激光雷达检测项目中,除了激光雷达性能检测,激光雷达安全检测也是重要的检测内容。
因为激光雷达性能检测属于自愿性检测,而激光雷达安全检测则属于强制性检测。
相比于激光雷达性能检测,激光雷达的安全检测,主要聚焦在激光雷达的人眼安全等级上面,无论是车规级激光雷达还是机载激光雷达或者是测风激光雷达,安全检测都是最基础的检测。
激光雷达安全检测项目介绍
激光雷达安全检测的意义
激光对人眼具有潜在危害是共有常识,同时激光安全在世界范围内都是强制性要求。
激光雷达作为 905nm 或 1550nm 的不可见激光,由于人眼不可见,在照射时不会被人所察觉,需满足一类激光安全等级要求。
激光安全等级是激光设备在应用过程中最重要的前提。激光安全等级的准确分类,对于激光产品在应用过程中的防护、应用场景的选择、应用人员的限制具有及其重要的意义。
同时激光安全的人眼安全意义高于激光性能,在保证激光的安全前提下,才能进一步讨论激光的性能保证。
表征激光安全的等级一般分为四个等级,一类对于人体是安全的,分类越高越危险。同时激光分类的测量,不仅需要测量激光波长、能量、时间特性、发散度等重要参数,同时也需要考虑激光的人眼成像的实际应用。在光学测量领域中,激光安全等级是最复杂也最考验技术能力的测试项目之一。
激光雷达安全检测标准
激光雷达安全检测标准,主要有三个标准:IEC 60825-1、GB 7241.1、FDA 21CFR 1040.10。
IEC60825-1标准是激光雷达安全检测的国际标准;GB 7247.1标准是激光雷达安全检测的国内标准;FDA 21 CFR 1040.10是激光雷达安全检测的美国FDA标准。
三个标准适用于不同的国家和地区,在进行激光雷达安全检测的时候,我们可以根据自身的需求选择合适的激光雷达安全检测标准。
激光雷达安全检测等级划分
激光雷达安全等级检测中,我们会将激光雷达按照不同等级进行划分,那么激光雷达安全等级具体有多少个等级呢?激光雷达安全检测中的等级划分依据又是什么呢?
激光雷达安全等级划分,根据不同的标准划分内容也不一样。
IEC60825-1和GB 7247.1标准采用了相同的等级划分规则:
1类激光
风险较低,并且在合理可预见的使用下是安全的;,包括使用光学仪器进行光束内观察。
1M类激光
波长在302.5nm到4000nm之间,除非与光学辅助设备(例如双筒望远镜)一起使用,否则是安全的。
2类激光
波长在400nm到700nm之间,不允许可接触辐射超过2类AEL辐射水平的激光。该波长范围之外的任何发射都必须低于1类AEL。
2M类激光
波长在400nm到700nm之间,用光学仪器观察时具有潜在危险。该波长范围之外的任何辐射都必须低于1M类AEL。
3R类激光
波长范围在302.5nm和106nm之间,具有潜在危险,但风险低于3B类的激光。对于400nm和700nm之间的波长,可达 辐射限值在2类AEL的5倍以内,对于该区域以外的波长,在1类AEL的5倍以内。
3B类激光
直接观察光束条件下通常是危险的,但在观察漫反射时通常是安全的。
4类激光
在光束内和漫反射观察条件下都是危险的。可能导致皮肤受伤,并且是潜在的火灾隐患。
FDA 21 CFR 1040.10标准采用了另一种等级划分规则:
I类激光产品
指激光产品在操作过程中,任何时候人类接触激光辐射水平不超过21CFRSubchapterJPart1040.10表I中规定发射限制。I类级别的激光辐射不被认为是危险的。
II类激光产品
指激光产品在操作过程中,任何时候人类接触的可见激光辐射水平超过了21CFRSubchapterJPart1040.10表II-A 中包含辐射限制,但未超过21 CFR Subchapter J Part 1040.10的表II中包含的激光辐射水平。II级激光辐射被认为是一种具有慢性观看危害激光。
IIIa类激光产品
指激光产品在操作过程中,任何时候人类接触的可见激光辐射水平超过了21 CFR Subchapter JPart 1040.10表II中包含的辐射 限制,但未超过21 CFR Subchapter J Part 1040.10表III-A中的辐射发射限制。根据辐照度,IIIa光激光辐射被认为是急性光束内观察危险或慢性观察危险,如果直接用光学仪器观察,则认为是急性观察危险。
IIIb类激光产品
指激光产品在操作过程中,任何时候人类接触的可见激光辐射水平超过了21CFR SubchapterJPart1040.10表III-A中包含的辐 射限制,但未超过21 CFR Subchapter J Part 1040.10表III-B中的辐射发射限制。IIIb级激光辐射被认为是直接辐射对皮肤和眼睛的急性危害。IIIb类激光产品可能具有可拆卸面板,当这些面板移位时,可接触激光等级可能处于II类到IV类的激光辐射水平。
IV类激光产品指激光产品在操作过程中,任何时候人类接触的可见激光辐射水平超过了21CFRSubchapter JPart 1040.10表II-B 中包含的辐射限制。
IV级激光辐射被认为是直接辐射和伴随辐射对皮肤和眼睛的急性危害。IV类激光产品可能具有可拆卸面板,当这些面板移位时,可接触激光等级可能处于类到IV类的激光辐射水平。
激光雷达安全检测内容
1、激光雷达性能参数检测
激光雷达人眼安全检测项目中,我们也会检测激光雷达的性能参数,比如激光雷达的波长、我们一般选择测量激光雷达的中心波长;除了激光雷达的波长,我们还会检测激光雷达的对向角,对于非圆形的辐射分布,应测量两个正交方向上的对向角的平均值;
对于矩形辐射分布,应取长和宽所对应的两个对向角;
对于椭圆形辐射分布,应取长轴和短轴对应的两个对向角。
即使是规则的脉冲串,对向角在时间上和空间上有可能发生变化:例如,光束横截面部
分出现在接受角内,部分出现在接受角外;或估持续时间 T 结束时刻接收到部分脉冲宽度。
对于复杂的不规则的脉冲辐射分布,如不规则脉冲串,则应测量单个脉冲在整个时间基准内
的对向角变化。
此外,对于非均匀的、非圆形的或多个表观光源而言,为了确保考虑到每个可能的对向
角所对应的 AE 和 AEL,应按表观光源的组合或部分区域,改变接受角 γth,以确定对应的组 合或部分的 AE 和相应的 AEL,并找到最严苛对向角,即 AE/AEL 比值最大。
针对脉冲型激光雷达,我们还需要测试脉冲时域特性,比如脉冲持续时间、脉冲重复频率、脉冲串中的脉冲数。
2、激光雷达辐射测量
除了测量激光雷达的性能参数,我们还需要测量激光雷达的辐射量,其中包括了人眼危害的辐射值、皮肤危害的平均辐照度和辐照量值,以及其他辐射参量的测量,比如时间基准、辐射测量参考点、辐射测量孔径和测量距离,对向角极限和极限接受角,最后就是辐射安全要求测量,比如人眼危害辐射、皮肤危害辐射。
由此可见,激光雷达安全检测是一项复杂的综合性的检测,激光雷达安全检测比激光雷达性能检测更加复杂,需要测量的内容和考量的因素也更多。
深圳中为检验是专业的激光设备检测机构,从事激光设备检测服务十余年,工程师团队长期奋战在激光检测的第一线,对于激光雷达安全检测和性能检测,拥有丰富的经验。
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