激光跟踪仪激光安全等级介绍

激光跟踪仪激光安全等级是多少？

提出这个问题之前，我们首先要了解激光跟踪仪。

什么是激光跟踪仪？激光跟踪仪一般应用在哪些领域？

激光跟踪仪是激光干涉测距技术、激光绝对测距技术、精密测角技术、光电探测技术、精密机械技术、精密跟踪技术、现代数值计算理论等各种先进技术的集大成之作，需要突破百米的测量范围、毫秒级的测量时间、微米级的测量精度以及动态实时跟踪测量等各项技术难点，技术门槛非常高，需要长期的经验积累，几乎不存在弯道超车的可能性。

说起激光跟踪仪，高端装备制造企业对它大概并不陌生，它是一种大尺寸空间几何量精密测量仪器，是大型高端装备制造的核心检测仪器，具有测量功能多（三维坐标、尺寸、形状、位置、姿态、动态运动参数等）、测量精度高、测量速度快、量程大、可现场测量等特点。检测的装备体积越大越能显示出此类产品的优越性，所以它更多出现在航空航天、汽车制造、重型机械制造、重工与船舶、能源、科研、医疗等领域等先进制造领域。

激光跟踪仪的主要特点就是高精度、大工作空间、实时跟踪与动态测量、高效便捷、多功能性等特点。

在大尺寸精密测量领域，激光跟踪仪具有测量范围大、精度高、功能多、可现场测量等优点，取代了大型固定式三坐标测量机、经纬仪、全站仪等许多传统测量设备，在设备校准、部件检测、工装制造与调试、集成装配和逆向工程等应用领域显示出极高的测量精度和效率，激光跟踪仪已成为大尺寸精密测量的主要手段，在实践中可以为为航空航天、汽车制造、重型机械制造、重工与船舶、科学研究、能源、医疗等领域等行业提供可靠的技术保障。

激光跟踪仪的工作原理是怎样的？为什么激光跟踪仪能实现高精度空间坐标测量？

实际上，激光跟踪仪是基于球坐标测量，激光跟踪仪采用球坐标系统进行空间定位，通过测量两个角度（水平和垂直方向）和一个距离（沿光路方向）来确定目标点的三维坐标。

下面为大家举个例子，激光测距系统获得靶球到仪器的精确距离r，方位编码器和俯仰编码器测角系统分别测出目标方位角A和俯仰角E，利用这三个原始测量值，就可以通过球坐标与直角坐标之间的转换关系获取空间三维直角坐标（X，Y，Z）。

合作靶球在空间移动时，从合作靶球返回的一部分光会进入激光跟踪仪内部的位置检测器（PSD，Position Sensitive Detector），随着合作靶球的移动PSD将探测偏移值，跟踪控制系统根据这个偏移值控制方位和俯仰电机转动直到偏移值为零，从而达到跟踪的目的。

测量组合参数(A，E，r) 经过坐标转换得到空间三维直角坐标（X，Y，Z）后，经过数据分析软件可以得到被测对象各种几何量参数。激光跟踪仪数据采集系统将测量数据发送至上位机以后，经上位机解析可以确定目标的三维尺寸、几何形貌等信息，并通过计算机实时显示并打印测量结果。

在激光跟踪仪工作时，首先需要建立激光跟踪仪坐标系与上述测量模块之间的转换关系，并通过视觉测量中纵向投影比不变的约束实现横滚角测量；在上述基础上，基于光束向量唯一性约束和激光准直传感原理实现方位角和俯仰角的测量，最后实现三个空间姿态角的测量；除此之外，还融入了惯性测量单元IMU的测量信息，用于动态条件下的辅助测量。

一台激光跟踪仪一般由哪些部件组成呢？

激光跟踪仪部件组成主要是激光发射单元、角度测量单元、干涉测距单元、控制器与数据处理系统，还包括跟踪头，也可以叫跟踪站，激光跟踪仪还有一个关键部件是目标镜，目标镜一般放置在待测物体表面或是配合专门的测量附件，将激光反射回跟踪仪，实现双向通信和动态跟踪。

最后就是便携式支架或者是固定安装架，主要用来固定激光跟踪仪，确保激光跟踪仪的稳定性。

激光跟踪仪作为一款激光产品，激光跟踪仪激光安全等级标准是多少呢？

激光跟踪仪跟大多数激光产品一样，都需要遵循目前主流的三大激光安全标准，根据激光人眼安全要求，在中国国内的所有激光产品必须强制符合GB7247.1的激光辐射安全要求,符合激光的等级分类、标志、警告和使用指导。检测必须由资质认定的检测机构进行。国际上的所有激光产品必须强制符合IEC60825-1的激光辐射安全要求，符合激光的等级分类、标志、警告和使用指导。检测必须由中国认可、国际互认的检测机构进行。

出口美国的所有激光产品必须强制符合21CFR1040.10的激光辐射安全要求，符合激光的等级分类、标志、警告和使用指导。检测必须由中国认可、国际互认的检测机构进行。

激光跟踪仪激光安全等级标准，根据不同的国家和地区，有不同的激光安全标准要求，目前国内的GB7247.1和IEC60825-1基本一致。

美国21CFR1040.10激光安全标准则稍微有一点差异。

针对1类激光，GB7247.1和FDA 21CFR 1040.10都是适用的。

即任何激光器或包含激光器的激光系统，在正常操作期间不会发出可能导致眼睛或皮肤伤害的水平的激光辐射。不适用于使用期间移除1类外壳后可能包含更高类别的激光。

针对1M类激光，FDA 21CFR 1040.10激光安全标准并不适用。

针对2a类激光，GB7247.1激光安全标准不适应，但是FDA 21CFR 1040.10激光安全标准是适用的。即基于1000秒的最大曝光时间，不用于直接观看平且在操作过程中不会对眼睛或皮肤造成任何可能伤害的可见激光。

2类激光，GB7247.1和FDA 21CFR 1040.10都是适用的。

即可见激光，被认为无法在人眼厌恶反应的时间段（0.25秒）内发出可能会导致皮肤或眼睛受伤的激光辐射。

2M类激光，FDA 21CFR 1040.10激光安全标准并不适用。

3a类激光，GB7247.1激光安全标准不适应，但是FDA 21CFR 1040.10激光安全标准是适用的。即类似于2类激光器，但不能使用光学器件直接观察光束（此类别仅为可见光）

3R类激光，FDA 21CFR 1040.10激光安全标准并不适用。

3b类激光，GB7247.1和FDA 21CFR 1040.10都是适用的。

即中等功率激光器（可见或不可见区域），在光束内（直接）或镜面（如镜子）条件下接触会对眼睛造成潜在危害。

4类激光，GB7247.1和FDA 21CFR 1040.10都是适用的。

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