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GB/T 7247.9-2016

基本信息

标准号: GB/T 7247.9-2016

中文名称:激光产品的安全 第9部分:非相干光辐射最大允许照射量

标准类别:国家标准(GB)

标准状态:现行

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相关标签: 激光 产品 安全 相干 光辐射 最大 允许 照射

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GB/T 7247.9-2016 激光产品的安全 第9部分:非相干光辐射最大允许照射量 GB/T7247.9-2016 标准压缩包解压密码:www.bzxz.net

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标准内容

ICS31.260
中华人民共和国国家标准
GB/T7247.9—2016/IEC/TR60825-9:1999激光产品的安全
第9部分:非相于光辐射最大允许照射量Safetyoflaserproducts-
Part 9:Compilation of maximum permissible exposure toincoherentopticalradiation
(IEC/TR60825-9:1999,IDT)
2016-08-29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
2017-03-01实施
规范性引用文件
术语和定义
最大允许照射量
测量孔径
瞳孔直径
重复脉冲辐射、调制辐射或扫描辐射光源的对向角
时间基准
辐射亮度和辐照度
眼晴的最大允许照射量
皮肤的最大允许照射量
4.10光度量
测量·
测量条件
5.2测量方法·
GB/T7247.9—2016/IEC/TR60825-9:199911
附录A(规范性附录)ICNIRP给出的蓝光危害光谱函数和视网膜热危害函数附录B(规范性附录)ICNIRP给出的紫外照射限值和光谱加权函数附录C(规范性附录)CIE给出的相对光谱光视效率附录D(资料性附录)
参考文献
作用谱
表观光源对向角的定义
图2辐射亮度的定义
图3立体角的定义
按照Reeves,瞳孔直径对视场亮度的关系曲线·相对光谱响应S(A)..
视网膜热危害函数R(入)和视网膜蓝光危害函数B(入波长范围从1050nm~1150nm,分别采用αmm测量(总)辐射亮度的测量条件光源对向角的确定
光源对向角的确定
GB/T7247.9—2016/IEC/TR60825-9:1999表1
辐射度量和光度量的比较表
表2适用于测量辐照度、照度、辐射亮度和总辐亮度的最小孔径直径表3眼睛的极值对向角
表4UV辐射的最大允许照射此内容来自标准下载网
表5眼睛的最大允许照射量
蓝光危害光谱函数和视网膜热危害函数紫外照射限值和光谱加权函数
相对光谱光视效率
红斑形成的相对作用谱
色素沉淀的相对作用谱
......
《激光产品的安全》分为以下部分:第1部分:设备分类、要求;
第3部分:激光显示与表演指南;第4部分:激光防护屏;
一第9部分:非相干光辐射最大充许照射量:一第13部分:激光产品的分类测量:第14部分:用户指南。
本部分为《激光产品的安全》的第9部分本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。GB/T7247.9—2016/1EC/TR60825-9:1999本部分使用翻译法等同采用IEC/TR60825-9:1999《激光产品的安全第9部分:非相于光辐射最大充许照射量》。
与本部分中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下:GB/T2900.65—2004电工术语照明(IEC60050-845:1987,MOD)GB3100—1993国际单位制及其应用(eqvISO1000:1992)GB/T15313—2008
3激光术语(ISO11145:2006,MOD)本部分做了下列编辑性修改:
删除IEC/TR60825-9:1999的前言。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任,本部分由中国机械工业联合会提出本部分由全国光辐射安全和激光设备标准化技术委员会(SAC/TC284)归口。本部分起草单位:北京光电技术研究所、中国电子科技集团公司第十一研究所、杭州浙大三色仪器有限公司、国家激光器件质量监督检验中心。本部分主要起草人:卢永红、吴爱平、李嘉伦、戚燕、牟同升。1范围
GB/T7247.9—2016/IEC/TR60825-9:1999激光产品的安全
第9部分:非相干光辐射最大充许照射量《激光产品的安全》的本部分给出了通用的最大允许照射量(MPE)值,最终协调与照射极限相一致。适用于180nm3000nm波长范围的人造光源照射人眼和皮肤的非相干光辐射。波长在3000nm~1mm之间的照射极限目前尚不确定。这些数值的建立是以现有实验研究获得的最佳信息为基础,仅宜作为控制人造光源光辐射的指南,而不宜视为安全水平和危害水平之间的严格分界线注:本部分的数值适用于大多数个体。但是,某些个体可能是由于过敏,或遗传、年龄、个人习惯(烟,酒精,或其他麻醉品),药品或以前受过照射等因素,对光辐射会产生异常反应。光辐射等于或低于本部分给出的最大充许照射量值时,这些个体可能也得不到充分保护,使其免受光辐射对健康的影响。医学上建议,设法评估需要的附加保护。
这些数值主要用于人造光源的照射。也可用于日光照射下的评估。MPE值不适用于以医疗为目的,对惠者的光照射,激光光源辐射的最大充许照射量值应符合IEC60825-1的规定。注1:本部分的基础文件是IEC60825-1(针对激光)和IRPA/ICNIRP(针对非相干光源)。ACGIH给出的极限在波长范围和极限值上与本部分的基础文件略有不同,注2:事实上,尽管LED主要发射非相千辐射,但目前仍符合IEC60825-1的规定注3:相干光源和非相干光源损伤机理的差异尚不明确。但是,在许多情况下,IEC60825-1给出的极限值比本部分给出的极限值更严格,因为最初制订IEC60825-1时,还有未发现的激光波长区间。注4:照射值达到MPE水平时,眼晴或皮肤可能会感到不适。注5:在UV-B和UV-C光谱范围内,辐照量接近MPE值时,表层角膜细胞能产生最小的可探测到的生物变化。而实际引起危害的辐射水平比MPE值大2到3倍。本部分的目的是给出180nm1mm波长范围内,非相干光辐射的人员防护指南,所给出的光辐射安全水平被认为对大多数个体是安全的,对在等于或低于安全水平的照射量下,不会造成不利影响由于所掌握的长期照射效果的知识是有限的,所以本部分大多数的MPE值仅适用于8h工作日为基础的强光辐射。
为与最大充许照射量进行比较,本部分规定了如何测量和评估光辐射水平的程序和方法2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。IEC60050(845):1987国际电工词汇第845章:照明(InternationalElectrotechnicalVocabulary-Chapter845:Lighting)
IEC60825-1:1993andAmendment1:19971)激光产品的安全第1部分:设备分类、要求和使用者指南(Safetyof laserproducts-Partl.Equipment classification,requirementsand user'sguide)1)有一个合并版1.1(1998)包含IEC60825-1(1993)和修订单1(1997)。1
GB/T7247.9—2016/IEC/TR60825-9:1999ISO 1000:1992
国际单位制及其应用(SIunitsandrecommendationsfortheuseoftheirmultiples and of certain other units)ISO11145:1994光学和光学仪器激光和激光相关设备词汇和符号(Opticsandopticalin-strumentsLasers and laser-related equipmentVocabulary and symbols)ISO/IECGuide51:1997安全方面在标准中包含安全方面内容的指南(Safetyaspects—Guide-lines for their inclusion in standards)3术语和定义
ISO1000:1992、ISO11145:1994、IEC60050(845):1987、IEC60825-1和ISO/IEC指南51界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用,以下重复列出了IEC60825-1、IEC60050(845)和ISO/IEC指南51中的某些术语和定义。3.1
angularmagnification
角放大率
人眼通过光学仪器观察物体的视角(αinstr)与直接观察物体的视角(αeye)之比。M=aimnstr
注:光学专业中,没有光学仪器时,视角通常以25cm的舒适视距为基准。本部分中的最小观察距离规定为10cm。
对向角
angular subtense
观察者(见图1)眼睛或测量点对表观光源所张的视角(也见最大对向角和最小对向角)。>100mm
说明:
表观光源:
视网膜成像。
图1表观光源对向角的定义
SI单位:弧度。
aperture
aperturestop
孔径光阑
用来确定待测辐射通过面积的开孔(也见测量孔径)。3.4
表观光源
apparent source
在视网膜上形成最小影像的实的或虚的物体(光辐射源)。2
GB/T7247.9—2016/IEC/TR60825-9:1999注:假定表观光源位于眼晴的调节范围内(通常≥100mm),本定义用于测定380nm~1400nm波长范围内的辐射表观光源的位置。
蓝光危害bluelighthazard
主要由波长在380nm~500nm之间的辐射照射引起的光化学作用导致视网膜的潜在损伤。相干 coherence
电磁场两点之间在空间和时间上有恒定相位关系的特性。coherence length
相干长度
在光束传播方向上能保持恒定相位关系的距离二极管发射器diodeemitter
通过激励半导体p-n结产生波长180nm~1mm范围内电磁辐射的半导体器件。exposure distance
曝露距离
由辐射源到适于人员接近的最短距离。3.10
exposureduration
照射持续时间
单脉冲、系列脉冲、脉冲串或连续光辐射照射到人体上的持续时间。3.11
非相干incoherent
如果相干长度小于1mm,则认为辐射是非相干的。3.12
红外辐射infraredradiation
在实际应用上,是指波长范围在780nm~1mm之内的电磁辐射。在光生物安全上,红外光谱被分成三个光谱波段:→红外A、→红外B和→红外C。3.13
红外A(IR-A)infraredA(IR-A)
波长在780mm~1400nm范围内的光辐射。3.14
红外B(IR-B)infrared B(IR-B)
波长在1400nm~3000nm范围内的光辐射。3.15
红外 C(IR-C)infrared C(IR-C)波长在3000nm~1mm范围内的光辐射。3.16
预期使用intended use
按照供应商提供的说明书、规程和信息来使用产品、进行操作或享有服务3.17
中等光源intermediate source
一般情况下,中等光源在视网膜上的影像尺寸足够大,以至于从影像中心沿着径向(垂直于光轴)传导到周围的生物组织的热流与轴向(平行于光轴)热流相差不大。3
GB/T7247.9—2016/IEC/TR60825-9:1999特定情况下,中等光源在视网膜上形成的影像,其尺寸大于基于最大允许照射量值的尺寸(介于小光源和大光源影像尺寸之间)。本部分MPE值列表考虑了在一定范围内的眼运动因素。注:本部分,中等光源在视网膜上的对向角在1.5mrad和100mrad之间,即视网膜上的影像直径在25μum和1700μm之间。这些尺寸适用于照射时间小于0.7s。本部分,特定情况下的中等光源在视网膜上的对向角在11mrad和100mrad之间,即视网膜上的影像直径在187um和1700μm之间。这些尺寸适用于照射时间大于10s。至于照射时间在0.7s和108之间的情况,中等光源的对向角取决于照射时间(见表3)。3.18
辐照度irradiance
投射到表面一点处的面元dA上的辐射功率dP除以该面元的面积。E=dP/dA
SI单位:W/m。
大光源large source
光源在视网膜上的影像尺寸足够大,以至于从影像中心沿着径向(垂直于光轴)传导到周围的生物组织的辐射热流与轴向(平行于光轴)辐射热流相比可以忽略不计注:本部分大光源在视网膜上的对向角大于100mrad,即视网膜上光源像的直径大于1700um。3.20
光light
见可见辐射。
发光二极管lightemittingdiodeLED见发射二极管(LED的光辐射主要由自发发射过程产生)。3.22
maximumangularsubtense
最大对向角
表观光源对向角的值,当对向角大于该值时,光源被认为是大光源(见表3)。3.23
最大充许照射量
maximumpermissibleexposure;MPE正常情况下,眼晴或皮肤受到照射不会受损的辐射量值,MPE值与辐射波长、照射持续时间、处于危险状态的生物组织以及照射部位的尺寸有关。对于380nm~1400nm范围内的可见辐射和近红外辐射,光源的对向角决定视网膜上影像的尺寸。3.24
easurement aperture
测量孔径
测量辐照度、辐照量、辐射亮度和总辐射亮度所用的圆域。为与MPE值比较,这个孔径界定了上述物理量测量时被平均的区域,3.25
单色辐射
monochromaticradiation
辐射的特点在于以单一波长表征低压气体放电管的单一发射谱线。实际上,如果在一个很小的波长波段内,生物作用光谱没有明显变化,则用确定的单一波长表述该波长波段的辐射。3.26
光辐射optical radiation
波长在100nm~1mm之间的电磁辐射。波长范围低于180nm的紫外辐射(称为真空UV)被空4
GB/T7247.9—2016/IEC/TR60825-9:1999气中的氧强烈吸收。本部分中,光辐射的波长波段被限制为波长大于180nm。注:就辐射安全而论,380nm~1400nm波长范围的辐射需要特殊考虑,因为该波长范围内的辐射经由眼睛直达视网膜,由于眼睛的聚焦作用,与角膜上相比,视网膜上的辐照度可增加几个数量级。3.27
光度量photometricquantities
所有辐射度量都与有关光视觉的光度量对应,对于波长为入的单色辐射,光度量可由辐射度量分别乘以对应的光谱效率V(a)V\(a)见附录C),和最大光谱辐射效能KmK算出。明视觉辐射效能:
暗视觉辐射效能:
Km=683lm/W
Km=1700lm/W
表1可以获得辐射度量和光度量名称的对应关系,两者符号相同,如果需要,它们可以用下标e(能量的)和V(视觉的)来区分辐射度量和光度量。表1辐射度量和光度量的比较表
辐射度量
辐射功率
辐射能量
辐照度
辐照量
辐射亮度
辐射强度
总辐亮度
脉冲宽度
W/(sr*m)
J/(sr·m\)
pulse duration
在脉冲前、后沿的半峰值功率点间测得的时间差。3.29
辐射亮度
radiance
光通量
曝光量
发光强度
总亮度
光度量
Im/m\=Ix
Ix· s
lm/(sr·m)=cd/m
Im/sr=cd
Im.s/(sr-m)
经过给定点的光束源在包含方向的立体角d2内传播的辐射功率dP除以垂直于这个方向包含给定点的该光束的截面面积dA·cose和立体角d2(见图2),辐射亮度L见式(1):L
d2 . dA . cose
如果式(1)中辐射功率用辐射通量dQ代替,对于总辐亮度L:,公式同样成立,见式(2):L
dn.dAcose
..(1)
·(2)
GB/T7247.9—2016/IEC/TR60825-9:1999d4
表面法向矢量
图2辐射亮度的定义
注1:本定义是IEV845-01-34的简化式,足够本部分使用。如难以确定,则宜遵从IEV的定义注2:光学仪器不能改变辐射量度和总辐亮度。但是,如果在折射率为的材料下测量的辐射亮度是L1,要知道折射率为n2的材料下的辐射亮度L2.则Li必须乘以因子(ni/nz)\:L/L=(n/n2)\。在空气(n1=1)和眼晴(因为含水和玻璃体,n2=1.336)的情况下,这个因子等于0.56。因为本报告的表格中已计人这一因子,所以评估MPE时,辐射亮度必须使用在空气中的测量值。辐射亮度的SI单位:W/(m\·sr)。总辐亮度的SI单位:J/(m2·sr)。3.30
辐射能量
radiant energy
辐射功率P在给定的持续时间t内对时间的积分,见式(3):Q
SI单位:焦耳(J)。
辐照量
radiant exposure
..(3)
辐照度在给定的照射时间内对时间的积分,即照射到表面某处面元上的辐射能量dQ除以该面元dA的面积,见式(4):
SI单位:焦耳每平方米(J·m-2)3.32
辐射功率(通量)
radiant power(flux)
以辐射形式发射、传播或接收的功率。[IEV 845-01-24]
SI单位:瓦(W)。
反射比
reflectance
在给定条件,透射的辐射功率与人射的辐射功率之比。6
...(4)
[IEV845-04-58]
SI单位:1。
f scanned radiation
扫描辐射
GB/T7247.9—2016/IEC/TR60825-9:1999相对于固定参照系,随时间的变化而改变方向、原点或传播模式的辐射。3.35
小光源smallsource
般情况下,小光源在视网膜上的成像足够小,以至于辐射热流很容易从影像中心沿着径向(垂直于光轴)传导到周围的生物组织。特定情况下,小光源在视网膜上形成的影像,其尺寸远小于基于最大允许照射量值的尺寸。本部分表中所列的MPE中包含了眼睛的某些运动。(见3.17和3.19)。注:本部分,小光源在视网膜上的对向角小于1.5mrad。即视网膜上的影像直径小于25μm。这些尺寸适用于照射时间小于0.7s。
特定情况下,小光源在视网膜上的对向角小于11mrad。即它的直径小于187μm,这些尺寸适用于照射时间大于10s。
至于照射时间在0.7$和10s之间的情况,对向角取决于照射时间(见表3)。术语“点光源”不能被作为小光源,因为容易混淆:“点光源可以远大于通常所谓的一个“点”。所以,本部分中的术语“小光源按本定义。
立体角
solidangle
以半径为r的球的中心为顶点的角所截球表面的面积A除以半径的平方(见图3):Q
SI单位:球面度(sr)。
球体的立体角为4元s。
图3立体角的定义
GB/T7247.9—2016/IEC/TR60825-9:19993.37
光谱辐照度
spectralirradiance
入射在一个表面面元上的一定波长间隔da内发出的辐射功率dP与该面元的面积dA和波长间隔da之比:
(dA ·da)
SI单位:W/m2,通常表示为W/(m2.nm)。3.38
spectral radiance
光谱辐亮度
通过给定点并沿给定方向ε立体角dQ传播的辐射功率dP除以波长间隔da、通过该点并垂直于该方向的光束截面积dA·cose以及立体角do(见图2):dp
La=do·da·dA·cose
SI单位:W/(m2·sr),通常表示为W/(m2·sr·nm)。3.39
总辐亮度
time integrated radiance
辐射亮度在给定照射时间内的积分,表示为单位发射立体角内,单位辐射面积上的辐射能量。SI单位:J/(m2sr)。
紫外辐射ultravioletradiation在实际应用上,是指波长范围从100nm~400nm之内的辐射。在光生物安全上,紫外光谱被分成三个波段:→紫外A、→紫外B和→紫外C。波长小于180nm的紫外辐射被称为真空紫外辐射。注:在许多标准中,紫外光谱范围的长波极限确定在380nm。3.41
紫外A(UV-A)ultravioletA(UV-A)波长在315nm~400nm范围内的光辐射(见3.40的注)。3.42
紫外B(UV-B)
ultravioletB(UV-B)
波长在280nm~315nm范围内的光辐射。3.43
紫外 C(UV-C)
)ultraviolet C(UV-C)
波长在100nm~280nm范围内的光辐射。注:波长低于180nm的紫外辐射(称为真空UV)被空气中的氧强烈吸收,因此本部分限制UV-C波长范围的下限到180nm。
可见辐射(光)visibleradiation(light)任何能够直接引起视觉的光学辐射。[IEV845-01-03]。
注:本部分是指单色分量的波长在380nm~780nm之间的电磁辐射。?
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