Tôi muốn xây dựng một hệ thống thẻ laser DIY. Trang web milestag đề xuất Vishay Tsal-6100 là IR-LED. Đây là một bảng dữ liệu: http://www.mouser.com/ds/2/427/tsal6100-279822.pdf
Vì tôi muốn tập trung ánh sáng (có thể phân kỳ một hoặc hai độ sau ống kính), tôi bắt đầu nghĩ về những nguy hiểm tiềm tàng đối với mắt. Đọc về chủ đề này cho thấy rằng ánh sáng hồng ngoại có thể rất có vấn đề. Mắt không nhìn thấy các bước sóng IR và không thể phản ứng với phơi sáng quá mức. Do đó, điều tối quan trọng là phải nằm trong giới hạn của các tiêu chuẩn an toàn.
Chẳng hạn như IEC 62471 dường như là tiêu chuẩn áp dụng. Trên thực tế, Vishay đã công khai một tài liệu với dữ liệu về đèn LED của họ được tham chiếu theo định mức này: http://www.vishay.com/docs/81935/eyesafe.pdf
Tsal6100 được mô tả là 400mW / sr trong trường hợp xấu nhất. Điều này có nghĩa là đèn LED "được miễn" = ít nguy hiểm hơn loại 1.
Nhưng điều đó có nghĩa gì ? Thông số kỹ thuật cho biết 230mW / sr vì vậy có vẻ như chúng đã bao gồm một số loại lề an toàn. Tôi không thể tìm thấy khoảng cách mà cường độ này đạt được. Nếu thông số kỹ thuật ghi 230mW / sr ở khoảng cách 1m và trường hợp xấu nhất theo định mức là 50 cm thì một chùm tia hội tụ (đường kính 10cm ^ 2, một vài góc phân kỳ) có thể có cường độ cao hơn nhiều.
Câu hỏi của tôi: Làm thế nào để tôi tính toán cường độ của chùm tia của tôi? Làm thế nào để tôi biết nếu đèn LED an toàn để sử dụng?
Cập nhật:
Tôi đọc lên đơn vị mW / sr và tìm thấy định nghĩa này:
- phi như cường độ
- omega như góc
Góc nửa trước khi lấy nét đèn LED là 10 độ, sau ống kính tôi hy vọng sẽ có được thứ gì đó như 1 độ. Vì vậy, hệ số khoảng 10. Tôi đã áp dụng một số phép toán:
Nếu tôi hiểu điều này một cách chính xác, một chùm ánh sáng tập trung mạnh gấp 10 lần, như một tia sáng không tập trung. Thê nay đung không ?
Một vấn đề mới là: Làm thế nào để tôi có được khu vực nguồn? Nên là bề mặt của thấu kính.
Tôi đã cố gắng nhập các giá trị trong máy tính này: http://www.intersil.com/en/products/optoelectronics/ambient-light-sensors/eye-squil.html
(cảm ơn rất nhiều vì Dave đã liên kết tuyệt vời)
nhưng có nhiều lĩnh vực mà tôi không biết cách điền vào. Một đèn LED với 2300mW luôn gây chết người và điều đó có vẻ không đúng.
Để kiểm tra độ tỉnh táo, tôi đã cố gắng chỉ sao chép các giá trị từ bảng thông số vào máy tính. Hóa ra đèn LED nguy hiểm, thậm chí không tập trung. Bây giờ tôi chắc chắn rằng tôi đã phạm một số sai lầm, vì Vishay nói rằng sản phẩm này đã được "miễn trừ".
- Loại đèn LED cho thiết lập của tôi là gì? Tôi đã chọn "Lensed"
- Nếu tôi chọn ống kính, chính xác "khu vực nguồn mở rộng" là gì? Bề mặt của thấu kính?
Bạn có thể giúp tôi và cố gắng tự nhập các giá trị không? Máy tính là một bảng tính Excel. Tôi đã sao chép nó vào dropbox của mình, vì vậy bạn chỉ có thể sử dụng Microsoft Excel trực tuyến. Đây là một liên kết: https://www.dropbox.com/s/r28n3p6bdf5m7hs/exposeure-calculator.xlsx?dl=0
Một lần nữa, liên kết đến bảng thông số là: http://www.mouser.com/ds/2/427/tsal6100-279822.pdf
Cập nhật lớn:
Để chính xác hơn về các vấn đề của tôi với máy tính: Để có được các giới hạn thú vị như giới hạn phơi nhiễm và hệ số an toàn, cần phải chọn "loại thiết bị gần nhau". Đối với trường này, bạn có thể chọn giữa "cảm biến tiệm cận tiêu chuẩn" hoặc "cảm biến tiệm cận tầm xa".
Nếu không có lựa chọn nào được thực hiện, các trường cho các yếu tố an toàn vẫn trống.
Có lẽ chúng ta có thể giải quyết vấn đề mà không cần máy tính này?
Tôi nghĩ về đơn vị này mW / sr. Rõ ràng nó không phụ thuộc vào khoảng cách. Vì vậy, để có được hiệu ứng trên mắt, có lẽ cần phải xác định phần nhỏ của khu vực thực sự "đập" vào mắt. Ở khoảng cách 10m so với đèn LED IR, nửa góc 10 ° đã tạo ra một vòng tròn có bán kính 1,73m và diện tích 9,4m ^ 2. Mắt (không phải đồng tử, tôi không hoàn toàn chắc chắn những gì có thể gây hại) có thể có diện tích 3cm ^ 2. Đó là một tỷ lệ rất thấp, chắc chắn vô hại.
Vì vậy, tôi có thể giả định rằng ống kính tạo ra một chùm ánh sáng song song hoàn hảo và sau đó tạo ra phân số giữa diện tích bề mặt ống kính và diện tích bề mặt mắt.
Điều này làm cho câu hỏi của tôi đơn giản hơn: sức mạnh nào là vô hại cho mắt. Giả sử một vùng cố định cho mắt, bạn có thể tính đường kính thấu kính làm cho đèn LED vô hại không? Cách tiếp cận này có ổn không?
Tôi đã kiểm tra tài liệu an toàn của Vishay:
Trong trường hợp IR - Emitters, giới hạn thống trị là rủi ro giác mạc / ống kính trong phạm vi bước sóng từ 780nm đến 3000 nm. Điều này giới hạn sự chiếu xạ ở E_e = 100 W / m ^ 2, được biểu thị bằng cường độ giá trị của I_e = 4 W / sr với điều kiện đo của tiêu chuẩn đó với khoảng cách 0,2 m
Điều này chỉ định: Khoảng cách xem 0,2m và giới hạn 4 W / sr. Theo suy nghĩ của tôi ở trên, có lẽ họ đã tính toán hình nón ở khoảng cách này và sau đó xác định tỷ lệ phần trăm diện tích bề mặt của mắt. Sau đó, bạn có thể nhận được một giá trị cụ thể cho I_e = 4 W / sr.
Điều đó có nghĩa là tôi có thể nhận được các giá trị cho các khoảng cách khác. Công suất trên mỗi khu vực tối đa là 4W / sr cho khoảng cách 0,2m. Với 0,1m, diện tích hình nón bằng 1/4 diện tích đó, vì vậy tôi sẽ nhận được tối đa 1W / sr cho I_e - Suy nghĩ: Hình nón bằng 1/4 diện tích đó -> tỷ lệ bề mặt mắt cao gấp 4 lần - > Công suất trên mỗi khu vực phải bằng 1/4 giá trị tham chiếu. Và ở 0,05m, chỉ được phép 250 mw / sr.
Đối với TSAL-6100, tài liệu nói: "cường độ tối đa ở mức tối đa tuyệt đối" 400mW / sr.
Do đó tôi tin rằng tôi có thể sử dụng đèn LED với f> 0,063m. Tính toán đằng sau: Công suất tối đa trên mỗi khu vực của TSAL là 400mW / sr. Con số này thấp hơn 10 lần so với công suất tham chiếu trên mỗi khu vực. Diện tích đáy hình nón giảm bậc hai với chiều cao hình nón. Do đó tôi có thể giảm khoảng cách bằng sqrt (10). Điều này dẫn đến khoảng cách xem là 6,3cm.
Tôi tin rằng 6,3cm là giới hạn an toàn khi nhìn trực tiếp vào TSAL-6100. Bạn có thể kiểm tra tính toán của tôi
Nếu tôi lắp ống kính vào chính xác vị trí này với tiêu cự chính xác 6,3xxx cm, thì từ bất kỳ khoảng cách nào, nó sẽ giống như tôi nhìn vào đèn LED từ khoảng cách 6,3cm. Đó là biên an toàn chính xác.
Một cái gì đó vẫn còn lỗi với tôi: Đèn LED khác nhau có một nửa góc khác nhau. Tại sao họ có thể chỉ định một I_e cụ thể cho tất cả các đèn LED IR của họ? Hình nón của TSAL-6200 (nửa góc 20 °) lớn hơn nhiều so với TSAL-6100. Do đó, phần ánh sáng đi vào mắt phải nhỏ hơn. Do đó I_e nên lớn hơn.
Có lẽ toàn bộ cách tiếp cận của tôi bị phá vỡ?