Исследование возможности упрочнения стекла лазерным излучением, страница 18

Далее следует промаркировать образцы на обоих торцах стеклографом или применить специальные бирки.

Измерения толщины образца, используемые для расчета, следует производить в углах образца с погрешностью не более 0,01 мм. За окончательную величину толщины образца принимается среднее значение не менее трех измерений.

Протираем образцы бязью, смоченной в спирте.

Образец оборачиваем в ленту полиэтиленовую с липким слоем так, чтобы плоскости были закрыты одним слоем.

Далее производим нагружение до разрушения образца и зафиксировать разрушающую нагрузку.

После проведения испытания образца убрать его остатки и очистить опоры от стеклянной пыли щеткой.

4.1 Анализ опасных и вредных факторов при проведении исследований

Анализ опасных, вредных факторов и возможных чрезвычайных ситуаций приведён  в соответствии с СН 5804-91 [9].

Основой лазерной установки для раскалывания хрупких материалов сканирующим пучком служит СО2 лазер, длина волны которого равна 10,6мк, мощностью 50Вт. Режим работы непрерывный.

Лазеры подразделяются на четыре класса по степени опасности генерируемого излучения. Определение класса лазера основано на учете его выходной энергии (мощности) и предельно допустимых уровней при однократном воздействии генерируемого излучения.

CO2 лазер работает на длине волне 10,6мкм – это дальний инфракрасный диапазон спектра, вычисляем безразмерный параметр Uk по следующий формуле 4.1:

Uk =   P        0 3,14r2Hk*K1 ,

(4.1)

где, r - радиус пучка излучения, r = 0,6см;

P – энергия, генерируемого импульса за время однократного воздействия Дж, P=25Дж;

Hk – предельно допустимый уровень (ПДУ) энергетической экспозиции кожи Дж/см², нормативная величина Hk = 0.02 Дж/см²;

K1 – коэффициент, зависящий от частоты повторения импульсов и длительности серии импульсов, K1 = 1.

Uk =	25	= 1105,8
	3,14(0,6)2*0.02

Получившийся результат входит в область IV класса опасности лазеров согласно санитарным нормам[9], данный CO2 лазер с выходной мощностью 25Вт, относящийся к  IV классу опасности.

К лазерам IV класса относятся такие лазеры, у которых диффузно отраженное излучение на расстоянии 10см от отражающей поверхности является опасным для кожи.

В соответствии с СН 5804-91 [9] происходит контроль уровней опасных и вредных производственных факторов, сопутствующих работе лазерных изделий.

Следующие опасные и вредные факторы лазеров VI класса опасности могут воздействовать на обслуживающий персонал:

- лазерное излучение отраженное и рассеянное;

- сопутствующие ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное излучения от источников накачки, плазменного факела и материалов мишени;

- высокое напряжение в цепях управления и источниках электропитания;

- электромагнитное излучение промышленной частоты и радиочастотного диапазона;

- рентгеновское излучение от газоразрядных трубок и других элементов, работающих при анодном напряжении более 5кВ;

- шум;

- вибрация;

- токсические газы и пары от лазерных систем с прокачкой, хладагентов и др.;

- продукты взаимодействия лазерного излучения с обрабатываемыми материалами;

- повышенная температура поверхностей лазерного изделия;

- опасность взрыва в системах накачки лазеров.

Характер лазерно-опасной зоны, создаваемой прямым лазерным излучением с равномерным распределением интенсивности, представлен на рисунке 4.1.

1– источник излучения, 2– глаз оператора

Рисунок 4.1 - Схема лазерно-опасной зоны, создаваемая прямым излучением

Задаваясь различными значениями величины l, подсчитываем значения Н. Расстояние, при котором выполняется условие Н = Н_пду, соответствует длине ЛОЗ l_лаз и определяется по формуле (4.2):

1                    4Wbo Го2 lлаз = ¾¾× (         ¾¾¾¾¾-dл);                                              2gπ×НПДУ

(4.2)