BG BAU Berufsgenossenschaft der Bauwirtschaft

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Anlage 1
Messgrößen und Parameter zur Charakterisierung von Laserstrahlung

Die Beschreibung der Eigenschaften der von Laser-Einrichtungen emittierten Strahlung erfolgt durch Angabe verschiedener Messgrößen bzw. Parameter aus den Tabellen A1, A2 und A3. Die Tabellen enthalten die wesentlichen Messgrößen und Parameter, die bei Berechnungen oder Messungen von Laserstrahlung berücksichtigt werden müssen. Erläuterungen zu diesen Größen sind in Anlage 2 aufgeführt. Umfassendere Auflistungen können je nach Anwendungsfall z. B. DIN EN ISO 11145 [7] oder DIN EN 60825-1 [4] entnommen werden. Für die Erstellung einer Gefährdungsbeurteilung sollte die Anzahl der Messgrößen und Parameter auf das Mindestmaß beschränkt werden, das eine vollständige und sachgerechte Analyse ermöglicht. In der Mehrzahl der Fälle sind als wesentliche Messgrößen die Leistung oder Energie, die Wellenlänge sowie das Strahlprofil des Laserstrahls zu bestimmen.

Tab. A1 Geometrische Größen und Größen zur Laserstrahlcharakterisierung

Formelzeichen Bezeichnung Beschreibung Einheit
α ebener Winkel, α = k / r Quotient aus dem vom ebenen Winkel aus einem Kreis herausgeschnittenen Kreisbogen k und dem Radius des Kreises r rad
Ω Raumwinkel Ω = A / r2 Quotient der vom räumlichen Winkel aus einer Kugel herausgeschnittenen Oberfläche A und dem Quadrat des Kugelradius sr
A Strahlquerschnittsfläche kleinste Fläche, die einen bestimmten Anteil der Strahlungsleistung enthält m2
d Strahldurchmesser Durchmesser des kleinsten Kreises in einer Ebene senkrecht zur Strahlachse, der einen bestimmten Anteil der Strahlungsleistung enthält m
Φ, θ Strahldivergenz,
Divergenzwinkel,
Fernfelddivergenzwinkel,
Fernfeldöffnungswinkel
Vollwinkel, der durch das Geradenpaar gebildet wird, das asymptotisch die Einhüllende der zunehmenden Strahlabmessung enthält (wird bezüglich eines vorgegebenen Leistungsanteils definiert) rad
tH Impulsdauer Intervall zwischen den Zeitpunkten, bei denen die momentane Leistung 50% der Spitzenleistung zum ersten und zum letzten Mal erreicht s
F, fρ Impulsfolgefrequenz, Impulswiederholfrequenz Anzahl der Laserimpulse je Sekunde bei einem wiederholt gepulsten Laser Hz
λ Wellenlänge   nm
ΔλH wellenlängenbezogene spektrale Bandbreite maximale Differenz zwischen den Wellenlängen, für die die spektrale Leistungsdichte die Hälfte ihres Maximalwertes erreicht nm

Tab. A2 Radiometrische Größen

Formelzeichen Bezeichnung Beschreibung Einheit
P, dP

Pm, Pav

Ppk
Strahlungsleistung, P = dQ/dt
mittlere Leistung
Spitzenleistung
Energiemenge pro Zeiteinheit
zeitlich gemittelte Leistung
Maximalwert der Strahlungsleistung (innerhalb eines Laserimpulses)
W
Q, dQ Strahlungsenergie   J
E, E(t) Bestrahlungsstärke (Leistungsdichte),
E = dP/dA
die auf eine Fläche einfallende Strahlungsleistung je Flächeneinheit;
E und E(t) (zeitlich variierende Bestrahlungsstärke) werden aus Messungen gewonnen oder können vom Hersteller der Laseranlage angegeben werden
W·m-2
H Bestrahlung (Energiedichte),
H = dQ/dA
zeitliches Integral der Bestrahlungsstärke J·m-2
t Zeit, Dauer der Strahlungseinwirkung   s
G zeitlich integrierte Strahldichte Integral der Strahldichte über eine bestimmte Expositionsdauer J·m-2·sr-1

Tab. A3 Laserschutzrelevante Parameter

Formelzeichen Bezeichnung/Bemerkung Beschreibung Einheit
CA, CB, CC wellenlängenabhängige Wichtungsfaktoren Wellenlänge in nm einsetzen
T1 wellenlängenabhängiger Zeitparameter zur Auswahl des relevanten Strahlungsgrenzwertes s
αmin kleinster Grenzwinkel, αmin = 1,5 mrad oberhalb dieses Grenzwinkels erscheinen Laserstrahlungsquellen als ausgedehnt rad
αmax größter Grenzwinkel, αmax = 100 mrad größter anzuwendender Winkel zur Beschreibung ausgedehnter Quellen rad
α Winkelausdehnung der scheinbaren Quelle der ebene Winkel unter dem die scheinbare Quelle von einem Raumpunkt aus erscheint rad
CE Korrekturfaktor für ausgedehnte Quellen abhängig von der Winkelausdehnung der scheinbaren Quelle
T2 Zeitparameter, abhängig von der Winkelausdehnung der scheinbaren Quelle zur Auswahl des relevanten thermischen Grenzwertes s
γ Empfangswinkel derjenige Winkel, innerhalb dessen ein Strahlungsempfänger anspricht rad
CP CP = N-0,25, Korrekturfaktor für den Fall wiederholt gepulster Laserstrahlung Reduktionsfaktor für den Einzel-impulsgrenzwert, N ist Anzahl der Impulse
Tmin wellenlängenabhängiger Zeitparameter Zeitdauer, unterhalb derer kürzere Einzelimpulse zu addieren sind s
NOHD Augensicherheitsabstand (engl.: nominal ocular hazard distance) Entfernung, in der die Bestrahlungsstärke oder die Bestrahlung gleich dem entsprechenden Expositions-grenzwert des Auges ist. Die zugrunde gelegte Zeit, z. B. 0,25 s oder 100 s ist in der Regel mit anzugeben. m
ENOHD erweiterter Augensicherheitsabstand (engl.: enlarged nominal ocular hazard distance) Wie bei NOHD, aber mit der Berücksichtigung der Beobachtung mit vergrößernden optischen Instrumenten. m
t, Δt Expositionsdauer Zeitdauer, die einer Sicherheitsanalyse zugrunde liegt s

 

 

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