hallo,

<<< Meines Erachtens ist ein 10 mW Linienlaser ungefährlich. >>>

Das war mein erster Gedanke, den ich aber so nicht schreiben wollte:

Da spielen sicher viele Berechnungen rein, von denen Ekkard immer wieder schreibt. Wie einfach kann man das eigentlich rechnen?

Wenn ein 1 mW Strahl "ungefährlich" ist, ist dann auch ein Fächer / Linie aus einem 10 mW Laser mit einer Länge vom mind. 10-fachem Strahldurchmesser auch ungefährlich? Nehmen wir mal 1 - 2 mm Strahldurchmesser an, dann haben wir die 10 - 20 mm Linienlänge ja leicht schon am Austrittsfenster des Gehäuses.

Das setzt mal die Erzeugung über eine Zylinderlinse voraus. Wenn die Linie "gescannt" wird ist sicher noch interessant, was an den Endpunkten passiert... Das Thema Umkehrpunkte ist ja bekannt.

Wie siehts aber aus, wenn die 10 mW nicht über eine Zylinderlinse räumlich, sondern über einen Polygon-Scanner zeitlich verteilt werden. Dann wirds doch wieder komplizierter mit dem Einzelimpuls - Oder?

Grübel Bernd

[Dr. Burne]

Hi,


meistens sind bei den Linienlasern gute Strahldaten eines DPSS pflicht, wer will da schon ne Taschenlampe haben.

Also 1mm 0,5-0,7mrad als "normale" Daten sind sicher üblich, wenn ich also meine 7mm Messpupille habe, dann brauche ich schon ca. 7cm für eine Klassifizierung in 2M, aber die Module sind halt meist nur 3cm dick.

Damit fallen ohne weitere Sicherheitsrelevante Anbauten die teile zwangsläufig in Klasse 3B, wenn ich diese nun verwenden will muss ich z.B. einen dreieckigen Sichtschutz mit z.B. 10cm Breite und 1cm Dicke an das fertige Gerät vor das Lasermodul schrauben.

Die Teile arbeiten mit Zylinderlinsen und sind sehr einfach zu berechnen, da der Strahl nicht bewegt wird.


Gruß Stefan

[ekkard]

Hallo Stefan,
Du hast das Problem richtig erfasst. Die Datenbasis reicht einfach nicht, um Klassifizierungsberechnungen durchzuführen oder wenigstens plausibel nachzuvollziehen (siehe ganz unten). Wir können uns hier die absonderlichsten, idealen Bedingungen zurecht zimmern und kommen keinen Schritt weiter.

Ich habe ja nun schon ein Dutzend Linienlaser untersucht. Mit einer Ausnahme sind sie in 1M gelandet. Sie wurden von den Herstellern schließlich als Klasse 2 deklariert - weil es eben für die Qualitätssicherung einfacher ist.

Ein Laser (die Ausnahme) zur Erzeugung von einem Linienraster hat es geschafft, in Klasse 3B zu landen mit Sicherheitsabstand, Abstandsabschaltung und Laserschutzbeauftragtem. Aber das war auch schon nahe an Klasse 4 - nicht 10 mW!

Die Teile arbeiten mit Zylinderlinsen und sind sehr einfach zu berechnen, da der Strahl nicht bewegt wird.

Das würde ich nicht unbedingt behaupten, weil die Strahldichte ungleichmäßig verteilt ist. Außerdem vergrößern diese Linsen die Quellgröße und machen die Sache dadurch ungefährlicher.

Jedenfalls gehört zu dem Ding eine Benutzerinformation, gerade weil es Laserklasse 3B ist - ist direkt vorgeschrieben und darf ohne nicht in Verkehr gebracht werden. Und darin muss stehen, wie die Klassifizierung zustande kommt, welche Strahldaten, Sicherheitsmaßnahmen usw. Hier liegt der eigentliche Hund begraben.

[mic]

Hallo,
ich war schon länger nicht mehr hier und es hat sich einiges getan, seit ich das letzte mal hier war. Sieht so aus als wäre das Teil "ungefährlich" bzw. auf keinen Fall "3B"?!

Hier hab ich noch die kompletten technischen Daten, bin gespannt was ihr
dazu meint:

Output Power 10mW CLASS IIIB 532nm
Operation Voltage 2,7 - 6 Volt DC
Output Model CW (continuous Wave)
Working Current: <100mA
Working Temperature: -20°C ~ +40°C
Storage Temperature: -40°C ~ +65°C
Beam Divergence <1,5 Mrad
Länge Lasermodul 4,35cm
Länge Lasermodul incl. Traiberplatine 6,4cm
Durchmesser: 1,2cm

Direkt im Messingrohr ist eine Linse/starr verbaut, die das Kreuz
projeziert.
Ich möchte den Laser so positionieren, dass ich eine jeweils 1 Meter lange Linie auf der Arbeitsfläche sehe.
Wenn die projezierte Linie nun ungefährlich ist, wie sieht´s´dann aus falls
z.b. mein hund vorbeiläuft und nach oben schaut in Richtung der Austrittsöffnung. Senkrecht nach oben schauen ist wegen der Arbeitsplatte nicht möglich...aber in einem undefinierten Winkel eben.
Desweiteren würde mich interessieren wie es einzuschätzen ist, wenn ich mich in den Strahl Beuge und der Laser von hinten in meiner Brille reflektiert wird.
Vielen Dank schon mal für eure Antworten,
Gruß Mic

[ekkard]

Sorry, wenn ich mich wiederhole oder doppelt frage: Wie groß ist der Winkel, der die Linie bildet? Und wie ist innerhalb dieses Winkels die Strahlverteilung (vermutlich gaußförmig, im Zentrum deutlich mehr als zur Seite hin). Ist die Linienbreite durch die 1.5 mrad bestimmt (wahrscheinlich!)

[intubator]

Hallo
ich buddel das Thema hier nochmal aus weils für mich gerade aktuell ist.
Ich tüftel grad während meines Studiums an einem Messsystem rum welches mit einem Linienlaser und einer Kamera messen soll. Und zwar möchte ich mit einem Linienlaser eine Oberfläche für max 40µs belichten. Der Laser soll einen Austrittswinkel von 30° -45° haben. Im Moment erstmal noch mit Zylinderoptik also wohl Gausverteilung. Könnt ihr mir sagen welche Leistung ich da nehmen kann so das ich immer noch für Mensch und Umwelt ungefährlich ist? Bzw wie ich das berechnen kann? Kann ich das wirklich einfach so berechnen das ich sag meine Leistung teilt sich auf die Fläche bzw Linie (dann halt mit Gausverteilung) auf? Aber wie ist es dann mit der Belichtung? 40µs sind ja deutlich weniger als Liedschlussreflex.
Mindestabstand sollte so wenig wie möglich sein da der Laser relativ schnell aus dem Gehäuse austreten soll.

Danke
Alex

[torty1972]

ich habe mal in einem Buch von (ich glaube er hieß Dirk Baur oder so) gelesen, dass ein Laser mit ~5mW den Augapfel auf einen theoretischen Wert von mehreren Millionen °C erwärmen kann und dass innerhalb wenigen mS, doch der Augapfel verdampft bereits bei 100°C. Liege ich da falsch?? Ich habe das Buch mal vor ca. 10 Jahren gelesen. War aber im Bezug auf Sicherheit sehr interessant.

[ekkard]

... ein Laser mit ~5mW den Augapfel auf einen theoretischen Wert von mehreren Millionen °C erwärmen kann ...

Nun, ich habe selbst solche Berechnungen durchgeführt. Die Erwärmung bei 1mW und 0,25 s liegt bei 4 Grad (+37 Grad = 41 Grad). Dies wird wohl vom Augenhintergrund noch toleriert. Allerdings steigt die Temperatur dann weiter auf einen Endwert, der bei ca. 60 Grad Celsius liegt. Bei 5 mW und 0,25 s schätze ich mal eine lokale Temperatur-Erhöhung von 20 Grad (+37 Grad = 57 Grad Celsius). Das ist nicht eben gesund, setzt allerdings ein ruhendes Auge voraus, was nicht allzu oft vorkommt. Aber es ist halt Russisch Roulette!

innerhalb wenigen mS, doch der Augapfel verdampft bereits bei 100°C. Liege ich da falsch??

Na, ganz richtig ist das auch nicht. Lässt man die 5 mW länger als 0,25 s (oder nutzt von vorneherein höhere Leistungen) auf einen Punkt gerichtet, dann entsteht tatsächlich eine kleine Dampfblase. Das Problem dabei ist: diese Blase vergrößert ihre Oberfläche und kühlt dadurch schlagartig ab. Der Dampf kondensiert und die Blase implodiert. Durch diesen Ausdehnungs-Zusammenfall-Vorgang entsteht eine Knallwelle, die einen kleinen Bereich der Netzhaut abtötet. Bei weiterer Einwirkung wiederholt sich der Vorgang.
Die "Millionen-Grad" entstehen nicht, weil die Energie anderweitig verbraucht wird: Wasserdampf, chemische Umwandlungen, Verkohlung. Die Effekte allerdings sind beachtlich (siehe auch Grundsätzliches Kap. 5.1.2 "Einwirkung auf das Auge").

[ekkard]

Hallo Alex,

(Ich möchte) mit einem Linienlaser eine Oberfläche für max 40µs belichten. Der Laser soll einen Austrittswinkel von 30° -45° haben. Im Moment erstmal noch mit Zylinderoptik also wohl Gausverteilung. Könnt ihr mir sagen welche Leistung ich da nehmen kann so das ich immer noch für Mensch und Umwelt ungefährlich ist? Bzw wie ich das berechnen kann? Kann ich das wirklich einfach so berechnen das ich sag meine Leistung teilt sich auf die Fläche bzw Linie (dann halt mit Gausverteilung) auf? Aber wie ist es dann mit der Belichtung? 40µs sind ja deutlich weniger als Liedschlussreflex.
Mindestabstand sollte so wenig wie möglich sein da der Laser relativ schnell aus dem Gehäuse austreten soll.

Die maximal zulässige Bestrahlung für 40µs und im sichtbaren Spektralbereich beträgt:
formal: MZB := 18*t^0,75 * C6 J/m². Nehmen wir C6 = 1 (ungünstigster Fall). Ferner berechnen wir die Leistung über die 40µs. Die Formel ist durch t zu dividieren, und es ergibt sich die max. zulässige Bestrahlungsstärke von E(MZB):=18*t^-0,25*C6 W/m². Setzt man die 0,000 040 s ein, so ergibt sich E(MZB) = 226 W/m².
Nehmen wir weiter an, dass die Linie < 7 mm breit und der zentrale Bereich 50 mm lang ist, also einer Fläche von 350 mm² =3,5*10^-4 m² entspricht, dann ist die Leistung etwa 226 * 3,5*10^-4 Watt oder 79 mW. Ist die Fläche größer/KLEINER, dann darf/MUSS auch mit proportional höherer/NIEDRIGERER Gesamtleistung belichtet werden. Es kommt nur auf die 226 W/m² im zentralen (hellsten) Bereich an. (Es wird immer auf eine Messblende von 7 mm Durchmesser bezogen; daher ist es gleichgültig für die Berechnung, wenn die Linie schmaler ist, als 7 mm.)

Bitte selbst nachrechnen! Ich übernehmen keine Gewähr für dies Beispiel.

[intubator]

Hallo Ekkard,
danke für die Hilfe. Werd auf jedenfall nochmal nachrechnen. Muß ja eh abgenommen werden hinterher das Teil.
Gruß Alex