DGUV Information 203-042 - Auswahl und Benutzung von Laser-Schutzbrillen, Laser-...

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Abschnitt 5.3, 5.3 Schutzstufenermittlung für gepulste Laser...
Abschnitt 5.3
Auswahl und Benutzung von Laser-Schutzbrillen, Laser-Justierbrillen und Laser-Schutzabschirmungen (DGUV Information 203-042)
Titel: Auswahl und Benutzung von Laser-Schutzbrillen, Laser-Justierbrillen und Laser-Schutzabschirmungen (DGUV Information 203-042)
Normgeber: Bund
Amtliche Abkürzung: DGUV Information 203-042
Gliederungs-Nr.: [keine Angabe]
Normtyp: Satzung

Abschnitt 5.3 – 5.3 Schutzstufenermittlung für gepulste Laser (Kennbuchstaben der Betriebsarten: I und R), Impulsdauer ≥ 10-9 s

Zur Bestimmung der Schutzstufe sind grundsätzlich 2 Kriterien - Impulsbetrachtung und Betrachtung der mittleren Leistung -, wie nachfolgend gezeigt, anzuwenden.

5.3.1 Impulsbetrachtung

Die Energiedichte H des Laserstrahls errechnet sich aus der Impulsenergie Q des Einzelimpulses und dem Strahlquerschnitt d63 bzw. der Strahlquerschnittsfläche A63 wie folgt:

CCC_1455_180501_04.jpg

Bei wiederholt gepulsten Lasern im Wellenlängenbereich zwischen 400 nm und 106 nm, Impulsdauern < 0,25 s und Impulswiederholfrequenzen ν > 1 Hz müssen die Energiedichtewerte korrigiert werden. Der Grund ist der kumulative Effekt, wenn mehrere Laserimpulse auf die gleiche Stelle treffen. Dabei gibt es eine wellenlängenabhängige Grenzzeit Ti bzw. Impulswiederholfrequenz νi / [Hz], (siehe Tabelle 4), unterhalb derer dieser Effekt sich nicht mehr weiter auswirkt. Es sind folgende Fälle zu unterscheiden:

a) Die Impulsperiode ist größer als Ti (bzw. ν < νi)

H' = H N1/4

N ist die Impulszahl während der Dauer von 5 s.

Bei gleichmäßigen Impulsfolgen gilt:

N = ν5 s

b) Die Impulsperiode ist gleich oder kleiner als die Zeit Ti (bzw. ν ≥ νi).

H' = H N'1/4

Hierbei ist H die summierte Energiedichte der Einzelimpulse während der Dauer Ti. N' ist die fiktive Impulszahl während der Dauer von 5 s bei der fiktiven Impulsfrequenz νi.

Bei gleichmäßigen Impulsfolgen gilt:

N' = νi 5 s

c) unregelmäßige Impulsfolgen

Hier ist analog zu a) und b) die Zahl der Impulse in der Betrachtungszeit 5 s auf Basis des energiereichsten Impulses sowie des Impulses mit der maximalen Impulsspitzenleistung und maximaler Impulswiederholfrequenz zu bestimmen. Ist ein Laser unregelmäßig gepulst (besitzt er keine konstante Impulswiederholfrequenz ν), dann ist bei der Impulsbestimmung der energiereichste Impuls und der Impuls mit der maximalen Spitzenleistung (bei M-Schutzstufen) zusätzlich zu bewerten.

Für H bzw. H' kann die erforderliche Schutzstufe für die Wellenlänge und die Laserbetriebsart aus der entsprechenden Spalte "I, R" (siehe Tabelle 3) entnommen werden. Der Kennbuchstabe für die Laserbetriebsart ist "R" bei Impulsdauern kleiner als 10-6 s, sonst ist der Kennbuchstabe "I". Ist die Impulsdauer des Lasers größer als die im Tabellenkopf der Tabelle 2 angegebene Einwirkungsdauer, dann entfällt die Schutzstufe für "I" und die Anforderung an die Schutzbrillen enthält nur eine Anforderung zur Schutzstufe nach "D" entsprechend Punkt 5. 2.

WellenlängeTi / [s]νi / [Hz]Maximaler Korrekturfaktor N'(5 s)0,25
400 ≤ λ/nm < 105018 10-655,56 10323
1050 ≤ λ/nm < 140050 10-620 10317,7
1400 ≤ λ/nm < 260010-31038,4
2600 ≤ λ/nm < 10610-710784,09

Tabelle 4: Zeiten Ti, unterhalb derer Impulsgruppen wie ein Imuls betrachtet werden müssen und maximal anzuwendende Frequenz νi = 1/Ti (nach DIN EN 207:2017)