Lasersicherheit einer RGB - Laserprojektionseinheit
Posted: Mon 07 Sep, 2020 3:10 pm
Hallo zusammen,
Ich bin gerade dabei die Lasersicherheit für eine RGB - Laserprojektionseinheit zu bestimmen und hab da ein paar Schwierigkeiten.
Hier die genauen Daten:
Diese Lasereinheit besteht aus 3 Dioden (rot, blau und grün), sowie einer Zylinderblende mit einer Brennweite von 100 mm. Die Projektion wird mit einem Mikrospiegel (1mm Durchmesser) erstellt. Die Dioden werden mit einer Schaltfrequenz von 1.000.000 Hz angesteuert.
Was vielleicht noch wichtig ist: Die Projektion wird auf den Boden projiziert und hat dabei einer Größe zwischen 1m^2 und 20m^2.
Rote Diode: Leistung: 0,5 W; Wellenlänge: 638 nm; Strahl-Divergenz Θ⊥ FWHM: 36°; Strahl-Divergenz ΘII FWHM: 6°
Grüne Diode: Leistung: 0,15 W; Wellenlänge 520 nm; Strahl-Divergenz Θ⊥ FWHM: 23°; Strahl-Divergenz ΘII FWHM: 7°
Blaue Diode: Leistung: 1,6 W; Wellenlänge 480 nm; Strahl-Divergenz Θ⊥ FWHM: 23°; Strahl-Divergenz ΘII FWHM: 7°
Die Divergenz nach dem Mikrospiegel ist leider nicht bekannt und kann auch nicht bestimmt werden. Deshalb wird für alpha=1 angenommen.
Meine Berechnungen:
1. Da die Exposition bei einem einzelnen Impuls nicht größer ist als bei einer Impulsgruppe, wird der Expositionsgrenzwert eines Einzelimpulses nicht bestimmt.
2. Bei der Bestimmung der Expositionsgrenzwerte für eine Impulsgruppe bin ich folgendermaßen vorgegangen:
Die Grenzwerte für den Zeitraum 10-100s sind:
Photochemische Grenzwerte für blaue und grüne Diode: 100 Jm^2
Thermische Grenzwerte für alle 3 Dioden: 10 W/m^2
Da eine Additivität vorliegt gilt folgende Bedingung:
∑ Eλi/E_(EWG,λi) ≤1
Jetzt habe ich mir gedacht, ich teste die Bedingung für mehrere Expositionszeiten zwischen 10 und 100 s und bekomme somit die maximale Expositionszeit raus. In der Formel wird die Leistung der einzelnen Diode zum Grenzwert bestimmt.
Bestimmung der Bedingung 10 Sekunden (rot+blau+grün)
0,5/10+1,6/10+0,15/10≤1
= 0,225 ≤1
Für 50 Sekunden
0,5/10+1,6/2+0,15/10≤1
= 0,865 ≤1
Für 100 s
0,5/10+1,6/1+0,15/10≤1
= 1,665 ≥1
Jetzt meine Fragen:
1. Kann die maximale Expositionsdauer so bestimmt werden?
2. Bis zu welchem Abstand zählt dann die Lasersicherheit?
3. Eine Aufweitung des Strahls hat hier ja weniger Sinn, da diese keine Auswirkung auf die Photochemischen Grenzwerte hat oder?
Ich hoffe, ihr könnt meine Gedanken nachvollziehen und mir weiterhelfen.
Vielen Dank schonmal.
Ich bin gerade dabei die Lasersicherheit für eine RGB - Laserprojektionseinheit zu bestimmen und hab da ein paar Schwierigkeiten.
Hier die genauen Daten:
Diese Lasereinheit besteht aus 3 Dioden (rot, blau und grün), sowie einer Zylinderblende mit einer Brennweite von 100 mm. Die Projektion wird mit einem Mikrospiegel (1mm Durchmesser) erstellt. Die Dioden werden mit einer Schaltfrequenz von 1.000.000 Hz angesteuert.
Was vielleicht noch wichtig ist: Die Projektion wird auf den Boden projiziert und hat dabei einer Größe zwischen 1m^2 und 20m^2.
Rote Diode: Leistung: 0,5 W; Wellenlänge: 638 nm; Strahl-Divergenz Θ⊥ FWHM: 36°; Strahl-Divergenz ΘII FWHM: 6°
Grüne Diode: Leistung: 0,15 W; Wellenlänge 520 nm; Strahl-Divergenz Θ⊥ FWHM: 23°; Strahl-Divergenz ΘII FWHM: 7°
Blaue Diode: Leistung: 1,6 W; Wellenlänge 480 nm; Strahl-Divergenz Θ⊥ FWHM: 23°; Strahl-Divergenz ΘII FWHM: 7°
Die Divergenz nach dem Mikrospiegel ist leider nicht bekannt und kann auch nicht bestimmt werden. Deshalb wird für alpha=1 angenommen.
Meine Berechnungen:
1. Da die Exposition bei einem einzelnen Impuls nicht größer ist als bei einer Impulsgruppe, wird der Expositionsgrenzwert eines Einzelimpulses nicht bestimmt.
2. Bei der Bestimmung der Expositionsgrenzwerte für eine Impulsgruppe bin ich folgendermaßen vorgegangen:
Die Grenzwerte für den Zeitraum 10-100s sind:
Photochemische Grenzwerte für blaue und grüne Diode: 100 Jm^2
Thermische Grenzwerte für alle 3 Dioden: 10 W/m^2
Da eine Additivität vorliegt gilt folgende Bedingung:
∑ Eλi/E_(EWG,λi) ≤1
Jetzt habe ich mir gedacht, ich teste die Bedingung für mehrere Expositionszeiten zwischen 10 und 100 s und bekomme somit die maximale Expositionszeit raus. In der Formel wird die Leistung der einzelnen Diode zum Grenzwert bestimmt.
Bestimmung der Bedingung 10 Sekunden (rot+blau+grün)
0,5/10+1,6/10+0,15/10≤1
= 0,225 ≤1
Für 50 Sekunden
0,5/10+1,6/2+0,15/10≤1
= 0,865 ≤1
Für 100 s
0,5/10+1,6/1+0,15/10≤1
= 1,665 ≥1
Jetzt meine Fragen:
1. Kann die maximale Expositionsdauer so bestimmt werden?
2. Bis zu welchem Abstand zählt dann die Lasersicherheit?
3. Eine Aufweitung des Strahls hat hier ja weniger Sinn, da diese keine Auswirkung auf die Photochemischen Grenzwerte hat oder?
Ich hoffe, ihr könnt meine Gedanken nachvollziehen und mir weiterhelfen.
Vielen Dank schonmal.
