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EN 207, marchio CE e occhiali di protezione laserUna guida per comprendere lo standard per l'utente laser

Tutti i prodotti venduti nell'Unione Europea devono essere marcati CE laddove esiste una Direttiva Europea pertinente. La vendita di prodotti non marcati CE è illegale. Per gli occhiali di sicurezza laser ciò significa dimostrare la conformità ai requisiti di protezione laser della Direttiva sui dispositivi di protezione individuale (DPI). Mentre in teoria i produttori possono utilizzare i propri standard per dimostrare la conformità con la direttiva, purché possano dimostrare che i loro standard sono sufficientemente rigorosi, in pratica gli occhiali sono sempre testati e certificati secondo EN 207 1 (o EN 208 2 per occhiali di allineamento). Tali test devono essere eseguiti da una casa di prova approvata dal governo - per questi standard non è consentita l'autocertificazione. Di conseguenza dal 1997, quando la norma EN 207 è diventata una norma europea armonizzata, tutti gli occhiali di protezione laser venduti legalmente in Europa sono stati certificati EN 207 o EN 208.

Nonostante sia in circolazione dal 1997, la EN 207 spesso non è ancora ben compresa. Di conseguenza stiamo scrivendo una breve spiegazione qui per aiutare gli utenti di occhiali di sicurezza laser.

Specifica della densità ottica

Prima della norma EN 207 gli occhiali di protezione laser erano di solito specificati dalla loro densità ottica (OD) e questo è ancora un metodo ampiamente utilizzato soprattutto negli Stati Uniti (dove la densità ottica è spesso l'unica informazione protettiva disponibile per gli occhiali). Il diametro esterno degli occhiali è il registro del fattore di attenuazione a una determinata lunghezza d'onda. Quindi gli occhiali che attenuano la radiazione laser Nd: YAG di un fattore di 1,000,000 hanno un OD di 6 a 1064 nm. Il metodo per specificare gli occhiali utilizzando la densità ottica prevede l'elaborazione della massima emissione accessibile dal laser e la sua divisione per l'esposizione massima consentita (MPE)3 per la radiazione laser. Il registro di questo numero è l'OD minimo richiesto per gli occhiali.

Limitazioni delle specifiche di densità ottica

I problemi con questo approccio sono illustrati graficamente se consideriamo un CO ad alta potenza2 emissione laser a 10600 nm e alcuni occhiali in policarbonato con un OD> 6 alla stessa lunghezza d'onda. Il limite di emissione accessibile di classe 1 per questa lunghezza d'onda è di 10 mW e questa potenza è quindi sicura in tutte le condizioni di esposizione. Potremmo quindi aspettarci che gli occhiali ci proteggano da 1,000,000 x 10 mW = 10 kW dal CO2 laser. Tuttavia, se posizioniamo gli occhiali in un CO2 il raggio laser anche di poche centinaia di watt si scopre che viene distrutto molto rapidamente e offre poca protezione (anche un raggio di 20 W causerà una bruciatura immediata degli occhiali).

Soglia di danno

Quindi vediamo che la Densità ottica da sola non tiene conto della soglia di danno del materiale che viene usato per proteggerci dalle radiazioni laser - cioè la potenza o la densità di energia (W / m2 o J / m2) a cui resisteranno gli occhiali. EN 207 è stato scritto per risolvere questo problema e tiene conto sia della densità ottica che della soglia di danno degli occhiali.

Spiegazione delle marcature EN 207

Dopo aver testato la norma EN 207, gli occhiali di protezione laser ottengono vari marchi stampati sugli occhiali e specificano la massima potenza e densità di energia da cui gli occhiali possono proteggere a diverse lunghezze d'onda. Ad esempio, gli occhiali possono essere contrassegnati come segue:

  • DI 750 - 1200 L5
  • R 750 - 1200 L6
  • M 750 - 1200 L4

Ciò significa che nell'intervallo di lunghezze d'onda 750 - 1200 nm gli occhiali hanno i seguenti valori nominali:

D L5 I L5 R L6 M L4

D, I, R e M si riferiscono a CW o a lunghezze d'impulso diverse come segue:

  • D - Onda continua (CW)
  • I - Impulso con lunghezza dell'impulso> 1 µs e <250 ms 'Long Pulse'
  • R - Impulso con lunghezza dell'impulso> 1 ns e <1 µs, 'Q-switch'
  • M - Impulso con lunghezza dell'impulso <1 ns, 'Femtosecond'4

I "numeri L" (L5, L6, L4 ecc.) Si riferiscono alla massima potenza o densità di energia per la quale gli occhiali sono specificati. I valori effettivi devono essere cercati dalla tabella B1 in EN 207 (che per motivi di copyright non possiamo riprodurre qui). Per i marchi degli occhiali sopra indicati, i valori sono:

  • CW - 1 MW / m2 D L5
  • Impulso lungo - 500 J / m2 I L5
  • Q commutata - 5 kJ / m2 R L6
  • Femtosecondo - 1.5 J / m2 M L4

Un aumento del numero L di 1 aumenterà i valori di potenza e densità di energia di un ordine di grandezza. Si noti tuttavia che EN 207 suddivide la tabella dei numeri L in tre intervalli di lunghezze d'onda, 180 - 315 nm, 315 - 1400 nm e 1400 - 1,000,000 nm. La relazione tra i numeri L e le densità di potenza / energia mostrate sopra vale solo per la regione della lunghezza d'onda di 315-1400 nm. Per altre lunghezze d'onda fare riferimento a EN 207.

Numeri L e densità ottica

Oltre a poter resistere alla potenza del raggio laser senza essere distrutto, il filtro deve anche essere in grado di attenuare il raggio laser per proteggere. Durante la prova EN 207, affinché un filtro riceva una classificazione L, il filtro deve avere una densità ottica superiore al numero L, alla lunghezza d'onda specificata. Pertanto, nell'esempio mostrato sopra, possiamo dedurre che gli occhiali hanno un OD> 6 nell'intervallo di lunghezze d'onda 750 - 1200 nm (perché ha un rating R L6 in questo intervallo di lunghezze d'onda). Tuttavia, non dobbiamo preoccuparci di calcolare gli errori massimi tollerati e le emissioni accessibili, poiché questo è già stato preso in considerazione nelle massime densità di potenza / energia specificate per ciascun numero L.

Specifica degli occhiali con EN 207

Per specificare i numeri L appropriati per il tuo laser, procedi come segue:

  1. Determina il diametro minimo del raggio laser al quale una persona potrebbe essere esposta in circostanze ragionevolmente prevedibili.
  2. Calcola l'area della sezione trasversale del raggio in questo punto
  3. Calcola la densità di potenza media a questo punto dividendo la potenza media del laser per l'area del raggio
  4. Cercare il numero L richiesto dalla tabella B1 in EN 207. Precedere questo numero con una D.

Inoltre per i laser a impulsi:

  1. Calcola la densità di energia5 dividendo l'energia per impulso per l'area del fascio.
  2. Per i laser nell'intervallo di lunghezze d'onda 400 - 1400 nm, calcolare una densità di energia corretta5 moltiplicando la densità di energia effettiva5 di N0.25, dove N è il numero totale di impulsi in 10 secondi.
  3. Usando la densità di energia5 o densità di energia corretta5 se del caso, cercare il numero L richiesto dalla tabella B1 in EN 207. Precedere questo con un I per impulso lungo, R per Q commutato e M per laser a femtosecondi o picosecondi.

Pertanto un laser a 532 nm che emette 1 mJ, 7 ns impulsi a 10 kHz e con un diametro del raggio minimo accessibile di 2 mm richiederebbe occhiali con le seguenti specifiche minime:

  • D 532 L6 (corrispondente a 10 MW / m2)
  • R 532 L7 (corrispondente a 50 kJ / m2)

Si noti che per i laser a impulsi gli occhiali devono avere sia la specifica I, R o M corretta (a seconda della lunghezza dell'impulso) sia la specifica D corretta, per garantire che sia adatto al laser.

NB: Questo articolo ha lo scopo di aiutare gli utenti di laser, i responsabili della sicurezza laser e i consulenti di protezione laser a comprendere meglio la norma EN 207. Non è inteso come uno studio esauriente sull'argomento. Per ulteriori informazioni, consultare lo standard o chiamare Lasermet per discutere.

Note:

  1. EN 207 Protezione personale degli occhi. Filtri e protezioni per gli occhi contro le radiazioni laser (protezioni per gli occhi laser)
  2. EN 208 Protezione personale degli occhi. Protezioni per gli occhi per lavori di regolazione su laser e sistemi laser (protezioni per gli occhi con regolazione laser)
  3. Dato dalle tabelle A1 e A2 in EN 60825-1: 2007
  4. In realtà sono inclusi anche impulsi di picosecondi.
  5. Per i laser con lunghezze di impulso inferiori a 1 ns e una lunghezza d'onda al di fuori dell'intervallo 315 - 1400 nm, è necessario calcolare la densità di potenza di picco.

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