激光雷達(dá)安全檢測

激光雷達(dá)檢測項(xiàng)目中，除了激光雷達(dá)性能檢測，激光雷達(dá)安全檢測也是重要的檢測內(nèi)容。

因?yàn)榧す饫走_(dá)性能檢測屬于自愿性檢測，而激光雷達(dá)安全檢測則屬于強(qiáng)制性檢測。

相比于激光雷達(dá)性能檢測，激光雷達(dá)的安全檢測，主要聚焦在激光雷達(dá)的人眼安全等級上面，無論是車規(guī)級激光雷達(dá)還是機(jī)載激光雷達(dá)或者是測風(fēng)激光雷達(dá)，安全檢測都是最基礎(chǔ)的檢測。

激光雷達(dá)安全檢測項(xiàng)目介紹

激光雷達(dá)安全檢測的意義

激光對人眼具有潛在危害是共有常識，同時(shí)激光安全在世界范圍內(nèi)都是強(qiáng)制性要求。

激光雷達(dá)作為 905nm 或 1550nm 的不可見激光，由于人眼不可見，在照射時(shí)不會(huì)被人所察覺，需滿足一類激光安全等級要求。

激光安全等級是激光設(shè)備在應(yīng)用過程中最重要的前提。激光安全等級的準(zhǔn)確分類，對于激光產(chǎn)品在應(yīng)用過程中的防護(hù)、應(yīng)用場景的選擇、應(yīng)用人員的限制具有及其重要的意義。

同時(shí)激光安全的人眼安全意義高于激光性能，在保證激光的安全前提下，才能進(jìn)一步討論激光的性能保證。

表征激光安全的等級一般分為四個(gè)等級，一類對于人體是安全的，分類越高越危險(xiǎn)。同時(shí)激光分類的測量，不僅需要測量激光波長、能量、時(shí)間特性、發(fā)散度等重要參數(shù)，同時(shí)也需要考慮激光的人眼成像的實(shí)際應(yīng)用。在光學(xué)測量領(lǐng)域中，激光安全等級是最復(fù)雜也最考驗(yàn)技術(shù)能力的測試項(xiàng)目之一。

激光雷達(dá)安全檢測標(biāo)準(zhǔn)

激光雷達(dá)安全檢測標(biāo)準(zhǔn)，主要有三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：IEC 60825-1、GB 7241.1、FDA 21CFR 1040.10。

IEC60825-1標(biāo)準(zhǔn)是激光雷達(dá)安全檢測的國際標(biāo)準(zhǔn)；GB 7247.1標(biāo)準(zhǔn)是激光雷達(dá)安全檢測的國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)；FDA 21 CFR 1040.10是激光雷達(dá)安全檢測的美國FDA標(biāo)準(zhǔn)。

三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)適用于不同的國家和地區(qū)，在進(jìn)行激光雷達(dá)安全檢測的時(shí)候，我們可以根據(jù)自身的需求選擇合適的激光雷達(dá)安全檢測標(biāo)準(zhǔn)。

激光雷達(dá)安全檢測等級劃分

激光雷達(dá)安全等級檢測中，我們會(huì)將激光雷達(dá)按照不同等級進(jìn)行劃分，那么激光雷達(dá)安全等級具體有多少個(gè)等級呢？激光雷達(dá)安全檢測中的等級劃分依據(jù)又是什么呢？

激光雷達(dá)安全等級劃分，根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)劃分內(nèi)容也不一樣。

IEC60825-1和GB 7247.1標(biāo)準(zhǔn)采用了相同的等級劃分規(guī)則：

1類激光

風(fēng)險(xiǎn)較低,并且在合理可預(yù)見的使用下是安全的;,包括使用光學(xué)儀器進(jìn)行光束內(nèi)觀察。

1M類激光

波長在302.5nm到4000nm之間,除非與光學(xué)輔助設(shè)備(例如雙筒望遠(yuǎn)鏡)一起使用,否則是安全的。

2類激光

波長在400nm到700nm之間,不允許可接觸輻射超過2類AEL輻射水平的激光。該波長范圍之外的任何發(fā)射都必須低于1類AEL。

2M類激光

波長在400nm到700nm之間,用光學(xué)儀器觀察時(shí)具有潛在危險(xiǎn)。該波長范圍之外的任何輻射都必須低于1M類AEL。

3R類激光

波長范圍在302.5nm和106nm之間,具有潛在危險(xiǎn),但風(fēng)險(xiǎn)低于3B類的激光。對于400nm和700nm之間的波長,可達(dá) 輻射限值在2類AEL的5倍以內(nèi),對于該區(qū)域以外的波長,在1類AEL的5倍以內(nèi)。

3B類激光

直接觀察光束條件下通常是危險(xiǎn)的,但在觀察漫反射時(shí)通常是安全的。

4類激光

在光束內(nèi)和漫反射觀察條件下都是危險(xiǎn)的。可能導(dǎo)致皮膚受傷,并且是潛在的火災(zāi)隱患。

FDA 21 CFR 1040.10標(biāo)準(zhǔn)采用了另一種等級劃分規(guī)則：

I類激光產(chǎn)品

指激光產(chǎn)品在操作過程中,任何時(shí)候人類接觸激光輻射水平不超過21CFRSubchapterJPart1040.10表I中規(guī)定發(fā)射限制。I類級別的激光輻射不被認(rèn)為是危險(xiǎn)的。

II類激光產(chǎn)品

指激光產(chǎn)品在操作過程中,任何時(shí)候人類接觸的可見激光輻射水平超過了21CFRSubchapterJPart1040.10表II-A 中包含輻射限制,但未超過21 CFR Subchapter J Part 1040.10的表II中包含的激光輻射水平。II級激光輻射被認(rèn)為是一種具有慢性觀看危害激光。

IIIa類激光產(chǎn)品

指激光產(chǎn)品在操作過程中,任何時(shí)候人類接觸的可見激光輻射水平超過了21 CFR Subchapter JPart 1040.10表II中包含的輻射 限制,但未超過21 CFR Subchapter J Part 1040.10表III-A中的輻射發(fā)射限制。根據(jù)輻照度,IIIa光激光輻射被認(rèn)為是急性光束內(nèi)觀察危險(xiǎn)或慢性觀察危險(xiǎn),如果直接用光學(xué)儀器觀察,則認(rèn)為是急性觀察危險(xiǎn)。

IIIb類激光產(chǎn)品

指激光產(chǎn)品在操作過程中,任何時(shí)候人類接觸的可見激光輻射水平超過了21CFR SubchapterJPart1040.10表III-A中包含的輻 射限制,但未超過21 CFR Subchapter J Part 1040.10表III-B中的輻射發(fā)射限制。IIIb級激光輻射被認(rèn)為是直接輻射對皮膚和眼睛的急性危害。IIIb類激光產(chǎn)品可能具有可拆卸面板,當(dāng)這些面板移位時(shí),可接觸激光等級可能處于II類到IV類的激光輻射水平。

IV類激光產(chǎn)品指激光產(chǎn)品在操作過程中,任何時(shí)候人類接觸的可見激光輻射水平超過了21CFRSubchapter JPart 1040.10表II-B 中包含的輻射限制。

IV級激光輻射被認(rèn)為是直接輻射和伴隨輻射對皮膚和眼睛的急性危害。IV類激光產(chǎn)品可能具有可拆卸面板,當(dāng)這些面板移位時(shí),可接觸激光等級可能處于類到IV類的激光輻射水平。

激光雷達(dá)安全檢測內(nèi)容

1、激光雷達(dá)性能參數(shù)檢測

激光雷達(dá)人眼安全檢測項(xiàng)目中，我們也會(huì)檢測激光雷達(dá)的性能參數(shù)，比如激光雷達(dá)的波長、我們一般選擇測量激光雷達(dá)的中心波長；除了激光雷達(dá)的波長，我們還會(huì)檢測激光雷達(dá)的對向角，對于非圓形的輻射分布，應(yīng)測量兩個(gè)正交方向上的對向角的平均值；

對于矩形輻射分布，應(yīng)取長和寬所對應(yīng)的兩個(gè)對向角；

對于橢圓形輻射分布，應(yīng)取長軸和短軸對應(yīng)的兩個(gè)對向角。

即使是規(guī)則的脈沖串，對向角在時(shí)間上和空間上有可能發(fā)生變化：例如,光束橫截面部

分出現(xiàn)在接受角內(nèi)，部分出現(xiàn)在接受角外；或估持續(xù)時(shí)間 T 結(jié)束時(shí)刻接收到部分脈沖寬度。

對于復(fù)雜的不規(guī)則的脈沖輻射分布，如不規(guī)則脈沖串，則應(yīng)測量單個(gè)脈沖在整個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)內(nèi)

的對向角變化。

此外，對于非均勻的、非圓形的或多個(gè)表觀光源而言，為了確保考慮到每個(gè)可能的對向

角所對應(yīng)的 AE 和 AEL，應(yīng)按表觀光源的組合或部分區(qū)域，改變接受角 γth，以確定對應(yīng)的組 合或部分的 AE 和相應(yīng)的 AEL，并找到最嚴(yán)苛對向角，即 AE/AEL 比值最大。

針對脈沖型激光雷達(dá)，我們還需要測試脈沖時(shí)域特性，比如脈沖持續(xù)時(shí)間、脈沖重復(fù)頻率、脈沖串中的脈沖數(shù)。

2、激光雷達(dá)輻射測量

除了測量激光雷達(dá)的性能參數(shù)，我們還需要測量激光雷達(dá)的輻射量，其中包括了人眼危害的輻射值、皮膚危害的平均輻照度和輻照量值，以及其他輻射參量的測量，比如時(shí)間基準(zhǔn)、輻射測量參考點(diǎn)、輻射測量孔徑和測量距離，對向角極限和極限接受角，最后就是輻射安全要求測量，比如人眼危害輻射、皮膚危害輻射。

由此可見，激光雷達(dá)安全檢測是一項(xiàng)復(fù)雜的綜合性的檢測，激光雷達(dá)安全檢測比激光雷達(dá)性能檢測更加復(fù)雜，需要測量的內(nèi)容和考量的因素也更多。

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