ГОСТ Р МЭК/ТО 60825-9-2009 Безопасность лазерной аппаратуры. Часть 9. Компиляция максимально допустимой экспозиции некогерентного оптического излучения.
ГОСТ Р МЭК/ТО 60825-9-2009
Группа Т35; Э07
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
БЕЗОПАСНОСТЬ ЛАЗЕРНОЙ АППАРАТУРЫ
Часть 9
Компиляция максимально допустимой экспозиции некогерентного оптического излучения
Safety of laser products. Part 9. Compilation of maximum permissible exposure to incoherent optical radiation
ОКС 31.260
ОКП 65000
Дата введения 2011-01-01
Предисловие
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Автономной некоммерческой организацией "Научно-технический центр сертификации электрооборудования "ИСЭП"
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартам ТК 452 "Безопасность аудио-, видео-, электронной аппаратуры, оборудования информационных технологий и телекоммуникационного оборудования. Устройства отображения информации"
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 11 декабря 2009 г. N 723-ст
4 Настоящий стандарт идентичен стандарту МЭК/ТО 60825-9:1999* "Безопасность лазерной аппаратуры. Часть 9. Компиляция максимально допустимой экспозиции некогерентного оптического излучения" (IEC/TR 60825-9:1999 "Safety of laser products - Part 9: Compilation of maximum permissible exposure to incoherent optical radiation")
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет
1 Область применения
Настоящий стандарт приводит в соответствие действие значения максимально возможной экспозиции (МВЭ) при экспонировании некогерентного оптического излучения от искусственных источников на глаз человека или его кожу в диапазоне длин волн от 180 до 3000 нм с предельным согласованием.
Эти величины базируются на доступной экспериментально изученной информации и могут использоваться только как инструкция при контроле экспозиции излучения искусственных источников, и не будут рассматриваться как линейный процесс между безопасностью и опасными уровнями.
Примечание - Значения МВЭ, приведенные в стандарте, применяются весьма индивидуально, однако некоторые индивидуумы чувствительны или особо чувствительны к оптическому излучению из-за генетического фактора, возраста, персональных привычек (курение, алкоголь или др.); им требуются для безопасности разные уровни экспозиции. У таких индивидуумов может быть неадекватная реакция на нарушение здоровья при максимальной и минимальной дозах воздействующего оптического излучения. Медики должны искать дополнительную оценку опасной величины для дополнительной защиты.
Эти величины главным образом относятся к экспозиции искусственных источников. Они могут также использоваться для оценки экспозиции солнечного излучения.
Значения МВЭ не должны применяться при экспозиции пациентов оптическим излучением с целью медицинского лечения.
Максимальные значения допустимой дозы при экспозиции излучением лазерных источников определены в МЭК 60825-1.
Примечание 1 - Базисными документами настоящего стандарта являются МЭК 60825-1 (лазерное излучение) и IRPA/CNIRP инструкции (некогерентное излучение). Пределы ACGIH незначительно отличаются по диапазону длин волн и абсолютному значению.
Примечание 2 - Несмотря на тот факт, что светоизлучающие диоды испускают главным образом некогерентное излучение, в настоящее время они относятся к МЭК 60825-1.
Примечание 3 - Механизм разрушения, как известно, для когерентных и некогерентных источников различен. Однако во многих случаях предельные значения величин в МЭК 60825-1 более консервативны, чем в настоящем стандарте. Особенно точно надо определять диапазон длин волн для лазеров, который указан в МЭК 60825-1.
Примечание 4 - Экспозиционные уровни МВЭ должны быть различными для глаз или воздействия на кожу.
Примечание 5 - В спектральных диапазонах УФ-В и УФ-С значения МВЭ обуславливают минимальную дозу излучения, вызывающую биологические изменения на поверхности роговицы сетчатки. Уровни, производящие опасные эффекты, в 2-3 раза больше.
1.1 Цель настоящего стандарта - определить требования для защиты человека от некогерентного оптического излучения в диапазоне длин волн от 180 нм до 1 мм, указывая безопасные уровни оптического излучения. Это излучение считается опасным для большинства индивидуумов; значения ниже безопасного уровня не вызывают никаких вредных эффектов. Только знание об этих уровнях и возможных эффектах воздействия на основе МВЭ позволяет определять экспозицию оптического излучения, безопасную для человека при восьмичасовом рабочем дне.
1.2 Методы измерения показывают, как измерять и рассчитывать уровень оптической радиации для намерения сравнить его с максимально допустимой экспозицией.
2 Нормативные ссылки
МЭК 60050-845:1987 Международный электротехнический словарь - Глава 845: Освещение (IEC 60050-845:1987 International electrotechnical vocabulary, chapter 845: lighting)
_______________
ИСО 1000:1992 Единицы СИ и рекомендации по применению кратных и дольных от них и некоторых других единиц (ISO 1000:1992 SI units and recommendations for the use of their multiples and of certain other units)
ИСО 11145:1994 Оптика и оптические приборы. Лазеры и лазерное оборудование. Словарь и условные обозначения (ISO 11145:1994 Optics and optical instruments - Lasers and laser-related equipment - Vocabulary and symbols)
ИСО/МЭК 51:1999 Аспекты безопасности. Руководящие указания по включению их в стандарты (ISO/IEC Guide 51:1999 Safety aspects - Guidelines for their inclusion in standards)
3 Определения
В настоящем стандарте приводятся следующие определения. Основные определения даны в соответствии с ИСО 1000:1992, ИСО 11145:1994 и МЭК 60050(845):1987. Некоторые из этих определений повторены в соответствующих определениях в МЭК 60825-1 и в ИСО/МЭК 51. Отклонения от основных документов сделаны преднамеренно и особо оговариваются.
Примечание - В технической оптике угол наблюдения объекта без оптического прибора базируется на расстоянии наилучшего видения 25 см. В стандарте минимальное расстояние наблюдения должно быть не меньше 10 см.
3.3 апертура, конечная апертура (aperture, aperture stop): Конечная апертура есть раскрываемый контур, в пределах которого лежит площадь, с которой измеряется излучение (см. также измерительная апертура).
3.4 видимый размер (apparent source): Реальный или виртуальный размер (источника оптического излучения), который формирует наименьшее возможное изображение на сетчатке.
3.5 опасность синего света (blue light hazard): Возможность фотохимического повреждения сетчатки, вызываемого экспозицией излучения на длинах волн главным образом между 380 и 500 нм.
3.6 когерентность (coherence): Характеристика электромагнитного поля, где в двух его точках разность фаз по времени и пространству одинакова.
3.7 длина когерентности (coherence length): Расстояние в пучке направленного распространения, при котором сохраняется постоянство разности фаз.
3.8 диодный излучатель (diode emitter): Любой полупроводниковый прибор с р-n переходом, который может продуцировать электромагнитное излучение за счет рекомбинации в полупроводнике в диапазоне длин волн от 180 нм до 1 мм.
3.9 дистанция экспозиции (exposure distance): Самое короткое расстояние от оптического источника до ближайшего места человека, которое может подвергнуться воздействию излучения.
3.10 длительность экспозиции (exposure duration): Длительность импульса или серии, или цуга импульсов, или продолжительной эмиссии, падающей на человеческое тело, которое подвергается прямому воздействию излучения.
3.11 некогерентное излучение (incoherent): Излучение считается некогерентным, если длина когерентности меньше 1 мм.
3.12 инфракрасное излучение (infrared radiation): Для практических целей любое электромагнитное излучение в длинноволновом диапазоне 780 нм - 1 мм. Инфракрасный спектр разделен по результатам производимой биологической опасности на три диапазона: ИК-А, ИК-В, ИК-С.
3.13 инфракрасное излучение А (ИК-А) (infrared A (IR-A)): Оптическое излучение, которое распространяется в спектральном интервале от 780 до 1400 нм.
3.14 инфракрасное излучение В (ИК-В) (infrared В (IR-B)): Оптическое излучение, которое распространяется в спектральном интервале от 1400 до 3000 нм.
3.15 инфракрасное излучение С (ИК-С) (infrared С (IR-C)): Оптическое излучение, которое распространяется в спектральном интервале от 3000 нм до 1 мм.
3.16 предназначенное использование (intended use): Использование продукта, процесса или услуги в соответствии с требованиями, инструкциями и информацией, представленной поставщиком.
3.17 промежуточный источник (intermediate source): В основном, источник, формирующий изображение на сетчатке, такой большой, что тепловой поток в радиальном направлении (перпендикулярно оптической оси) от центра изображения к ближайшей границе биологической ткани соизмерим с тепловым потоком в осевом направлении (параллельно оптической оси).
Удлиненный промежуточный источник - источник, формирующий на сетчатке изображение большего размера, чем размер, на который действует максимально возможная экспозиция от малого источника и от большого источника. Это удлинение необходимо потому, что некоторый глаз подвижен и может захватить большее поле излучения, которое в единицах МВЭ указано в представленных таблицах стандарта.
Примечание - В настоящем стандарте промежуточный источник в его основном значении воздействует на сетчатку в углах между 1,5 и 100 мрад, т.е. диаметр изображения на сетчатке лежит между 25 и 1700 мкм. Эти пределы относятся к времени экспозиции меньше, чем 0,7 с.
В настоящем стандарте удлиненный промежуточный источник охватывает углы между 11 и 100 мрад, т.е. диаметр изображения на сетчатке лежит между 187 и 1700 мкм. Эти пределы не превышают время экспозиции больше 10 с.
Для времени экспозиции между 0,7 и 10 с стягиваемый угол промежуточного источника зависит от времени экспозиции (таблица 3).
3.19 большой источник (large source): Источник, формирующий изображение на сетчатке, такой большой, что тепловой поток в радиальном направлении (перпендикулярно оптической оси) от центра изображения к ближайшей границе биологической ткани соизмерим с тепловым потоком в осевом направлении (параллельно оптической оси).
Примечание - В этом стандарте большой источник имеет стягиваемый угол больше, чем 100 мрад на сетчатке, т.е. диаметр его изображения на сетчатке больше 1700 мкм.
3.20 свет (light): Видимое излучение.
3.21 светоизлучающий диод (СИД) (light emitting diode (LED)): Диодный излучатель (Оптическое излучение СИД производится исключительно процессами спонтанной эмиссии).
3.23 максимальная возможная экспозиция (МВЭ) (maximum permissible exposure (MPE)): Значение экспозиции для глаза или кожи, которое при нормальных условиях не противоречит результатам появления биологических эффектов. Значение МВЭ зависит от длины волны излучения, времени экспозиции, состояния ткани и размера экспонированного места. Для видимого и ближнего инфракрасного излучения в диапазоне 380-1400 нм стягиваемый угол источника зависит от размера изображения на сетчатке.
3.24 измерительная апертура (measurement aperture): Круглая площадь используется при измерении энергетической освещенности, экспозиции излучения, энергетической яркости и суммарного времени воздействия излучения. Эта апертура определяет площадь, при которой значения этих величин усредняются по числу измерений для сравнения со значением МВЭ.
3.25 монохроматическое излучение (monochromatic radiation): Излучение, характеризуемое одной длиной волны, как излучение линии в газоразрядной лампе низкого давления. На практике - излучения очень маленького интервала длин волн, приписываемого излучению одной длины волны, если биологическое действие спектра в этом интервале не сильно отличается.
3.26 оптическое излучение (optical radiation): Электромагнитное излучение на длинах волн между 100 нм и 1 мм. Ультрафиолетовое излучение в области длин волн меньше 180 нм (называемое вакуумным УФ) полностью поглощается кислородом воздуха. В этом стандарте диапазон длин волн оптического излучения ограничен с меньшей стороны излучением с длиной волн 180 нм.
Примечание - Принимая во внимание безопасность излучения, спектральный диапазон между 380 и 1400 нм нуждается в специальном рассмотрении, так как глаз пропускает излучение в этом спектральном диапазоне на сетчатку, где оно фокусируется, энергетическая освещенность может быть увеличена в несколько раз по абсолютному значению по сравнению с освещенностью роговой оболочки глаза.
Таблица 1 - Сравнительный перечень радиометрических и фотометрических величин
|
|
|
|
|
Радиометрические величины | Символ | Радиометрические величины | ||
Наименование | Единица |
| Наименование | Единица |
Мощность излучения | Вт |  ,  | Световой поток | лм |
Энергия излучения | Дж |  | Количество света | лм·с |
Энергетическая освещенность | Вт/м | | Освещенность | лм/м =лк |
Энергетическая экспозиция | Дж/м |  | Световая экспозиция | лк·с |
Энергетическая яркость | Вт/(ср·м ) |  | Яркость | лм/(ср·м ) |
Энергетическая сила света | Вт/ср |  | Сила света | кд=лм/ср |
Интегральная по времени энергетическая яркость | Дж/(ср·м ) |  | Интегральная по времени яркость | лм·с/(ср·м ) |
3.28 длительность импульса (pulse duration): Максимальное время, требующееся для измерения двух точек пересечения импульса ветви нарастания и убывания с прямой, проведенной параллельно оси абсцисс на уровне половины максимального значения.
Рисунок 2 - Определение яркости
Примечание 1 - Это определение - упрощенная версия [МЭК 60050(845), термин 845-01-34], достаточная для целей настоящего стандарта. В случаях сомнения следует пользоваться определением [МЭК 60050(845)].
3.34 сканирующее излучение (scanned radiation): Излучение, имеющее временное изменение направления с началом возникновения или диаграммой распространения по отношению к стационарному базовому положению.
3.35 малый источник (small source): По существу источник формирует изображение на клетчатке, которое так мало, что тепло легко струится в радиальном направлении (перпендикулярно оптической оси) от центра изображения к окружающим биологическим тканям.
С удлинением источник с размером изображения на сетчатке меньше, чем размер, на котором базируется значение максимальной допустимой экспозиции. Это удлинение необходимо потому, что глаз подвижен, что учитывается в данных о МВЭ в таблицах настоящего стандарта (см. также 3.17 и 3.19).
Примечание - В настоящем стандарте малый источник в своем основном значении стягивает угол меньше, чем 1,5 мрад на сетчатке, т.е. диаметр его изображения на сетчатке меньше, чем 25 мкм. Этот размер применим для времени экспозиции 0,7 с.
Малый источник в своем удлиненном значении стягивает угол меньше, чем 11 мрад на сетчатке, т.е. диаметр его изображения на сетчатке меньше, чем 187 мкм. Этот размер применим для времени экспозиции 10 с; для времени экспозиции между 0,7 и 10 с определяется углом, зависимым от времени экспозиции (см. таблицу 3).
Термин "точечный источник" не может быть использован для малого источника, так как это приводит к путанице: "точечный источник" может быть пятном большим, чем обычно считают за "точку". В настоящем стандарте термин "малый источник" поэтому используется в подобном смысле.
Рисунок 3 - Определение телесного угла
3.40 ультрафиолетовое излучение (ultraviolet radiation): Практически любое излучение в диапазоне длин волн от 100 до 400 нм. Ультрафиолетовый спектр разделен на три спектральные области, обусловливающие разную степень фотобиологической опасности: ультрафиолет А, ультрафиолет В, ультрафиолет С. Ультрафиолетовое излучение меньше 180 нм называется вакуумным ультрафиолетовым излучением.
Примечание - Во многих стандартах длинноволновая граница ультрафиолетового спектрального диапазона фиксируется 380 нм.
3.41 ультрафиолет А (УФ-А) (ultraviolet A (UV-A)): Оптическое излучение, которое охватывает полностью спектральный диапазон от 315 до 400 нм (см. также вышеприведенные примечания).
3.42 ультрафиолет В (УФ-В) (ultraviolet В (UV-B)): Оптическое излучение, которое охватывает полностью спектральный диапазон от 280 до 315 нм.
3.43 ультрафиолет С (УФ-С) (ultraviolet С (UV-C)): Оптическое излучение, которое охватывает полностью спектральный диапазон от 100 до 280 нм (см. также вышеприведенные примечания).
Примечание - Ультрафиолетовое излучение в диапазоне ниже 180 нм (называемое вакуумным УФ) полностью поглощается кислородом воздуха. Для целей этого стандарта нижней границей диапазона длин волн УФ-С принимается 180 нм.
3.44 видимое излучение (visible radiation (light)): Любое оптическое излучение, которое может непосредственно вызвать зрительное ощущение [МЭК 60050(845), термин 845-01-03].
Примечание - В настоящем стандарте значения электромагнитного излучения, в котором длины волн монохроматических компонент лежат между 380 и 780 нм.
4 Максимальная возможная экспозиция
4.1 Общие замечания
Величина устанавливает нижние уровни вредных факторов, основанных на современных данных, полученных экспериментальным путем. Они применяются, чтобы учитывать экспозицию в течение восьмичасового периода. МВЭ должна использоваться как руководство при контроле экспозиций и не должна рассматриваться как строго определенное разделение между безопасными и опасными уровнями. Эти предельные уровни не применяются к световой чувствительности человека или частей его тела, подвергаемых экспозиции.
4.2 Апертура измерения
Примерная апертура, которая должна использоваться при всех измерениях и расчетах уровней экспозиции, определяется как диаметр круга, в пределах которого действует освещенность или экспозиция излучения. Значения этих апертур показаны в таблице 2.
Таблица 2 - Минимальные диаметры апертур, применяемых при измерении освещенности, экспозиции, яркости и интегральной по времени яркости
|
|
|
|
|
Спектральный диапазон, применяемый в МВЭ | Пункты | Длительность экспозиции, с | Диаметр апертуры измерения в случае экспонирования, мм | |
|
|
| Глаз | Кожа |
180 нм до 400 нм | 4.8.1 |  3 | 1 | 1 |
|
|  3 | 7 | 7 |
>380 до 1400 нм | 4.8.2.1, 4.8.2.2 | Любая | 7 | 3,5 |
>1400 до 3000 нм | 4.8.2.3 | 3 | 1 | 1 |
|
| 3 | 3,5 | 3,5 |
Могут использоваться большие апертуры измерения по сравнению с данными в таблице 2, если освещенность равномерна по диаметру апертуры измерения и если строго измерена чувствительность приемника в системе измерений. Однако с источниками оптического излучения нельзя достичь равномерной освещенности из-за структуры излучения (имеются более горячие точки), рекомендуется пользоваться данными таблицы и для горячих точек.
Когда применяется МВЭ для кожи, рекомендуется использовать приемники, ответ которых пропорционален косинусу угла падения излучения. Значения экспозиции для глаза при излучении в диапазоне длин волн от 380 до 1400 нм могут измеряться с диаметром апертуры 7 мм (глаз человека).
4.3 Диаметр зрачка
Рисунок 4 показывает зависимость диаметра зрачка от яркости.
Рисунок 4 - Зависимость диаметра зрачка от яркости наблюдаемого поля в соответствии с [5]
Примечание - В случаях, когда источник излучения используется при очень разных условиях освещения (например, в течение дня, ночью и т.д.), будет наиболее безопасным рассчитывать безопасность излучения при диаметре зрачка 7 мм.
4.4 Повторяющиеся импульсы, модулированное или сканирующее излучение
Поскольку критерий экспозиции установлен для многократного импульса, необходимо установить ограничения при использовании повторяющихся импульсов излучения. Наиболее целесообразно использовать источники, имитирующие непрерывное излучение. Однако, если мгновенное значение выходного излучения периодически падает ниже 10% его усредненного значения, применяются следующие методы.
соответственно
соответственно
соответственно
соответственно
Эти два уравнения эквивалентны следующим уравнениям:
соответственно
соответственно
4.5 Угол стягивания источника
Согласованное ограничение угла стягивания видимого источника используется в диапазоне длин волн от 380 до 1400 нм, где излучение может фокусироваться преломляющей частью глаза на сетчатке.
Таблица 3 - Предельные углы стягивания для глаза
|
|
Угол | Время экспозиции |
 1,45 мрад | для  0,7 с |
2 ·  мрад | для 0,7 c  10 с |
11 мрад | для  10 с |
 100 мрад =0,1 рад | |
Угол стягивания источника определяется на расстоянии, при котором производится экспозиция. Наилучшее расстояние, при котором глаз человека способен резко фокусироваться, составляет 100 мм. При меньшем расстоянии изображение источника света будет не сфокусированным и смазанным. Но расстояние меньше 100 мм применяется, поэтому в этом стандарте оно используется для расчета угла стягивания источника.
4.6 Временная база
4.7 Энергетическая яркость и энергетическая освещенность
В следующих разделах МВЭ характеризуется как энергетическая яркость (соответственно интегральная по времени энергетическая яркость), а в некоторых - как энергетическая освещенность (соответственно энергетическая экспозиция).
Эквивалентные соотношения применяются для интегральной по времени яркости и энергетической экспозиции.
4.8 Максимально возможная экспозиция для глаза
4.8.1 Ультрафиолетовый спектральный диапазон
4.8.1.1 Спектральный диапазон между 180 и 400 нм
соответственно
Время экспозиции можно также определить по таблице 4, в которой дана максимально допустимая эффективная освещенность для длительности экспозиции за день.
Таблица 4 - Максимально допустимая экспозиция УФ излучения
|
|
Длительность экспозиции за день | Максимально допустимая освещенность , В/м |
8 ч | 0,001 |
4 ч | 0,002 |
2 ч | 0,004 |
1 ч | 0,008 |
30 мин | 0,017 |
15 мин | 0,033 |
10 мин | 0,05 |
5 мин | 0,1 |
30 с | 1 |
10 с | 3 |
5 с | 6 |
1 с | 30 |
0,5 с | 60 |
0,1 с | 300 |
4.8.1.2 Спектральный диапазон между 315 и 400 нм
Максимально допустимая экспозиция полного излучения в восьмичасовой период в спектральный диапазон между 315 и 400 нм такая
4.8.2 Видимый и инфракрасный спектральные диапазоны
Следующие три опасные функции могут быть названы так: тепловая опасность клетчатки, фотохимическая светло-голубая опасность клетчатки, радиационная инфракрасная опасность для роговицы и хрусталика. Наибольшее ограничение каждого из трех воздействий вносит источник излучения.
Значения максимально допустимой экспозиции 4.8.2.1 и 4.8.2.2 усреднены для стандартного диаметра зрачка по 4.3.
4.8.2.1 Тепловая опасность клетчатки (от 380 до 1400 нм)
Для длительности экспозиции короче 10 с применяют уравнения (32) и (33).
4.8.2.2 Фотохимическая светло-голубая опасность клетчатки (от 300 до 700 нм)
4.8.2.3 Инфракрасная радиационная опасность для роговицы и хрусталика глаза (от 780 до 3000 нм)
Значения максимально допустимой экспозиции этого раздела усреднены для стандартного диаметра зрачка по 4.3, однако апертуру измерений выбирают согласно таблице 2.
4.8.3 Общее представление о максимально возможной экспозиции глаз
Таблица 5 дает общее представление о значениях максимально возможной экспозиции для глаза.
Таблица 5 - Максимально возможная экспозиция глаза
|
|
|
|
|
|
|
Свойство и весовые функции | Длина волны , нм | Длительность экспозиции , с | ||||
|
| 10  -1,8 ·10  | 1,8 ·10 -10 | 10-10  | 10 -10 | 10 -3 ·10 |
| 180 до 400 | 30 Дж/м | ||||
 | 315 до 400 | 10 Дж/м | ||||
| 300 до 700 |  , Вт/м · ср | 100  | |||
| 380 до 1400 |  |  |  | ||
| 780 до 1400 Яркость 10 кд/м |
|
|  | ||
 | 780 до 3000 |  | 100 Вт/м | |||
4.9 Максимально возможная экспозиция для кожи
4.9.1 Ультрафиолетовый спектральный диапазон (от 180 до 400 нм)
соответственно
Время экспозиции можно также определить по таблице 4.
4.9.2 Видимый и инфракрасный спектральные диапазоны
Не установлен предел для длительности экспозиции более 10 с, поэтому нормальная реакция организма будет определять предел действия излучения. Предельные значения длительностей экспозиции доминируют при тепловых воздействиях.
4.10 Фотометрические свойства
5 Измерения
5.1 Условия измерений
Измерения должны проводиться при следующих условиях:
5.1.1 Точки в пространстве, доступные человеку в условиях экспозиции, необходимо предвидеть и оценить их степень риска.
5.1.2 Приемник излучения измерительного прибора так располагают и так ориентируют, чтобы получить максимальный результат регистрации излучения и усреднить результаты по круглому водному пятну измерительной апертуры согласно таблице 2.
5.1.9 МВЭ в диапазоне длин волн от 380 до 1400 нм в приложении к коже определяется приемником, имеющим отсчеты, пропорциональные косинусу угла падающего излучения.
5.2 Методы измерений
Методы измерений, описанные далее, являются по возможности упрощенными методами. Могут использоваться любые другие эквивалентные методы. В этих измерениях должны использоваться подходящие измерительные средства с известными неопределенностями измерений.
5.2.1 Измерение (интегральной по времени) энергетической яркости
Рисунок 8 - Условия измерения для определения (интегральной по времени) яркости
5.2.2 Измерение размеров видимого источника
5.2.2.1 Открытые источники
В большинстве случаев физические размеры источников излучения известны. В этих случаях размеры видимого источника равны размерам источника.
Рисунок 9 - Определение угла стягивания источника
5.2.2.2 Комбинация источник/линза
Рисунок 10 - Определение угла стягивания источника
5.2.2.3 Источник с круговой симметрией
Приемная система используется с круглой апертурой перед ней. При измерениях диаметр приемника и апертура должны быть больше изображения источника. При измерении полной мощности эта сборка располагается в плоскости изображения источника и центрирована относительно оптической оси.
Диаметр апертуры уменьшается до тех пор, пока проходящая через апертуру мощность не станет равной 63% полной мощности. Рекомендуется повторять измерение диаметра пучка несколько раз. Диаметр апертуры этого положения определяет диаметр пучка в этом положении. Измеряется только минимальный диаметр изображения, если апертура позиционируется в плоскости резкого изображения источника. Рекомендуется повторять измерения диаметра пучка несколько раз в разных местах пространства предполагаемого положения плоского изображения.
5.2.2.4 Удлиненные источники
В случае прямоугольного и другого удлиненного источника метод определения размера пучка соответствует методу круглых источников. Однако вместо круглой апертуры используется прямоугольная апертура, если она перекрывает 63% полной проходящей мощности. Такие некруговые источники обычно имеют два предпочтительных направления, в которых стороны прямоугольника параллельны. Предпочтительное направление определяется наименее возможным пучком по ширине и ортогональному направлению. Предпочтительные направления определяются с самого начала; это может быть сделано поворотом щели в плоскости, перпендикулярной плоскости распространения пучка.
Для того, чтобы определить наименее возможную неперпендикулярность, которая определяет 63% полной мощности, рекомендуется использовать повторяющийся метод. При измерении полной мощности прямоугольная апертура в плоскости приемника должна быть достаточно большой, но не влиять на предельное значение мощности, проходящей в любом другом направлении. Приемник и прямоугольный пучок должны быть центрированы по оптической оси в направлении распространения пучка. Теперь ширина прямоугольника может быть уменьшена в одном размере до корня квадратного из 0,63, т.е. 0,79 полной мощности, проходящей через прямоугольник. Для того, чтобы проверить центрирование прямоугольной апертуры к пучку в случае источника неравномерной яркости, прямоугольник следует передвигать и поворачивать в разных направлениях. Эта процедура повторяется до тех пор, пока наименее возможная ширина будет обнаружена.
Такая же процедура должна быть повторена для второй предполагаемой стороны прямоугольника.
Обе операции повторяются до тех пор, пока результаты определения ширины и длины изображения источника (прямоугольного) не будут изменяться.
5.2.3 Определение стягиваемого угла
Стягиваемый угол определяется на расстоянии, которое предполагается использовать при установлении экспозиции от видимого источника. Это расстояние должно быть не меньше 100 мм.
Приложение А
Спектральная функция светло-голубой опасности и тепловой опасности клетчатки согласно ICNIRP
|
|
|
Длина волны, нм | Функция светло-голубой опасности | Функция тепловой опасности клетчатки |
300-380 | 0,01 | - |
380 | 0,01 | 0,1 |
385 | 0,013 | 0,13 |
390 | 0,025 | 0,25 |
395 | 0,05 | 0,5 |
400 | 0,10 | 1,0 |
405 | 0,20 | 2,0 |
410 | 0,40 | 4,0 |
415 | 0,80 | 8,0 |
420 | 0,90 | 9,0 |
425 | 0,95 | 9,5 |
430 | 0,98 | 9,8 |
435 | 1,00 | 10,0 |
440 | 1,00 | 10,0 |
445 | 0,97 | 9,7 |
450 | 0,94 | 9,4 |
455 | 0,90 | 9,0 |
460 | 0,80 | 8,0 |
465 | 0,70 | 7,0 |
470 | 0,62 | 6,2 |
475 | 0,55 | 5,5 |
480 | 0,45 | 4,5 |
485 | 0,40 | 4,0 |
490 | 0,22 | 2,2 |
495 | 0,16 | 1,6 |
500 | 0,10 | 1,0 |
500-600 | 10  * | 1 |
600-700 | 0,001 | 1 |
700-1050 | - | 10  * |
1050-1150 | - | 0,2 |
1150-1200 | - | 0,2 ·10  * |
1200-1400 | - | 0,02 |
* Длина волны , нм. | ||
Приложение В
Пределы ультрафиолетовой экспозиции и спектральных весовых функций согласно ICNIRP
|
|
|
Длина волны, нм | Максимально возможная экспозиция, Дж/м | Относительная спектральная эффективность |
180 | 2500 | 0,012 |
190 | 1600 | 0,019 |
200 | 1000 | 0,030 |
205 | 590 | 0,051 |
210 | 400 | 0,075 |
215 | 320 | 0,095 |
220 | 250 | 0,120 |
225 | 200 | 0,150 |
230 | 160 | 0,190 |
235 | 130 | 0,240 |
240 | 100 | 0,300 |
245 | 83 | 0,360 |
250 | 70 | 0,430 |
254 | 60 | 0,500 |
255 | 58 | 0,520 |
260 | 46 | 0,650 |
265 | 37 | 0,810 |
270 | 30 | 1,000 |
275 | 31 | 0,960 |
280 | 34 | 0,880 |
285 | 39 | 0,770 |
290 | 47 | 0,640 |
295 | 56 | 0,540 |
297 | 65 | 0,460 |
300 | 100 | 0,300 |
303 | 250 | 0,120 |
305 | 500 | 0,060 |
308 | 1200 | 0,026 |
310 | 2000 | 0,015 |
313 | 5000 | 0,0060 |
315 | 10000 | 0,0030 |
316 | 13000 | 0,0024 |
317 | 15000 | 0,0020 |
318 | 19000 | 0,0016 |
319 | 25000 | 0,0012 |
320 | 29000 | 0,0010 |
322 | 45000 | 0,00067 |
323 | 56000 | 0,00054 |
325 | 60000 | 0,00050 |
328 | 68000 | 0,00044 |
330 | 73000 | 0,00041 |
333 | 81000 | 0,00037 |
335 | 88000 | 0,00028 |
340 | 110000 | 0,00028 |
345 | 130000 | 0,00024 |
350 | 150000 | 0,00020 |
355 | 190000 | 0,00016 |
360 | 230000 | 0,00013 |
365 | 270000 | 0,00011 |
370 | 320000 | 0,000093 |
375 | 390000 | 0,000077 |
380 | 470000 | 0,000064 |
385 | 570000 | 0,000053 |
390 | 680000 | 0,000044 |
395 | 830000 | 0,000036 |
400 | 1000000 | 0,000030 |
Приложение С
Относительная спектральная световая эффективность согласно МЭК
|
|
Длина волны, нм | Относительная спектральная световая эффективность фотопического зрения |
380 | 0,0000 |
390 | 0,0001 |
400 | 0,0004 |
410 | 0,0012 |
420 | 0,0040 |
430 | 0,0116 |
440 | 0,023 |
450 | 0,038 |
460 | 0,060 |
470 | 0,091 |
480 | 0,139 |
490 | 0,208 |
500 | 0,323 |
510 | 0,503 |
520 | 0,710 |
530 | 0,862 |
540 | 0,954 |
550 | 0,995 |
555 | 1,0002 |
560 | 0,995 |
570 | 0,952 |
580 | 0,870 |
590 | 0,757 |
600 | 0,631 |
610 | 0,503 |
620 | 0,381 |
630 | 0,265 |
640 | 0,175 |
650 | 0,107 |
660 | 0,061 |
670 | 0,032 |
680 | 0,017 |
690 | 0,0082 |
700 | 0,0041 |
710 | 0,0021 |
720 | 0,00105 |
730 | 0,00052 |
740 | 0,00025 |
750 | 0,00012 |
760 | 0,00006 |
770 | 0,00003 |
780 | 0,000015 |
Приложение D
Спектр действия
Директива по безопасным режимам имеет некоторый запас по безопасности, чтобы защитить всех, в том числе индивидуумов с повышенной чувствительностью. Точное значение этого запаса не может быть дано, но для персон со светлой пигментацией оно варьируется примерно от 3 до 20 единиц спектральной плотности излучения.
D.1 Эритема (кожи)
Порог чувствительности для эритемы (например, покраснение кожи от солнечного ожога) зависит от анатомического строения, длины волны и времени между экспозицией и реакцией. Кроме того, различия в значении меры чувствительности должны устанавливаться по отличительным признакам в клинических условиях, при которых минимальная эритема определяется с помощью радиометрической измерительной техники. Эритема есть нормальная фотохимическая реакция кожи на чрезмерное воздействие излучения в УФ-С и УФ-В диапазонах. УФ-А, добавленная к УФ-В, может значительно увеличить эритемную реакцию. Этот синергический эффект двух спектральных диапазонов известен как фотоаугментация.
Таблица D.1 - Относительный спектр действия для формирования эритемы
|
|
|
Диапазон длин волн, нм | Относительный спектр действия для чувствительной кожи | Относительный спектр действия для среднечувствительной кожи |
250-290 | 1 | |
298-328 | 10  * | |
328-380 | 10  * | 10  * |
* Длина волны , нм. | ||
Значение максимальной допустимой экспозиции в настоящем стандарте основано на значениях для чувствительности кожи.
D.2 Пигментация (кожи)
Ультрафиолетовое излучение обычно вызывает пигментацию кожи (дубление). Пигментация восстанавливает чувствительность кожи к УФ-излучению поглощением радиации пигментом кожи.
Таблица D.2 - Относительный спектр действия для пигментации
|
|
|
Диапазон длин волн, нм | Относительный спектр действия для чувствительной кожи | Относительный спектр действия для среднечувствительной кожи |
250-290 | 1 | |
298-328 | 10 * | |
328-380 | 10  * | 10  * |
* Длина волны , нм. | ||
D.3 Преждевременное старение кожи и рак кожи
Чрезмерные повторные экспозиции ультрафиолетового излучения от солнца или от ультрафиолетовых облучателей могут привести к преждевременному старению кожи скорее всего потому, что увеличивается риск развития кожных опухолей. Относительная эффективность различных длин волн, вызывающая преждевременное старение кожи и кожные опухоли, в настоящее время детально не известна. Однако изучение на животных указывает на то, что спектр действия для немеланомного типа кожи может способствовать доброкачественным опухолям за счет спектра действия эритемы. Экспериментальные изучения кожи мышей указывают на то, что УФ-В, как и УФ-А, комплектуют онкогенное вещество, имеющее отношение к сквамозному раку кожи с высочайшей эффективностью в УФ-В диапазоне. Различные эксперименты последних лет показывают, что ожоги солнца, особенно в детстве, но также в состоянии зрелости, провоцируют риск злокачественной меланомы кожи. Злокачественная меланома наиболее летальная форма рака кожи. Точная количественная доза воздействия для разных форм рака кожи до сих пор не установлена. Имеют место индивидуальные особенности человека. Определенные фенотипы с низкосортной кожей, обладающие слабой способностью проявлять пигментацию и так далее, более предрасположены для развития рака кожи.
D.4 Фотокератоконъюнктивит (глаз)
Актиничное УФ-излучение (УФ-В и УФ-С) сильно поглощается роговой оболочкой глаза и конъюнктивой (слизистая оболочка глаза). Передозировка этих тканей является причиной фотокератоконъюнктивита, как правило, от вспышки дуги сварочного агрегата, дуговых ламп и т.д. Конъюнктивиты имеют тенденцию развиваться медленно и сопровождаются эритемой кожи лица, окружающей веки. Некоторые люди имеют ощущение постороннего тела или песка в глазах, что может квалифицироваться как фотофобия (светобоязнь), слезотечение и тонический блефароспазм различной степени тяжести. Острые симптомы продолжаются от 6 до 74 часов, и дискомфорт исчезает обычно в течение 48 часов. Установленные требования по предельной экспозиции на длинах волн между 180 и 305 нм примерно от 1,3 до 4,6 раз меньше, чем порог минимального изменения [9].
D.5 Катаракта (глаз)
D.6 Ретинальное фотохимическое повреждение (глаз)
При экспозиции голубого света, главным образом в диапазоне длин волн меньше 500 нм, известны случаи фотохимического повреждения сетчатки. Этот эффект описывается функцией светло-голубой опасности (см. приложение А).
Библиография
|
|
[1] | ACGIH (American Conference of Governmental Industrial Hygienist), 1997 TLVs and BEIs; Threshold limit values for chemical substances and physical agents; Biological Exposure Indices, Cincinnati, ACGIH, 1997 |
[2] |  A.S. e. a. IRPA (International Radiation Protection Association) Guidelines on protection against non-ionising radiation//Pergamon Press - New York, 1991 |
[3] | INCIRP (International Comission on Non-Ionising Radiation Protection): Guidelines of limits of exposure to broad-band incoherent optical radiation (0,38 to 3  m)//Health Physics 73 (1997) - 539-554 |
[4] | IRPA/INIRC (International Non-Ionising Radiation Committee): Guidelines on limits of exposure to ultraviolet radiation of wavelengths between 180 nm and 400 nm (Incoherent optical radiation)//Health Physics - Vol. 49 (1985), 331-340 and 56 (1989) - 971-972 |
[5] | Reeves P., JOSA 4, 35-43 (1920) |
[6] | Everet M.A., Olson R.L, Sayer R.M. Ultraviolet erythema//Arch. Dermatol. 92 (1965) - 713-729 |
[7] | Freeman R.G., Owens D.W., Knox J.M., Hudson H.T. Relative energy requirements for an erythemal response of the skin to monochromatic wavelengths for ultraviolet present in the solar spectrum//J. Invest. Dermatol. 47 (1966) - 586-592 |
[8] | Parrish J.A., Jaenicke K.F., Anderson R.R. Erythema and melanogenesis action spectra of normal human skin//Photochem. Photobiol. 36 (1982) - 187-191 |
[9] | Pitts D.G., Tredici T.J. The effects ultraviolet on the eye//Am. Ind. Hyg. Ass. J. 32 (1971) - 235-246 |
[10] | Pitts D.G.,Cullen A.P., Hacker P.D. Ocular ultraviolet effects from 295 nm to 400 nm in the rabbit eye//Nat. Inst. Occ. Safety and Health, Cincinnati, OH contract CDC-99-74-12, DHEW (NIOSH) Publ. - No. 77-175 |