GB 19436.3-2008
基本信息
标准号:
GB 19436.3-2008
中文名称:机械电气安全 电敏防护装置 第3部分:使用有源光电漫反射防护器件(AOPDDR)设备的特殊要求
标准类别:国家标准(GB)
标准状态:现行
发布日期:2008-06-19
实施日期:2009-06-01
出版语种:简体中文
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相关标签:
机械
电气
安全
防护装置
使用
有源
光电
漫反射
防护
器件
设备
特殊要求
标准分类号
标准ICS号:13.110;29.260.99
中标分类号:机械>>机械综合>>J09卫生、安全、劳动保护
关联标准
采标情况:IDT IEC 61496-3:2001
出版信息
出版社:中国标准出版社
页数:40页
标准价格:28.0 元
计划单号:20067346-Q-604
出版日期:2009-06-01
相关单位信息
首发日期:2008-06-19
起草人:黄祖广、王健、黄麟、杨洪丽、何宇军
起草单位:北京机床研究所、北京和利时电机技术有限公司、北京凯恩帝数控技术有限公司、浙江凯达机床集团有限公司
归口单位:全国工业机械电气系统标准化技术委员会(SAC/TC 231)
提出单位:中国机械工业联合会
发布部门:中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会
主管部门:中国机械工业联合会
标准简介
本部分为首次发布。GB 19436《机械电气安全 电敏防护装置》共分为四个部分,本部分GB 19436的第3部分。本部分等同采用IEC 61496-3:2001《机械电气安全 电敏防护装置 第3部分:使用有源光电漫反射防护器件(AOPDDR)设备的特殊要求》第一版(英文版)。本标准是对GB/T 19436.1的相应条款进行补充和修改。本部分具有产品系列标准的地位,可以用作机械电气安全专用产品引用。本标准规定了传感功能使用有源光电漫反射防护器件,用于机械安全防护的电敏防护装置的设计、制造和试验的附加要求。对那些确保装置达到适宜安全性能的要求给予了特别的关注。 GB 19436.3-2008 机械电气安全 电敏防护装置 第3部分:使用有源光电漫反射防护器件(AOPDDR)设备的特殊要求 GB19436.3-2008 标准下载解压密码:www.bzxz.net
标准内容
ICS13.110;29.260.99
中华人民共和国国家标准
GB19436.3—2008/IEC61496-3:2001机械电气安全
电敏防护装置
第3部分:使用有源光电漫反射
防护器件(AOPDDR)设备的特殊要求Electrical safety of machineryElectro-sensitiveprotective equipment-Part 3:Particular requirements for Active Opto-electronicProtectiveDevicesresponsivetoDiffuseReflection(AOPDDR)(IEC61496-3:2001,IDT)
2008-06-19发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2009-06-01实施
规范性引用文件
术语和定义
功能、设计和环境要求
功能要求
设计要求
环境要求
功能试验
故障条件下的性能试验
5.4环境试验·
6标识标志和安全使用标志
7随同文件,
附录A(规范性附录)ESPE的光学功能附录B规范性附录)
附录C(资料性附录)
影响ESPE电气装置单一故障的类别参考文献
附录AA(资料性附录)
附录BB(资料性附录)
AOPDDR不同应用的示例
测距精度与检测概率的关系·
GB19436.3—2008/IEC61496-3:200110
GB19436《机械电气安全电敏防护装置》共分为四个部分:第1部分:一般要求和试验;
GB19436.3—2008/IEC61496-3:2001第2部分:使用有源光电防护器件(AOPD)设备的特殊要求;第3部分:使用有源光电漫反射防护器件(AOPDDR)设备的特殊要求;第4部分:基于视觉防护器件设备的特殊要求。本部分为GB19436的第3部分。本部分等同采用IEC61496-3:2001《机械安全电敏防护装置第3部分:有源光电漫反射防护器件(AOPDDR)的特殊要求》第一版(英文版)。本部分中所缺条款见GB/T19436.1一2004《机械电气安全电敏防护装置第1部分:一般要求
和试验》。
本部分中ESPE为Electro-sensitiveprotectiveequipment的缩写,见GB/T19436.1一2004的3.1。
本部分中OSSD为OutputSignalSwitchingDevice的缩写,见GB/T19436.1—2004的3.19。OSSDs或OSSD(s)的最后一个字母s,表示复数,与IEC标准一致。为便于使用,本部分做了下列编辑性修改:将适用于国际标准的表述改为适用于我国标准的表述(包括标点符号);将IEC61496-3:2001标准名称中的“机械安全”修改为本部分标准名称中的“机械电气安全”。本部分的附录A和附录B为规范性附录。本部分的附录C、附录AA和附录BB为资料性附录。本部分由中国机械工业联合会提出。本部分由全国工业机械电气系统标准化技术委员会(SAC/TC231)归口。本部分起草单位:北京机床研究所、北京和利时电机技术有限公司、北京凯恩帝数控技术有限公司、浙江凯达机床集团有限公司。
本部分主要起草人:黄祖广、王健、黄麟、杨洪丽、何宇军。本部分为首次发布。
GB19436.3—2008/IEC61496-3:2001引言
电敏防护装置(ESPE)适用于对人体存在伤害的机械。它能在人处于危险状态前,使机械回复到安全状态,从而提供保护。
本部分对广泛应用的ESPE的一般设计和性能要求作出规定。满足本部分要求的设备最基本特征是具有相当的安全性能水平和为保持此性能水平而规定的内置式周期性的功能检查/自检。本部分是对GB/T19436.1的相应条款进行补充和修改。至于第1部分中的特殊条款在第3部分中并未提到也是合理的。本部分所述的“补充”,“修改”或“替换”是替代第1部分的有关内容。本部分具有产品系列标准的地位,可以用作机械电气安全专用产品引用。每种类型的机械都有自已特定的危险,本部分的目的不是推荐ESPE在任何特定机械上使用的方式。ESPE的应用是供方、机械用户和实施机构之间应该协商的事,在这方面,注意国内、外的相关指南,例如GB/T15706(eqvISO/TR12100)。IN
1范围
GB19436.3—2008/IEC61496-3:2001机械电气安全电敏防护装置
第3部分:使用有源光电漫反射
防护器件(AOPDDR)设备的特殊要求本部分规定了传感功能使用有源光电漫反射防护器件(AOPDDRs),用于机械安全防护的电敏防护装置(ESPE)的设计、制造和试验的附加要求。对那些确保装置达到适宜安全性能的要求给予了特别的关注。ESPE可以包括一些可选的安全功能,选择功能的要求在本部分的附录A和GB/T19436.1-2004附录A中均给出。
本部分只限于ESPE的功能,不规定检测区的尺寸或结构以及在任何特殊应用中危险部件的布局,也未规定构成任何机械的危险状态。AOPDDR是具有二维检测区的检测器件。由发送器元件发射近红外线照射检测区,当发射的光线遇到物体(例如人或局部人体)时,一部分射线由漫反射方式反射到接收器,这样就可以检测到区域内的物体。
注:在某些情况下,需要考虑传感器使用的局限性。例如:产生镜面反射(特殊)的物体,如果其漫反射值低于“黑”试块的规定值,该物体可能无法被检测到:检测障碍物的最小反射系数是基于人的衣着来确定的。物体的反射率低于本部分的估量值时,该物体则可能无法被检测到。
本部分不适用于辐射波长在820nm~946nm范围以外的AOPDDR,以及不是由自身发射光线的那些AOPDDR。对于使用辐射波长在该范围以外的传感器件,本部分可作为指南使用。另外,对于标称检测能力在50mm~100mm范围以外的AOPDDRs也不适用于本部分。本部分可能与那些非人体保护的应用有关,例如:保护机器或产品免于机械性损坏。在这些应用中,比如:需要由传感功能来检测的物体具有不同于人体和衣物的特性时,可能还需要附加一些要求。本部分不涉及电磁兼容性(EMC)发射要求。那些只具有一维、点光源距离测量的光电器件,例如接近开关等,也不在本部分讨论范围之内,2规范性引用文件
下列文件中的条款通过GB19436的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本部分。
GB/T2423.22一2002电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验N:温度变化(IEC60068-2-14:1984,IDT)
GB/T2423.55一2006电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Eh:锤击试验(IEC60068-2-75:1997,IDT)
GB4208一1993外壳防护等级(IP代码)(eqVIEC60529:1989)GB/T19436.1一2004机械电气安全电敏防护装置第1部分:一般要求和试验(IEC61496-1:1997,IDT)
GB19436.3—2008/IEC61496-3:2001GB/T7247.1一2001激光产品的安全第1部分:设备分类、要求和用户指南(idtIEC60825-1:1993)
注:GB/T19436.1一2004中第2章的引用文件通过上述引用文件补充后适用于本部分,3术语和定义
GB/T19436.1一2004中第3章术语和定义通过如下补充后适用于本部分。3.301
对漫反射敏感的有源光电防护器件(AOPDDR)activeopto-electronicprotectivedeviceresponsiveto diffusereflection(AOPDDR)由光电发射和接收元件完成传感功能的器件。在该器件范围内检测由在二维空间规定的检测区内出现的物体时产生的光辐射漫反射。3.302
AOPDDR检测能力AOPDDRdetectioncapability在检测区内检测指定试块(见4.2.13)的能力。3.303
容差区tolerancezone
位于检测区外的区域,该区域对在检测区内检测到指定试块(见4.2.13)达到要求的概率是必要的。
4功能、设计和环境要求
GB/T19436.1一2004中对应章节的内容通过如下替换和补充后都适用于本部分。4.11)功能要求
4.1.3ESPE的类型
本部分只考虑了第3种类型的ESPE。设备的供方和/或用户应负责对该类型是否适合特殊应用做出规定。
ESPE类型3应满足本部分4.2.2.4对故障检测的要求。在正常运行中,当敏感器件被激励或断电时,该类ESPE的至少两个输出信号开关电器(OSSDs)中每个输出电路应变成OFF状态注:GB/T19436.12004中4.1.3的规定由上述内容替换后适用于本部分。4.1.4检测能力受限区
在检测平面中,光窗与距其最近的检测区边界间的距离不应大于50mm。检测能力受限区是指检测区的起点与光窗之间的区域。在特殊应用中为了确保由于检测区与光窗间这一区域的存在而引起危险,供方应提供该区域的尺寸和适当的信息。4.2设计要求
4.2.2故障检测要求
4.2.2.2对类型1ESPE的特殊要求GB/个19436.1一2004的本条款在这里不适用。4.2.2.3对类型2ESPE的特殊要求GB/T19436.1一2004的本条款在这里不适用。4.2.2.4对类型3ESPE的特殊要求当由于敏感器件的单一故障而导致前文描述的AOPDDR检测能力完全丧失时,应使ESPE在规1)缺条,例如4.1.1、4.1.2、4.2.1、4.2.2.1、4.2.2.2、4.2.2.4、4.2.2.5、4.2.3~4.2.11、4.3.1~4.3.4、5.1.1.1、5.1.2.1、5.1.3、5.2.2~5.2.8、5.3、5.4.1~5.4.5见GB/T19436.1—2004。2
定的响应时间内进入锁定状态。GB19436.3—2008/IEC61496-3:2001注1:对采用旋镜扫描检测区的AOPDDR,通过扫描位于检测区和容差区以外的规定参照物就能满足该要求。当单一故障出现导致上述AOPDDR检测能力降低时,应使ESPE在故障发生之后5s内进入锁定状态。
注2:AOPDDR检测能力降低的例子:一可检测的最小物体的尺寸增大:一可检测的最小物体的反射能力增大;检测精度的降低
单一故障导致响应时间增加而超过规定值,或妨碍到至少一个OSSD进人断开状态时,应使ESPE立即进人锁定状态。比如在规定的响应时间内,或在故障检测要求状态改变时,依照下列要求的事件立即进入锁定状态:
激活传感功能;
断开/接通开关;
起动联锁或重新起动联锁的复位(若有,见GB/T19436.1一2004中A.5和A.6);使用外部测试信号(若有)。
注3:在特殊应用中,如果传感功能被激活的频率较低而且仅在改变状态时OSSD才被监视时,可能需要外部测试信号。
当引发锁定状态的故障仍然存在时,即使通过对主电源中断后再复原或其他手段,应不能使ESPE离开锁定状态而复位。
如果不引起ESPE失效危险的单一故障未被检测到时,出现其他的故障也不应引起失效危险。对此条要求的验证见5.3.4。
注:GB/T19436.1一2004中4.2.2.4的规定由上述内容替换后适用于本部分。4.2.2.5对类型4ESPE的特殊要求GB/T19436.1一2004的本条款不适用于本部分。2AOPDDR检测能力的完整性
4.2.12.1概述
AOPDDR的设计应确保其检测能力不低于供方规定的限值,在本部分中指下列任何一项:元件的老化;
元件的公差(例如:接收部件的光谱灵敏度);距离依附灵敏度变化,例如有关光学灵敏度:调整极限;
AOPDDR内部对光学和机械部件的不可靠安装:环境干扰,特别是:
系统噪声;
符合GB/T19436.1—2004中4.3.2规定的电干扰;外壳光窗表面上的污染;
外壳光窗表面上的冷凝;
环境温度;
环境光线;
背景(例如:背景与物体间的对比度);振动和冲击;
湿度;
电源电压变化和中断。
如果在正常运行条件下(见GB/T19436.1一2004中5.1.2.1)出现的单一故障(在GB/T19436.1-3
GB19436.3—2008/IEC61496-3:20012004附录B中规定),不会造成AOPDDR检测能力的丧失;但若上述条件组合出现时,会导致检测能力丧失,则应把这个故障连同上述条件的组合一起视为单一故障,并且AOPDDR应该对此类单一故障做出如4.2.2.4所要求的反应
注:对基准目标扫描的技术能用以满足有关元件老化的要求,也可使用能够给出保证同一等级的其他技术。4.2.12.2检测及容差区
供方应规定容差区。规定容差区时,供方应考虑最坏的条件,例如,应包括考虑到本部分所列的全部影响,以及供方规定的任何附加影响(环境影响,元件故障等)后的信噪比S/N和标准偏差α。容差区随系统十扰、测量错误、测量值的判定等而定。而且对确保在检测区范围内检测是必要的。图1a)和图1b)为检测区的举例。在整个检测区内,试块(见4.2.13)以1~2.9×10-°的最小检测概率被检测到。为达到该最小检测概率,容差区要附加到检测区上(见附录BB中的图BB.2)。注1:本部分用的检测概率是测量精度决定的,与故障概率无关。注2:要特别注意,当AOPDDR的检测区由一个以上发射和/或接收单元组成时,要确保这些发射和/或接收单元视野区之间的检测区的检测能力不受限制。检测区与容差区间的边界应是测量数值分布的中点,测量所用的试块其反射率应等于或介于“黑”试块和“白”试块之间。供方应声明所使用的试块的反射率以及计算。本要求可通过检查供方声明来验证。
注3:容差区和测距精度的数值不一定为常数,例如它可以是测量距离的一个函数。注4:如果AOPDDR有自动设定其检测区的装置,在确定容差区的时候应考虑设定值的测距误差(见A.11)。注5:附录BB给出了有关测距精度与检测概率间关系的附加信息。4.2.12.3扫描几何形状、扫描频率和响应时间供方应规定包括范围和扫描角在内的有关检测区的参数。扫描几何形状和/或扫描频率应充分保证规定的最小可检测物体尺寸的直径的试块,在检测区的最大范围能被检测到。供方可在50mm~100mm的范围内规定AOPDDR的最小可检测的物体尺寸数值。该最小可检测物体的尺寸距离视距离而定。
注1:最小可检测物体尺寸限制在50mm~100mm范围内,是基于目前的应用情况。对于检测能力超出这一范围的AOPDDR可能需要附加要求。
静止或在检测区内以速度不超过1.6m/s运动的最小可检测尺寸的物体,应在规定的响应时间内被ESPE检测到。响应时间应由供方考虑最坏的条件下确定,特别是对扫描频率和物体的运动。当供方规定AOPDDR能被用于检测运动速度大于1.6m/s的物体时,在任何速度下,包括其规定的最大速度,这些要求均应被满足。bZxz.net
注2:检测能力可由AOPDDR的光几何学确定,以便对于特定设计,一整束光照射到处于检测区和容差区最大范围内的试块。如果这样的话,相邻两束发射光中心之间的距离(第一束和最后一束除外)将不会超过试块的半直径。对于其他的设计,将难以实现按5.2.1.2和5.2.11进行验证,特别是按照上述要求考虑物体的运动。注3:附录AA.5给出了计算响应时间的例子。从检测区边界任一点投射到AOPDDR接收元件的光线,其轨迹上的所有点应在检测区(见4.2.12.2)或检测能力受限区(见4.1.4)内。4.2.13型式试验用试块
4.2.13.1概述
试块是AOPDDR的组成部分,因此第5章型式试验所使用的试块,应由供方提供。试块应标记型式参照代号和预期一起使用的AOPDDR的标识标志。试块的直径应等于规定的最大检测能力(即最小直径)。依据AOPDDR检测能力的不同,也许需要50mm~100mm范围内其他直径的试块。注:为方便使用,通常选择试块的最小有效长度。4
4.2.13.2黑试块
GB19436.3—2008/IEC61496-3:2001黑试块应为最小有效长度为0.3m的圆柱体。试块表面的漫反射数值在正常条件下以发射器波长测试时应在1.6%~2.0%范围之内,这个数值包括测量精度在内。该数值应通过测试来校验。当计算中用到这个反射值时应取1.8%的标定值注:图2给出了确定黑试块反射值的一个调查结果。4.2.13.3白试块
白试块应为最小有效长度为0.3m的圆柱体。试块表面的漫反射数值对发射器的波长来说应在80%~90%范围之内。
4.2.13.4向后反射试块
向后反射试块应为最小有效长度为0.3m的圆柱体。试块表面应为向后反射材料。反射材料应符合EN471类2或等效的对后反射材料的要求。注:EN471表5定义了类2材料的最小向后反射系数为330cd·1x-1·m-2,其人射角度为5°,观测角度为0.2°(12')。
4.2.14波长
AOPDDRs应在820nm~946nm波长范围内工作。注:该波长范围是基于当前可利用的元件及研究,研究表明该波长范围适合于衣物所用的材料。4.2.15辐射强度
即使在部件出现故障的情况下,由AOPDDR产生和发射的辐射强度决不应超过GB/T7247.1一2001中9.3、9.4和表1规定的1类激光的最大功率或能量等级。对1类激光的标识应按GB/T7247.1一2001中5.2规定执行。
4.2.16机械结构
如果部件位置的改变会导致检测能力下降并低于供方规定的限值,那么部件的固定就不应只靠摩擦力。
注:使用椭圆安装孔而没有附加装置,例如受到撞击等机械扰动,将导致检测区位置的改变。4.3环境要求
注:这些要求也许不满足某些应用的需要(例如,用在车辆中,包括自动导向车辆(AGVs)、铲车、活动机械等)。4.3.1环境空气温度范围和湿度
即使遭遇温度和湿度快速变化致使光窗冷凝表面结雾时,ESPE不应有危险。此项要求通过5.4.2的冷凝试验进行检验注:GB/T19436.12004中4.3.1的规定由上述内容补充后适用于本部分4.3.2电骚扰
GB/T19436.1一2004中4.3.2对类型4ESPE所列要求应适用于本部分的类型3ESPE。注:GB/T19436.1一2004中4.3.2的规定由上述内容补充后适用于本部分4.3.3机械环境
注:GB/T19436.1一2004中4.3.3的规定由下述内容补充后适用于本部分,4.3.3.3温度变化
经5.4.4.3试验后,ESPE应能继续正常工作,不应出现损坏,包括光窗的位移和/或裂缝等。4.3.3.4抗冲击性
4.3.3.4.1正常运行
经5.4.4.4.2试验后,ESPE应能继续正常工作,不应有损坏,包括光窗的位移和/或裂缝等。4.3.3.4.2失效危险
经5.4.4.4.3试验后,ESPE不应有失效危险。4.3.4外壳
应提供可靠固定外壳的方法。
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