Fragen zur Sicherheit von Infrarotringlicht

[beggi]

Hallo zusammen,
erstmal ein großes Lob an euer Forum. Habe sehr viele nützliche Informationen zu meinen Fragen gefunden. Dennoch sind einige offen geblieben, die ich euch gerne stellen möchte.

Im Rahmen meiner Diplomarbeit beschäftige ich mit dem Lidschlagverhalten von einem Kinopublikum. Mit Hilfe von Infrarotausleuchtung zeichne ich die Augenreflexionen der Zuschauern auf. Hierfür benutze ich 8 CCD Kameras mit Infrarotringlichtern. Der Abstand zu den Zuschauern beträgt zwischen 3m und 6m.

Ein Ringlicht besteht aus 112 IRED. Diese sind auf 4 Ringen a 28 IRED mit den Durchmessern r1=68, r2=80, r3=92, r4=104 angeordnet. Jeder Ring ist einzeln dimmbar. Verwendet habe ich HSDL-4260 mit den Eigenschaften:

I_fdc = 100mA;
I_E = 200mW/sr
Divergenz als Halbwertsbreite in Grad=15
Größe der scheinbaren Quelle = 3,3mm (Herstellerangabe)
Winkelausdehnung der scheinbaren Quelle 33mrad (Herstellerangabe)

Für eine korrekte Einordnung in eine Laserklasse nach DIN EN 60825-1 habe ich folgenden Werte berechnet.

1.Für eine IRED:

T2=20,883s , C4=2,239 , C6=22 , C7=1 , Messblende: d=7mm , r=57,845mm
GZS=16,130mW
Wert einer IRED gemittelt über Blende=2,3mW
 Klasse 1 eingehalten

2. Für die gesamte Anordnung:

a= amax = 100mrad

T2=100s , C4=2,239 , C6=66,7 , C7=1 , Messblende: d=7mm , r=100mm
GZS=33,058mW
Wert aller IRED gemittelt über Blende=86,2mW
 Überschreitet Klasse 1 unter 3B

NUN MEINE ERSTE FRAGE:
In der Norm unter 9.2h heißt es: „Ist die Höhe der Strahlung , die nach Bedingung 1 oder Bedingung 2 von Tabelle 10 bestimmt wurde, größer als der Grenzwert GZS von Klasse 1 und kleiner als der Grenzwert GZS von Klasse 3B, dann wird die Lasereinrichtung der Klasse 1 M zugeordnet,(bis dahin hab ich’s verstanden) falls die Höhe der Strahlung, die mit einer Messblende gemessen wurde, die einen Durchmesser und einen Abstand der scheinbaren Quelle hatte, wie sie in Tabelle 10 für Bestrahlungsstärke- und Bestrahlungsmessungen angegeben sind, kleiner oder gleich dem Grenzwert GZS der Klasse 1 ist.“

Dieser Wert ist bei meiner Berechnung der Gleiche. d=7mm, r=100mm bei der Mittelung über die Blende bekomme ich dann natürlich das Gleiche raus. Kann mir jemand die Leitung zeigen, auf der ich grad sitze? Wie bekomme ich den Grenzwert für Klasse 1M?

3. Teile der Annordnung unterschreiten den GZS Wert von Klasse 1 immer. Berechnung durch verschiedene Kombinationen von IRED Anordnungen.

MEINE ZWEITE FRAGE: Bei einem Abstand von 200mm wird der MZB Wert der gesamten Anordnung unterschritten. Reicht dies aus, da die Zuschauer ja einen Mindestabstand von 3m haben, um die Aussage zu treffen, dass keine Gefahr für die Zuschauer besteht?

MEINE LETZE FRAGE: Was kann ich außer der Einordnung in eine Klasse und Berechnung der MZB Werte noch tun, um eine Gefährdung der Zuschauer auszuschließen. Kann ich gegebenenfalls den Nachweiß von einem Sachverständigen überprüfen lassen, um mich abzusichern? Was für Kosten würden dafür entstehen?

Vielen lieben Dank euch allen schon mal für eure Hilfe.
Grüße
beggi

[ekkard]

Antwort 1:
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Im Rahmen meiner Diplomarbeit beschäftige ich mit dem Lidschlagverhalten von einem Kinopublikum.

FH Köln bei Prof. Reidenbach? Wenn nein, kennst Du dessen Veröffentlichungen?

Infrarotringlichter:

Der Abstand zu den Zuschauern beträgt zwischen 3m und 6m.

Ein Ringlicht besteht aus 112 IRED. …

Ich bin zu faul, die Abstände der LEDs auszurechnen. Nach meinen Erfahrungen bilden sich die LED bei kleinen Abständen auf deutlich verschiedene Netzhautstellen ab, so dass sie bei kleinen Abständen (14 mm bis 200 mm) einzeln zu betrachten sind. Bei großen Abständen mag das nicht mehr so sein. Dann aber ist der Gesamtabstand dermaßen groß, so dass die maximal zulässige Bestrahlung sicher eingehalten wird. (Wie gesagt: nach bisherigen Erfahrungen!).

Divergenz als Halbwertsbreite in Grad=15
Größe der scheinbaren Quelle = 3,3mm (Herstellerangabe)
Winkelausdehnung der scheinbaren Quelle 33mrad (Herstellerangabe)

Für eine korrekte Einordnung in eine Laserklasse nach DIN EN 60825-1 habe ich folgenden Werte berechnet.

1.Für eine IRED:

T2=20,883s , C4=2,239 , C6=22 , C7=1 , Messblende: d=7mm , r=57,845mm
GZS=16,130mW
Wert einer IRED gemittelt über Blende=2,3mW
 Klasse 1 eingehalten

Da Du die Wellenlänge nicht angibst, muss ich Dir C4 glauben. Dazu gehört die Wellenlänge von 875 nm. Im Übrigen behauptet mein MathCad, dass diese Berechnungen korrekt sind..

[ekkard]

Antwort 2:
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2. Für die gesamte Anordnung:

a= amax = 100mrad

T2=100s , C4=2,239 , C6=66,7 , C7=1 , Messblende: d=7mm , r=100mm
GZS=33,058mW
Wert aller IRED gemittelt über Blende=86,2mW
 Überschreitet Klasse 1 unter 3B

Hast Du geprüft, ob diese Leistung wirklich nur aus einem Raumwinkel von 100 mrad kommt? Das ist eine Kreisfläche von 10 mm Durchmesser in 100 mm Abstand. Das wäre unwahrscheinlich viel! Wie viele LED wirken ein 4 – 5? Dies ergäbe normalerweise unter 12 mW. Der GZS wäre locker eingehalten.

[ekkard]

Antwort 3:
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In der Norm unter 9.2h heißt es: „Ist die Höhe der Strahlung , die nach Bedingung 1 oder Bedingung 2 von Tabelle 10 bestimmt wurde, größer als der Grenzwert GZS von Klasse 1 und kleiner als der Grenzwert GZS von Klasse 3B, dann wird die Lasereinrichtung der Klasse 1 M zugeordnet,(bis dahin hab ich’s verstanden) falls die Höhe der Strahlung, die mit einer Messblende gemessen wurde, die einen Durchmesser und einen Abstand der scheinbaren Quelle hatte, wie sie in Tabelle 10 für Bestrahlungsstärke- und Bestrahlungsmessungen angegeben sind, kleiner oder gleich dem Grenzwert GZS der Klasse 1 ist.“

Dieser Wert ist bei meiner Berechnung der Gleiche. d=7mm, r=100mm bei der Mittelung über die Blende bekomme ich dann natürlich das Gleiche raus. Kann mir jemand die Leitung zeigen, auf der ich grad sitze? Wie bekomme ich den Grenzwert für Klasse 1M?

Gegenüber der Klasse 1 wird lediglich die Messbedingung geändert, sonst nichts. In der Tat kann bei großen Quellen der Fall eintreten, dass die beiden Messbedingungen gleich sind und sich kein Unterschied ergibt. Mein Eindruck ist, dass Du den vollen Raumwinkel zugelassen hast an Stelle von alpha.max = 100 mrad. Dazu braucht man eine weitere Blende vor großen Quellen.

[ekkard]

Antwort 4:
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3. Teile der Annordnung unterschreiten den GZS Wert von Klasse 1 immer. Berechnung durch verschiedene Kombinationen von IRED Anordnungen.

Stimmt, aus den in der Antwort 1 bereits genannten Gründen.

Bei einem Abstand von 200mm wird der MZB Wert der gesamten Anordnung unterschritten. Reicht dies aus, da die Zuschauer ja einen Mindestabstand von 3m haben, um die Aussage zu treffen, dass keine Gefahr für die Zuschauer besteht?

Ja natürlich reicht das aus. Aber das Unternehmen bräuchte einen Laserschutzbeauftragten. Ich möchte aber zuerst einmal Deine Messmethode hinterfragen (siehe Antwort 2).

MEINE LETZE FRAGE: Was kann ich außer der Einordnung in eine Klasse und Berechnung der MZB Werte noch tun, um eine Gefährdung der Zuschauer auszuschließen. Kann ich gegebenenfalls den Nachweiß von einem Sachverständigen überprüfen lassen, um mich abzusichern? Was für Kosten würden dafür entstehen?

Nun natürlich könntest Du einen Sachverständigen einschalten. Nur wenn ich komme, wird's teuer. Mein guter Rat: Du kommst zu mir ins Labor (Tüv in Köln, mehr dazu per pm) und wir schauen uns die Sache einmal an, falls die Antworten nicht bereits ausreichen, um Dein Problem zu lösen.